【題目】大氣中CO2含量的增加會(huì)加劇溫室效應(yīng)，為減少其排放，需將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2分離出來進(jìn)行儲(chǔ)存和利用。

以TiO2/Cu2Al2O4為催化劑，可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化為乙酸，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：____。在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率的關(guān)系如圖所示。在溫度為____時(shí)，催化劑的活性最好，效率最高。請(qǐng)解釋圖中250～400℃時(shí)乙酸生成速率變化的原因：250～300℃時(shí)___；300～400℃時(shí)___。

【答案】CO2+CH4CH3COOH 250℃ 催化劑效率下降是影響乙酸生成速率的主要原因 溫度升高是影響乙酸生成速率的主要原因

【解析】

CO2和CH4在催化作用下生成CH3COOH，方程式為CO2+CH4CH3COOH，由圖象可知，當(dāng)溫度低于250℃時(shí)，催化劑的催化效率和乙酸的生成速率為溫度的升高而增大，250℃時(shí)均達(dá)到最大值，當(dāng)溫度高于250℃時(shí)，催化劑的催化效率和乙酸的生成速率為溫度的升高而降低，溫度高于300℃時(shí)，催化劑的催化效率繼續(xù)降低，乙酸的生成速率卻隨溫度的升高而增大。

CO2和CH4在催化作用下生成CH3COOH，方程式為CO2+CH4CH3COOH，由圖象可知，當(dāng)溫度低于250℃時(shí)，催化劑的催化效率和乙酸的生成速率為溫度的升高而增大，250℃時(shí)均達(dá)到最大值，當(dāng)溫度高于250℃時(shí)，催化劑的催化效率和乙酸的生成速率為溫度的升高而降低，溫度高于300℃時(shí)，催化劑的催化效率繼續(xù)降低，乙酸的生成速率卻隨溫度的升高而增大，因此在250℃-300℃之間，催化劑是影響反應(yīng)速率的主要因素，催化效率的降低，導(dǎo)致反應(yīng)速率也降低；在300℃-400℃時(shí)，催化效率降低且變化程度較小，反應(yīng)速率增加明顯，因此過程中溫度是影響反應(yīng)速率的主要因素，溫度越高，反應(yīng)速率越快。

條件

原則

從化學(xué)反應(yīng)速率分析

既不能過快，又不能太慢

從化學(xué)平衡移動(dòng)分析

既要注意外界條件對(duì)速率和平衡影響的一致性，又要注意二者影響的矛盾性

從原料的利用率分析

增加易得廉價(jià)原料，提高難得高價(jià)原料的利用率，從而降低生產(chǎn)成本

從實(shí)際生產(chǎn)能力分析

如設(shè)備承受高溫、高壓能力等

從催化劑的使用活性分析

注意催化劑的活性對(duì)溫度的限制

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】

教材插圖具有簡(jiǎn)潔而又內(nèi)涵豐富的特點(diǎn)。請(qǐng)回答以下問題：

（1）第三周期的某主族元素，其第一至第五電離能數(shù)據(jù)如圖1所示，則該元素對(duì)應(yīng)的原子有_____種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。

（2）如圖2所示，每條折線表示周期表ⅣA ~ⅦA 中的某一族元素氫化物的沸點(diǎn)變化。每個(gè)小黑點(diǎn)代表一種氫化物，其中a點(diǎn)代表的是___________。判斷依據(jù)是____________。

（3）CO2在高溫高壓下所形成的晶體其晶胞如圖3所示。則該晶體的類型屬于_____________晶體。

（4）第一電離能介于Al、P之間的第三周期元素有____種。 GaCl3中中心原子的雜化方式為_________，寫出與GaCl3結(jié)構(gòu)相同的一種等電子體（寫離子）______________。

（5）冰、干冰、碘都是分子晶體，冰的結(jié)構(gòu)具有特殊性，而干冰、碘的晶體具有相似的結(jié)構(gòu)特征，干冰分子中一個(gè)分子周圍有__________個(gè)緊鄰分子。 D的醋酸鹽晶體局部結(jié)構(gòu)如圖，該晶體中含有的化學(xué)鍵是_____________（填字母標(biāo)號(hào)）。

a．極性鍵 b．非極性鍵 c．配位鍵 d．金屬鍵

（6）Fe的一種晶體如甲、乙所示，若按甲虛線方向切乙得到的A~D圖中正確的是_____（填字母標(biāo)號(hào)）。

鐵原子的配位數(shù)是____________，假設(shè)鐵原子的半徑是r cm，該晶體的密度是ρg/cm3 ，則鐵的相對(duì)原子質(zhì)量為________________（設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA）。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下列說法錯(cuò)誤的是

