綜合利用CO2、CO對構建低碳社會有重要意義。（1）利用H2和CO在一定條件下發生如下反應：CO（g）+2H2...

問題詳情：

綜合利用CO2、CO對構建低碳社會有重要意義。

（1）利用H2 和CO在一定條件下發生如下反應：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）（放熱反應）。對此反應進行如下研究：在恆温，體積為2L的密閉容器中分別充入1.2mol CO和1mol H2，10min後達到平衡，測得含有0.4mol CH3OH（g）。

①10min後達到平衡時CO的濃度為       ；

②10min內用H2表示的平均反應速率為       ；

③若要加快CH3OH的生成速率，可採取的措施有      （填一種合理的措施）

（2）利用H2 和CO2在一定條件下可以合成乙烯：6H2＋2CO2CH2＝CH2＋4H2O

①已知：4.4gCO2與H2完全轉化為CH2＝CH2和水（氣態）共放出6.39kJ的熱量，寫出該反應的熱化學方程式     。

②不同温度對CO2的轉化率及催化劑的催化效率的影響如圖*所示。

下列有關説法不正確的是    （填序號）。

A．不同條件下反應，N點的速率最大

B．温度在約250℃時，催化劑的催化效率最高

C．相同條件下，乙烯的產量M點比N高

③若在密閉容器中充入體積比為 3∶1的 H2和CO2，則圖*中M點時，產物CH2＝CH2的體積分數為       。（保留兩位有效數字）

（3）利用一種鉀鹽水溶液作電解質，CO2電催化還原為乙烯，如圖乙所示。在*極上產生乙烯的電極反應方程式為       。

【回答】

【*】1）①0. 4mol/L（2）②0.04mol/（L．min）

③增大壓強（升高温度、使用催化劑等合理均可）

（2）①6H2（g）＋2CO2（g）CH2＝CH2（g）＋4H2O（g） △H=-127.8 kJ/mol

②a ③7.7% 或0.077 （3）2CO2+12H++12e﹣=CH2=CH2+4H2O

【解析】

試題分析：（1） CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）

起始濃度mol/L：0.6     0.5        0

轉化濃度mol/L： 0.2     0.4        0.2

平衡濃度mol/L： 0.4     0.1        0.2

① 10min後達到平衡時CO的濃度為0．4mol/L；②10min內用H2表示的平均反應速率為：v===0.04mol/（L．min）；③若要加快CH3OH的生成速率，可採取的措施有：增大壓強（升高温度、使用催化劑等等）

（2）①4.4gCO2與H2完全轉化為CH2＝CH2和水（氣態）共放出6.39kJ的熱量，2mol二氧化碳放出127.8 kJ 的熱量，則熱化學方程式為：6H2（g）＋2CO2（g）CH2＝CH2（g）＋4H2O（g）△H=-127.8 kJ/mol;②a．N點的温度高，但是，催化劑的效率低，速率不一定最大，錯誤；b．根據圖象，温度在約250℃時，催化劑的催化效率最高，正確；c．根據圖象，當温度高於250℃，升高温度二氧化碳的平衡轉化率減低，則平衡逆向移動，乙烯的產量M點比N高，正確；故選a；

③設開始投料n（H2）為3mol，則n（CO2）為1mol，所以當在M點平衡時二氧化碳的轉化率為50%，所以有6H2（g）＋2CO2（g）CH2＝CH2（g）＋4H2O（g）

開始   3      1        0       0

轉化   1.5     0.5       0.25     1

平衡   1.5     0.5       0.25     1

所以乙烯的體積分數為：0.25÷（1.5+0.5+0.25+1）×100%=7.7%；

（3）CO2在*極上得電子生成乙烯，所以其電極反應方程式為：2CO2+12H++12e﹣== CH2=CH2+4H2O。

考點：考查化學反應速率與化學平衡、電解原理

知識點：化學反應速率 化學平衡

題型：綜合題