【題目】催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2H2可發(fā)生兩個(gè)平衡反應(yīng),分別生成CH3OHCO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:

CO2g+3 H2g CH3OHg+H2OgΔH1=-53.7kJ·mol-1 I

CO2g+ H2g COg+H2OgΔH2 II

某實(shí)驗(yàn)室控制CO2H2初始投料比為1:2.2,經(jīng)過相同反應(yīng)時(shí)間測(cè)得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):

【備注】Cat.1:Cu/ZnO納米棒;Cat.2:Cu/ZnO納米片;甲醇選擇性:轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醛的百分比

已知:COH2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為-283.0kJ·mol-1-285.8kJ·mol-1

H2Ol H2Og ΔH3=44.0kJ·mol-1

請(qǐng)回答(不考慮溫度對(duì)ΔH的影響):

1)反應(yīng)I的平衡常數(shù)表達(dá)式K= ;反應(yīng)IIΔH2= kJ·mol-1。

2)有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有

A.使用催化劑Cat.1 B.使用催化劑Cat.2 C.降低反應(yīng)溫度

D.投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度 E.增大CO2H2的初始投料比

3)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,在相同溫度下不同的催化劑對(duì)CO2轉(zhuǎn)化成CH3OH的選擇性有顯著的影響,其原因是 。

【答案】(1 +41.2

2CD

3)表中數(shù)據(jù)表明此時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡,不同的催化劑對(duì)反應(yīng)的催化能力不同,因而在該時(shí)刻下對(duì)甲醇選擇性有影響。

【解析】

試題分析:(1)根據(jù)平衡常數(shù)的公式,生成物的濃度冪之積與反應(yīng)物濃度的冪之積的比值書寫平衡常數(shù)為 。有熱化學(xué)方程式為:a:COg+O2g=CO2g H= -283.0kJ·mol-1 bH2g+O2g=H2O lH=-285.8kJ·mol-1 c: H2Ol H2Og ΔH3=44.0kJ·mol-1根據(jù)蓋斯定律分析,b-a+c即可得熱化學(xué)方程式為:CO2g+ H2g COg+H2OgΔH2=-285.8+283.0+44=+41.2 kJ·mol-1。(2)反應(yīng)A、使用催化劑,平衡不移動(dòng),不能提高轉(zhuǎn)化率,錯(cuò)誤;B、使用催化劑,平衡不移動(dòng),不能提高轉(zhuǎn)化率,錯(cuò)誤;C、降低反應(yīng)溫度,平衡正向移動(dòng),提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率,正確;D、投料比不變,增加反應(yīng)的濃度,平衡正向移動(dòng),提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率,正確;E、增大二氧化碳和氫氣的初始投料比,能提高氫氣的轉(zhuǎn)化率,二氧化碳的會(huì)降低,故錯(cuò)誤。故選CD。(3)從表格數(shù)據(jù)分析,在相同的溫度下,不同的催化劑,其二氧化碳的轉(zhuǎn)化率也不同,說明不同的催化劑的催化能力不同;相同催化劑不同的溫度,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率不同,且溫度高的轉(zhuǎn)化率大,因?yàn)檎磻?yīng)為放熱反應(yīng),說明表中數(shù)據(jù)是未到平衡數(shù)據(jù)。所以答案為:表中數(shù)據(jù)表明此時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡,不同的催化劑對(duì)反應(yīng)的催化能力不同,因而在該時(shí)刻下對(duì)甲醇選擇性有影響。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】二氧化氯(ClO2)是一種黃綠色易溶于水的氣體,常用作飲用水消毒。實(shí)驗(yàn)室通過如下過程制備二氧化氯。

下列說法正確的是

A.電解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為NH43Cl2H2NCl3

B.溶液X中大量存在的陰離子有Cl、OH

C.可用飽和食鹽水除去ClO2中的NH3

D.可用明礬除去飲用水中殘留的NaClO2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某液態(tài)烴和溴水發(fā)生加成反應(yīng)生成2,3﹣二溴﹣2﹣甲基丁烷,則該烴是(

A3﹣甲基﹣1﹣丁烯 B.2﹣甲基﹣2﹣丁烯

C.2﹣甲基﹣1﹣丁烯 D.1﹣甲基﹣2﹣丁烯

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氫能是發(fā)展中的新能源,它的利用包括氫的制備、儲(chǔ)存和應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)。回答下列問題:

1)與汽油相比,氫氣作為燃料的優(yōu)點(diǎn)是_________(至少答出兩點(diǎn))。但是氫氣直接燃燒的能量轉(zhuǎn)換率遠(yuǎn)低于燃料電池,寫出堿性氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式:____________。

