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CO2的捕集及利用对“碳中和”具有重要意义,回答下列问题:
(1)在钌配合物催化下CO2加氢合成甲酸发生反应Ⅰ,同时还伴有反应Ⅱ发生。
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)⇌HCOOH(g)  ΔH1=-30.9kJ•mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)  ΔH2
①已知:298K时,部分物质的相对能量如表所示,则HCOOH(g)的相对能量为
-423.9
-423.9
kJ•mol-1,ΔH1
ΔH2(填“>”“<”或“=”)。
物质 CO2(g) H2(g) H2O(g) CO(g)
相对能(kJ•mol-1 -393 0 -242 -110
②气体A的压力转化率表示为α(A)=[1-
P
1
P
0
]×1000%,P0为A初始压力,P1为A某时刻分压。保持323K恒温恒压,CO2(g)、H2(g)投料比1:1时,CO2初始分压分别为Po-aMPa、Po-bMPa和Po-cMPa(Po-a<Po-b<Po-c),测得α(CO2)与时间t的关系如图甲所示。

则曲线z表示的CO2的初始分压为
p0-a
p0-a
MPa,在323K,CO2初始分压为时Po-cMPa时,平衡后,P(HCOOH)=6P(CO),则反应Ⅰ的Kp
=
14
3
p
0
-
c
=
14
3
p
0
-
c
(用含Po-c 的式子表示)。
③已知Arrhenius公式Rlnk=-(
E
a
T
)+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数),反应Ⅰ的数据如图乙中的曲线d所示,则该反应的活化能Ea=
1120
1120
kJ•mol-1。改变外界条件,数据如图中的曲线e所示,则实验可能改变的外界条件是
使用更高效的催化剂
使用更高效的催化剂

(2)一种新型钌配合物催化剂催化CO2加氢合成甲酸的反应机理如图丙所示。生成中间体的反应为
CO2+=
CO2+=
,研究表明,极性溶剂有助于促进CO2插入M—H键,使用极性溶剂后极大地提高了整个反应的合成效率,原因是
CO2插入M—H键所需的活化能最大,是该反应的决速步骤,使用极性容积后活化能降低
CO2插入M—H键所需的活化能最大,是该反应的决速步骤,使用极性容积后活化能降低

【答案】-423.9;<;p0-a;=
14
3
p
0
-
c
;1120;使用更高效的催化剂;CO2+=;CO2插入M—H键所需的活化能最大,是该反应的决速步骤,使用极性容积后活化能降低
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:36引用:1难度:0.6
相似题
  • 1.氢气最早于16世纪被人工制取出来,氢气是一种清洁能源。
    (1)利用光伏电池电解水制H2是氢能的重要来源。已知:H-H键、O=O键、H-O键的键能依次为436kJ•mol-1、495kJ•mol-1、463kJ•mol-1。则2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    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
  • 2.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
  • 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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