(1)2017年中科院某研究團隊通過設計一種新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能複合催化劑,成功實現了C...

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問題詳情:

 (1)2017年中科院某研究團隊通過設計一種新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能複合催化劑,成功實現了CO2直接加*製取**值汽油,該研究成果被評價為“CO2催化轉化領域的突破*進展”。

已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)   ΔH1 = -aKJ/mol

C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1)   ΔH2= -bKJ/mol

試寫出25℃、101kPa條件下,CO2與H2反應生成汽油(以C8H18表示)的熱化學方程式

_                                                _。

(2)利用CO2及H2為原料,在合適的催化劑(如Cu/ZnO催化劑)作用下,也可合成CH3OH,涉及的反應有:

*:CO2(g)+3H2(g)  (1)2017年中科院某研究團隊通過設計一種新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能複合催化劑,成功實現了C...CH3OH(g)+H2O(g)        △H= — 53.7kJ·mol-1   平衡常數K1

乙:CO2(g)+H2(g)  (1)2017年中科院某研究團隊通過設計一種新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能複合催化劑,成功實現了C... 第2張CO(g)+H2O(g)             △H= + 41.2kJ·mol-1   平衡常數K2

①CO(g)+2H2(g)  (1)2017年中科院某研究團隊通過設計一種新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能複合催化劑,成功實現了C... 第3張CH3OH(g)的平衡常數K=______(用含K1、K2的表達式表示),該反應△H_____0(填“大於”或“小於”)。

②提高CO2轉化為CH3OH平衡轉化率的措施有___________(填寫兩項)。

③催化劑和反應體系的關係就像鎖和鑰匙的關係一樣,具有高度的選擇*。下列四組實驗,控制CO2和H2初始投料比均為1:2.2,經過相同反應時間(t1min)。

温度(K)

催化劑

CO2轉化率(%)

*醇選擇*(%)

綜合選項

543

Cu/ZnO納米棒材料

12.3

42.3

A

543

Cu/ZnO納米片材料

11.9

72.7

B

553

Cu/ZnO納米棒材料

15.3

39.1

C

553

Cu/ZnO納米片材料

12.0

70.6

D

由表格中的數據可知,相同温度下不同的催化劑對CO2的轉化為CH3OH的選擇*有顯著影響,根據上表所給數據結合反應原理,所得最優選項為___________(填字母符號)。

(3)以CO、H2為原料合成*醇的反應為:CO(g)+2H2(g) (1)2017年中科院某研究團隊通過設計一種新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能複合催化劑,成功實現了C... 第4張CH3OH(g)。在體積均為2L的三個恆容密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,分別都充入1molCO和2molH2,三個容器的反應温度分別為T1、T2、T3且恆定不變。下圖為三個容器中的反應均進行到5min時H2的體積分數示意圖,其中有一個容器反應一定達到平衡狀態。

 (1)2017年中科院某研究團隊通過設計一種新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能複合催化劑,成功實現了C... 第5張

①0~5min時間內容器Ⅱ中用CH3OH表示的化學反應速率為_________________。

②三個容器中一定達到平衡狀態的是容器________(填寫容器代號)。

【回答】

(每空2分,14分)(1). 8CO2(g)+25H2(g)=C8H18(1)+16H2O(1)   ΔH=—(25a-b)KJ/mol

 (2). K= (1)2017年中科院某研究團隊通過設計一種新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能複合催化劑,成功實現了C... 第6張    (3). 小於    (4). 降低温度、減小產物濃度  

 (5). B       (6). 0.0875mol/(L·min)      (7). Ⅲ

知識點:化學反應速率 化學平衡

題型:填空題

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