【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:

I.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-53.7kJ·mol-1

I.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2

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.l

12.3

42.3

543

Cat.2

10.9

72.7

553

Cat.l

15.3

39.1

553

Cat.2

12.0

71.6

[备注]XCat.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-283.0kJ/mol和一285.8kJ/mol;

②H2O(l)==H2O(g) △H3=+44.0kJ·mol-1

请回答下列问题(不考虑温度对△H的影响):

(1)反应I在_________(填“低温”或“高温”)下自发进行;反应II每生成9g水蒸气放出热量为___________。

(2)恒容条件下,有利于提高CO2转化为CH3OH的平衡转化率的措施有_____(填字母代号)。

A.延长反应时间 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)由表中实验数据可以得出的结论是_______________________。

(4)553K,使用催化剂Cat.2,在该时刻H2的转化率为______(填字母代号)。

A.5.5% B.13.3% C.16.4% D.29.3%

(5)在下图中分别画出反应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。________

(6)研究证实,CO2也可在硫酸溶液中用情性电解生成甲醇,则生成甲醇的电极反应式是_________,另一极的电解产物为______________________。

 0  189470  189478  189484  189488  189494  189496  189500  189506  189508  189514  189520  189524  189526  189530  189536  189538  189544  189548  189550  189554  189556  189560  189562  189564  189565  189566  189568  189569  189570  189572  189574  189578  189580  189584  189586  189590  189596  189598  189604  189608  189610  189614  189620  189626  189628  189634  189638  189640  189646  189650  189656  189664  203614 

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