Question

二氧化碳的回收利用是环保领域研究热点。

（1）在太阳能的作用下，以CO₂为原料制炭黑的流程如图所示。总反应的化学方程式为__；

（2）有一种用CO₂生产甲醇燃料的方法：CO₂+3H₂ CH₃OH+H₂O。

已知298K和101kPa条件下：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；

则CH₃OH(l)的标准燃烧热ΔH=__；

（3）在催化剂M的作用下，CO₂经过催化氢化合成低碳烯烃等。

CO₂和H₂同时发生下列两个反应：

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

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

如图是乙烯在相同时间内，不同温度下的产率，当温度高于460℃时乙烯产率降低的原因不可能是__。

A.催化剂M的活性降低

B.①反应的平衡常数变大

C.生成甲醚的量增加

Answer

B

【解析】

(1)从流程图获取信息，在太阳能的作用下，四氧化三铁分解为氧化亚铁和氧气，在700K时，氧化亚铁和CO2反应得到四氧化三铁和炭黑，则据此可获得总反应的化学方程式；

(2)已知298K和101kPa条件下：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；

根据盖斯定律计算CH3OH(l)的标准燃烧热ΔH；

(3) 当温度高于460℃时乙烯产率降低的原因从不同角度

A.催化剂M的催化效率对一定条件下乙烯的产率有影响，而催化剂活性与温度关系密切；

B.反应①随温度升高，平衡会移动，反应的平衡常数会改变；

C.生成甲醚的量增加势必会减少乙烯的产率；

据此判断。

(1)从流程图获取信息，过程1的反应为：，过程2的反应为：在700K时，，据此可获得总反应的化学方程式为：；

答案为：；

(2)已知298K和101kPa条件下：反应①：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l) ΔH=-akJ/mol；反应②：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-bkJ/mol；反应③：CH3OH(g)=CH3OH(l) ΔH=-ckJ/mol，根据盖斯定律，则②-(①+③)即可得到表明CH3OH(l)的标准燃烧热的热化学方程式： ΔH= =；

答案为：；

(3) A. 催化剂M的催化效率对一定条件下乙烯的产率有影响，而催化剂活性与温度关系密切，当温度过高，催化剂活性降低；当反应速率降低，单位时间生产效益降低了，产率就降低了，故A可能；

B. 反应①为2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) ΔH<0，随温度升高，平衡会向左移动，反应的平衡常数会变小，B不可能；

C. 生成甲醚的量增加势必会减少乙烯的产率，C可能；

答案选B。