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近年來我國在應(yīng)對氣候變化工作中取得顯著成效，并向國際社會承諾2030年實現(xiàn)“碳達(dá)峰”，2060年實現(xiàn)“碳中和”，將CO2轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品成為科學(xué)家研究的重要課題。
Ⅰ．Cu-ZnO催化CO2和H2生產(chǎn)甲醇。
①CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）  ΔH1
②CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）  ΔH2=+41.2kJ?mol-1
（1）已知：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）  ΔH=-90.6kJ?mol-1，則ΔH1=
-49.4kJ/mol
-49.4kJ/mol
。
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（2）已知：反應(yīng)①的正反應(yīng)速率可表示為v正=k正?c（CO2）?c3（H2），逆反應(yīng)速率可表示為v逆=k逆?c（CH3OH）?c（H2O），其中k正、k逆為速率常數(shù)。圖中能夠代表k逆的曲線為
L4
L4
（填“L1”，“L2”、“L3”或“L4”）。
（3）對于上述反應(yīng)體系，下列說法正確的是
CD
CD
。
A．增大CO2的濃度，反應(yīng)①、②的正反應(yīng)速率均增加，逆反應(yīng)速率均減小
B．恒容密閉容器中氣體密度不變時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
C．加入催化劑，H2的平衡轉(zhuǎn)化率不變
D．溫度為T1時，反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)K=1
（4）不同條件下，按照n（CO2）：n（H2）=1：3投料，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示。
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①壓強(qiáng)p1、p2、p3由大到小的順序是
p3＞p2＞p1
p3＞p2＞p1
，壓強(qiáng)為p1時，溫度高于570℃之后，隨著溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大的原因是
溫度高于570℃之后，反應(yīng)②是吸熱反應(yīng)，以反應(yīng)②為主，溫度升高平衡正向移動
溫度高于570℃之后，反應(yīng)②是吸熱反應(yīng)，以反應(yīng)②為主，溫度升高平衡正向移動
。
②圖中點M（500，60），此時壓強(qiáng)p1為0.1MPa,CH3OH的選擇性為
2
3
（選擇性：轉(zhuǎn)化的CO2中生成CH3OH占整個轉(zhuǎn)化的CO2的百分比）。則該溫度時反應(yīng)①的平衡常數(shù)Kp=
150
150
（MPa）-2（分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。
Ⅱ．電化學(xué)法還原CO2制乙烯
在強(qiáng)酸性溶液中通入CO2，用情性電極進(jìn)行電解可制得乙烯。其原理如圖所示：
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（5）陰極電極反應(yīng)式為
2CO2+12H++12e-=CH2═CH2+4H2O
2CO2+12H++12e-=CH2═CH2+4H2O
。

【答案】-49.4kJ/mol；L4；CD；p3＞p2＞p1；溫度高于570℃之后，反應(yīng)②是吸熱反應(yīng)，以反應(yīng)②為主，溫度升高平衡正向移動；150；2CO2+12H++12e-=CH2═CH2+4H2O
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/7/26 8:0:9組卷：15引用：1難度：0.5
相似題

  • 1．CH3OH是一種綠色燃料，工業(yè)上制備CH3OH發(fā)生如下反應(yīng)：
    反應(yīng)1：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1=-49.5kJ/mol
    反應(yīng)2：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）ΔH2=+41.2kJ/mol
    （1）n起始（CO2）：n起始（H2）=1：3的混合氣體發(fā)生反應(yīng)1和反應(yīng)2，恒壓分別為1MPa、3MPa、5MPa下反應(yīng)達(dá)到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率（α）（曲線a、b、c）以及3MPa時生成CH3OH、CO選擇性（S）的變化如圖1所示（選擇性為目標(biāo)產(chǎn)物在總產(chǎn)物中的比率）。
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    ①隨著溫度升高，a、b、c三條曲線接近重合的原因是
     
    。
    ②250℃時，反應(yīng)2的平衡常數(shù)K=
     
    。
    （2）恒壓下，n起始（CO2）：n起始（H2）=1：3的混合氣體以一定流速通入分子篩膜反應(yīng)器（如圖2所示），反應(yīng)相同時間，測得甲醇選擇性隨溫度的變化如圖3所示。
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    ①隨溫度升高，平衡時CH3OH選擇性降低的原因是
     
    。
    ②溫度相同時，CH3OH選擇性的實驗值高于平衡值，其原因可能是
     
    。
    ③分子篩膜反應(yīng)器可提高CO2轉(zhuǎn)化率的原因是
     
    。
    （3）某甲醇燃料電池的工作原理如圖4所示。負(fù)極的電極反應(yīng)式為
     
    。
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    發(fā)布：2024/10/24 7:0:1組卷：13引用：1難度：0.4

