为加快实现“双碳”目标,CO2的资源化利用成为了科研的热门选题:
(1)工业上利用CO2和H2为原料,在催化剂Cu/ZnO的作用下合成甲醇,该反应的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49kJ⋅mol-1。
①该反应在 低温低温(填“高温”“低温”或“任意温度”)下,易自发进行。
②该反应分两步进行:
第一步.Cu/ZnO*+H2=Cu/Zn*+H2O ΔH>0
第二步.Cu/Zn*+2H2+CO2=Cu/ZnO*+CH3OH
已知第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间,由此推知以下能正确表示反应过程中能量变化的示意图为 bb(填序号)。

(2)Sabatier反应可实现CO2甲烷化:反应1为CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-165kJ⋅mol-1,该反应发生的同时还伴随着副反应;反应2为CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH=+41kJ⋅mol-1,将5molCO2和20molH2通入某恒压密闭容器中将CO2甲烷化,平衡时体系中各含碳元素物质的物质的量n(X)与温度T的关系如图所示:
?
①曲线Y代表的物质是 COCO(填化学式),曲线Z所代表的物质在1100K以上物质的量减小的原因是 反应1平衡左移使n(CO2)增多的程度小于反应2平衡右移使n(CO2)减小的程度反应1平衡左移使n(CO2)增多的程度小于反应2平衡右移使n(CO2)减小的程度。
②800K时,若经过10min达到平衡,则该条件下0~10min内H2O的平均生成速率v(H2O)=0.780.78mol⋅min-1。
③当反应1和反应2均达到化学平衡状态时,若维持温度不变,向容器内通入惰性气体He,则反应2平衡 正向移动正向移动(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
④800K时,若平衡时容器内总压为p,则反应2的压强平衡常数Kp=0.340.34(结果保留两位有效数字,Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(3)在酸性水溶液中,CO2通过电催化法可生成C2H5OH,c-NC、i-NC是两种电极催化剂,转化原理如图所示:

①c-NC上的电极反应式为 2CO2+12e-+12H+═C2H5OH+3H2O2CO2+12e-+12H+═C2H5OH+3H2O。
②当两个电极上转移相同数目的电子时,c-NC电极和i-NC电极上得到的C2H5OH的物质的量之比为5:4,则i-NC电极上产生的C2H5OH和CO的物质的量之比为 2:32:3。
【答案】低温;b;CO;反应1平衡左移使n(CO2)增多的程度小于反应2平衡右移使n(CO2)减小的程度;0.78;正向移动;0.34;2CO2+12e-+12H+═C2H5OH+3H2O;2:3
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:23引用:1难度:0.5
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