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解题方法
1 . 党的十九大报告中多次提及“绿色环保”、“生态文明”,而 CO2的有效利用可以缓解温室效应,解决能源短缺问题。
(1)某研究所的科研人员在新型纳米催化剂 Na-Fe3O4和 HMCM-22 的表面,以 CO2为碳源,与电解水产生的 H2催化转化为高附加值的烃类化合物,其过程如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/27/c95fe100-7c30-4ba9-860c-aa3d0283e2dc.png?resizew=509)
图中 CO2转化为 CO 的反应为:CO2(g) + H2(g)=CO(g) + H2O(g) ΔH1 = + 41 kJ•mol-1。已知:2CO2(g) + 6H2(g)=C2H4(g) + 4H2O(g) ΔH2=-128 kJ•mol-1。图中 CO 转化为 C2H4的热化学方程式是__________________ 。
(2)甲醇是未来重要的绿色能源之一,在工业中常用 CO、H2合成甲醇,其反应为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH3 < 0
①为了探究浓度对反应速率的影响,200℃ 时在 10 L 恒容密闭容器中进行实验,测得的实验数据如下表所示:
该反应速率的通式为 v正=k正 cm(CO)•cn(H2)(k 正是与温度有关的速率常数)。由表中数据可确定反应速率通式中 m =_______ 、n =_____ (取正整数)。实验发现,当实验 1 中 c(H2) = 0.25 mol•L-1时达到平衡,请计算该反应的平衡常数 K = _____ 。
②若将一定比例的 CO 和 H2 在装有催化剂的反应器中反应 12 小时,体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示。
请判断温度为 470 K 时,图中 P 点_________ (填“是”或“不是”)处于平衡状态,490 K 之后,甲醇产率随温度升高而减小的可能原因为:_____ 、 _____ 。
(3)近年来,有研究人员用 CO2 通过电催化生成多种燃料,其工作原理如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/11/514c4474-c5c4-453c-a4f2-7214537cff83.png?resizew=375)
①请写出 Cu 电极上产生 CH3OH 的电极反应式:_____________ 。
②如果Cu 电极上只生成 0.15 mol C2H4和 0.30 mol CH3OH,则 Pt 电极上产生O2的物质的量为___________ mol。
③已知 HCOOH 为一元弱酸,常温下将 0.1 mol•L-1 HCOOH 溶液与 0.1 mol•L-1 NaOH 溶液按体积比 a : b混和(忽略溶液体积的变化),混合后溶液恰好显中性,则 HCOOH 的电离常数 Ka=_____________ (用含 a、b 的代数式表示)。
(1)某研究所的科研人员在新型纳米催化剂 Na-Fe3O4和 HMCM-22 的表面,以 CO2为碳源,与电解水产生的 H2催化转化为高附加值的烃类化合物,其过程如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/27/c95fe100-7c30-4ba9-860c-aa3d0283e2dc.png?resizew=509)
图中 CO2转化为 CO 的反应为:CO2(g) + H2(g)=CO(g) + H2O(g) ΔH1 = + 41 kJ•mol-1。已知:2CO2(g) + 6H2(g)=C2H4(g) + 4H2O(g) ΔH2=-128 kJ•mol-1。图中 CO 转化为 C2H4的热化学方程式是
(2)甲醇是未来重要的绿色能源之一,在工业中常用 CO、H2合成甲醇,其反应为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH3 < 0
①为了探究浓度对反应速率的影响,200℃ 时在 10 L 恒容密闭容器中进行实验,测得的实验数据如下表所示:
实验 | 起始浓度/(mol·L-1) | 初始速率/(mol·L-1·min-1) | |
CO | H2 | ||
1 | 0.25 | 0.50 | 0.391 |
2 | 0.25 | 1.00 | 0.781 |
3 | 0.50 | 0.50 | 0.780 |
②若将一定比例的 CO 和 H2 在装有催化剂的反应器中反应 12 小时,体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/27/1cd1c595-7cdd-49d2-88a8-08726b1f1d59.png?resizew=219)
请判断温度为 470 K 时,图中 P 点
(3)近年来,有研究人员用 CO2 通过电催化生成多种燃料,其工作原理如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/11/514c4474-c5c4-453c-a4f2-7214537cff83.png?resizew=375)
①请写出 Cu 电极上产生 CH3OH 的电极反应式:
②如果Cu 电极上只生成 0.15 mol C2H4和 0.30 mol CH3OH,则 Pt 电极上产生O2的物质的量为
③已知 HCOOH 为一元弱酸,常温下将 0.1 mol•L-1 HCOOH 溶液与 0.1 mol•L-1 NaOH 溶液按体积比 a : b混和(忽略溶液体积的变化),混合后溶液恰好显中性,则 HCOOH 的电离常数 Ka=
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2020-06-04更新
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866次组卷
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3卷引用:黑龙江省大庆铁人中学2021届高三下学期5月第三次模拟考试理综化学试题
黑龙江省大庆铁人中学2021届高三下学期5月第三次模拟考试理综化学试题四川省成都市第七中学2020届高三三诊模拟考试理科综合化学试题(已下线)专题14 化学反应原理综合-2020年高考真题和模拟题化学分项汇编