【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

II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+ H2O(g)H2

某实验控制CO2和H2初始投料比为1:2.2,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的标准燃烧热分别为-283.0kJ/mol和285.8kJ/mol

②H2O(1)H2O(g) H3=+440kJ/mol

请回答(不考虑温度对H的影响):

(1)a.反应II的H2=____kJ/mol。

b.800℃时,反应I和II对应的平衡常数分别为1.0和2.5,则该温度下反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K的数值为_____

(2)在图中分别画出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(在图中标注出相应的催化剂) ____

(3)工业生产甲醇还有如下方法:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

副反应:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

若生产过理中在恒压条件下通入水蒸气,从化学平衡的角度分析该操作对生产甲醇带来的利和弊____

(4)利用光能和光催化剂,可將CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外线照射时,在不同催化剂(1、I、III)作用下,CH4产量随光照时间的变化如下图所示。下列说法正确的是____

A.催化剂能加快化学反应速率,在反应开始时对正反应的催化效果更好

B.从图中可知催化剂I的催化效果更好

C.若光照时间足够长,三条由线将相交于一点

D.光照15h前,无论用所给的哪种催化剂,该反应均未达到平衡

(5)人们正在研究某种锂一空气电池,它是一种环境友好的蓄电池。放电时的总反应为:4Li+O2=2Li2O。在充电时,阳极区发生的过程比较复杂,目前普遍认可是按两步反应进行,请补充完整。

电极反应式:______Li2O2-2e-=2Li++O2

 0  192852  192860  192866  192870  192876  192878  192882  192888  192890  192896  192902  192906  192908  192912  192918  192920  192926  192930  192932  192936  192938  192942  192944  192946  192947  192948  192950  192951  192952  192954  192956  192960  192962  192966  192968  192972  192978  192980  192986  192990  192992  192996  193002  193008  193010  193016  193020  193022  193028  193032  193038  193046  203614 

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