5)化工生產(chǎn)的副產(chǎn)氫也是氫氣的來源。電解法制取有廣泛用途的Na2FeO4,同時(shí)獲得氫氣:Fe+2H2O+2OHFeO42+3H2,工作原理如圖1所示。裝置通電后,鐵電極附近生成紫紅色的FeO42,鎳電極有氣泡產(chǎn)生。若氫氧化鈉溶液濃度過高,鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。已知:Na2FeO4只在強(qiáng)堿性條件下穩(wěn)定,易被H2還原。

電解一段時(shí)間后,c(OH)降低的區(qū)域在_______(陰極室陽極室”)。

電解過程中,須將陰極產(chǎn)生的氣體及時(shí)排出,其原因是_______

c( Na2FeO4)隨初始c(NaOH)的變化如圖2,任選M、N兩點(diǎn)中的一點(diǎn),分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:_____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn),流程如下:

1)在合成氨的反應(yīng)中,改變反應(yīng)條件,會(huì)使平衡發(fā)生移動(dòng)。如下圖像表示隨條件改變,氨氣的百分含量的變化趨勢(shì)。當(dāng)橫坐標(biāo)為壓強(qiáng)時(shí),變化趨勢(shì)正確的是(選填字母序號(hào))_________,當(dāng)橫坐標(biāo)為溫度時(shí),變化趨勢(shì)正確的是(選填字母序號(hào))_________。

2)如圖所示三個(gè)容積相同的容器、,若起始溫度相同,

分別向三個(gè)容器中充入3mol H21mol N2,一定條件下反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí)各容器中NH3物質(zhì)的百分含量由小到大的順序?yàn)椋ㄌ钊萜骶幪?hào))________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定溫度下,反應(yīng)A2(g)+B2(g)2AB(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是 ( )

A.混合氣體中各物質(zhì)的濃度相等。

B.單位時(shí)間內(nèi)生成2nmolAB同時(shí)生成nmolB2 。

C.單位時(shí)間內(nèi)生成nmolA2同時(shí)生成nmolB2 。

D.單位時(shí)間內(nèi)生成nmolA2同時(shí)生成nmolAB

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下表中物質(zhì)甲物質(zhì)一定條件下與乙組中的4種物質(zhì)都能發(fā)生反應(yīng)的是

選項(xiàng)

甲物質(zhì)

乙組中的物質(zhì)

A

SO2

淀粉碘化鉀溶液、氨水、KMnO4溶液、碳酸鈉溶液

B

Mg

Cl2、CO2、NH4Cl溶液、NaOH溶液

C

SiO2

碳、NaOH溶液、氫氟酸、Na2CO3

D

稀硫酸

AlOH3、碳、Cu2OH2CO3、Cu

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】元素鉻Cr在溶液中主要以Cr3+藍(lán)紫色、CrOH4綠色Cr2O72橙紅色、CrO42黃色等形式存在,CrOH3為難溶于水的灰藍(lán)色固體,回答下列問題:

1Cr3+Al3+的化學(xué)性質(zhì)相似,在Cr2SO43溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過量,可觀察到的現(xiàn)象是_________

2CrO42Cr2O72在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下,初始濃度為1.0 mol·L1Na2CrO4溶液中cCr2O72cH+的變化如圖所示。

用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)____________

由圖可知,溶液酸性增大,CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率__________增大減小不變。根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù),計(jì)算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為__________

升高溫度,溶液中CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率減小,則該反應(yīng)的ΔH_________大于”“小于等于。

3在化學(xué)分析中采用K2CrO4為指示劑,以AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液中的Cl,利用Ag+CrO42生成磚紅色沉淀,指示到達(dá)滴定終點(diǎn)。當(dāng)溶液中Cl恰好完全沉淀濃度等于1.0×105 mol·L1時(shí),溶液中cAg+_______ mol·L1,此時(shí)溶液中cCrO42等于__________ mol·L1。已知Ag2 CrO4、AgClKsp分別為2.0×10122.0×1010。

4+6價(jià)鉻的化合物毒性較大,常用NaHSO3將廢液中的Cr2O72還原成Cr3+,反應(yīng)的離子方程式為______________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列說法中,錯(cuò)誤的是(

A濃硫酸常見的特性是吸水性、脫水性、氧化性

B濃硫酸也具有酸性,在常溫下能夠與活潑金屬鐵、鋁等反應(yīng)放出氫氣

C氟化氫的熱穩(wěn)定性很好,具有極弱的還原性,為一元弱酸

DSO2、SO3都是酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性

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