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采用CO2作為碳源,通過催化加氫的方式,不僅可以減少溫室氣體,還可以轉(zhuǎn)化為高附加值的產(chǎn)品,具有重要的戰(zhàn)略意義。CO2催化加氫制烯烴(CnH2n)轉(zhuǎn)化路徑涉及的主要反應(yīng)如圖:
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請回答下列問題:
(1)2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g)ΔH=
-128.0
-128.0
kJ?mol-1。
(2)有利于提高體系CO2平衡轉(zhuǎn)化率的措施有
AD
AD
(填標(biāo)號)。
A.減小n(CO2):n(H2 )投料比
B.減小體系壓強
C.使用高效催化劑
D.及時分離H2O(g)
(3)n(CO2):n(H2)投料比為1:3,壓力為1MPa時,無烷烴產(chǎn)物的平衡體系中CO2轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物選擇性隨反應(yīng)溫度變化曲線如圖甲。
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①有利于短鏈烯烴(n≤4)生成的溫度范圍為
B
B
(填標(biāo)號)。
A.373~573K
B.573~773K
C.773~973K
D.973~1173K
②已知反應(yīng)1的v(正)=k?p(CO2)?p(H2),v(逆)=k?p(CO)?p(H2O),計算1083K時,
k
k
=
1
1
[p(CO2)等代表分壓)]。
③工業(yè)上用分子篩作催化劑,可大大提高C2H4的選擇性,已知乙烯的截面直徑比分子篩的孔徑略小,請解釋分子篩能提高C2H4的選擇性的原因
C2H4的可以透過分子篩,將生成物移走,使平衡正向移動
C2H4的可以透過分子篩,將生成物移走,使平衡正向移動
。
④在堿性環(huán)境中電催化還原CO2制乙烯,產(chǎn)生乙烯的電極為
極(填“陰”或“陽”),該電極的電極反應(yīng)式為
2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-
2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-
。
(4)在催化劑作用下CO2加氫可制得甲醇,該反應(yīng)歷程如圖乙所示(吸附在催化劑表面的物質(zhì)用*標(biāo)注,如*CO2表示CO2吸附在催化劑表面;圖中*H已省略。上述過程中得到相對較多的副產(chǎn)物為
CO
CO
,合成甲醇決速步的化學(xué)反應(yīng)方程式為
*CO+*OH+*H→*CO+*H2O或*OH+*H→*H2O
*CO+*OH+*H→*CO+*H2O或*OH+*H→*H2O
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【答案】-128.0;AD;B;1;C2H4的可以透過分子篩,將生成物移走,使平衡正向移動;陰;2CO2+12e-+8H2O=C2H4+12OH-;CO;*CO+*OH+*H→*CO+*H2O或*OH+*H→*H2O
【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:2024/6/27 10:35:59組卷:38引用:1難度:0.6
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    (1)如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線.
    ①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有關(guān)說法正確的是
     

    a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達到平衡
    b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時可逆反應(yīng)達到平衡
    c.使用合適的催化劑能縮短達到平衡的時間并提高CH3OH的產(chǎn)率
    d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達到平衡后,測得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
    (2)已知在常溫常壓下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1
    ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ?mol-1
    則:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
    kJ?mol-1
    (3)2009年10月,中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
    ①該電池正極的電極反應(yīng)式為
     

    ②工作一段時間后,當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時,有
     
    個電子發(fā)生轉(zhuǎn)移.
    (4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實驗室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是
     
    、
     
    (用相關(guān)的電極反應(yīng)式和離子方程式表示)

    發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5
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