諾貝爾化學獎獲得者喬治·歐拉教授率領團隊首次採用金屬釕作催化劑,從空氣中捕獲CO2直接轉化為*醇,為通往未來“...

問題詳情：

諾貝爾化學獎獲得者喬治·歐拉教授率領團隊首次採用金屬釕作催化劑,從空氣中捕獲CO2直接轉化為*醇,為通往未來“*醇經濟”邁出了重要一步,並依據該原理開發如圖所示轉化。

(1)CO2中含有的化學鍵類型是　　　　　鍵。 

(2)將生成的*醇(沸點為64.7 ℃)與水分離可採取的方法是　　　　　　　　　　。 

(3)上圖所示轉化中,由第1步至第4步的反應熱(ΔH)依次是a kJ·mol-1、b kJ·mol-1、c kJ·mol-1、d kJ·mol-1,則該轉化總反應的熱化學方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)500 ℃時,利用金屬釕作催化劑,在固定容積的密閉容器中可直接實現如(3)中轉化得到*醇。測得該反應體系中X、Y濃度隨時間變化如圖所示。

①Y的化學式是　　　　　,判斷的理由是　 

。 

②下列説法正確的是　　　　　　(填字母)。 

a.Y的轉化率是75%

b.其他條件不變時,若在恆壓條件下進行該反應,Y的轉化率高於75%

c.升高温度使該反應的平衡常數K增大,則可知該反應為吸熱反應

d.金屬釕可大大提高該反應中反應物的轉化率

③從反應開始到平衡,用*氣表示的平均反應速率v(H2)=　　　　　mol·L-1·min-1。 

【回答】

.* (1)極*共價　(2)蒸餾

(3)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)　ΔH=(a+b+c+d) kJ·mol-1

(4)①CO2　Y隨反應進行濃度減小,因此Y為反應物,且其相同時間內轉化量與X相同,則其在方程式中的化學計量數應與X相同,因此Y是CO2　②abc　③0.225

解析 (1)CO2中含有極*共價鍵。

(2)*醇(沸點為64.7 ℃)與水的沸點相差較大,可用蒸餾的方法分離。

(3)根據蓋斯定律,可知反應熱的大小與始態和終態有關,與過程無關,所以該轉化總反應的熱化學方程式是CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)　ΔH=(a+b+c+d) kJ·mol-1。

(4)①Y隨反應進行濃度減小,因此Y為反應物,且其相同時間內轉化量與X相同,則其在方程式中的化學計量數應與X相同,因此Y是CO2。

②Y的轉化率是×100%=75%,故a正確;因為正反應是氣體體積減小的反應,所以其他條件不變時,若在恆壓條件下進行該反應,相當於增大壓強,Y的轉化率變大,故b正確;升高温度使該反應的平衡常數K增大,則可知該反應為吸熱反應,故c正確;催化劑只改變反應的速率,不能使平衡發生移動,故d錯誤。

③v(CO2)==0.075 mol·L-1·min-1,而v(H2)=3v(CO2)=0.225 mol·L-1·min-1。

知識點：化學平衡

題型：綜合題