研發(fā)CO2資源化利用技術(shù)，降低空氣中CO2含量成為世界各國研究熱點。
Ⅰ.CO2和H2催化合成CH4
主要發(fā)生反應(yīng)為CO2+4H2=CH4+2H2O。一定溫度和壓強下，將一定比例CO2和H2分別通過裝有兩種不同催化劑的反應(yīng)器，反應(yīng)相同時間，測得CO2轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖所示。
（1）高于320℃后，用Ni作催化劑，CO2轉(zhuǎn)化率明顯上升，其原因是 CO2和H2催化合成甲烷化反應(yīng)速率慢，320℃后，升高溫度，反應(yīng)速率加快，反應(yīng)相同時間時CO2的轉(zhuǎn)化率增加CO2和H2催化合成甲烷化反應(yīng)速率慢，320℃后，升高溫度，反應(yīng)速率加快，反應(yīng)相同時間時CO2的轉(zhuǎn)化率增加。
（2）高于320℃后，用Ni-CeO2作催化劑，CO2轉(zhuǎn)化率略有下降，可能原因是 320℃時，CO2和H2催化合成反應(yīng)已達到平衡，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，CO2的轉(zhuǎn)化率減小320℃時，CO2和H2催化合成反應(yīng)已達到平衡，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，CO2的轉(zhuǎn)化率減小。
Ⅱ.CO2與H2合成二甲醚（CH3OCH3）
該工藝主要涉及三個反應(yīng)：
反應(yīng)A：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）ΔH=-49.01kJ?mol-1
反應(yīng)B：CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g）ΔH=+41.17kJ?mol-1
反應(yīng)C：2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH=-24.52kJ?mol-1
（3）一定溫度下，向1L恒容密閉容器中加入0.25molCO2和1.0molH2發(fā)生上述3個反應(yīng)，達到平衡時測得部分物質(zhì)的濃度如表所示：
| 成分 | CO | CO2 | CH3OCH3 |
| 濃度/mol?L-1 | 8×10-3 | 0.17 | 3×10-2 |
32%
32%
，平衡時CO2轉(zhuǎn)化為CH3OCH3的選擇性=75%
75%
（選擇性是指生成指定物質(zhì)消耗的CO2占CO2消耗總量的百分比）。（4）在壓強3.0MPa,
n
（
H
2
）
n
（
C
O
2
）
①當(dāng)溫度超過290℃，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的原因是
溫度升高，CO選擇性增大，使CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大，CH3OCH3選擇性降低，使CO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大幅度大于減小幅度，CO2的轉(zhuǎn)化率增加
溫度升高，CO選擇性增大，使CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大，CH3OCH3選擇性降低，使CO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大幅度大于減小幅度，CO2的轉(zhuǎn)化率增加
。②不改變反應(yīng)時間和溫度，一定能提高CH3OCH3選擇性的措施有
增大壓強
增大壓強
。【答案】CO2和H2催化合成甲烷化反應(yīng)速率慢，320℃后，升高溫度，反應(yīng)速率加快，反應(yīng)相同時間時CO2的轉(zhuǎn)化率增加；320℃時，CO2和H2催化合成反應(yīng)已達到平衡，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，CO2的轉(zhuǎn)化率減小；32%；75%；溫度升高，CO選擇性增大，使CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大，CH3OCH3選擇性降低，使CO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大幅度大于減小幅度，CO2的轉(zhuǎn)化率增加；增大壓強
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：22引用：2難度：0.6
相似題
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1．反應(yīng) 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進行，半分鐘后，C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ）
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：59引用：6難度：0.6 -
2．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=kJ?mol-1。
（2）T1℃時，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），達到平衡時，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經(jīng)25s后達到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時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，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（填“＞”或“＜”）0，此時的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進行計算）Pa2。
②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大，則該條件是（填標(biāo)號）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
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，一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
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A的濃度c（A）=mol/L，反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應(yīng)速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：163引用：26難度：0.3