CO2的有效转化有助于我国实现2060年“碳中和”目标。将CO2和H2在催化剂作用下,可实现二氧化碳甲烷化。已知:
键能 | C═O | H-H | C-H | H-O |
kJ•mol-1 | 803 | 436 | 414 | 464 |
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-162kJ/mol
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-162kJ/mol
。(2)二氧化碳甲烷化反应体系中,存在副反应:CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)ΔH>0。向1L恒容密闭容器中通入CO2和5molH2,测得相同反应时间内,不同催化剂作用下温度对CO2转化率和CH4选择性的影响如图1所示。

CH4选择性=
用于生成
C
H
4
的
C
O
2
物质的量
发生反应的
C
O
2
物质的量
①写出一种既能提高二氧化碳甲烷化的反应速率又能提高甲烷产率的措施
加压(或选择合适的催化剂)
加压(或选择合适的催化剂)
。②反应温度在260℃~320℃之间时,应选择
CeO2
CeO2
为催化剂,该温度范围内,升高温度CH4的产率 增大
增大
(填“增大”“减小”或“不变”)。③温度高于320℃后,以Ni为催化剂,CO2的转化率随温度升高显著上升的原因是
高于320℃后,Ni的催化活性显著增强,反应速率加快
高于320℃后,Ni的催化活性显著增强,反应速率加快
。④若A点表示320℃时的平衡状态,则容器中CH4的浓度为
ab
ab
mol•L-1,二氧化碳甲烷化反应的平衡常数K=4
a
3
(
1
-
a
)
(
5
-
4
a
)
4
4
a
3
(
1
-
a
)
(
5
-
4
a
)
4
(3)CeO2理想晶胞如图2所示。若晶胞边长为anm,NA为阿伏加德罗常数的值。CeO2理想晶胞中Ce4+的配位数为
8
8
,CeO2晶体的密度为 6
.
88
×
10
23
N
A
•
a
3
6
.
88
×
10
23
N
A
•
a
3
【答案】CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-162kJ/mol;加压(或选择合适的催化剂);CeO2;增大;高于320℃后,Ni的催化活性显著增强,反应速率加快;ab;;8;
4
a
3
(
1
-
a
)
(
5
-
4
a
)
4
6
.
88
×
10
23
N
A
•
a
3
【解答】
【点评】
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发布:2024/7/14 8:0:9组卷:39引用:1难度:0.5
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(1)图1的四个过程中能量转化形式有
A.2种 B.3种 C.4种 D.4种以上
(2)电解过程要消耗大量的电能,而使用微生物作催化剂在阳光下也能分解水.
2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通电2H2(g)+O2(g)△H2光照催化剂
以上反应的△H1
(3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依据图2能量变化写出氢气燃烧生产液态水的热化学方程式
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