Question

【題目】CO2的資源化利用能有效減少CO2排放，充分利用碳資源。

(1) CO2經(jīng)催化加氫可合成低碳烯烴： 2CO2(g)+6H2(g)CH4(g)+4H2O(g)，正反應放熱。在1L恒容密閉容器內(nèi)，按n(CO2)： n(H2)=1：3投料，測得各組分物質(zhì)的量隨時間變化如下圖所示：

①該反應的△H____(填 “>”，“=”或“<" )0。

②曲線b表示的物質(zhì)為____ (填化學式)，該物質(zhì)在0~4min內(nèi)的平均反應速率為______。(保留2位小數(shù))

(2)一定條件下Pd-Mg/SiO2催化劑可使CO2“甲烷化”從而變廢為寶，其反應機理如下圖所示

①該反應的化學方程式為_________；

②理論上每有1mol CO2參加反應，反應過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_______ mol.

Answer 1

【答案】< H2O 0.17molL-1min-1 CO2+4H2 CH4+ 2H2O 8

【解析】

對于2CO2(g)+6H2(g)CH4(g)+4H2O(g)來說，按n(CO2)： n(H2)=1：3投料，反應從正向開始進行，CO2和H2的物質(zhì)的量不斷減少，CH4和H2O的物質(zhì)的量不斷增加，直至達到平衡；從反應機理圖示可知，反應物為CO2和H2，生成物為CH4和H2O。

(1) ①由題意可知，該反應的正反應為放熱反應，故△H<0。

②b的物質(zhì)的量增加了1mol，d的物質(zhì)的量增加小于b，根據(jù)反應方程式可知，CH4(g)與H2O(g)的生成量比為1:4，故b為H2O。

(2) ①根據(jù)圖示可知，反應物為CO2和H2，生成物為CH4和H2O，則該反應的化學方程式為CO2+4H2 CH4+ 2H2O；

②根據(jù)反應方程式可知，碳元素化合價由+4價變?yōu)?/span>-4價，故理論上每有1mol CO2參加反應，反應過程中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為8mol。