题目内容
【题目】由金红石(TiO2)制取单质Ti,涉及的步骤为:TiO2→TiCl4 Ti
已知:①C(s)+O2(g)═CO2(g);△H=﹣393.4KJ/mol
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g);△H=﹣556KJ/mol
③TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(s)+O2(g);△H=+141KJ/mol
则:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)═TiCl4(s)+2CO2(g);△H= .
【答案】﹣80KJ/mol
【解析】解:由①C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=﹣393.4KJ/mol,
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=﹣556KJ/mol,
③TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(s)+O2(g)△H=+141KJ/mol,
结合盖斯定律可知,③+①×2﹣②得到TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g),
所以△H=+141KJ/mol+(﹣393.5KJ/mol)×2+566KJ/mol=﹣80KJ/mol,
即TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)△H=﹣80KJ/mol,
所以答案是:﹣80KJ/mol.
【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)△H1=﹣53.7kJmol﹣1 Ⅰ
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2 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的标准燃烧热分别为﹣283.0kJmol﹣1和﹣285.8kJmol﹣1 .
②H2O(1)═H2O(g)△H3=44.0kJmol﹣1
请回答(不考虑温度对△H的影响):
(1)反应I的平衡常数表达式K=;反应Ⅱ的△H2=kJmol﹣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)在如图中分别画出反应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.
(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 .