1. 我国科研团队将工业废气中的在催化条件下还原,实现了的绿色合成。主要反应有:

Ⅰ.   

Ⅱ.       

Ⅲ.       

回答下列问题:

(1) 对反应Ⅰ:

②已知: , 图1中表示与T之间的关系正确的是(填字母)。

③相对能量及其部分反应历程关系如图2(Al~A4,B1~B4表示过渡态)。反应更容易按路径(填A或B)发生,该路径中形成过渡态(填编号)的反应速率最慢。

④下列说法正确的是

A.平衡时,

B.催化剂降低了反应的活化能,可以增大平衡转化率

C.恒温密闭的刚性容器中,的分压不变时体系达到平衡状态

D.反应过程中催化剂可能会“中毒”,需对反应气进行净化处理

(2) 在恒压密闭容器中,分别按投料比通入气体,若只发生反应Ⅰ和Ⅱ,的平衡转化率的选择性S随温度的变化曲线如图所示。

已知:

①投料比为时,的平衡转化率曲线为(填“e”或“f”)。

②温度升高,选择性降低、的平衡转化率升高的原因是

③投料比为、温度为320℃时,反应Ⅱ的平衡常数(写出计算式即可,用物质的量分数代替平衡浓度)。

(3) 甲醇有多种用途,甲醇碱性(KOH)燃料电池中负极的电极反应式为
【考点】
盖斯定律及其应用; 电极反应和电池反应方程式;
【答案】

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3. “碳达峰·碳中和”是我国社会发展的重大战略。CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:

反应a:

反应b:

回答下列问题:

(1) 反应   kJ/mol,该反应正向自发的条件为(填“高温”或“低温”)自发。
(2) 在刚性密闭容器中,进料比分别等于1.0、1.5、2.0,且反应达到平衡状态,甲烷的质量分数随温度变化的关系如图下1所示,曲线x对应的

(3) 恒压、750℃时,CH4和CO2按物质的量之比1:3投料,反应经如图2流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。

①下列说法错误的是(填标号)。

A.CaO与CO2的反应可促进Fe3O4氧化CO的平衡右移

B.Fe3O4和CaO都可以循环利用

C.H2在过程ii将Fe3O4还原为单质铁

D.过程ii产生的H2O最终被CaO吸收了

②过程ⅱ平衡后通入He,CO的物质的量的变化是(填“升高”“降低”或“不变”)。

(4) CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率,(同一时段内CO2与CH4的物质的量变化量之比)。常压下CH4和CO2按物质的量之比1:3投料,发生反应a和b.某一时段内CH4和CO2的转化率和R值随温度的变化分别如图3和图4所示。

①结合图3分析图4,R随温度升高呈现先降低后升高趋势的原因是

②催化剂X可提高R值,另一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表:

温度/℃

480

500

520

550

CH4转化率/%

7.9

11.5

20.2

34.8

R

2.6

2.4

2.1

1.8

下列说法正确的是(填标号)。

A.R值提高是由于催化剂X选择性地提高了反应a的速率

B.温度越低,含氢产物中H2O占比越高

C.改变催化剂提高CH4转化率,R值一定增大

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