催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平衡反应,分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3 H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-53.7kJ·mol-1 Ⅰ
CO2(g)+ H2(g) CO(g)+H2O(g)ΔH2 Ⅱ
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:2.2,经过相同反应时间测得如下实验数据:
【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醛的百分比
已知:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1
②H2O(l) H2O(g) ΔH3=44.0kJ·mol-1
请回答(不考虑温度对ΔH的影响):
(1)反应Ⅰ的平衡常数表达式K= ;反应Ⅱ的ΔH2= kJ·mol-1。
(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有 。
A.使用催化剂Cat.1
B.使用催化剂Cat.2
C.降低反应温度
D.投料比不变,增加反应物的浓度
E.增大CO2和H2的初始投料比
(3)表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是 。
(4)在右图中分别画出Ⅰ在无催化剂、有Cat.1和由Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图。
(5)研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在 极,该电极反应式是 。
科目:高中化学 来源:2015-2016学年内蒙古平煤高中高一实验班下期中化学卷(解析版) 题型:选择题
下列各分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是( )
A.BeC12 B.PC13 C.PCl5 D.NH3
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科目:高中化学 来源:2015-2016学年辽宁庄河高中高一下期中化学试卷(解析版) 题型:选择题
设NA为阿佛加德罗常数的数值,下列说法中,正确的是( )
A.22.4L Cl2完全溶液氢氧化钠溶液时,转移电子数为NA
B.常温下,18g D2O中所含电子的数目为10NA
C.标准状况下,2.24L NH3中含有的共价键数目为0.3NA
D.常温下,22.4LNO2和N2O4的混合气体中含有NA个氧原子
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科目:高中化学 来源:2015-2016学年安徽六安一中高一下周末作业四化学试卷(解析版) 题型:选择题
已知3.6g碳在6.4g氧气中燃烧,至反应物耗尽,并放出X kJ热量。已知1mol单质碳完全燃烧放出热量为Y kJ,则1molC与O2反应生成CO的热量变化为
A.放出Y kJ B.放出(5X-5Y) kJ
C.放出(10X-Y) kJ D.吸收(10X-Y) kJ
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科目:高中化学 来源:2015-2016学年安徽六安一中高一下周末作业四化学试卷(解析版) 题型:选择题
据人民网报道,有一集团拟在太空建立巨大的激光装置,把太阳光变成激光用于分解海水制氢气,其反应式可表示为:。有下列几种说法:①水的分解反应是放热反应;②氢气是一级能源;③使用氢气作燃料有助于控制温室效应;④该过程将光能转化为化学能,以上叙述中正确的是
A.①② B.②③ C.③④ D.①②③④
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科目:高中化学 来源:2016年全国普通高等学校招生统一考试化学(浙江卷参考版) 题型:选择题
金属(M)–空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。该类电池放电的总反应方程式为:4M+nO2+2nH2O=4M(OH) n。已知:电池的“理论比能量”指单位质量的电极材料理论上能释放出的最大电能。下列说法不正确的是
A.采用多孔电极的目的是提高电极与电解质溶液的接触面积,并有利于氧气扩散至电极表面
B.比较Mg、Al、Zn三种金属–空气电池,Al–空气电池的理论比能量最高
C.M–空气电池放电过程的正极反应式:4Mn++nO2+2nH2O+4ne–=4M(OH)n
D.在M–空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜
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科目:高中化学 来源:2016年全国普通高等学校招生统一考试化学(江苏卷参考版) 题型:填空题
铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。
(1)铁炭混合物在水溶液中可形成许多微电池。将含有Cr2O72-的酸性废水通过铁炭混合物,在微电池正极上Cr2O72-转化为Cr3+,其电极反应式为_____________。
(2)在相同条件下,测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中Cu2+和Pb2+的去除率,结果如图所示0。
①当铁炭混合物中铁的质量分数为0时,也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+,其原因是__________。
②当铁炭混合物中铁的质量分数大于50%时,随着铁的质量分数的增加,Cu2+和Pb2+的去除率不升反降,其主要原因是_____________。
(3)纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物。
①一定条件下,向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液,溶液中BH4-(B元素的化合价为+3)与Fe2+反应生成纳米铁粉、H2和B(OH)4-,其离子方程式为 。
②纳米铁粉与水中NO3-反应的离子方程式为4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O
研究发现,若pH偏低将会导致NO3-的去除率下降,其原因是 。
③相同条件下,纳米铁粉去除不同水样中NO3-的速率有较大差异(见右图),产生该差异的可能原因是 。
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科目:高中化学 来源:2016年全国普通高等学校招生统一考试化学(江苏卷参考版) 题型:选择题
下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.SO2具有氧化性,可用于漂白纸浆 B.NH4HCO3受热易分解,可用作氮肥
C.Fe2(SO4)3易溶于水,可用作净水剂 D.Al2O3熔点高,可用作耐高温材料
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科目:高中化学 来源:2016年全国普通高等学校招生统一考试化学(全国2卷参考版) 题型:简答题
丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈CH3CN等,回答下列问题:
(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:
①C3H6(g)+NH3(g)+ 3/2O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g) △H=-515kJ/mol
①C3H6(g)+ O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) △H=-353kJ/mol
两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是。
(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应温度为460OC.低于460OC时,丙烯腈的产率(填“是”或者“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是;高于460OC时,丙烯腈产率降低的可能原因是 (双选,填标号)
A.催化剂活性降低
B.平衡常数变大
C.副反应增多
D.反应活化能增大
(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为 ,理由是 。进料氨、空气、丙烯的理论体积约为 。
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