A.在1個(gè)CsCl晶胞中含有1個(gè)Cs+

B.SO2在水中的溶解度比CO2在水中的溶解度要大

C.X、Y元素同周期，且電負(fù)性X＞Y，第一電離能可能Y大于X

D.根據(jù)電子排布的特點(diǎn)，Cu和Ga在周期表中都屬于d區(qū)

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】煤炭燃燒過程中會(huì)釋放出大量的SO2，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形式固定，從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的CO又會(huì)與CaSO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低脫硫效率。相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH1=218.4kJ·mol-1(反應(yīng)Ⅰ)

CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g) ΔH2=-175.6kJ·mol－1(反應(yīng)Ⅱ)

請(qǐng)回答下列問題：

通過監(jiān)測(cè)反應(yīng)體系中氣體濃度的變化判斷反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ是否同時(shí)發(fā)生，理由是___。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】二甲醚（CH3OCH3）是一種應(yīng)用前景廣闊的清潔燃科，以CO和氫氣為原料生產(chǎn)二甲醚主要發(fā)生以下三個(gè)反應(yīng)：

編號(hào)

熱化學(xué)方程式

化學(xué)平衡常數(shù)

①

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1

K1

②

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-24kJ/mol

K2

③

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41kJ/mol

K3

回答下列問題：

工藝中反應(yīng)①和反應(yīng)②分別在不同的反應(yīng)器中進(jìn)行，無反應(yīng)③發(fā)生。該工藝中反應(yīng)③的發(fā)生提高了CH3OCH3的產(chǎn)率，原因是___。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】利用原電池原理，在室溫下從含低濃度銅的酸性廢水中回收銅的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是

A. X、Y依次為陽離子、陰離子選擇性交換膜

B. 負(fù)極的電極反應(yīng)式：BH4-＋8OH-一8e-═B(OH)4-＋4H2O

C. 2室流出的溶液中溶質(zhì)為Na2SO4和K2SO4

D. 電路中每轉(zhuǎn)移1mol電子，電極2上有32gCu析出

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】鈷（Co）是一種重要的戰(zhàn)略金屬，鈷及其合金廣泛應(yīng)用于電機(jī)、機(jī)械、化工、航空和航天等領(lǐng)域。鈷在化合物中通常以+2、+3的形式存在。

（1）寫出基態(tài)Co原子的核外電子排布式___________________；

（2）Co2+、Co3+都能與CN-形成配位數(shù)為6的配離子。CN-中碳原子的雜化方式為_____；1mol HCN分子中σ鍵的數(shù)目為_________。

（3）Co的一種氧化物的晶胞如圖所示（其中黑球代表Co），則該氧化物的化學(xué)式為_______，在該晶體中與一個(gè)氧離子等距離且最近的Co離子所形成的空間構(gòu)型為___________。

（4）用KCN處理含Co2+的鹽溶液，有紅色的Co(CN)2析出，將它溶于過量的KCN溶液后，可生成紫色的[Co(CN)6]4-，該配離子是一種相當(dāng)強(qiáng)的還原劑，在加熱時(shí)能與水反應(yīng)生成[Co(CN)6]3-，寫出該反應(yīng)的離子方程式__________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】據(jù)報(bào)導(dǎo)，我國(guó)已研制出“可充室溫鈉—二氧化碳電池”，電極材料為鈉金屬片和碳納米管，電解液為高氯酸鈉四甘醇二甲醚，電池總反應(yīng)為：4Na+3CO22Na2CO3+C，生成固體Na2CO3沉積在碳納米管上。下列敘述不正確的是

A. 放電時(shí)鈉金屬片發(fā)生氧化反應(yīng)

B. 放電時(shí)吸收CO2，充電時(shí)釋放CO2

C. 放電時(shí)Na+向碳納米管移動(dòng)

D. 放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)為2Na-2e-+CO32-=Na2CO3

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】現(xiàn)有一種鋰離子二次電池,其工作原理如圖。放電時(shí)生 成的Li2CO3固體和碳儲(chǔ)存于碳納米管中。下列說法錯(cuò)誤的是

A. 該電池中的有機(jī)溶劑不能含活性較大的氫

B. 充電時(shí),Y為陽極,Li+向X電極移動(dòng)

C. 放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為2Li+CO32-—2e-===Li2CO3

D. 放電時(shí),電池總反應(yīng)為3CO2+4Li===2Li2CO3+C

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