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“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体,CO2的综合利用是解决温室及能源问题的有效途径。
(1)研究表明CO2和H2在催化存在下可发生反应生成CH3OH。已知部分反应的热化学方程式如下:CH3OH(g)+3/2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)ΔH1=akJ⋅mol-1;H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(l)ΔH2=bkJ⋅mol-1
则CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(l)ΔH=
(3b-a)kJ•mol-1
(3b-a)kJ•mol-1

(2)CO2催化加氢也能合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g),不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图所示,曲线c表示的物质为
C2H4
C2H4
(填化学式)。

(3)CO2和H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO。
反应A:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)
反应B:CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)
控制CO2和H2初始投料比为1:3时,温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO产率的影响如图所示。

①由图可知获取CH3OH最适宜的温度是
250℃
250℃

②下列措施不能提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率的有
AC
AC
(填字母)。
A.使用催化剂
B.增大体系压强
C.增大CO2和H2初始投料比
(4)在催化剂表面通过施加电压可将溶解在酸性溶液中的二氧化碳直接转化为乙醇,则生成乙醇的电极反应式为
2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O
2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O

(5)由CO2制取C的太阳能工艺如图所示。请用文字描述该过程
四氧化三铁在太阳能作用下分解为氧气和氧化亚铁,氧化亚铁与二氧化碳在700K时反应生成碳和四氧化三铁,四氧化三铁循环反应
四氧化三铁在太阳能作用下分解为氧气和氧化亚铁,氧化亚铁与二氧化碳在700K时反应生成碳和四氧化三铁,四氧化三铁循环反应

【答案】(3b-a)kJ•mol-1;C2H4;250℃;AC;2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O;四氧化三铁在太阳能作用下分解为氧气和氧化亚铁,氧化亚铁与二氧化碳在700K时反应生成碳和四氧化三铁,四氧化三铁循环反应
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:7引用:1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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    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:91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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