我国提出了碳达峰、碳中和的目标,控制大气中的CO2浓度,减缓温室效应,将CO2转化为高附加值化工产品成为当前科技工作者的一个重要课题。回答下列问题:
(1)工业生产尿素的基本原料为CO2、NH3,反应历程中的能量变化如图所示(反应历程中的有关物质均为气态)。写出制备尿素的热化学方程式:CO2(g)+2NH3(g)=CO(NH2)2(g)+H2O(g)ΔH=-87kJ/molCO2(g)+2NH3(g)=CO(NH2)2(g)+H2O(g)ΔH=-87kJ/mol。

(2)一定条件下,通过H2的还原作用,CO2可转化为甲醚(CH3OCH3),反应如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
反应Ⅱ:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
反应Ⅲ:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)
将H2与CO2按照3:1的体积比通入p=4Mpa的恒压容器中,反应过程中CO2的平衡转化率(X)与含碳物质的平衡收率(Y)随温度变化如图所示。520K达到平衡时,n(H2):n(H2O)=7.7:1。
已知:Ⅰ.选择性(α)=目标产物中碳原子的物质的量消耗CO2的物质的量×100%
Ⅱ.(收率)(Y)=目标产物中碳原子的物质的量CO2总的物质量×100%

①520K时,甲醚的选择性为 0.580.58(保留两位有效数字)。该温度下,反应Ⅰ的压强平衡常数Kp=8.5×10-38.5×10-3(保留两位有效数字)。
②甲醚的选择性在520K到535K范围内随温度的升高 减小减小(填“减小”、“不变”或“增大”),理由是 520K选择性为0.58,532K时选择性为0.1550.275=0.56520K选择性为0.58,532K时选择性为0.1550.275=0.56(通过计算说明)。
(3)浙江大学伍广朋研究员课题组开发出新型有机硼催化剂,利用环氧化合物将CO2转化为环状碳酸酯,反应机理如图。

总反应的化学方程式是 CO2+
催化剂
CO2+
催化剂
,该反应的催化剂是物质 ii(填“i~v”)。
目标产物中碳原子的物质的量
消耗
C
O
2
的物质的量
目标产物中碳原子的物质的量
C
O
2
总的物质量
0
.
155
0
.
275
=
0
.
56
0
.
155
0
.
275
=
0
.
56

催化剂


催化剂

【答案】CO2(g)+2NH3(g)=CO(NH2)2(g)+H2O(g)ΔH=-87kJ/mol;0.58;8.5×10-3;减小;520K选择性为0.58,532K时选择性为;CO2+
;i
0
.
155
0
.
275
=
0
.
56

催化剂

【解答】
【点评】
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发布:2024/7/25 8:0:9组卷:62引用:1难度:0.5
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