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=-128.0-128.0kJ•mol-1。
(2)有利于提高CO2平衡转化率的措施有 BDBD(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 BB(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=11。
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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