题目内容
【题目】298K时,二元弱酸H2X溶液中含X微粒的分布分数如图所示。下列叙述正确的是
A. 溶液呈中性时: c(Na+)=2c(X2-)
B. Ka2(H2X)为10-7
C. NaHX溶液c( H+)< c(OH-)
D. 溶液pH由1开至2.6时主要存在的反应是: H2X +OH-=HX-+ H2O
【答案】B
【解析】溶液显中性,pH=7的时候,溶液中的HX-和X2-相等,存在的电荷守恒为:c(Na+)+ c(H+)=2c(X2-)+ c(HX-)+ c(OH-),因为溶液显中性有c(H+)=c(OH-),所以得到c(Na+) = 2c(X2-) + c(HX-),选项A错误。溶液显中性,pH=7的时候,溶液中的HX-和X2-相等,所以,选项B正确。从图中得到当HA-占主导的时候,溶液显酸性,所以NaHX溶液显酸性,即c( H+)>c(OH-),选项C错误。溶液pH由1至2.6时,图中看出主要是将H3X+转化为H2X,所以选项D错误。
【题目】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,在CO2中通入H2,二者可发生以下两个平行反应:
反应Ⅰ CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7 kJ·mol-1
反应Ⅱ CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
某实验室控制一定的CO2和H2初始投料比,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据(其中“甲醇选择性”是指转化的CO2中生成甲醇的百分比):
反应序号 | T/K | 催化剂 | CO2转化率/% | 甲醇选择性/% |
① | 543 | Cu/ZnO纳米棒 | 12.3 | 42.3 |
② | 543 | Cu/ZnO纳米片 | 10.9 | 72.7 |
③ | 553 | Cu/ZnO纳米棒 | 15.3 | 39.1 |
④ | 553 | Cu/ZnO纳米片 | 12.0 | 71.6 |
(1)CO2的电子式是_____________。
(2)反应Ⅰ的平衡常数表达式是K=______。
(3)对比①和③可发现:同样催化剂条件下,温度升高,CO2转化率升高, 而甲醇的选择性却降低,请解释甲醇选择性降低的可能原因_______________;
对比①、②可发现,在同样温度下,采用Cu/ZnO纳米片使CO2转化率降低, 而甲醇的选择性却提高,请解释甲醇的选择性提高的可能原因____________。
(4)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有____。
a.使用Cu/ZnO纳米棒做催化剂
b.使用Cu/ZnO纳米片做催化剂
c.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