(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...
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) CH3OH(g)+H2O(g) △H= — 53.7kJ·mol-1 平衡常數K1
乙:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H= + 41.2kJ·mol-1 平衡常數K2
①CO(g)+2H2(g) 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)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。
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= (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