試卷征集
加入會(huì)員
操作視頻

我國(guó)科學(xué)者突破二氧化碳人工合成淀粉技術(shù),具有劃時(shí)代的意義。其中關(guān)鍵的一步是將二氧化碳在雙金屬固溶體氧化物催化劑ZnO-ZrO2下變成甲醇。由CO2制備甲醇過(guò)程可能涉及反應(yīng)如下:
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2>0
試回答下列問(wèn)題:
(1)CO2和H2合成甲醇(反應(yīng)Ⅰ)的反應(yīng)歷程如圖甲所示,其中吸附在催化劑表面上的物種用“*”標(biāo)注。
菁優(yōu)網(wǎng)
反應(yīng)Ⅰ的ΔH1
0(填“>”或“<”);該歷程中最小能壘(活化能)步驟的化學(xué)方程式為
CH2O*+OH*+3H*→CH3O*+OH*+2H*
CH2O*+OH*+3H*→CH3O*+OH*+2H*
。
(2)在一定條件下2L恒容密閉容器中,充入3molH2和1.5molCO2僅發(fā)生反應(yīng)工,實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同反應(yīng)溫度與體系中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系如表所示:
溫度(℃) 500 T
CO2的平衡轉(zhuǎn)化率(%) 70 60
請(qǐng)判斷T
(填“>”或“<”)500℃;溫度為T℃時(shí),反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K=
200
200
。
(3)起始時(shí)n(CO2):n(H2)=1:10,維持恒壓36MPa時(shí),甲醇的選擇性(生成甲醇所用的含碳反應(yīng)物的物質(zhì)的量與總消耗的含碳反應(yīng)物的物質(zhì)的量的比值)、CO2的轉(zhuǎn)化率、CO的選擇性(生成CO所用的含碳反應(yīng)物的物質(zhì)的量與總消耗的含碳反應(yīng)物的物質(zhì)的量的比值)隨溫度(T)變化如圖乙所示。溫度高于260℃時(shí),隨溫度升高,CO2的轉(zhuǎn)化率提高而甲醇的選擇性降低。試分析其原因?yàn)?
升高溫度,反應(yīng)Ⅰ平衡逆向移動(dòng),甲醇的選擇性降低,反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動(dòng),且溫度對(duì)反應(yīng)Ⅱ的影響程度大于反應(yīng)Ⅰ,所以二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大
升高溫度,反應(yīng)Ⅰ平衡逆向移動(dòng),甲醇的選擇性降低,反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動(dòng),且溫度對(duì)反應(yīng)Ⅱ的影響程度大于反應(yīng)Ⅰ,所以二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大
。
菁優(yōu)網(wǎng)
(4)另有科學(xué)者利用電解法將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的原理如圖丙所示,寫出電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)式:
CO2+6HCO3-+6e-=CH3OH+6CO32-+H2O
CO2+6HCO3-+6e-=CH3OH+6CO32-+H2O
。

【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算
【答案】<;CH2O*+OH*+3H*→CH3O*+OH*+2H*;>;200;升高溫度,反應(yīng)Ⅰ平衡逆向移動(dòng),甲醇的選擇性降低,反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動(dòng),且溫度對(duì)反應(yīng)Ⅱ的影響程度大于反應(yīng)Ⅰ,所以二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大;CO2+6HCO3-+6e-=CH3OH+6CO32-+H2O
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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:2024/6/27 10:35:59組卷:13引用:2難度:0.5
相似題
  • 1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下:
    Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應(yīng))
    Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應(yīng))
    (1)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步:
    i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應(yīng)速率較快)
    ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應(yīng)速率較慢)
    ①ΔH1=
     
    kJ?mol-1
    ②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對(duì)反應(yīng)I速率影響更大,其原因是
     
    。
    (2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對(duì)相關(guān)量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應(yīng)選擇800℃的原因是
     
    。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (3)在800℃時(shí),
    n
    C
    O
    2
    n
    C
    2
    H
    6
    =
    1
    3
    ,充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應(yīng),初始?jí)簭?qiáng)為P,一段時(shí)間達(dá)到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。計(jì)算結(jié)果用最簡(jiǎn)分式表示)。
    (4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應(yīng):2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時(shí),向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中CH4的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示。實(shí)驗(yàn)測(cè)得v=kc2(CH4),v=kc(C2H4)?c2(H2),k、k為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時(shí)
    k
    k
     
    (用含有m的代數(shù)式表示)。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (5)我國(guó)科學(xué)家使用電化學(xué)的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
    ①M(fèi)是電源的
     
    極。
    ②陽(yáng)極電極反應(yīng)式是
     
    。

    發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6
  • 2.一定條件下,可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計(jì)算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計(jì)算平衡常數(shù)更方便.下列說(shuō)法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2,兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)化學(xué)方程式如下:
    Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
    Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
    現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應(yīng),相同時(shí)間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
    已知:有效轉(zhuǎn)化率=
    制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量
    原料總的轉(zhuǎn)化量
    ×100%
    下列說(shuō)法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
小程序二維碼
把好題分享給你的好友吧~~
APP開(kāi)發(fā)者:深圳市菁優(yōu)智慧教育股份有限公司| 應(yīng)用名稱:菁優(yōu)網(wǎng) | 應(yīng)用版本:5.0.7 |隱私協(xié)議|第三方SDK|用戶服務(wù)條款
本網(wǎng)部分資源來(lái)源于會(huì)員上傳,除本網(wǎng)組織的資源外,版權(quán)歸原作者所有,如有侵犯版權(quán),請(qǐng)立刻和本網(wǎng)聯(lián)系并提供證據(jù),本網(wǎng)將在三個(gè)工作日內(nèi)改正