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CO2催化加氢制烯烃(CnH2n)是缓解化石能源消耗、实现减排的重要途径之一。FT转化路径(CO2→CO→COnH2n)涉及的主要反应如下:
ⅰ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH1=41.1kJ•mol-1
ⅱ.nCO(g)+2nH2(g)=CnH2n(g)+nH2O(g)n=2时,ΔH2=-210.2kJ•mol-1
ⅲ.CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)ΔH3=−205.9kJ•mol-1
(1)2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g)ΔH=
-128.0
-128.0
kJ•mol-1
(2)有利于提高CO2平衡转化率的措施有
BD
BD
(填标号)。
A.增大n(CO2):n(H2)投料比
B.增大体系压强
C.使用高效催化剂
D.及时分离H2O
(3)n(CO2):n(H2)投料比为1:3、压力为1MPa时,无烷烃产物的平衡体系中CO2转化率和产物选择性随反应温度变化曲线如图1。

①有利于短链烯烃(n≤4)生成的温度范围为
B
B
(填标号)。
A.373~573K
B.573~773K
C.773~973K
D.973~1173K
②计算1083K时,反应ⅰ的Kp=
1
1

③373~1273K范围内,CO2的转化率先降低后升高的原因是
温度低于723K时,反应ii(放热反应)占主导地位,温度升高,CO2转化率降低;温度高于723K时,反应i(吸热反应)占主导地位,温度升高,CO2转化率升高
温度低于723K时,反应ii(放热反应)占主导地位,温度升高,CO2转化率降低;温度高于723K时,反应i(吸热反应)占主导地位,温度升高,CO2转化率升高

(4)FT转化路径存在CH4含量过高问题,我国科学家采用Cr2O3(SG)和H-SAPO-34复合催化剂极大提高短链烯烃选择性。CO2在催化剂Cr2O3(SG)表面转化为甲醇的各步骤所需要克服的能垒及甲醇在H-SAPO-34作用下产生乙烯、丙烯示意图如图2。

①吸附态用*表示,CO2→甲氧基(H3CO*)过程中,
HCOO*
HCOO*
的生成是决速步骤(填化学式)。
②H-SAPO-34具有氧八元环构成的笼状结构(直径0.94nm),笼口为小的八环孔(直径0.38nm)。从结构角度推测,短链烯烃选择性性提高的原因
短链烯烃可顺利从H-SAPO-34催化剂笼口八环孔脱离
短链烯烃可顺利从H-SAPO-34催化剂笼口八环孔脱离

【答案】-128.0;BD;B;1;温度低于723K时,反应ii(放热反应)占主导地位,温度升高,CO2转化率降低;温度高于723K时,反应i(吸热反应)占主导地位,温度升高,CO2转化率升高;HCOO*;短链烯烃可顺利从H-SAPO-34催化剂笼口八环孔脱离
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:67引用:5难度:0.6
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  • 1.反应 4A(g)+5B(g)⇌4C(g)+6D(g)在 5L 的密闭容器中进行,半分钟后,C 的物质的量增 加了 0.30mol。下列叙述正确的是(  )

    发布:2024/12/30 19:30:2组卷:67引用:6难度:0.6
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    kJ•mol-1
    (2)T1℃时,向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4,只发生反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的转化率为
     
    ;保持其他条件不变,温度改为T2℃,经25s后达到平衡,测得c(CH4)=2c(C2H4),则0~25s内v(C2H4)=
     
    mol•L-1•s-1
    (3)CH4分解时几种气体的平衡分压(pPa)的对数值lgp与温度的关系如图所示。

    ①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此时的平衡常数Kp=
     
    (用平衡分压代替浓度进行计算)Pa2
    ②若只改变一个反应条件使Kp变大,则该条件是
     
    (填标号)。
    A.减小C2H2的浓度
    B.升高温度
    C.增大压强
    D.加入合适的催化剂
    (4)工业上,以KNH2和液氨为电解质,以石墨为电极,电解液氨制备H2。阳极的电极反应式为
     
    ,一段时间后阴、阳两极收集到的气体质量之比为
     

    发布:2025/1/4 8:0:1组卷:9引用:3难度:0.5
  • 3.将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),经5min后,测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率为0.1mol/(L•min).求:
    (1)此时A的浓度c(A)=
     
    mol/L,反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反应速率v(B)=
     
    mol/(L•min);
    (3)x的值为
     

    发布:2024/12/30 19:0:1组卷:163引用:26难度:0.3
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