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當(dāng)今,世界多國相繼規(guī)劃了碳達(dá)峰、碳中和的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。因此,研發(fā)二氧化碳利用技術(shù),降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點(diǎn)。
Ⅰ.二氧化碳催化加氫制甲醇,有利于減少溫室氣體二氧化碳。
反應(yīng)①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49kJ?mol-1
反應(yīng)②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=+36kJ?mol-1
反應(yīng)③CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g)ΔH3
(1)ΔH3=
+85kJ/mol
+85kJ/mol
;反應(yīng)③在
高溫
高溫
(填“高溫”“低溫”或“任意溫度”)下能自發(fā)進(jìn)行。
(2)反應(yīng)①CO2(g)+3H2(g)?H2O(g)+CH3OH(g)在兩種不同催化劑作用下建立平衡過程中,CO2的轉(zhuǎn)化率[α(CO2)]隨時(shí)間(t)的變化曲線如圖1:
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活化能大小關(guān)系過程Ⅱ
大于
大于
過程Ⅰ(填“大于”“小于”或“等于”)
(3)CO2和H2按物質(zhì)的量1:3投料,總物質(zhì)的量為amol,在有催化劑的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),測(cè)得CO2平衡轉(zhuǎn)化率、CH3OH和CO選擇性(轉(zhuǎn)化的CO2中生成CH3OH或CO的百分比)隨溫度、壓強(qiáng)變化情況分別如圖2、圖3所示:
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①下列說法正確的是
AC
AC
(填標(biāo)號(hào))。
A.升溫,反應(yīng)②的平衡正向移動(dòng)
B.加壓,反應(yīng)①的平衡正向移動(dòng),平衡常數(shù)增大
C.及時(shí)分離出甲醇和水,循環(huán)使用H2和CO2,可提高原料利用率
D.升溫,使反應(yīng)①的CH3OH選擇性降低;加壓,對(duì)反應(yīng)②的CO選擇性無影響
②250℃時(shí),在體積為VL的容器中,反應(yīng)①和②達(dá)到化學(xué)平衡,CO2轉(zhuǎn)化率為25%,CH3OH和CO選擇性均為50%,則該溫度下反應(yīng)②的平衡常數(shù)為
0.0167
0.0167
。
③如圖2:240℃以上,隨著溫度升高,CO的平衡轉(zhuǎn)化率升高,而CH3OH的選擇性降低,分析其原因。
反應(yīng)①是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率減小,反應(yīng)②為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),二氧化碳平衡轉(zhuǎn)化率增大,
反應(yīng)①是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率減小,反應(yīng)②為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),二氧化碳平衡轉(zhuǎn)化率增大,

Ⅱ.我國科學(xué)家研究出在S-In催化劑上實(shí)現(xiàn)高選擇性、高活性電催化還原CO2制甲酸。圖4表示不同催化劑及活性位上生成H*的能量變化,圖5表示反應(yīng)歷程,其中吸附在催化劑表面的物質(zhì)用*標(biāo)注。下列說法正確的是
BC
BC
(填標(biāo)號(hào))。
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A.CO2經(jīng)兩步轉(zhuǎn)化生成HCOO-
B.S2-與K+(H2O)n微粒間的靜電作用促進(jìn)了H2O的活化
C.S-In/S表面更容易生成H*
D.H*+OH-
1
2
H2+*+OH-相對(duì)能量變化越大,越有利于抑制H*復(fù)合成H2
【答案】+85kJ/mol;高溫;大于;AC;0.0167;反應(yīng)①是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率減小,反應(yīng)②為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),二氧化碳平衡轉(zhuǎn)化率增大,;BC
【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:2024/9/21 3:0:11組卷:18引用:1難度:0.5
相似題
  • 1.合成氨對(duì)人類生存具有重大意義,反應(yīng)為:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)科學(xué)家研究在催化劑表面合成氨的反應(yīng)機(jī)理,反應(yīng)步驟與能量的關(guān)系如圖所示(吸附在催化劑表面的微粒用*標(biāo)注,省略了反應(yīng)過程中部分微粒)。
    ①寫出步驟c的化學(xué)方程式
     
