题目内容
【题目】利用下图装置做铝热反应实验。下列说法不正确的是( )
A.该反应的方程式是2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3
B.该反应产生高温,发出强光
C.根据铝热反应原理,可以冶炼某些金属
D.若反应中转移3 mol电子,则消耗氧化剂的物质的量是1 mol
【答案】D
【解析】
试题分析:A.铝是活泼金属,高温条件下可置换出氧化铁中的铁,故A正确;B.铝热反应会放出大量的热,产生高温、发出强光,故B正确;C.高熔点的金属(Fe、Cr、Mn、W等)可采用铝热法冶炼,故C正确;D.铁元素的化合价从+3价降低到0价,因此1mol氧化铁在反应中得到6mol电子,则若反应中转移3mol电子,则消耗氧化剂的物质的量是0.5mol,故D错误。故选D。
【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