我國力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。CO2的綜合利用是實現(xiàn)碳中和的措施之一。
Ⅰ.CO2和CH4在催化劑表面可以合成CH3COOH，該反應勢能圖如圖（*指微粒吸附在催化劑表面，H#指H吸附在催化劑載體上的氧原子上，TS表示過渡態(tài)）：
（1）寫出控速步的基元反應：CH3*+CO2*=CH3COO*或CH3*+H*+CO2*=CH3COO*+H*CH3*+CO2*=CH3COO*或CH3*+H*+CO2*=CH3COO*+H*。
（2）下列說法正確的有 abcabc。
a.增大催化劑表面積可提高CO2在催化劑表面的吸附速率
b.從圖中可看出催化效果更好的是催化劑2
c.從圖中可看出CH3COOH（g）*比CH3COOH（g）能量低
d.使用高活性催化劑可降低反應焓變，加快反應速率
Ⅱ.CO2和H2一定條件下也可以合成甲醇，該過程存在副反應二。
反應一：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H1=-49.3kJ/mol
反應二：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）△H2
（3）已知25℃和101kPa下，H2（g）、CO（g）的燃燒熱△H分別為-285.8kJ?mol-1、-283.0kJ?mol-1，H2O（l）=H2O（g）△H=+44kJ?mol-1，則△H2=+41.2+41.2kJ/mol。
（4）在某密閉容器中充入n（CO2）：n（H2）=5：17的混合氣體，于5.0MPa和催化劑作用下發(fā)生反應，平衡時CO和CH3OH在含碳產物中物質的量百分數及CO2的轉化率隨溫度的變化如圖A所示。
①表示平衡時CH3OH在含碳產物中物質的量百分數的曲線是 aa（填“a”或“b”）。
②CO2平衡轉化率隨溫度的升高先減小后增大，增大的原因可能是 溫度升高后，以反應二為主，反應二是一個吸熱反應，升高溫度平衡正向移動溫度升高后，以反應二為主，反應二是一個吸熱反應，升高溫度平衡正向移動。
③250℃時副反應CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）的Kp=11201120（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數）。
（5）我國科學家研究出一種磷化硼納米顆粒作為高選擇性CO2電化學還原為甲醇的非金屬電催化劑，磷化硼結構與金剛石結構相似，其晶胞如圖B所示。其中磷化硼晶體中“普通共價鍵”與配位鍵的數目之比 3：13：1；已知阿伏加德羅常數的值為NA，晶胞參數為apm,則磷化硼晶體的密度為 168a3NA168a3NAg?pm-3（結果用含a、NA的最簡分數表達式表示）。
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1
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a
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N
A
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【答案】CH3*+CO2*=CH3COO*或CH3*+H*+CO2*=CH3COO*+H*；abc；+41.2；a；溫度升高后，以反應二為主，反應二是一個吸熱反應，升高溫度平衡正向移動；；3：1；
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【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：23難度：0.5
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1．CO2的捕集與轉化是當今科學研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應如下：
Ⅰ.CO2（g）+C2H6（g）?C2H4（g）+H2O（g）+CO（g）ΔH=+177kJ?mol-1（主反應）
Ⅱ.C2H6（g）?CH4（g）+H2（g）+C（S）ΔH=+9kJ?mol-1（副反應）
（1）反應Ⅰ的反應歷程可分為如下兩步：
i.C2H6（g）?C2H4（g）+H2（g）ΔH1（反應速率較快）
ii.H2（g）+CO2（g）?H2O（g）+CO（g）ΔH2=+41kJ?mol-1（反應速率較慢）
①ΔH1=kJ?mol-1
②相比于提高c（C2H6），提高c（CO2）對反應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量的影響如圖所示，工業(yè)生產綜合各方面的因素，反應選擇800℃的原因是。
（3）在800℃時，=n（CO2）n（C2H6），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，初始壓強為P，一段時間達到平衡，產物的物質的量之和與剩余反應物的物質的量之和相等，該溫度下反應的平衡常數Kp=13（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數。計算結果用最簡分式表示）。
（4）工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯，只發(fā)生如下反應：2CH4?C2H4+2H2ΔH＞0，溫度T時，向2L的恒容反應器中充入2mol CH4，僅發(fā)生上述反應，反應過程中CH4的物質的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v正=k正c2（CH4），v逆=k逆c（C2H4）?c2（H2），k正、k逆為速率常數，只與溫度有關，則T溫度時═k逆k正（用含有m的代數式表示）。
（5）我國科學家使用電化學的方法（裝置如圖）用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M是電源的極。
②陽極電極反應式是。發(fā)布：2024/12/17 20:30:1組卷：24難度：0.6 -
2．一定條件下，可逆反應的平衡常數可以用平衡濃度計算，也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質的量分數．在恒溫恒壓條件下，總壓不變，用平衡分壓計算平衡常數更方便．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 -
3．工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產NO，以氨氣、氧氣為原料，在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產物N2，兩個競爭反應化學方程式如下：
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，相同時間內有關生成物物質的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知：有效轉化率=×100%制備目標物質消耗原料的量原料總的轉化量
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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