题目内容
【题目】由反应物X转化为Y和由反应物X转化为Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 2X(g)3Y(g)反应的ΔH=E5E2
B. 2X(g)Z(g)反应的ΔH<0
C. 增大压强有利于提高Y的产率
D. 升高温度有利于提高Z的产率
【答案】B
【解析】试题分析:A.根据化学反应的实质,由X→Y反应的△H=E3-E2,故A错误;B.由图象可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应,即由反应的△H<0,故B正确;C.根据化学反应2X(g)3Y(g),该反应是气体系数和增加的可逆反应,增大压强,平衡逆向移动,不有利于提高Y的产率,故C错误;D.由B分析可知,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,Z的产率降低,故D错误;故选B。
【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,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3H2(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,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:
T(K) | 催化剂 | CO2转化率(%) | 甲醇选择性(%) |
543 | Cat.1 | 12.3 | 42.3 |
543 | Cat.2 | 10.9 | 72.7 |
553 | Cat.1 | 15.3 | 39.1 |
553 | Cat.2 | 12.0 | 71.6 |
【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中生成甲醇的百分比
已知:①CO和H2的燃烧热分别为-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的逆反应平衡常数表达式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.增大CO2和H2的初始投料比 E.投料比不变,增加反应物的浓度
(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)在图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程~能量”示意图。