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2030年實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”,2060年達(dá)到“碳中和”的承諾,體現(xiàn)了我國的大國風(fēng)范。二氧化碳催化加氫制甲醇,有利于減少溫室氣體二氧化碳。回答下列問題:
Ⅰ.二氧化碳加氫制甲醇涉及的反應(yīng)可表示為:
①CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH1
②CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH2=-90kJ?mol-1
③CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3=-49kJ?mol-1
(1)根據(jù)上述反應(yīng)求:④CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)的ΔH4=
-41
-41
kJ?mol-1。
(2)我國學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果,研究了在金催化劑表面上反應(yīng)④的反應(yīng)歷程,如圖所示,其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。
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寫出該歷程中決速步驟的化學(xué)方程式:
COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*
COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*
。
(3)一體積可變的密閉容器中,在保持aMPa下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,平衡時(shí),CO和CH3OH在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)及CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示:
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①圖中m曲線代表的物質(zhì)為
CH3OH
CH3OH
。
②下列說法正確的是
AC
AC
(填標(biāo)號(hào))。
A.180~380℃范圍內(nèi),H2的平衡轉(zhuǎn)化率始終低于CO2
B.溫度越高,越有利于工業(yè)生產(chǎn)CH3OH
C.一定時(shí)間內(nèi)反應(yīng),加入選擇性高的催化劑,可提高CH3OH的產(chǎn)率
D.150~400℃范圍內(nèi),溫度升高,H2O的平衡產(chǎn)量一直增大
③已知?dú)怏w分壓=氣體總壓×氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),用平衡分壓代替平衡濃度可以得到平衡常數(shù)Kp,270℃時(shí)反應(yīng)①的分壓平衡常數(shù)為
0.015
0.015
(保留2位有效數(shù)字)。
Ⅱ.近年來,有研究人員用CO2通過電催化生成多種燃料,實(shí)現(xiàn)CO2的回收利用,其工作原理如圖所示:
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(4)請(qǐng)寫出Cu電極上產(chǎn)生HCOOH的電極反應(yīng)式:
CO2+2H++2e-=HCOOH
CO2+2H++2e-=HCOOH

(5)如果Cu電極上只生成0.15mol C2H4和0.30mol CH3OH,則Pt電極上產(chǎn)生的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為
20.16
20.16
L。

【答案】-41;COOH*+H*+H2O*=COOH*+2H*+OH*;CH3OH;AC;0.015;CO2+2H++2e-=HCOOH;20.16
【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:2024/4/20 14:35:0組卷:60引用:4難度:0.6
相似題
  • 1.氫能是極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗詺淙剂蠟榇淼木G色燃料有良好的應(yīng)用前景。回答下列問題:
    ?菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)在載人航天器中,可以利用CO2與H2反應(yīng)生成H2O,通過電解水,從而實(shí)現(xiàn)O2的再生。
    ①CO2(g)+4H2(g)═CH4(g)+2H2O(l) ΔH1=-252.9kJ?mol-1
    ②2H2O(l)═2H2(g)+O2(g) ΔH2=+534kJ?mol-1
    甲烷與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為
     
    。
    (2)工業(yè)上常用甲烷水蒸氣重整制備氫氣,體系中發(fā)生如下反應(yīng)。
    Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)
    Ⅱ.CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2kJ?mol-1
    ①下列操作中,能提高反應(yīng)Ⅰ中CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率的是
     
    (填標(biāo)號(hào))。
    A.增加CH4(g)用量
    B.恒溫恒壓下通入惰性氣體
    C.移除CO(g)
    D.加入催化劑
    ②在恒溫恒壓下,按水碳比[
    n
    H
    2
    O
    n
    CO
    ]=
    12
    5
    投料,總壓強(qiáng)為1.70MPa,達(dá)到平衡時(shí)CO2、H2和CH4的分壓(某成分分壓=總壓×該成分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))如表:
    p(CO2)/MPa 0.30 p(H2)/MPa 0.30 p(CH4)/MPa 0
    則反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)Kc=
     
    。
    (3)水煤氣反應(yīng)Ⅱ需在多個(gè)催化劑反應(yīng)層間進(jìn)行降溫操作以“去除”反應(yīng)過程中的余熱(如圖1所示),保證反應(yīng)在最適宜溫度附近進(jìn)行。
    ①在催化劑活性溫度范圍內(nèi),圖2中b~c段對(duì)應(yīng)降溫操作的過程,實(shí)現(xiàn)該過程的操作方法是
     
    。
    A.噴入冷水(蒸氣)
    B.通過熱交換器換熱
    C.按原水碳比通入冷的原料氣
    ②若采用噴入冷水(蒸氣)的方式降溫,在圖3中作出CO平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線
     
    。

    發(fā)布:2024/10/27 17:0:2組卷:19引用:1難度:0.5
  • 2.一定溫度下,在三個(gè)容積均為1.0L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):CH3OH(g)+CO(g)?CH3COOH(g) ΔH<0。下列說法不正確的是( ?。?
    容器編號(hào) 溫度(K) 起始物質(zhì)的量(mol) 平衡時(shí)CH3COOH的物質(zhì)的量(mol) 平衡常數(shù)
    n(CH3OH) n(CO) n (CH3COOH)
    530 0.05 0.05 0 0.025 K1
    530 0.03 0.03 0.006 K2
    510 0 0 0.05 K3

    發(fā)布:2024/10/30 10:0:2組卷:57引用:3難度:0.4
  • 3.一定溫度下,向容積為1L的密閉容器中充入一定量的A(g)和B(g),發(fā)生反應(yīng)A(g)+2B(g)?C(g)。反應(yīng)過程中測(cè)得的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示:
    t/min 0 10 20 30
    n(A)/mol 0.10 0.04 0.02
    n(B)/mol 0.20 0.04
    下列說法正確的是(  )

    發(fā)布:2024/10/30 13:0:1組卷:19引用:2難度:0.6
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