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题型:综合题 题类:常考题 难易度:困难

浙江省金华市十校2017-2018学年高二下学期化学期末考试试卷

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可发生两个反应,分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下:

I.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)∆H1=-53.7kJ/mol

II.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)∆H2

某实验控制CO2和H2初始投料比为1:2.2,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(%)

543

Cat.1

12.3

42.3

543

Cat.2

10.9

72.7

553

Cat.1

15.3

39.1

553

Cat.2

12.0

71.6

[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和285.8kJ/mol

②H2O(1) H2O(g)   ∆H3=+440kJ/mol

请回答(不考虑温度对∆H的影响):

(1)、a.反应II的∆H2=kJ/mol。

b.800℃时,反应I和II对应的平衡常数分别为1.0和2.5,则该温度下反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K的数值为

(2)、在图中分别画出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(在图中标注出相应的催化剂)

 

(3)、工业生产甲醇还有如下方法:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)

副反应:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)

若生产过理中在恒压条件下通入水蒸气,从化学平衡的角度分析该操作对生产甲醇带来的利和弊

(4)、利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外线照射时,在不同催化剂(1、I、III)作用下,CH4产量随光照时间的变化如下图所示。下列说法正确的是____

A、催化剂能加快化学反应速率,在反应开始时对正反应的催化效果更好 B、从图中可知催化剂I的催化效果更好 C、若光照时间足够长,三条由线将相交于一点 D、光照15h前,无论用所给的哪种催化剂,该反应均未达到平衡
(5)、人们正在研究某种锂一空气电池,它是一种环境友好的蓄电池。放电时的总反应为:4Li+O2=2Li2O。在充电时,阳极区发生的过程比较复杂,目前普遍认可是按两步反应进行,请补充完整。

电极反应式:和Li2O2-2e-=2Li++O2

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