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 (1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂,成功实现了C...

问题详情:

 (1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂,成功实现了CO2直接加*制取**值汽油,该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破*进展”。

已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)   ΔH1 = -aKJ/mol

C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1)   ΔH2= -bKJ/mol

试写出25℃、101kPa条件下,CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)的热化学方程式

_                                                _。

(2)利用CO2及H2为原料,在合适的催化剂(如Cu/ZnO催化剂)作用下,也可合成CH3OH,涉及的反应有:

*:CO2(g)+3H2(g)  (1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂,成功实现了C...CH3OH(g)+H2O(g)        △H= — 53.7kJ·mol-1   平衡常数K1

乙:CO2(g)+H2(g)  (1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂,成功实现了C... 第2张CO(g)+H2O(g)             △H= + 41.2kJ·mol-1   平衡常数K2

①CO(g)+2H2(g)  (1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂,成功实现了C... 第3张CH3OH(g)的平衡常数K=______(用含K1、K2的表达式表示),该反应△H_____0(填“大于”或“小于”)。

②提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有___________(填写两项)。

③催化剂和反应体系的关系就像锁和钥匙的关系一样,具有高度的选择*。下列四组实验,控制CO2和H2初始投料比均为1:2.2,经过相同反应时间(t1min)。

温度(K)

催化剂

CO2转化率(%)

*醇选择*(%)

综合选项

543

Cu/ZnO纳米棒材料

12.3

42.3

A

543

Cu/ZnO纳米片材料

11.9

72.7

B

553

Cu/ZnO纳米棒材料

15.3

39.1

C

553

Cu/ZnO纳米片材料

12.0

70.6

D

由表格中的数据可知,相同温度下不同的催化剂对CO2的转化为CH3OH的选择*有显著影响,根据上表所给数据结合反应原理,所得最优选项为___________(填字母符号)。

(3)以CO、H2为原料合成*醇的反应为:CO(g)+2H2(g) (1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂,成功实现了C... 第4张CH3OH(g)。在体积均为2L的三个恒容密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,分别都充入1molCO和2molH2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变。下图为三个容器中的反应均进行到5min时H2的体积分数示意图,其中有一个容器反应一定达到平衡状态。

 (1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂,成功实现了C... 第5张

①0~5min时间内容器Ⅱ中用CH3OH表示的化学反应速率为_________________。

②三个容器中一定达到平衡状态的是容器________(填写容器代号)。

【回答】

(每空2分,14分)(1). 8CO2(g)+25H2(g)=C8H18(1)+16H2O(1)   ΔH=—(25a-b)KJ/mol

 (2). K= (1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂,成功实现了C... 第6张    (3). 小于    (4). 降低温度、减小产物浓度  

 (5). B       (6). 0.0875mol/(L·min)      (7). Ⅲ

知识点:化学反应速率 化学平衡

题型:填空题

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