【題目】【2016年浙江卷】催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問(wèn)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)平行反應(yīng),分別生成CH3OHCO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:

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

CO2g+H2g COg+H2OgΔH2II

某實(shí)驗(yàn)室控制CO2H2初始投料比為1:2.2,在相同壓強(qiáng)下,經(jīng)過(guò)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中生成甲醇的百分比

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

H2OlH2OgΔH3=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。

4)在圖中分別畫(huà)出反應(yīng)I在無(wú)催化劑、有Cat.1和有Cat.2三種情況下反應(yīng)過(guò)程~能量示意圖。

5)研究證實(shí),CO2也可在酸性水溶液中通過(guò)電解生成甲醇,則生成甲醇的反應(yīng)發(fā)生在極,該電極反應(yīng)式是。

【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。

4

5)陰 CO2+6H++6e==CH3OH+H2O

【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(shū)寫(xiě)平衡常數(shù)為。已知熱化學(xué)方程式:a:COg+O2g=CO2gH= -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,相同的反應(yīng)時(shí)間內(nèi),其二氧化碳的轉(zhuǎn)化率也不同,說(shuō)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(shuō)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。

4)從表中數(shù)據(jù)分析,在催化劑Cat.2的作用下,甲醇的選擇性更大,說(shuō)明催化劑Cat.2對(duì)反應(yīng)的催化效果更好,催化劑能降低反應(yīng)的活化能,說(shuō)明使用催化劑Cat.2的反應(yīng)過(guò)程中活化能更低,故圖為:

5)二氧化碳變甲醇,碳元素的化合價(jià)降低,得到電子,說(shuō)明其在陰極反應(yīng),其電極反應(yīng)為: CO2+6H++6e-==CH3OH+H2O

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某溫度下,將Cl2通入NaOH溶液中,反應(yīng)得到NaClNaClO、NaClO3 的混合液,經(jīng)測(cè)定ClOClO的物質(zhì)的量濃度之比為1∶3,則Cl2NaOH溶液反應(yīng)時(shí),被還原的氯元素與被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比為 ( )

A. 21∶5 B. 11∶3 C. 3∶1 D. 4∶1

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】H2S在金屬離子的鑒定分析、煤化工等領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。請(qǐng)回答:

I.工業(yè)上一種制備H2S的方法是在催化劑、高溫條件下,用天然氣與SO2反應(yīng),同時(shí)生成兩種能參與大氣循環(huán)的氧化物。

(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。

II.H2S可用于檢測(cè)和沉淀金屬陽(yáng)離子。

(2)H2S的第一步電離方程式為____________。

(3)己知:25℃時(shí),Ksp(SnS)=1.0×10-25,Ksp(CdS)=8.0×10-27,該溫度下,向濃度均為0.1 mol·L-1的CdCl2和SnCl2的混合溶液中通人H2S,當(dāng)Sn2+開(kāi)始沉淀時(shí),溶液中c(Cd2+)=_________(溶液體積變化忽略不計(jì))。

Ⅲ.H2S是煤化工原料氣脫硫過(guò)程的重要中間體。反應(yīng)原理為

ⅰ.COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H=+7 kJ·mol-1;

ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H =-42 kJ·mol-1 ;

(4)己知:斷裂1 mol分子中的化學(xué)鍵所需吸收的能量如下表所示。

分子

COS(g)

H2(g)

CO(g)

H2S(g)

H2O(g)

CO2(g)

能量/ kJ·mol-1

1319

442

x

678

-930

1606

表中x=___________。

(5)向10 L容積不變的密閉容器中充入1 mol COS(g)、1 mol H2(g)和1 mol H2O(g),進(jìn)行上述兩個(gè)反應(yīng)。其他條件不變時(shí),體系內(nèi)CO的平衡體積分?jǐn)?shù)與溫度(T)的關(guān)系如圖所示。

①隨著溫度升高,CO的平衡體積分?jǐn)?shù)____________(填“增大”或“減小”),原因?yàn)?/span>_______________。

②T1℃時(shí),測(cè)得平衡時(shí)體系中COS的物質(zhì)的量為0.80 mol。則該溫度下,COS的平衡轉(zhuǎn)化率為_________;反應(yīng)i的平衡常數(shù)為____________(保留兩位有效數(shù)字)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下表列出了周期表中前20號(hào)元素中的十種元素的相關(guān)數(shù)據(jù):

元素編號(hào)

元素性質(zhì)

原子半徑(10-10m)

