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落实“双碳”目标,碳资源的综合利用成为重中之重。
Ⅰ.甲醇不仅是重要的化工原料,还是性能优良的车用燃料。CO2和H2在Cu/ZnO催化作用下可以合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0,此反应分两步进行:
反应i:Cu/ZnO(s)+H2(g)═Cu/Zn(s)+H2O(g) ΔH>0
反应ii:
Cu/Zn(s)+2H2(g)+CO2(g)=Cu/ZnO(s)+CH3OH(g)
Cu/Zn(s)+2H2(g)+CO2(g)=Cu/ZnO(s)+CH3OH(g)
 ΔH<0。
(1)反应ii的化学反应方程式为
Cu/Zn(s)+2H2(g)+CO2(g)=Cu/ZnO(s)+CH3OH(g)
Cu/Zn(s)+2H2(g)+CO2(g)=Cu/ZnO(s)+CH3OH(g)

(2)在绝热恒容的密闭容器中,将CO2和H2按物质的量之比1:3投料发生该反应,下列不能说明反应已达到平衡的是
AC
AC
(填字母标号)。
A.CO2和H2的转化率相等
B.体系的温度保持不变
C.单位时间体系内减少3molH2的同时有1molH2O增加
D.合成CH3OH的反应限度达到最大
(3)研究表明,用可控Cu/Cu2O界面材料也可催化CO2还原合成甲醇。将6.0molCO2和8.0molH2充入体积为3L的恒温密闭容器中发生此反应。测得起始压强为35MPa,H2的物质的量随时间的变化如图中实线所示。
①图1中与实线相比,虚线改变的条件可能是
升高温度
升高温度

②该反应在0~4min内(实线)H2O的平均反应速率为
0.16mol•L-1•min-1
0.16mol•L-1•min-1
(保留2位有效数字)。
③该条件下(实线)的Kp
0.02
0.02
MPa-2
④Cu2O的立方晶胞结构如图2所示。白球代表的是
O2-
O2-
(填“Cu+”或“O2-”);a,b的坐标参数依次为(0,0,0)、(
1
2
1
2
1
2
),则d的坐标参数为
3
4
3
4
1
4
3
4
3
4
1
4

Ⅱ.在催化剂作用下,用CO脱除NO的反应为:2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)。
(4)已知Archenius经验公式为Rlnk=-Ea/T+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数),为探究m,n两种催化剂的催化效率进行了实验探究,获得如图3曲线。从图中信息获知催化剂的催化效率m
n(填“>”“=”或“<”),其理由是
线n较m平缓,Ea小,反应速率快,催化效率高的是n
线n较m平缓,Ea小,反应速率快,催化效率高的是n

【答案】Cu/Zn(s)+2H2(g)+CO2(g)=Cu/ZnO(s)+CH3OH(g);Cu/Zn(s)+2H2(g)+CO2(g)=Cu/ZnO(s)+CH3OH(g);AC;升高温度;0.16mol•L-1•min-1;0.02;O2-;(
3
4
3
4
1
4
);<;线n较m平缓,Ea小,反应速率快,催化效率高的是n
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:16引用:1难度:0.7
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:164引用:26难度:0.3
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