现代工业的发展导致CO2大量排放,对环境造成的影响日益严重,通过各国科技工作者的努力,现已开发出多项将CO2回收利用的技术。某科研小组提出CO2催化加氢合成乙烯。回答下列问题:
(1)已知:H2(g)、C2H4(g)的燃烧热(ΔH)分别为-285.8kJ•mol-1、-1411kJ•mol-1,H2O(g)═H2O(l)ΔH=-44kJ•mol-1,则2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g)ΔH=-127.8-127.8kJ•mol-1。
(2)某科研小组利用含铁复合催化剂催化合成乙烯,其反应机理如图。
在上述反应途径中,生成的副产物主要有 HCOOH、HCHOHCOOH、HCHO(填化学式),写出反应Ⅱ的化学方程式:
+H2=
+H*
+H2=
+H*。
(3)在使用不同催化剂的作用下可发生CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)。我国化学工作者对该反应的催化剂及催化效率进行了深入的研究。在起始压强为2MPa、气体流速为20mL•min-1时研究温度对催化剂催化性能的影响,得到CO2的转化率(%)如表。




温度(℃) CO2的转化率(%) 催化剂 |
180 | 200 | 220 | 280 | 300 | 320 | 340 | 360 |
a | 5.0 | 15.3 | 33.5 | 64.8 | 80.1 | 82.7 | 95.6 | 91.1 |
b | 0.5 | 1.2 | 3.8 | 24.5 | 36.8 | 51.6 | 61.1 | 60.0 |
a
a
(填标号)的催化性能更好。②调整气体流速,研究其对某催化剂催化效率的影响,得到CO2的转化率(%)如表。
温度(℃) CO2的转化率(%) 气体流速(mL•min-1) |
180 | 200 | 220 | 280 | 300 | 320 | 340 | 360 |
10 | 8.0 | 20.3 | 38.5 | 78.8 | 89.2 | 95.8 | 98.8 | 98.0 |
30 | 3.0 | 13.3 | 30.5 | 60.8 | 78.1 | 81.7 | 91.6 | 90.0 |
40 | 1.2 | 10.4 | 25.5 | 58.8 | 72.2 | 74.8 | 76.2 | 75.3 |
50 | 1.0 | 8.9 | 24.3 | 55.6 | 70.1 | 73.9 | 74.1 | 73.6 |
减小
减小
(填“增大”或“减小”),其可能的原因是 气体流速过快,反应物和催化剂接触时间不够
气体流速过快,反应物和催化剂接触时间不够
。③在上述实验条件中,反应肯定达到化学平衡状态的温度是
360
360
℃。(4)在温度为T℃时,将2mol CO2和6mol H2通入压强为p的恒容密闭容器内,使用含铁复合催化剂发生反应2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g)(副产物含量较少,可忽略)。实验测得反应达到平衡时,CO2的转化率为80%、则KP
(
0
.
1
p
)
×
(
0
.
4
p
)
4
(
0
.
05
p
)
2
×
(
0
.
15
p
)
6
(
0
.
1
p
)
×
(
0
.
4
p
)
4
(
0
.
05
p
)
2
×
(
0
.
15
p
)
6
【答案】-127.8;HCOOH、HCHO;
+H2=
+H*;a;减小;气体流速过快,反应物和催化剂接触时间不够;360;


(
0
.
1
p
)
×
(
0
.
4
p
)
4
(
0
.
05
p
)
2
×
(
0
.
15
p
)
6
【解答】
【点评】
声明:本试题解析著作权属菁优网所有,未经书面同意,不得复制发布。
发布:2024/4/20 14:35:0组卷:3引用:2难度:0.4
相似题
-
1.(1)已知H-H键键能(化学键断裂时吸收或形成时释放的能量)为436kJ/mol,N-H键键能为391kJ/mol,根据热化学方程式:N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,可知N≡N键的键能是
(2)碳(s)在氧气供应不充足时,生成CO同时还部分生成CO2,因此无法通过实验直接测得反应:C(s)+O2(g)═CO(g)的△H。但可设计实验、利用盖斯定律计算出该反应的△H,计算时需要测得的实验数据有12
(3)运动会中的火炬一般采用丙烷(C3H8)为燃料。丙烷热值较高,污染较小,是一种优良的燃料。试回答下列问题:
①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1mol H2O(l)过程中的能量变化图,图中的括号内应填入
②写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式:
(4)高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸,其酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数:酸 HClO4 H2SO4 HCl HNO3 Ka 1.6×10-5 6.3×10-9 1.6×10-9 4.2×10-10
A.在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离
B.在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中酸性最强的酸
C.在冰醋酸中硫酸的电离方程式为:H2SO4═2H++SO42-
D.水对这四种酸的强弱没有区分能力,但冰醋酸可以区分这四种酸的强弱
(5)常温下,0.1mol•L-1的CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数值变大的是
A.c(H+)
B.c(H+)c(CH3COOH)
C.c(CH3COO-)
D.c(CH3COOH)发布:2024/11/7 8:0:2组卷:9引用:2难度:0.5 -
2.已知白磷的结构为空心正四面体(
),磷在空气中燃烧生成P4O10,其中每个磷原子与一个氧原子双键结合,其余的氧插入P-P键之间,已知有关形成1mol键所放出的能量数据:
P+P→P-P,△H=-172kJ•mol-1; O+O→O=O,△H=-498kJ•mol-1
P+O→P-O,△H=-335kJ•mol-1; P+O→P=O,△H=-470kJ•mol-1
则反应P4(s)+5O2(g)=P4O10(s)中的燃烧热为( )发布:2024/11/17 8:0:1组卷:8引用:1难度:0.7 -
3.乙醇汽油的推广使用,带动了粮食深加工相关产业的发展,具有较好的经济效益和社会效益,促进了农业生产与消费的良性循环.
(1)下列说法中正确的是
①推广乙醇汽油可以减轻环境污染,可降低尾气中一氧化碳的含量.
②乙醇汽油作为一种新型清洁燃料,是目前世界上可再生能源的发展重点之一.
③乙醇属于可再生资源,使用乙醇汽油可以缓解目前石油紧缺的矛盾.
④太阳能、风能、水能、生物能、地热能、潮汐能等都属于可再生能源.
A.①②④B.①②③C.③④D.①②③④
(2)通过分析反应过程中化学键的断开和形成,应用有关数据,可以估算化学反应的反应热.已知有关数据见下表:
工业制乙醇目前主要方法是乙烯水化法化学键 C=C C-C C-H C-O O-H
断开键要吸收的能量(单位:kJ•mol-1)
602
345.6
411
357.7
458.8
(CH2=CH2+H2OCH3CH2OH),估算制取1mol 乙醇的反应热△H=催化剂加热、加压
(3)在相同温度和压强下,将46g乙醇分别在纯氧中和空气中完全燃烧,在纯氧中燃烧热为△H1,在空气中燃烧热为△H2,则△H1发布:2024/11/7 8:0:2组卷:36引用:2难度:0.5