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用CO2制備C2H4,既可減少碳排放,又可獲得實(shí)用的含碳物質(zhì),有利于實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。主要反應(yīng)為:
Ⅰ.2CO2(g)+6H2(g)?C2H4(g)+4H2O(g)ΔH1<0
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2。
回答下列問(wèn)題:
(1)①25℃,101kPa時(shí),CO的燃燒熱為283kJ?mol-1,H2的燃燒熱為286kJ?mol-1;
②H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44kJ?mol-1。
則ΔH2=
+41
+41
kJ?mol-1。反應(yīng)Ⅰ能自發(fā)進(jìn)行的條件是
低溫
低溫
(填“高溫”或“低溫”)。
(2)向某剛性容器中,按投料比n(CO2):n(H2)=1:3充入CO2和H2在不同催化劑(M、N)下發(fā)生上述反應(yīng)。一段時(shí)間后,測(cè)得CO2的轉(zhuǎn)化率、C2H4的選擇性(含碳生成物中C2H4的百分含量)隨溫度的變化如圖所示。
菁優(yōu)網(wǎng)
①由圖可知,催化效果M
劣于
劣于
N(填“優(yōu)于”或“劣于”)。
②已知活化能Ea(看作不受溫度影響),反應(yīng)溫度T和速率常數(shù)k之間符合公式:lgk=-
E
a
RT
+C(R和C為常數(shù)),下列關(guān)于反應(yīng)Ⅰ在題設(shè)條件下的lgk~
1
T
圖象與上述兩種催化劑關(guān)系對(duì)應(yīng)正確的是
c
c
(填標(biāo)號(hào))。
?菁優(yōu)網(wǎng)
③500~800K之間,乙烯的選擇性隨溫度變化的原因是
溫度升高催化劑的活性降低或溫度升高更有利于反應(yīng)Ⅱ進(jìn)行
溫度升高催化劑的活性降低或溫度升高更有利于反應(yīng)Ⅱ進(jìn)行

④能加快制備C2H4的速率且提高C2H4選擇性的措施有
BD
BD
(填標(biāo)號(hào))。
A.降低溫度
B.增大壓強(qiáng)
C.移走H2O(g)
D.更換適宜的催化劑
(3)T℃時(shí),在恒容容器中加入1molCO(g)、1molH2O(g)以及催化劑,僅發(fā)生反應(yīng)Ⅱ。反應(yīng)后測(cè)得各組分的平衡分壓:p(CO)=0.25MPa和p(CO2)=0.5MPa,則反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=
0.25
0.25
(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))。
【答案】+41;低溫;劣于;c;溫度升高催化劑的活性降低或溫度升高更有利于反應(yīng)Ⅱ進(jìn)行;BD;0.25
【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(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/10/18 4:0:1組卷:10引用:3難度:0.5
相似題
  • 1.合成氨對(duì)人類(lèi)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(guò)程中部分微粒)。
    ①寫(xiě)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(guò)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(yáng)極的電極反應(yīng)式為
     
    。菁優(yōu)網(wǎng)
    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%]
    菁優(yōu)網(wǎng)
    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(guò)程如圖3所示。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (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(guò)程
     
    。
    發(fā)布:2024/10/23 5:0:2組卷:9引用:1難度:0.5
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