    。
    ②由圖像可知合成氨反應(yīng)的ΔH
     
    0(填“>”、“<”或“=”)。
    (2)恒溫下,往一個(gè)4L的密閉容器中充入5.2molH2和2molN2,反應(yīng)過程中對(duì)NH3的濃度進(jìn)行檢測(cè),得到的數(shù)據(jù)如下表所示:
    時(shí)間/min 5 10 15 20 25 30
    c(NH3)/(mol?L-1 0.08 0.14 0.18 0.20 0.20 0.20
    ①此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=
     
    。
    ②若維持容器容積不變,溫度不變,往原平衡體系中加入H2、N2和NH3各4mol,化學(xué)平衡將向
     
    反應(yīng)方向移動(dòng)(填“正”或“逆”)。
    發(fā)布:2024/10/23 6:0:3組卷:3引用:1難度:0.5
  • 2.在一定條件下,將2molSO2與1molO2加入到1L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),充分反應(yīng)后,測(cè)得平衡時(shí)SO3的濃度為1mol?L-1。此條件下平衡常數(shù)K為( ?。?/div>
    發(fā)布:2024/10/23 11:0:2組卷:19引用:3難度:0.5
  • 3.氫能是一種綠色能源,也是重要的還原劑。目前有多種方法可以制氫并儲(chǔ)氫。催化加氫反應(yīng)可以用于重要化工原料的轉(zhuǎn)化。
    Ⅰ.電解法制氫
    (1)甲醇電解可制得H2,其原理如圖1所示。陽極的電極反應(yīng)式為
     
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    Ⅱ.催化重整法制氫
    (2)已知:反應(yīng)1:CH3OH(g)═CO(g)+2H2(g)ΔH1=+90.6kJ?mol-1
    反應(yīng)2:CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)ΔH2=-41.2kJ?mol-1
    則反應(yīng)3:CH3OH(g)+H2O(g)═CO2(g)+3H2(g)ΔH3=
     
    kJ?mol-1
    (3)以CuO-ZnO-Al2O3催化劑進(jìn)行甲醇重整制氫時(shí),固定其它條件不變,改變水、甲醇的物質(zhì)的量比,甲醇平衡轉(zhuǎn)化率及CO選擇性的影響如圖2所示。[CO的選擇性=
    n
    生成
    CO
    n
    生成
    C
    O
    2
    +
    n
    生成
    CO
    ×100%]
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    當(dāng)水、甲醇比大于0.8時(shí),CO選擇性下降的原因是
     
    。
    (4)銅基催化劑(Cu/CeO2)能高效進(jìn)行甲醇重整制氫,但因原料中的雜質(zhì)或發(fā)生副反應(yīng)生成的物質(zhì)會(huì)使催化劑失活。甲醇中混有少量的甲硫醇(CH3SH),重整制氫時(shí)加入ZnO可有效避免銅基催化劑失活且平衡產(chǎn)率略有上升,其原理用化學(xué)反應(yīng)方程式表示為
     

    Ⅲ.催化加氫還原反應(yīng)的應(yīng)用
    H2能將4-硝基苯乙烯菁優(yōu)網(wǎng)在特定條件下轉(zhuǎn)化為4-乙烯基苯胺菁優(yōu)網(wǎng)。兩種不同催化劑將4-硝基苯乙烯還原加氫的過程如圖3所示。
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    (5)已知Mo單原子位點(diǎn)對(duì)4-硝基苯乙烯有較好吸附效果。
    ①使用雙單原子催化劑可以大大提高4-乙烯基苯胺的產(chǎn)率,原因是
     
    。
    ②請(qǐng)描述4-硝基苯乙烯菁優(yōu)網(wǎng)在單原子催化劑下與H2發(fā)生反應(yīng)的過程
     
    。
    發(fā)布:2024/10/23 5:0:2組卷:9引用:1難度:0.5
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