CO2综合利用有利于实现碳中和目标,对于构建低碳社会具有重要意义。
Ⅰ.在太阳能的作用下,缺铁氧化物[如 Fe0.9O]能分解 CO2,其过程如图1所示。过程①的化学方程式是 10Fe0.9O+CO2 太阳能 .3Fe3O4+C10Fe0.9O+CO2 太阳能 .3Fe3O4+C。在过程②中每产生1molO2,转移电子 44mol。

Ⅱ.CO2与 H2一起直接制备甲醇,其中的主要过程包括以下反应:
①CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.0 kJ•mol −1
②CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.1 kJ•mol−1
研究表明:在其他条件相同的情况下,用新型催化剂可以显著提高甲醇的选择性,使 用该催化剂,按n(CO2):n(H2)=1:3 (总量为 amol)投料于恒容密闭容器中进行反应,CO2 的平衡转化率和甲醇的选择率(甲醇的选择率:转化的 CO2中生成甲醇的物质的量分数) 随温度的变化趋势如图2所示:(忽略温度对催化剂的影响)
①根据图2中数据,温度选择 553553K,达到平衡时,反应体系内甲醇的产量最高。
②随着温度的升高,CO2的平衡转化率增加但甲醇的选择率降低,请分析其原因 当温度升高时反应①平衡逆向移动,而反应②平衡正向移动且幅度更大,所以CO2的转化率增加,但甲醇的选择性却降低当温度升高时反应①平衡逆向移动,而反应②平衡正向移动且幅度更大,所以CO2的转化率增加,但甲醇的选择性却降低。
Ⅲ.利用 CO2在新型钌配合物催化剂下加氢合成甲酸,反应机理如图 3所示,图中含Ru配合物的某段结构用 M 表示。中间体为 
,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,使用极性溶剂后该步反应活化能降低,极大地提高了整个反应的合成效率CO2插入M-H键所需的活化能最大,是该反应的决速步骤,使用极性溶剂后该步反应活化能降低,极大地提高了整个反应的合成效率。
太阳能
.
太阳能
.


【考点】化学平衡的影响因素.
【答案】10Fe0.9O+CO2 3Fe3O4+C;4;553;当温度升高时反应①平衡逆向移动,而反应②平衡正向移动且幅度更大,所以CO2的转化率增加,但甲醇的选择性却降低;
;CO2插入M-H键所需的活化能最大,是该反应的决速步骤,使用极性溶剂后该步反应活化能降低,极大地提高了整个反应的合成效率
太阳能
.

【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:2024/6/27 10:35:59组卷:13引用:3难度:0.7
相似题
-
1.升高温度,下列数据不一定增大的是( )
发布:2025/1/6 6:0:5组卷:31引用:4难度:0.7 -
2.催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生以下两个平衡反应。下列有关说法不正确的是( )
①CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ•mol-1
②CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ•mol-1发布:2025/1/6 6:0:5组卷:90引用:3难度:0.5 -
3.现代工业将煤汽化,既可以提高燃料的利用率、减少CO、SO2等的排放,又可以扩大水煤气的用途.甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用水煤气来合成甲醇CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g).
(1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1K2(填“>”、“<”或“=”).
②以下有关说法正确的是
a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
d.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%
(2)已知在常温常压下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ•mol-1
则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
(3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆.甲醇燃料电池的工作原理如图2所示.
①该电池正极的电极反应式为
②工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有
(4)以上述电池做电源,用图3所示装置,在实验室中模拟铝制品面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是发布:2024/12/30 14:0:1组卷:26引用:3难度:0.5