(1)2017年中科院某研究團隊通過設計一種新型Na—Fe3O4/HZSM-5多功能符合催化劑,成功實現了CO2直接加氫制取辛烷值汽油,該研究成果被評價為“CO2催化轉化領域的突破性進展”。
已知:H2(g)+12O2(g)=H2O(l)ΔH1 =-a kJ/mol
C8H18 (l)+252O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)ΔH2=-b kJ/mol
試寫出25℃、101kPa條件下,CO2與H2反應生成汽油(以C8H18表示)的熱化學方程式 8CO2(g)+25H2(g)=C8H18(1)+16H2O(l)ΔH=-(25a-b)kJ/mol8CO2(g)+25H2(g)=C8H18(1)+16H2O(l)ΔH=-(25a-b)kJ/mol。
(2)利用CO2及H2為原料,在合適的催化劑(如Cu/ZnO催化劑)作用下,也可合成CH3OH,涉及的反應有:
甲:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-53.7 kJ?mol-1 平衡常數 K1
乙:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2 kJ?mol-1 平衡常數K2
①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的平衡常數K= K1K2K1K2(用含K1、K2的表達式表示),該反應ΔH 小于小于0(填“大于”或“小于”)。
②提高CO2轉化為CH3OH平衡轉化率的措施有 降低溫度、減小產物濃度、增大壓強等降低溫度、減小產物濃度、增大壓強等(填寫兩項)。
③催化劑和反應體系的關系就像鎖和鑰匙的關系一樣,具有高度的選擇性。下列四組實驗,控制CO2和H2初始投料比均為1:2.2,經過相同反應時間(t1min)
1
2
25
2
K
1
K
2
K
1
K
2
溫度(K) | 催化劑 | CO2轉化率(%) | 甲醇選擇性(%) | 綜合選項 |
543 | Cu/ZnO納米棒材料 | 12.3 | 42.3 | A |
543 | Cu/ZnO納米片材料 | 11.9 | 72.7 | B |
553 | Cu/ZnO納米棒材料 | 15.3 | 39.1 | C |
553 | Cu/ZnO納米片材料 | 12.0 | 70.6 | D |
B
B
(填字母符號)。
(3)以CO、H2為原料合成甲醇的反應為:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)。在體積均為2L的三個恒容密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,分別都充入1mol CO和2mol H2,三個容器的反應溫度分別為T1、T2、T3且恒定不變。圖1為三個容器中的反應均進行到5min時H2的體積分數示意圖,其中有一個容器反應一定達到平衡狀態。
①0~5 min時間內容器Ⅱ中用CH3OH表示的化學反應速率為
0.0875mol/(L?min)
0.0875mol/(L?min)
。②三個容器中一定達到平衡狀態的是容器
Ⅲ
Ⅲ
(填寫容器代號)。【答案】8CO2(g)+25H2(g)=C8H18(1)+16H2O(l)ΔH=-(25a-b)kJ/mol;;小于;降低溫度、減小產物濃度、增大壓強等;B;0.0875mol/(L?min);Ⅲ
K
1
K
2
【解答】
【點評】
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發布:2024/4/20 14:35:0組卷:24引用:5難度:0.5
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(1)圖1的四個過程中能量轉化形式有
A.2種 B.3種 C.4種 D.4種以上
(2)電解過程要消耗大量的電能,而使用微生物作催化劑在陽光下也能分解水.
2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通電2H2(g)+O2(g)△H2光照催化劑
以上反應的△H1
(3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依據圖2能量變化寫出氫氣燃燒生產液態水的熱化學方程式
(4)氫能利用需要選擇合適的儲氫材料.
①NaBH4是一種重要的儲氫載體,能與水反應生成NaBO2,且反應前后B的化合價不變,該反應的化學方程式為
②鑭鎳合金在一定條件下可吸收氫氣生產氫化物:LaNi3(s)+3H2(g)═LaNi3H6(s)△H<0,欲使LaNi3H6(s)釋放出氣態氫,根據平衡移動的原理,可改變的條件之一是
③一定條件下,如圖3所示裝置可實現有機物的電化學儲氫,使C7H8轉化為C7H14,則電解過程中產生的氣體X 為發布:2024/12/17 8:0:2組卷:38引用:1難度:0.5 -
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A.N2H4(l)+O2(g)═2H2O(g)+N2(g),△H=-16.7kJ?mol-1 B.N2H4(l)+O2(g)═2H2O(l)+N2(g),△H=-534.4kJ?mol-1 C.N2H4(l)+O2(g)═2H2O(g)+N2(g),△H=-534.4kJ?mol-1 D.N2H4(l)+O2(g)═2H2O(g)+N2(g),△H=+534.4kJ?mol-1 發布:2024/12/30 3:0:4組卷:121引用:9難度:0.6 -
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