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CO2和CO可作為工業(yè)合成甲醇(CH3OH)的直接碳源,還可利用CO2據(jù)電化學原理制備塑料,既減少工業(yè)生產對乙烯的依賴,又達到減少CO2排放的目的。
(1)利用CO2和H2反應合成甲醇的原理為:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)。
上述反應常用CuO和ZnO的混合物作催化劑。相同的溫度和時間段內,催化劑中CuO的質量分數(shù)對CO2的轉化率和CH3OH的產率影響的實驗數(shù)據(jù)如下表所示:
ω(CuO)/% 10 20 30 4b 50 60 70 80 90
CH3OH的產率 25% 30% 35% 45% 50% 65% 55% 53% 50%
CO2的轉化率 10% 13% 15% 20% 35% 45% 40% 35% 30%
由表可知,CuO的質量分數(shù)為
60%
60%
催化效果最佳。
(2)利用CO和H2在一定條件下可合成甲醇,發(fā)生如下反應:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),其兩種反應過程中能量的變化曲線如下圖a、b所示,下列說法正確的是
ACE
ACE

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A.上述反應的△H=-91kJ?mol-1
B.a反應正反應的活化能為510kJ?mol-1
C.b過程中第Ⅰ階段為吸熱反應,第Ⅱ階段為放熱反應
D.b過程使用催化劑后降低了反應的活化能和△H
E.b過程的反應速率:第Ⅱ階段>第Ⅰ階段
(3)①在1L的恒定密閉容器中按物質的量之比1:2充入CO和H2,測得平衡混合物中CH3OH的體積分數(shù)在不同壓強下隨溫度的變化情況如圖1所示,則壓強P2
P1(填“>”、“<”或“=”);平衡由A點移至C點、D點移至B點,分別可采取的具體措施為
保持壓強為p2,將溫度由250℃升高到300℃
保持壓強為p2,將溫度由250℃升高到300℃
、
保持溫度為300℃,將壓強由p3增大到p1
保持溫度為300℃,將壓強由p3增大到p1
;在c點時,CO的轉化率為
75%
75%

②甲和乙兩個恒容密閉容器的體積相同,向甲中加入1mol CO和2mol H2,向乙中加入2mol CO和4mol H2,測得不同溫度下CO的平衡轉化率如圖2所示,則L、M兩點容器內壓強:P(M)
2P(L);平衡常數(shù):K(M)
K(L)。(填“>”、“<”或“=”)
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(4)以納米二氧化鈦膜為工作電極,稀硫酸為電解質溶液,在一定條件下通入CO2進行電解,在陰極可制得低密度聚乙烯菁優(yōu)網(簡稱LDPE)。
①電解時,陰極的電極反應式是
2n CO2+12nH++12n e-菁優(yōu)網+4n H2O
2n CO2+12nH++12n e-菁優(yōu)網+4n H2O
。
②工業(yè)上生產1.4×102kg的LDPE,理論上需要標準狀況下
2.24×105
2.24×105
L的CO2。

【答案】60%;ACE;<;保持壓強為p2,將溫度由250℃升高到300℃;保持溫度為300℃,將壓強由p3增大到p1;75%;>;<;2n CO2+12nH++12n e-菁優(yōu)網+4n H2O;2.24×105
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網所有,未經書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:79引用:5難度:0.6
相似題
  • 菁優(yōu)網1.含氮化合物對工業(yè)生產有多種影響,化學工作者設計了如下再利用的方案:
    (1)以NH3和CO2為原料合成化肥-尿素[CO(NH22],兩步反應的能量變化如圖:
    ①該反應在
     
    (填“高溫”、“低溫”或“任何溫度”)下能自發(fā)進行。
    ②已知第二步反應決定了生產尿素的快慢,可推測E1
     
    E3(填“>”“<”或“=”)。
    ③該反應達到化學平衡后,下列措施能提高NH3轉化率的是
     
    。
    A.選用更有效的催化劑
    B.升高反應體系的溫度
    C.降低反應體系的溫度
    D.縮小容器的體積
    (2)氨的催化氧化過程可發(fā)生以下兩種反應,該過程易受催化劑選擇性影響。
    Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)     ΔH<0;
    Ⅱ:4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)     ΔH<0;
    在容積固定的密閉容器中充入1.5molNH3和1.55molO2,一定時間段內,在催化劑作用下發(fā)生上述反應。生成物NO和N2的物質的量隨溫度的變化曲線如圖。
    菁優(yōu)網
    ①當溫度處于400℃~840℃時,N2的物質的量減少,NO的物質的量增加,其原因是
     
    。
    ②840℃時,反應以反應Ⅰ為主,則NH3的轉化率為
     
    。(保留小數(shù)點后2位,下同);若520℃時起始壓強為p0,恒溫下反應Ⅱ的平衡常數(shù)Kp=
     
    (Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))。
    (3)肼(N2H4)-空氣燃料電池是一種新型環(huán)保型堿性燃料電池,電解質溶液是20%~30%的KOH溶液。肼-空氣燃料電池放電時,負極的電極反應式:
     
    。假設使用肼-空氣燃料電池電解精煉銅(已知銅的摩爾質量為64g/mol),陰極質量變化為128g,則肼-空氣燃料電池理論上消耗標準狀況下的空氣
     
    L(假設空氣中氧氣體積分數(shù)為20%)。

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:4引用:1難度:0.5
  • 2.某溫度下,降冰片烯在鈦雜環(huán)丁烷催化發(fā)生聚合反應:n菁優(yōu)網
    催化劑
    菁優(yōu)網。在不同時刻測得反應物濃度與時間關系如下表:
    t/min 0 25 75 105 125 150 250
    c(降冰片烯)/(mol?L-1 3.00 2.70 a 1.74 1.50 1.20 0
    下列說法正確的是(  )

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:10引用:1難度:0.5
  • 3.(1)發(fā)射衛(wèi)星可用肼為燃料,二氧化氮作氧化劑,兩者反應生成氮氣和水蒸氣。已知:
    N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ?mol-1
    N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ?mol-1
    則肼和二氧化氮反應的熱化學方程式為
     
    。
    (2)將等物質的量的CH4和H2O(g)各amol充入1升恒容密閉反應器發(fā)生如下反應:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)。某溫度下反應達平衡,平衡常數(shù)K=27,此時測得CO的物質的量為0.10mol,則a=
     
    ,CH4的平衡轉化率為
     
    (計算結果保留兩位有效數(shù)字)。
    (3)已知Ksp(BaSO4)=1.0×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9,某同學設想用下列流程得到BaCl2,BaSO4
    飽和
    N
    a
    2
    C
    O
    3
    溶液
    BaCO3
    鹽酸
    BaCl2則①的離子方程式為
     
    ,該反應的平衡常數(shù)K=
     
    。
    (4)堿性鋅錳干電池是一種一次性電池,電極為Zn、碳棒,MnO2和KOH等組成的糊狀填充物為電解質。該電池放電過程會產生MnOOH,則該電池放電時正極電極反應為
     

    (5)以Fe、石墨作電極,NaOH作電解質溶液,可制取有廣泛用途的Na2FeO4。在制備時,
     
    作陽極,陽極電極反應為
     
    。

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:7引用:1難度:0.5
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