我国将在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,某研究小组利用工业废气中的CO2在催化剂的作用下合成甲醇,发生反应:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1
已知:Ⅰ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.03kJ•mol-1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH3=-90.0kJ⋅mol-1
(1)根据以上化学反应方程式,计算反应热ΔH1=-48.97kJ/mol-48.97kJ/mol。
(2)下列有关合成甲醇的说法中正确的是 AA(填标号)。
A.增大氢气的浓度,有利于提高甲醇的产率
B.选择合适的催化剂,有利于平衡正向移动
C.低温有利于平衡正向移动,因此实际生产中温度越低越好
D.高压有利于平衡正向移动,因此实际生产中压强越高越好
(3)反应温度和催化剂组成与反应物CO2的转化率和产物甲醇的选择性高度相关。改变温度和催化剂组成,控制其他条件相同进行四组实验,得到的实验数据如下表所示:
实验编号 | 温度/℃ | 催化剂组成 | CO2转化率/% | 甲醇选择性/% |
甲 | 250 | Cu/ZnO/Al2O3 | 12.3 | 42.3 |
乙 | 250 | Cu/ZnO/ZrO2 | 30.3 | 87.2 |
丙 | 300 | Cu/ZnO/Al2O3 | 15.3 | 38.5 |
丁 | 300 | Cu/ZnO/ZrO2 | 30.5 | 60.2 |
结合表中数据可知,用CO2生产甲醇的最优条件为
乙
乙
(填实验编号)。(4)如图为一定温度下,5.0×105Pa时,氢气的转化率α(H2)与投料比
n
(
H
2
)
n
(
C
O
2
)
n
(
H
2
)
n
(
C
O
2
)



(5)某研究小组采用甲醇燃料电池,以石墨为电极材料进行电解饱和NaCl溶液的实验,装置如图所示:

①甲醇燃料电池工作时,甲醇应由
a
a
(填“a”或“b”)口通入。该燃料电池的正极反应式为 O2+4H++4e-=2H2O
O2+4H++4e-=2H2O
。②电解一段时间后,c1、c2电极上均有气体产生,其中c2电极上得到的是
H2
H2
,电解NaCl溶液的离子方程式为 2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-
电解
2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-
。电解
【答案】-48.97kJ/mol;A;乙;
;a;O2+4H++4e-=2H2O;H2;2Cl-+2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-

电解
【解答】
【点评】
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发布:2024/9/19 0:0:8组卷:10引用:2难度:0.5
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(2)T1℃时,向5L恒容密闭容器中充入0.5molCH4,只发生反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的转化率为
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①T℃时,向一恒容密闭容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只发生反应2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
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A.减小C2H2的浓度
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