2.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:
Ⅰ. CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ•mol-1 K1
Ⅱ. CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2     K2
(1)反应Ⅰ的平衡常数表达式K1=$\frac{c(C{H}_{3}OH)•c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})•{c}^{3}({H}_{2})}$.若其它条件不变,升高温度,则该反应的逆反应速率增大(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”).
(2)反应Ⅱ还可以通过下列反应获得:
Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g)△H3       K3
Fe(s)+H2O(g)?FeO(s)+H2(g)△H4       K4
在不同温度时K3、K4的值如下表1:
700℃900℃
K31.472.15
K42.381.67
请回答(不考虑温度对△H的影响):
△H2=△H3-△H4(用△H3和△H4表示),K2=$\frac{{K}_{3}}{{K}_{4}}$ (用K3和K4表示),反应Ⅱ属于吸热反应(填“放热”或“吸热”).
(3)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表2实验数据:
T(K)催化剂CO2转化率(%)甲醇选择性(%)
543Cat.112.342.3
543Cat.210.972.7
553Cat.115.339.1
553Cat.212.071.6
【备注】Cat.1:$\frac{Cu}{ZnO}$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.
①在Cu/ZnO催化剂存在下,有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有CD.
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
②表2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,其原因是表中数据表明此时未达到平衡,不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同,因而在该时刻下对甲醇选择性有影响.
16.某化学兴趣小组利用如图装置进行铝热反应实验,发现生成的铁呈疏松的褐色硬块.小组成员推测主要原因是产物铁含杂质较多,并进一步探究该褐色硬块的组成.请回答下列问题:
(l)铝热反应原理Fe2O3+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+2Fe(写化学方程式);试剂A为KClO3或Na2O2(写化学式).实验现象:火星四射,有强光(或放出大量热)、有褐色固体生成.
(2)将褐色硬块处理成粉未状,研究小组首先排除了含有单质Al杂质的可能性.
实验方法:首先取少量粉未加入NaoH溶液中;
实验现象:粉末部分溶解,但没有气泡产生;实验结论是:粉末中含有Al2O3而没有Al.
(3)根据上述实验判断该褐色硬块的组成基本确定为Fe、Fe2O3、Al2O3.提出假设:
假设l:固体粉末中除Al2O3外还有Fe;
假设II:固体粉末中除Al2O3外还有Fe和Fe2O3
设计方案并实验:
实验步骤实验现象实验结论
①取少量黑色固体于试管中加稀盐酸固体全部溶解,有气泡产生假设I成立,假设II不成立
②再滴入几滴0.01mol/L KSCN 溶液溶液不变色
你认为上述结论是否合理,不合理,理由是Fe3O4与酸反应生成的Fe3+与Fe反应生成Fe2+,滴入KSCN溶液后也不变色.
(4)取上述实验所得溶液,滴入适量氯水溶液变红色.此时涉及的离子反应方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-、Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3
 0  163731  163739  163745  163749  163755  163757  163761  163767  163769  163775  163781  163785  163787  163791  163797  163799  163805  163809  163811  163815  163817  163821  163823  163825  163826  163827  163829  163830  163831  163833  163835  163839  163841  163845  163847  163851  163857  163859  163865  163869  163871  163875  163881  163887  163889  163895  163899  163901  163907  163911  163917  163925  203614 

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