题目内容
短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子核外最外层电子数是其电子层数的2 倍,X、Y的核电荷数之比为3:4。W?的最外层为8电子结构。金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应。下列说法正确的是
A. 化合物Z2Y和ZWY3都只存在离子键
B. 原子半径大小:X<Y,离子半径:Z>W
C. Y、W的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作水的消毒剂
D. X与Y能形成多种化合物,一般条件下都能与Z的最高价氧化物的水化物发生反应
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。
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