1.52

2.27

0.74

1.43

0.77

1.10

0.99

1.86

0.75

0.71

最高價(jià)態(tài)

+1

+1

+3

+4

+5

+7

+1

+5

最低價(jià)態(tài)

-2

-4

-3

-1

-3

-1

試回答下列問(wèn)題:

(1)以上10種元素的原子中,最容易失去電子的是________(填元素編號(hào)),其最高價(jià)氧化物的水化物的電子式為___________;與H2最容易化合的非金屬單質(zhì)是________(寫(xiě)物質(zhì)名稱)。

(2)寫(xiě)出元素③形成的一種具有強(qiáng)氧化性的氫化物的結(jié)構(gòu)式______________。

(3)寫(xiě)出上述⑤、⑥、⑦三種元素中的某兩種元素形成的化合物中,每個(gè)原子都滿足最外層為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的一種物質(zhì)的分子式______________;⑤的最高價(jià)氧化物的電子式為__________

(4)短周期另一元素Q的原子半徑為1.02×10-10m,則該元素在周期表中位于________________

(5)寫(xiě)出④的最高價(jià)氧化物的水化物與⑦的最高價(jià)氧化物的水化物反應(yīng)的離子方程式:________________________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】用2g塊狀大理石與30mL3mol/L鹽酸反應(yīng)制取CO2氣體.若要增大反應(yīng)速率,可采取的措施是

再加入30mL3mol/L鹽酸 改用30mL6mol/L鹽酸

改用2g粉末狀大理石 適當(dāng)升高溫度

A.①②④ B.②③④ C.①③④ D.①②③

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列關(guān)于離子鍵、共價(jià)鍵的敘述中正確的是(
A.非極性鍵只存在于雙原子的單質(zhì)分子(如Cl2)中
B.在共價(jià)化合物里,可能存在離子鍵
C.在離子化合物里,只存在離子鍵,沒(méi)有共價(jià)鍵
D.化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊鍵的斷裂,新鍵的形成

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】【2014全國(guó)大綱卷】化合物AX3和單質(zhì)X2在一定條件下反應(yīng)可生成化合物AX5;卮鹣铝袉(wèn)題:

(1)已知AX3的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為-93.6 76 ,AX5的熔點(diǎn)為167 。室溫時(shí)AX3與氣體X2反應(yīng)生成lmol AX5,放出熱量123.8 kJ。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 。

(2)反應(yīng)AX3(g)+X2(g)AX5(g)在容積為10 L的密閉容器中進(jìn)行。起始時(shí)AX3X2均為0.2 mol。反應(yīng)在不同條件下進(jìn)行,反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖所示。

列式計(jì)算實(shí)驗(yàn)a從反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率 v(AX5)

圖中3組實(shí)驗(yàn)從反應(yīng)開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率v(AX5)由大到小的次序?yàn)?/span> (填實(shí)驗(yàn)序號(hào));與實(shí)驗(yàn)a相比,其他兩組改變的實(shí)驗(yàn)條件及判斷依據(jù)是:b 、c 。

用p0表示開(kāi)始時(shí)總壓強(qiáng),p表示平衡時(shí)總壓強(qiáng),α表示AX3的平衡轉(zhuǎn)化率,則α的表達(dá)式為 ;實(shí)驗(yàn)ac的平衡轉(zhuǎn)化率:αa 、αc 。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】綠茶中含有的EGCG(表示沒(méi)食子兒茶素沒(méi)食子酸酯)物質(zhì)具有抗癌作用,能使血癌(白血病)中癌細(xì)胞自殺性死亡,已知EGCG的一種衍生物A如圖所示。有關(guān)衍生物A說(shuō)法不正確的是( )

A.A在空氣中易氧化,遇FeCl3溶液能發(fā)生顯色反應(yīng)

B.A能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出二氧化碳

C.1 mol A最多可與含9 mol氫氧化鈉的溶液完全作用

D.1 mol A與足量的濃溴水反應(yīng)最多可與6 mol Br2作用

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法不正確的是

A. 大氣中PM2.5比表面積大,吸附力強(qiáng),能吸附許多有毒、有害物質(zhì)

B. Na2S具有還原性,因此可作為工業(yè)廢水汞離子沉淀劑

C. 剛玉、紅寶石主要成分是氧化鋁,陶瓷、分子篩主要成分是硅酸鹽

D. 在食品袋中放入盛有硅膠和鐵粉的透氣小袋,可防止食物受潮、氧化變質(zhì)

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同步練習(xí)冊(cè)答案