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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(NH42S2O8,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。
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其中:CH3OCH3的選擇性=
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
×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-=Cu
Cu2++2e-=Cu
。

【答案】2HSO4--2e-=S2O82-+2H+(或2SO42--2e-=S2O82-);2H2O
電解
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
【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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    發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:31引用:4難度:0.7
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    ②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ?mol-1

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    (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K1
    K2(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=
     
    kJ?mol-1
    (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
     
    個(gè)電子發(fā)生轉(zhuǎn)移.
    (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
     
    、
     
    (用相關(guān)的電極反應(yīng)式和離子方程式表示)

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5
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