[题目]中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应.所得产物含CH4.C3H6.C4H8等副产物.反应过程如图下列说法正确的是A.第i步反应为CO2+H2＝CO+H2OB.第i步反应的活化能低于第ii步C.Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯的△H减小D.添加不同助剂后.反应的平衡常数� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM－5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应，所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物，反应过程如图

下列说法正确的是

A.第i步反应为CO2＋H2＝CO＋H2O

B.第i步反应的活化能低于第ii步

C.Fe3(CO)12/ZSM－5使CO2加氢合成低碳烯的△H减小

D.添加不同助剂后，反应的平衡常数各不相同

【答案】A

【解析】

A．第i步所反应为：CO2+l2→CO+H2O 故A正确；

B．第ⅰ步反应是慢反应，第ⅱ步是快反应，反应的活化能越低，反应速率越快，所以第i步反应的活化能高于第ⅱ步，故B错误；

C．催化剂不能改变平衡状态，不能改变焓变△H，故C错误；

D．反应的平衡常数只与温度有关，不同助剂能改变反应历程，但不能改变反应的起始状态，不能改变反应温度，所以反应的平衡常数不变，故D错误；

故答案为：A。

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【题目】碳基能源的大量消耗使大气中CO2浓度持续不断地增加，以CO2为原料加氢合成，甲烷等能源物质具有较好的发展前景。回答下列问题：

(1)CO2催化(固体催化剂)加氢合成甲烷过程发生以下两个反应：

主反应：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H1=akJ·mol-1

副反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=41.1kJ·mol-1

已知相关的化学键键能数据如下：

则a=___。加氢合成甲烷时，通常控制温度为500℃，不能过高也不宜过低的原因是___。

(2)为了提高CO2加氢制CH4过程中CH4选择性(CH4选择性=×100%)，主要是通过对催化剂的合理选择来实现。

①CO2加氢制CH4的一种催化机理如图，下列说法正确的是___(填标号)。

A.催化过程使用的催化剂为La2O3和La2O2CO3

B.La2O2CO3可以释放出CO2*(活化分子)

C.H2经过Ni活性中心裂解产生活化态H*的过程为放热过程

D.CO2加氢制CH4的过程需要La2O3和Ni共同催化完成

②保持500℃不变，向1L密闭容器中充入4molCO2和12molH2发生反应，若初始压强为p，20min后，主、副反应都达到平衡状态，测得此时c(H2O)=5mol·L-1，体系压强变为0.75p，则主、副反应的综合热效应为___，v(CH4)=___mol·L-1·min-1，CH4选择性=___(保留三位有效数字)，主反应的平衡常数K=___。

(3)CO2的光电催化反应器如图所示。以TiO2为阳极，通过光解水产生电子和质子，而后传递到阴极(Pt/CNT)诱导阴极催化还原CO2制得异丙醇。

①阴极常伴有析氢等副反应发生，为此选用了电化学催化剂，其依据是___。

②阴极生成异丙醇的电极反应为___。

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A. CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)　ΔH=-(2b-a) kJ·mol-1

B. CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)　ΔH=+(4a-b) kJ·mol-1

C. CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)　ΔH=-(4a-b) kJ·mol-1

D. CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)　ΔH=+(2b-a) kJ·mol-1

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