國(guó)際社會(huì)發(fā)出落實(shí)《巴黎協(xié)定》,推動(dòng)綠色低碳轉(zhuǎn)型,構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的積極信號(hào)。生態(tài)工業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)成為綜合解決人類資源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一條有效途徑。
(1)水是“生命之基質(zhì)”,是“永遠(yuǎn)值得探究的物質(zhì)”。
以鉑陽(yáng)極和石墨陰極設(shè)計(jì)電解池,通過(guò)電解NH4HSO4溶液產(chǎn)生(NH4)2S2O8,再與水反應(yīng)得到H2O2,其中生成的NH4HSO4可以循環(huán)使用。
①陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是2HSO4--2e-=S2O82-+2H+(或2SO42--2e-=S2O82-)2HSO4--2e-=S2O82-+2H+(或2SO42--2e-=S2O82-)。
②制備H2O2的總反應(yīng)方程式是2H2O 電解 H2O2+H2↑2H2O 電解 H2O2+H2↑。
(2)CO2的資源化利用能有效減少CO2排放,充分利用碳資源。
CO2催化加氫合成二甲醚是一種CO2轉(zhuǎn)化方法,其過(guò)程中主要發(fā)生下列反應(yīng):
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)△H=+41.2kJ?mol-1
反應(yīng)Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)═CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=-122.5kJ?mol-1
在恒壓、CO2和H2的起始量一定的條件下,CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)CH3OCH3的選擇性隨溫度的變化如圖1。
其中:CH3OCH3的選擇性=2×CH3OCH3的物質(zhì)的量反應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量×100%
①溫度高于300℃,CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而上升的原因是反應(yīng)Ⅰ的△H>0,反應(yīng)Ⅱ的△H<0,溫度升高使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升,使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率下降,且上升幅度超過(guò)下降幅度反應(yīng)Ⅰ的△H>0,反應(yīng)Ⅱ的△H<0,溫度升高使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升,使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率下降,且上升幅度超過(guò)下降幅度。
②220℃時(shí),在催化劑作用下CO2與H2反應(yīng)一段時(shí)間后,測(cè)得CH3OCH3的選擇性為48%(圖1中A點(diǎn))。不改變反應(yīng)時(shí)間和溫度,一定能提高CH3OCH3選擇性的措施有增大壓強(qiáng),使用對(duì)反應(yīng)Ⅱ催化活性更高的催化劑增大壓強(qiáng),使用對(duì)反應(yīng)Ⅱ催化活性更高的催化劑。
(3)廢物再利用。如圖2裝置加以必要的導(dǎo)線連接后達(dá)到利用粗銅精煉目的。
①A燒杯是原電池原電池。(填“電解池”或“原電池”)
②其中Zn接B燒杯中的純銅純銅,(填“粗銅”或“純銅”),B燒杯中應(yīng)該盛CuSO4(或其它易溶性的銅鹽)CuSO4(或其它易溶性的銅鹽)溶液。
③分別寫(xiě)出石墨棒和純銅棒的電極反應(yīng)式
石墨棒:2H++2e-=H2↑2H++2e-=H2↑,純銅棒:Cu2++2e-=CuCu2++2e-=Cu。
電解
電解
2
×
C
H
3
OC
H
3
的物質(zhì)的量
反應(yīng)的
C
O
2
的物質(zhì)的量
【答案】2HSO4--2e-=S2O82-+2H+(或2SO42--2e-=S2O82-);2H2O H2O2+H2↑;反應(yīng)Ⅰ的△H>0,反應(yīng)Ⅱ的△H<0,溫度升高使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升,使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率下降,且上升幅度超過(guò)下降幅度;增大壓強(qiáng),使用對(duì)反應(yīng)Ⅱ催化活性更高的催化劑;原電池;純銅;CuSO4(或其它易溶性的銅鹽);2H++2e-=H2↑;Cu2++2e-=Cu
電解
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/8/16 17:0:1組卷:42引用:5難度:0.3
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1.升高溫度,下列數(shù)據(jù)不一定增大的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:31引用:4難度:0.7 -
2.催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問(wèn)題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生以下兩個(gè)平衡反應(yīng)。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是( ?。?br />①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ?mol-1
②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ?mol-1發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:90引用:3難度:0.5 -
3.現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化,既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放,又可以擴(kuò)大水煤氣的用途.甲醇是一種可再生能源,具有開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用水煤氣來(lái)合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
(1)如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線.
①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1K2(填“>”、“<”或“=”).
②以下有關(guān)說(shuō)法正確的是
a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間并提高CH3OH的產(chǎn)率
d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測(cè)得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
(2)已知在常溫常壓下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ?mol-1
則:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
(3)2009年10月,中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
①該電池正極的電極反應(yīng)式為
②工作一段時(shí)間后,當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí),有
(4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5
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