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我國對世界鄭重承諾:2030年前實現(xiàn)碳達峰,2060年前實現(xiàn)碳中和。而研發(fā)二氧化碳的碳捕提和碳利用技術(shù)則是關(guān)鍵。通過各國科技工作者的努力,已經(jīng)開發(fā)出許多將CO2回收利用的技術(shù),其中催化轉(zhuǎn)化法最具應(yīng)用價值?;卮鹣铝袉栴}:
(1)CO2在催化劑作用下可以直接轉(zhuǎn)化為乙二醇和甲醇,但若反應(yīng)溫度過高,乙二醇會深度加氫生成乙醇。菁優(yōu)網(wǎng)(g)+CO2(g)+3H2(g)→HOCH2CH2OH(g)+CH3OH(g)ΔH=-131.9kJ?mol-1
HOCH2CH2OH(g)+H2(g)→C2H5OH(g)+H2O(g)ΔH=-94.8kJ?mol-1
獲取乙二醇的反應(yīng)歷程可分為如下2步:
Ⅰ.菁優(yōu)網(wǎng)(g)+CO2(g)→菁優(yōu)網(wǎng)(g)  ΔH=-60.3kJ?mol-1
Ⅱ.EC加氫生成乙二醇與甲醇
①步驟Ⅱ的熱化學(xué)方程式是
菁優(yōu)網(wǎng)(g)+3H2(g)→HOCH2CH2OH(g)+CH3OH(g)△H=-71.6kJ/mol
菁優(yōu)網(wǎng)(g)+3H2(g)→HOCH2CH2OH(g)+CH3OH(g)△H=-71.6kJ/mol
。
②研究反應(yīng)溫度對EC加氫的影響(反應(yīng)時間均為4小時),實驗數(shù)據(jù)見下表:
反應(yīng)溫度/℃ EC轉(zhuǎn)化率/% 乙二醇產(chǎn)率/%
160 23.8 23.2
180 62.1 60.9
200 99.9 94.7
220 99.9 92.4
由表可知,溫度越高,EC的轉(zhuǎn)化率越高,原因是
溫度越高,反應(yīng)速率越快,反應(yīng)相同的時間轉(zhuǎn)化的EC的量越多,故導(dǎo)致EC的轉(zhuǎn)化率越高
溫度越高,反應(yīng)速率越快,反應(yīng)相同的時間轉(zhuǎn)化的EC的量越多,故導(dǎo)致EC的轉(zhuǎn)化率越高
。溫度升高到220℃時,乙二醇的產(chǎn)率反而降低,原因是
溫度升高到220℃時,乙二醇深度加氫生成了乙醇,導(dǎo)致EC的轉(zhuǎn)化率保持不變,而乙二醇的產(chǎn)率反而降低
溫度升高到220℃時,乙二醇深度加氫生成了乙醇,導(dǎo)致EC的轉(zhuǎn)化率保持不變,而乙二醇的產(chǎn)率反而降低
。
(2)多晶Cu是目前唯一被實驗證實能高效催化CO2還原為烴類(如C2H4)的金屬。如圖1所示,電解裝置中分別以多晶Cu和Pt為電極材料,用陰離子交換膜分隔開陰、陽極室,反應(yīng)前后KHCO3濃度基本保持不變,溫度控制在10℃左右,生成C2H4的電極反應(yīng)式為
14CO2+12e-+8H2O=C2H4+12
HCO
-
3
14CO2+12e-+8H2O=C2H4+12
HCO
-
3
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(3)CO2與H2反應(yīng)如果用Co/C作為催化劑,可以得到含有少量甲酸的甲醇。為研究催化劑的催化效率,將Co/C催化劑循環(huán)使用,相同條件下,隨著循環(huán)使用次數(shù)的增加,甲醇產(chǎn)量如圖2所示,試準測甲醇產(chǎn)量變化的原因:
反應(yīng)產(chǎn)生的甲酸腐蝕催化劑,使催化劑活性降低
反應(yīng)產(chǎn)生的甲酸腐蝕催化劑,使催化劑活性降低
。(已知Co的性質(zhì)與Fe相似)

【答案】菁優(yōu)網(wǎng)(g)+3H2(g)→HOCH2CH2OH(g)+CH3OH(g)△H=-71.6kJ/mol;溫度越高,反應(yīng)速率越快,反應(yīng)相同的時間轉(zhuǎn)化的EC的量越多,故導(dǎo)致EC的轉(zhuǎn)化率越高;溫度升高到220℃時,乙二醇深度加氫生成了乙醇,導(dǎo)致EC的轉(zhuǎn)化率保持不變,而乙二醇的產(chǎn)率反而降低;14CO2+12e-+8H2O=C2H4+12
HCO
-
3
;反應(yīng)產(chǎn)生的甲酸腐蝕催化劑,使催化劑活性降低
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:26引用:3難度:0.6
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    發(fā)布:2024/11/9 8:0:6組卷:7引用:1難度:0.5
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    ;
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    ;若使用堿性電解質(zhì)溶液,則b極的電極反應(yīng)式為:b極:
     
    ;放電時電極a作
     
    極,外電路中電流從
     
    流出,電解質(zhì)溶液中陽離子移向
     
    極.

    發(fā)布:2024/11/8 8:0:1組卷:3引用:1難度:0.5
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    ;
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    kJ.

    發(fā)布:2024/11/15 8:0:2組卷:5引用:1難度:0.3
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