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直接將CO2轉(zhuǎn)化為有機(jī)物并非植物的“專利”,科學(xué)家通過多種途徑實(shí)現(xiàn)了CO2合成甲醛,總反應(yīng)為CO2(g)+2H2(g)?HCHO(g)+H2O(g)ΔH。轉(zhuǎn)化步驟如圖1所示:
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(1)原料CO2可通過捕捉技術(shù)從空氣中或工業(yè)尾氣中獲取,寫出一種常見的可作CO2捕捉劑的廉價(jià)試劑
Na2CO3溶液或氨水或石灰乳
Na2CO3溶液或氨水或石灰乳
。
(2)已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH4,則總反應(yīng)的ΔH=
ΔH1+ΔH2+
1
2
ΔH3-
1
2
ΔH4
ΔH1+ΔH2+
1
2
ΔH3-
1
2
ΔH4
(用圖1中焓變以及ΔH4表示)。
(3)T℃,在容積為2L的恒容密閉容器中充入1molCO2和一定量H2,只發(fā)生可逆反應(yīng)①。若起始時(shí)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.2kPa,達(dá)到平衡時(shí),CH3OH(g)的分壓與起始投料比[
n
H
2
n
C
O
2
]的變化關(guān)系如圖2所示。
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(?。┤?min時(shí)到達(dá)c點(diǎn),則0~5min時(shí)的平均反應(yīng)速率v(H2)=
0.18
0.18
mol?L-1?min-1
(ⅱ)Kp(b)=
0
.
24
×
0
.
24
0
.
16
×
0
.
0
8
3
0
.
24
×
0
.
24
0
.
16
×
0
.
0
8
3
(寫計(jì)算表達(dá)式);
(ⅲ)c點(diǎn)時(shí),再加入CO2(g)和H2O(g),使兩者分壓均增大0.05kPa,H2的轉(zhuǎn)化率
增大
增大
(填“增大”、“不變”或“減小”)。
(4)在恒溫恒容條件下只發(fā)生反應(yīng)②。關(guān)于該步驟的下列說法錯(cuò)誤的是
BD
BD
。
A.若反應(yīng)②正向?yàn)樽园l(fā)反應(yīng),需滿足ΔH2<0
B.若氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變,說明反應(yīng)②體系已經(jīng)達(dá)到平衡
C.增大O2的濃度,HCHO(g)的平衡物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定增大
D.反應(yīng)②體系存在v(H2O2)=v(CH3OH)
(5)已知Arrhenius公式:Rlnk=-
E
a
T
+C(Ea為活化能,k為速率常數(shù),R和C為常數(shù))。反應(yīng)①②的有關(guān)數(shù)據(jù)分別如圖3所示,Ea相對較小的是
反應(yīng)②
反應(yīng)②
;研究表明,加入某極性介質(zhì)有助于加快整個(gè)反應(yīng)的合成速率,原因可能是
極性介質(zhì)使反應(yīng)①的活化能降低,從而加快了總反應(yīng)的速率
極性介質(zhì)使反應(yīng)①的活化能降低,從而加快了總反應(yīng)的速率
。
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【答案】Na2CO3溶液或氨水或石灰乳;ΔH1+ΔH2+
1
2
ΔH3-
1
2
ΔH4;0.18;
0
.
24
×
0
.
24
0
.
16
×
0
.
0
8
3
;增大;BD;反應(yīng)②;極性介質(zhì)使反應(yīng)①的活化能降低,從而加快了總反應(yīng)的速率
【解答】
【點(diǎn)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:2024/10/19 17:0:4組卷:15引用:3難度:0.5
相似題
  • 1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下:
    Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應(yīng))
    Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應(yīng))
    (1)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步:
    i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應(yīng)速率較快)
    ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應(yīng)速率較慢)
    ①ΔH1=
     
    kJ?mol-1
    ②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應(yīng)I速率影響更大,其原因是
     
    。
    (2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對相關(guān)量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應(yīng)選擇800℃的原因是
     

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    (3)在800℃時(shí),
    n
    C
    O
    2
    n
    C
    2
    H
    6
    =
    1
    3
    ,充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應(yīng),初始壓強(qiáng)為P,一段時(shí)間達(dá)到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。計(jì)算結(jié)果用最簡分式表示)。
    (4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應(yīng):2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時(shí),向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過程中CH4的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示。實(shí)驗(yàn)測得v=kc2(CH4),v=kc(C2H4)?c2(H2),k、k為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時(shí)
    k
    k
     
    (用含有m的代數(shù)式表示)。
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    (5)我國科學(xué)家使用電化學(xué)的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
    ①M(fèi)是電源的
     
    極。
    ②陽極電極反應(yīng)式是
     

    發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6
  • 2.一定條件下,可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計(jì)算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計(jì)算平衡常數(shù)更方便.下列說法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2,兩個(gè)競爭反應(yīng)化學(xué)方程式如下:
    Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
    Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
    現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應(yīng),相同時(shí)間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
    已知:有效轉(zhuǎn)化率=
    制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量
    原料總的轉(zhuǎn)化量
    ×100%
    下列說法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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