组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应原理综合考查
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:1463 题号:5899066
催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一,研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO,反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)                    H1=-53.7kJ•mol-1          I
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)                              H2 II
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1︰2.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:
T(K)催化剂CO2转化率(%)甲醇选择性(%)
543Cat.112.342.3
543Cat.210.972.7
553Cat.115.339.1
553Cat.212.071.6
[备注]Cat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比
已知:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ•mol-1和-285.8kJ•mol-1
②H2O(l)=H2O(g)     H3=+44.0kJ•mol-1
请回答(不考虑温度对H的影响):
(1)反应I的平衡常数表达式K=______;反应II的H2=______kJ•mol-1
(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有__________
A.使用催化剂Cat.1                      B.使用催化剂Cat.2
C.降低反应温度                           D.投料比不变,增加反应物的浓度
E.增大 CO2和H2的初始投料比
(3)表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是___________________________
(4)在如图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图_________

(5)研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在______极,该电极反应式是_________

相似题推荐

解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐1】研究氮及其化合物对化工生产有重要意义。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H=+180kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H=-908kJ·mol-1
请写出氨气被一氧化氮氧化生成无毒气体的热化学方程式:____
(2)工业合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。如图甲表示在一定体积的密闭容器中反应时N2的物质的量浓度随时间的变化,图乙表示在其他条件不变的情况下,改变起始投料中H2与N2的物质的量之比(设为k)对该平衡的影响。

①已知图甲中0~t1min内,v(H2)=0.03mol·L-1·min-1,则t1=____min;若从t2min起仅改变一个反应条件,则所改变的条件可能是____(填一种即可)。
②图乙中,b点时k=____
③已知某温度下该反应的平衡常数K=10,在该温度下向容器中同时加入下列浓度的混合气体:c(H2)=0.1mol/L,c(N2)=0.5mol/L,c(NH3)=0.1mol/L,则在平衡建立过程中NH3的浓度变化趋势是____(填“逐渐增大”“逐渐减小”或“恒定不变”)。
(3)联氨(又称肼,N2H4,无色液体)为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。(已知:N2H4+H+N2H5+
①N2H5+的电子式为____。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为____
②联氨是一种常用的还原剂。写出向装有少量AgCl的试管中加入联氨溶液的化学方程式____
(4)尿素(CO(NH2)2)是目前使用量较大的一种化学氮肥,工业上利用如图所示装置(阴、阳极均为惰性电极)电解尿素的碱性溶液制取氢气。

①该装置中阳极的总电极反应式为____
②若两极共收集到气体22.4L(标准状况),则消耗的尿素为____g(忽略气体的溶解)。
2020-03-27更新 | 125次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐2】Ⅰ、2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。

已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH=-99kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1)E的大小对该反应的反应热_______(填“有”或“无”)影响。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点_______(填“升高”还是“降低”)。
(2)完成SO2氧化为SO3的热化学方程式_______
II、氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题,请回答:
(3)若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的N2和0.6mol的H2在一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2mol。则前5分钟的平均反应速率v(N2)=_______。平衡时H2的转化率为_______%。
(4)平衡后,若提高H2的转化率,可以采取的措施有_______(任写一项)。
(5)若在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示。请完成下列问题:
T/℃200300400
KK1K20.5

①试比较K1、K2的大小,K1_______K2(填“<、>、=”)
②400℃时,反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为_______。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3mol、2mol和1mol时,则该反应的v(N2)_______v(N2)(填“<、>、=”)。
2022-08-29更新 | 199次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
名校
解题方法
【推荐3】Ⅰ下图为H2和Cl2生成HCl过程中的能量变化:

请回答下列有关问题:
(1)H2+Cl2═2HCl是_______(填“吸热”或“放热”)反应,反应物的总能量_______(填“>”,“=”或“<”)生成物的总能量;
(2)当有1molHCl生成时,反应_________(填“吸收”或“放出”)的能量为________KJ。
Ⅱ 一个完整的氧化还原反应方程式可拆写成两个半反应式,一个为氧化反应式,一个为还原反应式。
(1)已知某一反应的半反应式分别为CH4+10OH-—8e-=CO32-+7H2O和O2+2H2O+4e-=4OH-请写出该反应的总反应式:________________________。 
(2)下图为氢氧燃料电池的构造示意图:

X极为电池的______________(填“正”或“负”)极,X极的电极反应式为_____________________;若电池工作过程中有5.6LO2(标准状况下)参与反应,则转移电子的物质的量为_______________
2018-06-17更新 | 107次组卷
共计 平均难度:一般