解题方法
1 . 有效控制大气温室气体浓度,推动绿色低碳发展,是人类可持续发展的重要战略之一,因此捕集、利用CO2始终是科学研究的热点。
(1)新的研究表明,可以将CO2转化为炭黑回收利用,反应原理如图所示。
①碳在元素周期表中的位置是_______________ 。
②整个过程中FeO的作用是__________________ 。
③写出CO2转化为炭黑的总反应化学方程式__________________ 。
(2)我国科学家用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图。
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
①欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加____________ 助剂效果最好;
②加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是____________ 。
(3)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理如右图所示。
①写出阴极CO2还原为HCOO−的电极反应式:________________________ 。
②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是_____________________ 。
(1)新的研究表明,可以将CO2转化为炭黑回收利用,反应原理如图所示。
①碳在元素周期表中的位置是
②整个过程中FeO的作用是
③写出CO2转化为炭黑的总反应化学方程式
(2)我国科学家用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图。
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
助剂 | CO2转化率 (%) | 各产物在所有产物中的占比(%) | ||
C2H4 | C3H6 | 其他 | ||
Na | 42.5 | 35.9 | 39.6 | 24.5 |
K | 27.2 | 75.6 | 22.8 | 1.6 |
Cu | 9.8 | 80.7 | 12.5 | 6.8 |
①欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加
②加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是
(3)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理如右图所示。
①写出阴极CO2还原为HCOO−的电极反应式:
②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是
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2 . 工业上,一氧化碳是一碳化学的基础,可用于物质的合成与纯化等。
(1)二氧化碳和木炭还原法是工业制备CO的方法之一,利用如图关系计算:C(石墨)___________ 。
(2)羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫和真菌的危害,一氧化碳可用于羰基硫的合成。在容积不变的密闭容器中,使CO和H2S发生下列反应并达到平衡:
①若反应前CO物质的量为10mol,达到平衡时CO的物质的量为8mol,且化学平衡常数为0.1。下列说法正确的是___________ (填字母)。
a.通入CO后,正反应速率逐渐增大
b.反应前H2S物质的量为
c.达到平衡时CO的转化率为80%
②画出在不同温度下达到化学平衡时,H2S的转化率随温度变化示意图___________ (画出变化趋势即可)。
③已知羰基硫(COS)分子中所有原子的最外层都满足8电子结构,则下列有关说法正确的是________ 。
A.羰基硫属于非极性分子
B.羰基硫的沸点比CO2低
C.羰基硫分子中三个原子处于同一直线上
(3)羰化冶金工艺是气化冶金技术的重要分支,其原理是利用Ⅷ族过渡金属与一氧化碳反应,生成易挥发的羰基化合物进行分离提取金属的一种方法。以某镍合金为原料的羰基工艺流程如下图所示:
“热交换”步骤涉及的反应有:
I.
II.
III.
IV.
①温度不变时提高反应I中Ni(CO)4的产率,可采取的措施___________ (答一条即可)。
②Ni(CO)4的沸点为:43℃,其分解温度也只有60℃,Fe(CO)5的沸点为:106℃,精馏的温度范围应控制在___________ ℃。
③实际生产中要调整合成原料中铜元素与硫元素的质量比为___________ 。
④Cu、Au不在VIII族,不易生成羰基化合物。在元素周期表中Au跟Cu处在同一列,则Au位于_____ 族。
(1)二氧化碳和木炭还原法是工业制备CO的方法之一,利用如图关系计算:C(石墨)
(2)羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫和真菌的危害,一氧化碳可用于羰基硫的合成。在容积不变的密闭容器中,使CO和H2S发生下列反应并达到平衡:
①若反应前CO物质的量为10mol,达到平衡时CO的物质的量为8mol,且化学平衡常数为0.1。下列说法正确的是
a.通入CO后,正反应速率逐渐增大
b.反应前H2S物质的量为
c.达到平衡时CO的转化率为80%
②画出在不同温度下达到化学平衡时,H2S的转化率随温度变化示意图
③已知羰基硫(COS)分子中所有原子的最外层都满足8电子结构,则下列有关说法正确的是
A.羰基硫属于非极性分子
B.羰基硫的沸点比CO2低
C.羰基硫分子中三个原子处于同一直线上
(3)羰化冶金工艺是气化冶金技术的重要分支,其原理是利用Ⅷ族过渡金属与一氧化碳反应,生成易挥发的羰基化合物进行分离提取金属的一种方法。以某镍合金为原料的羰基工艺流程如下图所示:
“热交换”步骤涉及的反应有:
I.
II.
III.
IV.
①温度不变时提高反应I中Ni(CO)4的产率,可采取的措施
②Ni(CO)4的沸点为:43℃,其分解温度也只有60℃,Fe(CO)5的沸点为:106℃,精馏的温度范围应控制在
③实际生产中要调整合成原料中铜元素与硫元素的质量比为
④Cu、Au不在VIII族,不易生成羰基化合物。在元素周期表中Au跟Cu处在同一列,则Au位于
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