  • 2．一碳化學(xué)是指化學(xué)反應(yīng)過程中反應(yīng)物只含一個碳原子的反應(yīng)，例如下列反應(yīng)：
    反應(yīng)Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1=-48.5kJ/mol
    反應(yīng)Ⅱ：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）ΔH2=+41.2kJ/mol
    反應(yīng)Ⅲ：CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）ΔH3
    回答下列問題：
    （1）根據(jù)反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ，反應(yīng)Ⅲ的焓變，ΔH3=
     
    kJ?mol?1。
    （2）在一個恒溫恒壓的密閉容器中只發(fā)生反應(yīng)I，下列能說明可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的是
     
    。
    A．混合氣體密度不再發(fā)生改變
    B．混合氣體顏色不再發(fā)生改變
    C．混合氣體平均相對分子質(zhì)量不再發(fā)生改變
    D．v（H2）=3v（H2O）
    E．每當(dāng)有2molC=O鍵發(fā)生斷裂，同時有3molO-H鍵形成
    （3）T℃時，在一個體積恒為2L的密閉容器中只發(fā)生反應(yīng)Ⅲ，向容器中投入1molCO和2molH2，經(jīng)歷10min反應(yīng)Ⅲ到達(dá)平衡，此時H2的濃度c（H2）=0.4mol?L?1。
    ①則從開始到平衡時CO的化學(xué)反應(yīng)速率為υ（CO）=
     
    。
    ②在該溫度下反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)平衡常數(shù)K=
     
    。
    ③若在反應(yīng)Ⅲ達(dá)到平衡之后的某一時刻，向體系中再加入1molCO（g）和1molCH3OH（g），此時反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)反應(yīng)速率ν正
     
    ν逆（填“＞”、“＜”或“=”）。
    （4）另在一個密閉容器中發(fā)生上述所有反應(yīng)，研究數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：在一定溫度范圍內(nèi)，CO2的轉(zhuǎn)化率均隨溫度升高而增大。
    ①用平衡移動原理解釋上述CO2轉(zhuǎn)化率增大的原因是
     
    。
    ②已知CH3OH的選擇性=
    C
    H
    3
    OH
    產(chǎn)率
    C
    O
    2
    轉(zhuǎn)化率
    ，除調(diào)控反應(yīng)體系的溫度外，還可以增大CH3OH的選擇性的方法有
     
    （任寫一條即可）。

    發(fā)布：2024/10/25 3:0:4組卷：2引用：2難度：0.5

  • 3．硫酸的消費量常用來衡量一個國家工業(yè)發(fā)展水平。其中SO2的催化氧化是重要的一步，其反應(yīng)為：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）ΔH=-196kJ/mol?；卮鹣铝袉栴}：
    （1）SO2催化氧化反應(yīng)在
     
    溫下自發(fā)（填“高”或“低”，下同），
     
    壓有利于提高反應(yīng)速率，
     
    壓有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率。根據(jù)下表數(shù)據(jù)（450℃條件下測得）闡述實際工業(yè)生產(chǎn)選擇0.1MPa的理由：
     
    。
    壓強(qiáng) 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa
    平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率 97.5% 98.9% 99.2% 99.6% 99.7%
    （2）科研人員使用CaCO3為基礎(chǔ)固硫材料，復(fù)合不同的催化劑（V2O5、V2O5-MnO2、V2O5-GeO2）催化SO2向SO3的轉(zhuǎn)化。同時研究了不同溫度下使用三種催化劑對CaCO3固硫效率（用單位時間SO2轉(zhuǎn)化率表示）的影響，結(jié)論如圖：
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    ①僅使用CaCO3而不使用催化劑獲得的X線的實驗?zāi)康氖?
     
    。
    ②下列有關(guān)說法正確的是
     
    。
    a.三種催化劑中V2O5催化劑效率最低
    b.同溫同壓下，使用復(fù)合催化劑有利于提高SO3的平衡產(chǎn)率
    c.溫度越高一定越有利于催化劑催化效率的提升
    （3）某SO2催化氧化生成SO3反應(yīng)的速率方程為：v=k?pα（SO2）?pβ（O2）?pγ（SO3），根據(jù)表中數(shù)據(jù)，β=
     
    。
    實驗 p（SO2）/kPa p（O2）/kPa p（SO3）/kPa v/kPa-1
    1 m n p q
    2 2m n p 2q
    3 m n 0.1p 10q
    4 m 2n p 1.414q

    發(fā)布：2024/10/25 0:0:1組卷：5引用：2難度：0.5
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