催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生兩個平行反應(yīng),分別生成CH3OH和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:

CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-53.7kJ·mol-1I

CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)ΔH2II

某實驗室控制CO2和H2初始投料比為1:2.2,在相同壓強下,經(jīng)過相同反應(yīng)時間測得如下實驗數(shù)據(jù):

【備注】Cat.1:Cu/ZnO納米棒;Cat.2:Cu/ZnO納米片;甲醇選擇性:轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的百分比

已知:①CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1

②H2O(l)H2O(g)ΔH3=44.0kJ·mol-1

請回答(不考慮溫度對ΔH的影響):

(1)反應(yīng)I的平衡常數(shù)表達式K=;反應(yīng)II的ΔH2=kJ·mol-1。

(2)有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率的措施有。

A.使用催化劑Cat.1

B.使用催化劑Cat.2

C.降低反應(yīng)溫度

D.投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度

E.增大CO2和H2的初始投料比

(3)表中實驗數(shù)據(jù)表明,在相同溫度下不同的催化劑對CO2轉(zhuǎn)化成CH3OH的選擇性有顯著的影響,其原因是。

(4)在圖中分別畫出反應(yīng)I在無催化劑、有Cat.1和有Cat.2三種情況下“反應(yīng)過程~能量”示意圖。

(5)研究證實,CO2也可在酸性水溶液中通過電解生成甲醇,則生成甲醇的反應(yīng)發(fā)生在極,該電極反應(yīng)式是。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:2016年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試化學(xué)(新課標(biāo)1卷精編版) 題型:選擇題

短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加。m、p、r是由這些元素組成的二元化合物,n是元素Z的單質(zhì),通常為黃綠色氣體,q的水溶液具有漂白性,0.01 mol·L–1r溶液的pH為2,s通常是難溶于水的混合物。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( )

A. 原子半徑的大小W<X<Y

B. 元素的非金屬性Z>X>Y

C. Y的氫化物常溫常壓下為液態(tài)

D. X的最高價氧化物的水化物為強酸

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科目:高中化學(xué) 來源:2016年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試化學(xué)(上海卷精編版) 題型:推斷題

M是聚合物膠黏劑、涂料等的單體,其一條合成路線如下(部分試劑及反應(yīng)條件省略):

完成下列填空:

(1)反應(yīng)①的反應(yīng)類型是____________。反應(yīng)④的反應(yīng)條件是_____________。

(2)除催化氧化法外,由A得到所需試劑為___________。

(3)已知B能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。由反應(yīng)②、反應(yīng)③說明:在該條件下,_______________。

(4)寫出結(jié)構(gòu)簡式。C________________ M________________

(5)D與1-丁醇反應(yīng)的產(chǎn)物與氯乙烯共聚可提高聚合物性能,寫出該共聚物的結(jié)構(gòu)簡式。_____________

(6)寫出一種滿足下列條件的丁醛的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式。____________

①不含羰基②含有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子

已知:雙鍵碳上連有羥基的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。

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科目:高中化學(xué) 來源:2016年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試化學(xué)(上海卷精編版) 題型:選擇題

合成導(dǎo)電高分子化合物PPV的反應(yīng)為:

下列說法正確的是

A.PPV是聚苯乙炔

B.該反應(yīng)為縮聚反應(yīng)

C.PPV與聚苯乙烯的最小結(jié)構(gòu)單元組成相同

D.1 mol 最多可與2 mol H2發(fā)生反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源:2016年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試化學(xué)(上海卷精編版) 題型:選擇題

下列各組物質(zhì)的熔點均與所含化學(xué)鍵的鍵能有關(guān)的是

A.CaO與CO2 B.NaCl與HCl C.SiC與SiO2 D.Cl2與I2

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科目:高中化學(xué) 來源:2016年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試化學(xué)(浙江卷精編版) 題型:選擇題

金屬(M)–空氣電池(如圖)具有原料易得、能量密度高等優(yōu)點,有望成為新能源汽車和移動設(shè)備的電源。該類電池放電的總反應(yīng)方程式為:4M+nO2+2nH2O=4M(OH) n。已知:電池的“理論比能量”指單位質(zhì)量的電極材料理論上能釋放出的最大電能。下列說法不正確的是

A.采用多孔電極的目的是提高電極與電解質(zhì)溶液的接觸面積,并有利于氧氣擴散至電極表面

B.比較Mg、Al、Zn三種金屬–空氣電池,Al–空氣電池的理論比能量最高

C.M–空氣電池放電過程的正極反應(yīng)式:4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)n

D.在Mg–空氣電池中,為防止負極區(qū)沉積Mg(OH)2,宜采用中性電解質(zhì)及陽離子交換膜

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科目:高中化學(xué) 來源:2016年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試化學(xué)(江蘇卷精編版) 題型:簡答題

鐵炭混合物(鐵屑和活性炭的混合物)、納米鐵粉均可用于處理水中污染物。

(1)鐵炭混合物在水溶液中可形成許多微電池。將含有Cr2O72–的酸性廢水通過鐵炭混合物,在微電池正極上Cr2O72–轉(zhuǎn)化為Cr3+,其電極反應(yīng)式為_____________。

(2)在相同條件下,測量總質(zhì)量相同、鐵的質(zhì)量分數(shù)不同的鐵炭混合物對水中Cu2+和Pb2+的去除率,結(jié)果如圖所示。

①當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分數(shù)為0時,也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+,其原因是__________。

②當(dāng)鐵炭混合物中鐵的質(zhì)量分數(shù)大于50%時,隨著鐵的質(zhì)量分數(shù)的增加,Cu2+和Pb2+的去除率不升反降,其主要原因是_____________。

(3)納米鐵粉可用于處理地下水中的污染物。

①一定條件下,向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液,溶液中BH4–(B元素的化合價為+3)與Fe2+反應(yīng)生成納米鐵粉、H2和B(OH)4-,其離子方程式為 。

②納米鐵粉與水中NO3-反應(yīng)的離子方程式為4Fe+NO3–+10H+===4Fe2++NH4++3H2O

研究發(fā)現(xiàn),若pH偏低將會導(dǎo)致NO3-的去除率下降,其原因是 。

③相同條件下,納米鐵粉去除不同水樣中NO3-的速率有較大差異(見圖),產(chǎn)生該差異的可能原因是 。

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科目:高中化學(xué) 來源:2016年全國普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試化學(xué)(江蘇卷精編版) 題型:選擇題

下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是

A.SO2具有氧化性,可用于漂白紙漿

B.NH4HCO3受熱易分解,可用作氮肥

C.Fe2(SO4)3易溶于水,可用作凈水劑

D.Al2O3熔點高,可用作耐高溫材料

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科目:高中化學(xué) 來源:2015-2016學(xué)年寧夏高二下期末化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

下列說法中正確的是( )

A.凡能起銀鏡反應(yīng)的物質(zhì)一定是醛

B.乙醛能發(fā)生銀鏡反應(yīng),表明了醛具有氧化性

C.在加熱和有催化劑的條件下,醇都能被空氣中的O2所氧化,生成對應(yīng)的醛

D.福爾馬林是35%~40%的甲醛的水溶液,可用于浸制生物標(biāo)本

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