Question

【題目】二氧化碳的回收利用是環保領域研究熱點。

（1）在太陽能的作用下，以CO2為原料制炭黑的流程如圖所示。總反應的化學方程式為__；

（2）有一種用CO2生產甲醇燃料的方法：CO2+3H2 CH3OH+H2O。

已知298K和101kPa條件下：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(l) ΔH=-akJ/mol；

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-bkJ/mol；

CH3OH(g)=CH3OH(l) ΔH=-ckJ/mol；

則CH3OH(l)的標準燃燒熱ΔH=__；

（3）在催化劑M的作用下，CO2經過催化氫化合成低碳烯烴等。

CO2和H2同時發生下列兩個反應：

①2CO2(g)+6H2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g) ΔH<0

②2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH<0

如圖是乙烯在相同時間內，不同溫度下的產率，當溫度高于460℃時乙烯產率降低的原因不可能是__。

A.催化劑M的活性降低

B.①反應的平衡常數變大

C.生成甲醚的量增加

Answer 1

【答案】 B

【解析】

(1)從流程圖獲取信息，在太陽能的作用下，四氧化三鐵分解為氧化亞鐵和氧氣，在700K時，氧化亞鐵和CO2反應得到四氧化三鐵和炭黑，則據此可獲得總反應的化學方程式；

(2)已知298K和101kPa條件下：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l) ΔH=-akJ/mol；

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-bkJ/mol；

CH3OH(g)=CH3OH(l) ΔH=-ckJ/mol；

根據蓋斯定律計算CH3OH(l)的標準燃燒熱ΔH；

(3) 當溫度高于460℃時乙烯產率降低的原因從不同角度

A.催化劑M的催化效率對一定條件下乙烯的產率有影響，而催化劑活性與溫度關系密切；

B.反應①隨溫度升高，平衡會移動，反應的平衡常數會改變；

C.生成甲醚的量增加勢必會減少乙烯的產率；

據此判斷。

(1)從流程圖獲取信息，過程1的反應為：，過程2的反應為：在700K時，，據此可獲得總反應的化學方程式為：；

答案為：；

(2)已知298K和101kPa條件下：反應①：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l) ΔH=-akJ/mol；反應②：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-bkJ/mol；反應③：CH3OH(g)=CH3OH(l) ΔH=-ckJ/mol，根據蓋斯定律，則②-(①+③)即可得到表明CH3OH(l)的標準燃燒熱的熱化學方程式： ΔH= =；

答案為：；

(3) A. 催化劑M的催化效率對一定條件下乙烯的產率有影響，而催化劑活性與溫度關系密切，當溫度過高，催化劑活性降低；當反應速率降低，單位時間生產效益降低了，產率就降低了，故A可能；

B. 反應①為2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) ΔH<0，隨溫度升高，平衡會向左移動，反應的平衡常數會變小，B不可能；

C. 生成甲醚的量增加勢必會減少乙烯的產率，C可能；

答案選B。