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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:59 题号:16350796
二氧化碳的固定和转化是世界性的课题,对促进低碳社会的构建具有重要意义。某课题组利用为原料将其转化成各种有机物,从而实现碳的循环再利用。
(1)以为原料合成乙烯,其反应的过程分两步进行:


加氢合成乙烯的热化学方程式为_______
(2)以为原料催化加氢合成乙醇,其反应原理为:。向密闭容器中充入如图1为平衡时的体积分数与温度、压强的关系。

①温度_______(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②某温度下,反应达到平衡状态X点,若在X点对反应容器降温,同时缩小体积使体系压强增大,重新达到平衡状态时,的体积分数可能是图中A~F点中的_______(填字母)点。
③在温度下,压强恒定为,反应达到平衡状态时的压强平衡常数_______(是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(3)二氧化碳甲烷化技术是一种对二氧化碳循环再利用的技术。用如图2装置电解二氧化碳制取甲烷,温度控制在10℃左右,持续通入二氧化碳,电解过程中物质的量基本不变。阴极的电极反应式为_______;阳极产生的气体是_______

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【推荐1】以二氧化碳为碳源合成有机物,既能为有机合成提供廉价的原料,又有利于降低碳排放,实现“碳中和”。
回答下列问题:
(1)催化加氢制备乙酸的过程中涉及如下反应:
Ⅰ.   
Ⅱ.   
Ⅲ.   
______;已知反应Ⅲ中的总键能分别为键的键能为,则键的键能为______
(2)已知   。向某密闭容器中充入,控制适当的温度、压强使二者发生反应生成,测得的平衡转化率如图所示:

表示______(填“温度”或“压强”),______(填“>”或“<”)。
②若点对应的压强为,反应从开始到平衡所用时间为,则______;平衡常数______(保留两位有效数字)。
③该反应的速率常数与反应温度的关系为(其中为活化能,均为常数),则能使速率常数增大的措施是______(填选项字母)。
A.升高温度             B.压缩容器
C.增大             D.使用催化剂
④上述容器中还存在两个副反应:
i.   
ii.   
研究表明,在温度较低时,的平衡转化率开始时随着温度的升高而减小,当温度高于时,的平衡转化率却随着温度的升高而增大,其原因是______
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【推荐2】甲烷化反应即为氢气和碳氧化物反应生成甲烷,有利于实现碳循环利用。已知涉及的反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
积碳反应(的歧化和的裂解反应是催化剂积碳的主要成因,可导致催化活性降低),反应如下:
反应Ⅳ:
反应Ⅴ:。回答下列问题:
(1)___________
(2)在360℃时,在固定容积的容器中进行上述反应(不考虑积碳反应),平衡时的转化率及的产率随变化的情况如图1所示。

①图中表示转化率、产率变化的曲线分别是______________________(填标号),A、C两点的值相同,C点通过改变温度达到A点,则A、C两点温度大小为___________
②按向恒容容器内投料,初始压强为,若仅发生Ⅰ、Ⅱ两个反应,达到平衡时总压为的平衡转化率为a,反应Ⅰ的___________(用分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(3)已知各反应的平衡常数随温度的变化曲线如图2所示,相同时间内甲烷产率随温度升高的变化曲线如图3。

由图2可知,的歧化反应属于___________(填“吸热”或“放热”)反应,相同时间内的产率在温度高于330℃时降低的可能原因之一是催化剂活性降低,高温导致催化剂活性降低的原因是___________
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【推荐3】低碳经济成为人们一种新的生活理念,二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。请你结合下列有关图示和所学知识回答:
(1)用CO2催化加氢可以制取乙烯:CO2(g)+3H2(g)C2H4(g)+2H2O(g)。若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应的ΔH=___(用含a、b的式子表示)。又知:相关化学键的键能如下表所示,实验测得上述反应的ΔH=-152kJ·mol-1,则表中的x=___
化学键C=OH—HC=CC—HH—O
键能/kJ·mol-1803436x414464
(2)键能是将1mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B所需的能量。已知下列化学键的键能如下表:
化学键N≡NOON—NN—HO—H
946497193391463
写出1mol气态肼(H2N—NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式:___
(3)二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
①科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图所示。

若“重整系统”发生的反应中=6,则FexOy的化学式为___。“热分解系统”中每分解1molFexOy,转移电子的物质的量为___
②工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7kJ·mol-1,CH3OCH3(g)+H2O(g)=2CH3OH(g) ΔH2=+23.4kJ·mol-1,则2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH3=___kJ·mol-1
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