【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·mol1

反应Ⅱ CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol1

(1)反应Ⅰ的化学平衡常数表达式是K_______________________________

(2)一定温度下,在容积可变的密闭容器中进行反应Ⅱ,不能确定上述可逆反应已达到化学平衡状态的是_____________

A.体系的体积不再发生变化   B.生成n mol CO的同时消耗n mol H2O

C.混合气的密度不再改变   D.1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O

(3)某实验室控制一定的CO2H2初始投料比,在相同压强下,经过相同的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/%

543

Cu/ZnO纳米棒

12.3

42.3

543

Cu/ZnO纳米片

10.9

72.7

553

Cu/ZnO纳米棒

15.3

39.1

553

Cu/ZnO纳米片

12.0

71.6

①对比表中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________________________________

②对比表中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___________________________________________

③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.降低反应温度 d.投料比不变,增加反应物的浓度

e.增大CO2H2的初始投料比

(4)反应混合气体经过降温加压可分离出甲醇,剩余气体可再次充入反应器继续反应,经过多次循环往复后混合气体中CO的含量已经很高,可以在另外容器中在合适的催化剂条件下使COH2反应合成CH3OHg),写出该反应的热化学方程式:_______________________________

 0  200265  200273  200279  200283  200289  200291  200295  200301  200303  200309  200315  200319  200321  200325  200331  200333  200339  200343  200345  200349  200351  200355  200357  200359  200360  200361  200363  200364  200365  200367  200369  200373  200375  200379  200381  200385  200391  200393  200399  200403  200405  200409  200415  200421  200423  200429  200433  200435  200441  200445  200451  200459  203614 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网