1、第七章第29讲考点一1(1)硝酸铵加热分解可得到N2O和H2O。250 时,硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡,该分解反应的化学方程式为_NH4NO3N2O2H2O_,平衡常数表达式为_Kc(N2O)c2(H2O)_;若有1 mol硝酸铵完全分解,转移的电子数为_4_mol。(2)已知t 时,反应FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)的平衡常数K0.25。t 时,反应达到平衡时n(CO)n(CO2)_41_。若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入x mol CO,t 时反应达到平衡。此时FeO(s)的转化率为50%,则x_0.05_。2(2016浙江卷)催化还原CO2
2、是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下:CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H153.7 kJmol1CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2某实验室控制CO2和H2的初始投料比为12.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:T/K催化剂CO2转化率/%甲醇选择性/%543Cat.112.342.3543Cat.210.972.7553Cat.115.339.1553Cat.212.071.6备注Cat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:
3、Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比。已知:CO和H2的标准燃烧热分别为283.0 kJmol1和285.8 kJmol1;H2O(l)=H2O(g)H344.0 kJmol1。请回答(不考虑温度对H的影响):(1)反应的平衡常数表达式K;反应的H2_41.2_kJmol1。(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有_CD_(填字母)。A使用催化剂Cat.1B使用催化剂Cat.2C降低反应温度D投料比不变,增加反应物的浓度E增大CO2和H2的初始投料比(3)表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是_
4、表中数据表明此时反应未达到平衡,不同的催化剂对反应1的催化能力不同,因而在该时刻下对甲醇选择性有影响_。(4)在图中分别画出反应在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程能量”示意图。如图所示(5)研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在_阴_极,该电极的反应式是_CO26H6e=CH3OHH2O_。解析 (1)反应CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)的HH2标准燃烧热CO标准燃烧热H3285.8 kJmol1283.0 kJmol144.0 kJmol141.2 kJmol1。(2)使用催化剂对化学平衡移动没有影响;降低温度平衡正向移动,有利于提高CO2的转化率;增加反应物浓度平衡正向移动,也有利于提高CO2的转化率;增大CO2与H2的初始投料比,能提高H2的转化率,CO2的转化率降低。(4)综合表中CO2转化率和甲醇选择性数据可知,Cat.2的催化效率比Cat.1的高,故Cat.2能更好地降低反应的活化能。(5)CO2转化为CH3OH是还原反应,所以在阴极上发生,相应的电极反应式为CO26H6e=CH3OHH2O。