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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...

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,CO2H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OHCO,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CO2H2初始投料比为12.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:

TK

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.1Cu/ZnO纳米棒;Cat.2Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比

1)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___

2)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___

 

表中数据表明此时未达到平衡,不同的催化剂对反应I的催化能力不同,因而在该时刻下对甲醇选择性有影响 【解析】 (1)不同的催化剂的催化能力不同,催化剂具有选择性; (2)加入催化剂,可降低反应的活化能,催化能力越强,活化能越低,但反应热不变。 (1)从数据可知,在相同的温度下,不同的催化剂对CO2的转化率的影响不同,说明不同的催化剂的催化能力不同,相同的催化剂所处的温度不同,CO2的转化率也不同,且温度越高转化率越大,正反应为放热反应,说明数据是未达到平衡时的数据; (2)从表格中的数据可知咋催化剂Cat.2的作用下,甲醇的选择性更大,说明催化剂Cat.2对反应I催化效果更好,催化剂能降低反应的活化能,说明使用催化剂Cat.2的反应过程中活化能更低,因此图象为:。  
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在鼓泡反应器中通入含有SO2NO的烟气,反应温度为323KNaClO2溶液浓度为5×10−3mol·L−1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如表。

离子

SO42−

SO32−

NO3

NO2

Cl

c/mol·L−1

8.35×10−4

6.87×10−6

1.5×10−4

1.2×10−5

3.4×10−3

 

由实验结果可知,脱硫反应速率___脱硝反应速率(填大于小于)。原因是除了SO2NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是___

 

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2)如图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中n(H2O)n(C2H4)=11)

①图中压强P1P2P3P4的大小顺序为:___,理由是:___

②气相直接水合法党采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290℃,压强6.9MPan(H2O)n(C2H4)=0.61。乙烯的转化率为5℅。若要进一步提高乙烯的转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有:______

 

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25℃,浓度都是1mol/L的四种正盐溶液,其pH情况如下:

AX

BX

AY

BY

pH=7c(X-)=1mol/L

pH=4

 

pH=6

 

(1)AY溶液pH______7 (填“>”、“<”或“=”);

(2)将等浓度的HXHY稀释相同的倍数,溶液的pH变化幅度:HX______HY;若将等体积、等pHAOHBOH溶液在稀释时pH均下降2,则加水量:AOH______BOH(均填“>”、“<”或“=”);

(3)在BX溶液中:c(B+)+c(H+)-c(OH-)=________mol/L;在AY溶液中:c(A+)-c(Y-)=___________(用两项表示);

 

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