CO2資源化:CO2和H2在合成甲烷的同時(shí),也有副反應(yīng)發(fā)生。
反應(yīng)1:CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-164kJ?mol-1
反應(yīng)2:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ?mol-1
Ⅰ.目前,工業(yè)上在兩種不同催化劑條件下反應(yīng)相同時(shí)間,測(cè)得CO2轉(zhuǎn)化率和生成CH4選擇性隨溫度變化的影響如圖所示。

(1)對(duì)比上述兩種催化劑的催化性能,工業(yè)上應(yīng)選擇的催化劑是 Ni-CeO2Ni-CeO2。
(2)高于320℃后,以Ni-CeO2為催化劑,CO2轉(zhuǎn)化率略有下降,而以Ni為催化劑,CO2轉(zhuǎn)化率卻仍在上升,其原因是 由圖象可知,高于320℃后,以Ni為催化劑,甲烷選擇性隨溫度升高而升高,說(shuō)明作為放熱反應(yīng)的反應(yīng)1還在繼續(xù)向生成甲烷的反應(yīng)方向進(jìn)行;同時(shí),溫度升高更有利于作為吸熱反應(yīng)的反應(yīng)2正反應(yīng)的進(jìn)行,在催化劑的活性保持的溫度范圍內(nèi),溫度升高反應(yīng)速率也在加快由圖象可知,高于320℃后,以Ni為催化劑,甲烷選擇性隨溫度升高而升高,說(shuō)明作為放熱反應(yīng)的反應(yīng)1還在繼續(xù)向生成甲烷的反應(yīng)方向進(jìn)行;同時(shí),溫度升高更有利于作為吸熱反應(yīng)的反應(yīng)2正反應(yīng)的進(jìn)行,在催化劑的活性保持的溫度范圍內(nèi),溫度升高反應(yīng)速率也在加快。
Ⅱ.我國(guó)科學(xué)家最近合成多孔殼核催化劑實(shí)現(xiàn)CO2氫化制備CH4。
(1)一定溫度下,在某剛性恒容密閉容器中充入1molCO2(g)和5molH2(g)僅發(fā)生上述反應(yīng)1和反應(yīng)2,達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得CO為0.2mol,H2O(g)為1mol。
①下列說(shuō)法正確的是 acac(填字母)。
a.氣體平均摩爾質(zhì)量不隨時(shí)間變化時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)
b.平衡時(shí)CH4體積分?jǐn)?shù)大于25%
c.加入高效催化劑,降低反應(yīng)活化能,縮短達(dá)到平衡的時(shí)間
d.平衡后充入稀有氣體,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大
②體系中 放出放出(填“吸收”或“放出”)熱量 57.3657.36kJ。
(2)研究表明CO2與CH4在催化劑存在下可發(fā)生反應(yīng)制得合成氣:CO2(g)+CH4(g)?2CO(g)+2H2(g)。此反應(yīng)的活化能Ea(正) >>Ea(逆)(填“>”、“<”),利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是 高溫高溫(填“高溫”或“低溫”)。
【答案】Ni-CeO2;由圖象可知,高于320℃后,以Ni為催化劑,甲烷選擇性隨溫度升高而升高,說(shuō)明作為放熱反應(yīng)的反應(yīng)1還在繼續(xù)向生成甲烷的反應(yīng)方向進(jìn)行;同時(shí),溫度升高更有利于作為吸熱反應(yīng)的反應(yīng)2正反應(yīng)的進(jìn)行,在催化劑的活性保持的溫度范圍內(nèi),溫度升高反應(yīng)速率也在加快;ac;放出;57.36;>;高溫
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:90引用:1難度:0.5
相似題
-
1.升高溫度,下列數(shù)據(jù)不一定增大的是( )
A.化學(xué)反應(yīng)速率v B.水的離子積常數(shù)Kw C.化學(xué)平衡常數(shù)K D.氨水的電離平衡常數(shù)Ka 發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:31引用:4難度:0.7 -
2.催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問(wèn)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)生以下兩個(gè)平衡反應(yīng)。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是( )
①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ?mol-1
②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ?mol-1A.反應(yīng)①為放熱反應(yīng),反應(yīng)②為吸熱反應(yīng) B.使用不同催化劑,會(huì)改變反應(yīng)①②的△H C.反應(yīng)CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)的△H3=-94.9kJ?mol-1 D.投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度可提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率 發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:90引用:3難度:0.5 -
3.現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化,既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放,又可以擴(kuò)大水煤氣的用途.甲醇是一種可再生能源,具有開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用水煤氣來(lái)合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
(1)如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線.
①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1K2(填“>”、“<”或“=”).
②以下有關(guān)說(shuō)法正確的是
a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間并提高CH3OH的產(chǎn)率
d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測(cè)得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
(2)已知在常溫常壓下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ?mol-1
則:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
(3)2009年10月,中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
①該電池正極的電極反應(yīng)式為
②工作一段時(shí)間后,當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí),有
(4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:26引用:3難度:0.5
相關(guān)試卷