我國力爭2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。CO2的綜合利用是實(shí)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(yīng)的歷程和相對(duì)能量的變化情況如圖所示(*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)決定該過程的總反應(yīng)速率的基元反應(yīng)方程式為 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 acac。
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.CH3COOH*比CH3COOH(g)能量高
c.催化效果更好的是催化劑2
d.使用高活性催化劑可降低反應(yīng)焓變,加快反應(yīng)速率
Ⅱ.CO2和H2在一定條件下也可以合成甲醇,該過程存在副反應(yīng)ii。
反應(yīng)i:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.3kJ?mol-1
反應(yīng)ii:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2
(3)有關(guān)物質(zhì)能量變化如圖所示,穩(wěn)定單質(zhì)的焓(H)為0,則ΔH2=+41+41kJ?mol-1。
(4)恒溫恒容條件下,僅發(fā)生反應(yīng)ii,反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是 adad。
a.CO的分壓不再發(fā)生變化
b.氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不再發(fā)生變化
c.氣體密度不再發(fā)生變化
d.c(CO2)?c(H2)c(CO)?c(H2O)比值不再發(fā)生變化
(5)在5.0MPa,將n(CO2):n(H2)=5:16的混合氣體在催化劑作用下進(jìn)行反應(yīng)。體系中氣體平衡組成比例(CO和CH3OH在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù))及CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。
①表示平衡時(shí)CH3OH在含碳產(chǎn)物中物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù)的曲線是 aa(填“a”或“b”)。
②CO2平衡轉(zhuǎn)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,以副反應(yīng)(或反應(yīng)ii)為主,副反應(yīng)(或反應(yīng)ii)是一個(gè)吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動(dòng)溫度升高后,以副反應(yīng)(或反應(yīng)ii)為主,副反應(yīng)(或反應(yīng)ii)是一個(gè)吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動(dòng)。
③250℃時(shí)反應(yīng)i:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)的Kp=1137211372(MPa)-2(用最簡分?jǐn)?shù)表示)。
c
(
C
O
2
)
?
c
(
H
2
)
c
(
CO
)
?
c
(
H
2
O
)
1
1372
1
1372
【答案】CH3*+CO2*=CH3COO*或CH3*+H*+CO2*=CH3COO*+H*;ac;+41;ad;a;溫度升高后,以副反應(yīng)(或反應(yīng)ii)為主,副反應(yīng)(或反應(yīng)ii)是一個(gè)吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動(dòng);
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/5/19 8:0:9組卷:21引用:3難度:0.5
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1.在催化劑作用下,可逆反應(yīng)2SiHCl3(g)?SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)在溫度為323K和343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示(已知:反應(yīng)速率v=v正-v逆=k正x2SiHCl3-k逆xSiH2Cl2xSiCl4,k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù),x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。下列說法錯(cuò)誤的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/26 8:0:1組卷:40引用:1難度:0.5 -
2.甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域,三氯氫硅(SiHCl3)是制備甲硅烷的重要原料?;卮鹣铝袉栴}:
(1)工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時(shí)伴隨發(fā)生的反應(yīng)有:
Si(s)+4HCl(g)═SiCl4(g)+2H2(g)△H=-241kJ/mol
SiHCl3(g)+HCl(g)═SiCl4(g)+H2(g)△H=-31kJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學(xué)方程式是
(2)鋁鋰形成化合物L(fēng)iAlH4既是金屬儲(chǔ)氫材料又是有機(jī)合成中的常用試劑,遇水能得到無色溶液并劇烈分解釋放出H2,請(qǐng)寫出其水解反應(yīng)化學(xué)方程式
(3)三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng)2SiHCl3(g)?SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟,此反應(yīng)采用一定量的PA100催化劑,在不同反應(yīng)溫度下測得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時(shí),平衡轉(zhuǎn)化率為
②323.15K時(shí),要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間,可采取的最佳措施是
(4)比較a、b處反應(yīng)速率的大?。簐a
v逆=k2x2_SiH2Cl2xSiCl4,k1、k2分別是正、逆反應(yīng)的速率常數(shù),與反應(yīng)溫度有關(guān),x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),則在353.15K時(shí)=k1k2
(5)硅元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是H2SiO3,室溫下,0.1mol/L的硅酸鈉溶液和0.1mol/L的碳酸鈉溶液,堿性更強(qiáng)的是
已知:H2SiO3:Ka1=2.0×10-10、Ka2=1.0×10-12,H2CO3:Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11發(fā)布:2024/12/26 8:0:1組卷:61引用:2難度:0.2 -
3.甲硅烷廣泛用于電子工業(yè)、汽車領(lǐng)域,三氯氫硅(SiHCl3)是制備甲硅烷的重要原料。回答下列問題:
(1)工業(yè)上以硅粉和氯化氫氣體為原料生產(chǎn)SiHCl3時(shí)伴隨發(fā)生的反應(yīng)有:
①Si(s)+4HCl(g)═SiCl4( g)+2H2(g)△H=-24lkJ/mol
②SiHCl3 (g)+HCl(g)═SiCl4 (g)+H2(g)△H=-3lkJ/mol
以硅粉和氯化氫氣體生產(chǎn)SiHCl3的熱化學(xué)方程式是
(2)工業(yè)上可用四氯化硅和氫化鋁鋰(LiAlH4)制甲硅烷,反應(yīng)后得甲硅烷及兩種鹽。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
(3)三氯氫硅歧化也可制得甲硅烷。反應(yīng)2SiHCl3(g)?SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)為歧化制甲硅烷過程的關(guān)鍵步驟,此反應(yīng)采用一定量的PA100催化劑,在不同反應(yīng)溫度下測得SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。
①353.15K時(shí),平衡轉(zhuǎn)化率為
③比較a、b處反應(yīng)速率的大?。簐a=k1k2發(fā)布:2024/12/26 8:0:1組卷:19引用:1難度:0.5
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