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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:161 题号:21015414
2022年3月4日,中国科学院大连化学物理研究所开发的全球首套1000吨/年二氧化碳加氢制汽油中试装置,在山东邹城工业园区开车成功,生产出符合国VI标准的清洁汽油,这有助于我国在2030年前实现碳达峰。回答下列问题:
(1)CO2催化加氢制取汽油时,CO2的转化过程如图1:

下列对该反应过程的说法正确的是________(填标号)。
A.整个反应过程中,有非极性键和极性键的断裂和形成
B.CO2的电子式为,为非极性分子
C.汽油为纯净物
D.①②反应一定有水生成

(2)写出反应①的化学方程式_______
(3)如将CO2与H2以1:3的体积比混合。
①适当条件下合成某烃和水,该烃可能是______(填序号)。
A.烷烃             B.烯烃          C.炔烃            D.苯的同系物
②适当条件下合成燃料甲醇和水。在恒温恒容的密闭容器中,充入2molCO2和6molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),下列能说明反应达到平衡状态的是______(填字母)
A.混合气体密度保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.CO2和H2的体积比保持不变
D.断裂2mol碳氧双键的同时生成3molH-H键
(4)催化剂通过参与反应,改变反应的途径,降低反应活化能,加快化学反应速率,反应的热效应△H______(填“减小”、“增大”或“不变”)。
(5)已知CO2甲烷化技术的反应原理为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)       △H<0,该技术的核心是催化剂的选择。其他条件均相同,在两种不同催化剂条件下反应相同时间,测得CO2转化率和CH4选择性(选择性是指产生这个物质所消耗的反应物的量占总的反应物的量的比例大小)随温度变化的曲线如图2所示。

以Ni为催化剂,高于320℃后,单位时间内CO2转化率上升的原因是______,工业上应选择的催化剂是______

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【推荐1】科研工作者持续进行“碳达峰”“碳中和”的相关研究。根据要求回答下列问题。
Ⅰ.石灰生产工业利用开采的碳酸钙进行分解,并产生大量,主要反应如下:      
(1)已知ΔG=0时的临界温度称为热力学分解温度,反应①的分解温度为___________℃。(保留整数位)
(2)恒温恒压体系内进行反应①,达到平衡后,分别进行如下操作,请填空:
操作1:加入,平衡___________(填“正向”“逆向”或“不”,下同)移动;
操作2:缓慢加入,平衡___________移动。
Ⅱ.占温室气体排放的98%以上。甲烷二氧化碳重整反应可在低温条件下将这两种温室气体转化为合成气(CO和)。
主反应为
副反应主要有

Co基活性中心在甲烷二氧化碳重整过程有较好的反应活性,其中吸附在催化剂表面的物质用*标注。催化反应机理如下图:

(3)写出催化过程中步骤B的反应方程式:___________,该过程为___________(填“放热”或“吸热”)反应。
(4)路径1和路径2同时进行,容易发生碳耦合过程最终导致积碳,使催化剂失活。根据反应机理推测可能发生的积碳反应除反应③外,还有可能的积碳反应为有___________(填反应方程式)。
(5)相同条件下按甲烷、二氧化碳、氮气体积比为45%、45%、10%的量进行催化重整反应,若发生②③④三个反应,已知甲烷的转化率为70%,的转化率为80%,附着在催化剂表面的积碳占总碳元素的24%,则CO的选择性S=___________[,生成的C理论上都附着在催化剂表面]。
2024-04-07更新 | 180次组卷
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【推荐2】利用催化技术将汽车尾气中的NO和CO进行处理,其反应方程式为: 2NO+2CO 2CO2+N2,为研究如何增大该反应的速率和提高转化率的问题,某研究小组在其他条件相同的条件下,使用同种、等量的催化剂进行了以下三组实验探究:实验数据记录如下表;实验中 CO 的浓度与时间的变化关系如下图(已知催化剂的比表面积是指单位质量的物质所具有的总面积)。
编号t/℃c(NO)/mol·L-1c(CO)/mol·L-1催化剂的比表面积/(m2·g-1)
3606.5×10-3a80.0
280b4.00×10-3120
2806.5×10-34.00×10-380.0

(1)若要得到温度与该反应的速率关系,则需对比___________组实验(填实验编号),表格数据中 a= ___________,实验结论是___________
(2)进行实验Ⅱ和实验Ⅲ的目的是___________,得到的实验结论是 ___________
(3)实验Ⅲ中,该反应前2s的平均反应速率为 v(CO)=___________,反应达平衡时NO的平衡转化率为___________(保留三位有效数字),其平衡常数 K=___________(只列出浓度计算表达式)。
(4)对比图中的 A 点与 B 点,你可以获取的结论是___________
(5)从本实验探究数据综合分析,以上三组实验中,选择实验___________(填编号)的反应条件更利于汽车尾气的处理。
2021-01-28更新 | 467次组卷
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【推荐3】2023年2月,中国石化甲醇现场制氢项目投入使用,成为中国首个甲醇制氢加氢一体站。甲醇制氢是一种制氢的技术路线,相比于工业制氢等其他制氢方式,甲醇制氢的能耗和成本都更低。甲醇重整制氢的主要反应如下:
已知:
 
 
回答下列问题:
(1)甲醇裂解制氢的反应为 _____
(2)一定温度下,增大,甲醇重整制氢反应中CH3OH的平衡转化率_____(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)在一定温度下,向恒容密闭容器内通入一定量的,发生甲醇裂解制氢反应,反应前测得容器内的压强为100,反应后测得容器内的压强为140,该反应的压强平衡常数_____
(4)在一定温度下,向2L恒容密闭容器中加入发生反应①②,平衡时的物质的量浓度是_____
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(6)将的原料气以相同速率通过装有不同催化剂的反应器,的转化率随催化剂的使用时常的变化如图所示。

催化剂与催化剂相比,优点有_____
(7)已知阿伦尼乌斯公式为(为活化能,k为速率常数,R和C为常数),催化剂的催化效能,图像如图所示。图中直线_____(填“M”或“N”)表示催化剂
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