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一定条件下,二氧化碳可合成低碳烯烃,缓解温室效应、充分利用碳资源。
(1)已知:①C2H4(g)+2O2(g)═2CO2(g)+2H2(g)△H1
②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H2
③H2O(l)═H2O(g)△H3
④2CO2(g)+6H2(g)
催化剂
C2H4(g)+4H2O(g)△H4
则△H4
ΔH4═2ΔH2+4ΔH3-ΔH1
ΔH4═2ΔH2+4ΔH3-ΔH1
(用△H1、△H2、△H3表示)。
(2)反应④的反应温度、投料比[
n
H
2
n
C
O
2
═x]对CO2平衡转化率的影响如图所示:

①a
3(填“>”“<”或“═”,下同);M、N两点反应的平衡常数KM
KN
②300℃,往6L反应容器中加入3molH2、1molCO2,反应10min达到平衡。求0到10min氢气的平均反应速率为
0.03mol•L-1•min-1
0.03mol•L-1•min-1

(3)中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图:

催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如表:
助剂 CO2转化率(%) 各产物在所有产物中的占比(%)
C2H4 C3H6 其他
Na 42.5 35.9 39.6 24.5
K 27.2 75.6 22.8 1.6
Cu 9.8 80.7 12.5 6.8
①欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加
K
K
助剂效果最好。
②下列说法正确的是
ac
ac
(填标号)。
a.第i步反应为CO2+H2⇌CO+H2O
b.第i步反应的活化能低于第ⅱ步
c.催化剂助剂生要在低聚反应、异构化反应环节起作用
d.Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的△H减小
e.添加不同助剂后,反应的平衡常数各不相同
(4)2018年,强碱性电催化还原CO2制乙烯研究取得突破进展,原理如图所示:

已知PTFE浸泡了饱和KCl溶液,请写出阴极的电极反应:
2CO2+12e-+8H2O═C2H4+12OH-
2CO2+12e-+8H2O═C2H4+12OH-

【答案】ΔH4═2ΔH2+4ΔH3-ΔH1;>;>;0.03mol•L-1•min-1;K;ac;2CO2+12e-+8H2O═C2H4+12OH-
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:21引用:3难度:0.7
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    发布:2025/1/6 6:0:5组卷:31引用:4难度:0.7
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    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K1
    K2(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=
     
    kJ•mol-1
    (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
     
    个电子发生转移.
    (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
     
     
    (用相关的电极反应式和离子方程式表示)

    发布:2024/12/30 14:0:1组卷:26引用:3难度:0.5
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