CO2的资源化利用和转化已成为当今科学研究的热点。
(1)325℃时,水在Mn粉表面产生的H2可将CO2转化成甲酸,同时生成MnO。
①由H2O、Mn、CO2制备甲酸的化学方程式为 Mn+CO2+H2O 325℃ MnO+HCOOHMn+CO2+H2O 325℃ MnO+HCOOH。
②直接加热H2与CO2难以生成甲酸,该条件下能较快生成甲酸的原因是 反应生成的MnO是H2与CO2反应的催化剂反应生成的MnO是H2与CO2反应的催化剂。
(2)CO2加氢生成CH3OH的主要反应的热化学方程式为
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.5kJ⋅mol-1
反应Ⅱ:H2(g)+CO2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=41.2kJ⋅mol-1
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH=-90.7kJ⋅mol-1
将n起始(CO2):n起始(H2)=1:3的混合气体置于密闭容器中,达到平衡时,体系中温度和压强对CH3OH的选择性影响如图所示。

①压强的大小:p1<<p2(填“<”或“>”).
②CH3OH的选择性随温度升高而下降的原因是 反应Ⅰ和反应Ⅲ为放热反应,温度升高,不利于反应正向进行,CH3OH的选择性下降反应Ⅰ和反应Ⅲ为放热反应,温度升高,不利于反应正向进行,CH3OH的选择性下降。
(3)CO2和环氧乙烷在MgO作催化剂的条件下合成碳酸乙烯酯。
①MgCl2溶液中加入尿素[CO(NH2)2]生成Mg5(CO3)4(OH)2沉淀,同时有CO2气体产生,该反应的离子方程式为 5Mg2++5CO(NH2)2+11H2O=Mg5(CO3)4(OH)2↓+CO2↑+10NH+45Mg2++5CO(NH2)2+11H2O=Mg5(CO3)4(OH)2↓+CO2↑+10NH+4。
②MgCl2与沉淀剂(尿素、氢氧化钠)反应生成沉淀,过滤后将沉淀焙烧得到MgO。与氢氧化钠作沉淀剂相比,用尿素作沉淀剂焙烧生成的MgO作催化剂效果更好,其原因是 Mg5(CO3)4(OH)2焙烧释放更多的气体,制得的MgO更加疏松多孔Mg5(CO3)4(OH)2焙烧释放更多的气体,制得的MgO更加疏松多孔。
③MgO催化CO2合成碳酸乙烯酯(
)可能的反应机理如图所示,根据元素电负性的变化规律,步骤Ⅰ、Ⅱ的过程可描述为 环氧乙烷中的O原子吸附在Mg2+上,环氧乙烷中的C-O键断裂,CO2中的C原子与O2-结合,一个O原子与环氧乙烷中的一个C原子结合环氧乙烷中的O原子吸附在Mg2+上,环氧乙烷中的C-O键断裂,CO2中的C原子与O2-结合,一个O原子与环氧乙烷中的一个C原子结合。

325
℃
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【答案】Mn+CO2+H2O MnO+HCOOH;反应生成的MnO是H2与CO2反应的催化剂;<;反应Ⅰ和反应Ⅲ为放热反应,温度升高,不利于反应正向进行,CH3OH的选择性下降;5Mg2++5CO(NH2)2+11H2O=Mg5(CO3)4(OH)2↓+CO2↑+10;Mg5(CO3)4(OH)2焙烧释放更多的气体,制得的MgO更加疏松多孔;环氧乙烷中的O原子吸附在Mg2+上,环氧乙烷中的C-O键断裂,CO2中的C原子与O2-结合,一个O原子与环氧乙烷中的一个C原子结合
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【解答】
【点评】
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发布:2024/7/10 8:0:8组卷:49引用:2难度:0.6
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②以下有关说法正确的是
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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
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