落實(shí)“雙碳”目標(biāo),碳資源的綜合利用成為重中之重。
Ⅰ.甲醇不僅是重要的化工原料,還是性能優(yōu)良的車用燃料。CO2和H2在Cu/ZnO催化作用下可以合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0,此反應(yīng)分兩步進(jìn)行:
反應(yīng)i:Cu/ZnO(s)+H2(g)═Cu/Zn(s)+H2O(g) ΔH>0
反應(yīng)ii:Cu/Zn(s)+2H2(g)+CO2(g)=Cu/ZnO(s)+CH3OH(g)Cu/Zn(s)+2H2(g)+CO2(g)=Cu/ZnO(s)+CH3OH(g) ΔH<0。
(1)反應(yīng)ii的化學(xué)反應(yīng)方程式為 Cu/Zn(s)+2H2(g)+CO2(g)=Cu/ZnO(s)+CH3OH(g)Cu/Zn(s)+2H2(g)+CO2(g)=Cu/ZnO(s)+CH3OH(g)。
(2)在絕熱恒容的密閉容器中,將CO2和H2按物質(zhì)的量之比1:3投料發(fā)生該反應(yīng),下列不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡的是 ACAC(填字母標(biāo)號)。
A.CO2和H2的轉(zhuǎn)化率相等
B.體系的溫度保持不變
C.單位時(shí)間體系內(nèi)減少3molH2的同時(shí)有1molH2O增加
D.合成CH3OH的反應(yīng)限度達(dá)到最大
(3)研究表明,用可控Cu/Cu2O界面材料也可催化CO2還原合成甲醇。將6.0molCO2和8.0molH2充入體積為3L的恒溫密閉容器中發(fā)生此反應(yīng)。測得起始壓強(qiáng)為35MPa,H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖中實(shí)線所示。
①圖1中與實(shí)線相比,虛線改變的條件可能是 升高溫度升高溫度。
②該反應(yīng)在0~4min內(nèi)(實(shí)線)H2O的平均反應(yīng)速率為 0.16mol?L-1?min-10.16mol?L-1?min-1(保留2位有效數(shù)字)。
③該條件下(實(shí)線)的Kp為 0.020.02MPa-2。
④Cu2O的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示。白球代表的是 O2-O2-(填“Cu+”或“O2-”);a,b的坐標(biāo)參數(shù)依次為(0,0,0)、(12,12,12),則d的坐標(biāo)參數(shù)為 (34,34,14)(34,34,14)。
Ⅱ.在催化劑作用下,用CO脫除NO的反應(yīng)為:2CO(g)+2NO(g)?2CO2(g)+N2(g)。
(4)已知Archenius經(jīng)驗(yàn)公式為Rlnk=-Ea/T+C(Ea為活化能,k為速率常數(shù),R和C為常數(shù)),為探究m,n兩種催化劑的催化效率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究,獲得如圖3曲線。從圖中信息獲知催化劑的催化效率m <<n(填“>”“=”或“<”),其理由是 線n較m平緩,Ea小,反應(yīng)速率快,催化效率高的是n線n較m平緩,Ea小,反應(yīng)速率快,催化效率高的是n。
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【答案】Cu/Zn(s)+2H2(g)+CO2(g)=Cu/ZnO(s)+CH3OH(g);Cu/Zn(s)+2H2(g)+CO2(g)=Cu/ZnO(s)+CH3OH(g);AC;升高溫度;0.16mol?L-1?min-1;0.02;O2-;(,,);<;線n較m平緩,Ea小,反應(yīng)速率快,催化效率高的是n
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【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:16引用:1難度:0.7
相似題
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1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
(1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
(2)T1℃時(shí),向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時(shí),測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時(shí),向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強(qiáng)
D.加入合適的催化劑
(4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6 -
3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時(shí)A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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