B.图象2分析可知,图象变化趋势随温度升高到400°C以上,CH4和CO选择性受温度影响甲烷减小,一氧化碳增大,温度可影响产物的选择性,故B正确;
C.二氧化碳转化率先增大是反应正向进行未达到平衡状态,达到平衡状态,随温度升高二氧化碳转化率减小,故C错误;
D.CO2和H2混和气体(体积比1:4,总物质的量a mol)进行反应,将CO2和H2的初始体积比改变为1:3,二氧化碳转化率减小,故D错误;
故答案为:CD;
②在常压、Ru/TiO2催化下,CO2和H2混和气体(体积比1:4,总物质的量a mol)进行反应,350℃时,反应Ⅰ在t1时刻达到平衡,平衡时容器体积为VL,二氧化碳转化率为80% CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)
起始量(mol) 0.2a 0.8a 0 0
变化量(mol) 0.16a 0.64a 0.16a 0.32a
平衡量(mol) 0.04a 0.16a 0.16a 0.32a
平衡常数K==,
故答案为:;
③反应为放热反应,升温平衡逆向进行,二氧化碳转化率减小,图中分析可知接近72.5%,甲烷物质的量减小小于350°C时甲烷物质的量,达到平衡所需要时间缩短
CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)
起始量(mol) 0.2a 0.8a 0 0
变化量(mol) 0.145a 0.58 a 0.145a 0.29a
平衡量(mol) 0.055 0.22a 0.145a 0.29a
画出图象,达到平衡状态甲烷 0.145a mol,升温加快反应速率,达到平衡所需时间缩短,得到图象为,
故答案为:;
(3)CO2可以在碱性水溶液中电解生成甲烷,结合电荷守恒和原子守恒,用氢氧根离子浓度配平电荷守恒得到电极反应为:CO2+6H2O+8e﹣═CH4+8OH﹣,
故答案为:CO2+6H2O+8e﹣═CH4+8OH﹣.
【加试题】(10分)
31.(10分)(2017•浙江)ClO2是一种优良的消毒剂,浓度过高时易发生分解,常将其制成NaClO2固体,以便运输和贮存,过氧化氢法制备NaClO2固体的实验装置如图1所示.
已知:2NaClO3+H2O2+H2SO4═2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O
2ClO2+H2O2+2NaOH═2NaClO2+O2↑+2H2O
ClO2熔点﹣59℃、沸点11℃;H2O2沸点150℃
请回答:
(1)仪器A的作用是防止倒吸;冰水浴冷却的目的是降低NaClO2的溶解度、减少H2O2的分解、增加ClO2的溶解度、减少ClO2的分解(写两种).
(2)空气流速过快或过慢,均降低NaClO2产率,试解释其原因空气流速过慢时,ClO2不能及时被移走,浓度过高导致分解;空气流速过快时,ClO2不能被充分吸收
(3)Clˉ存在时会催化ClO2的生成.反应开始时在三颈烧瓶中加入少量盐酸,ClO2的生成速率大大提高,并产生微量氯气.该过程可能经两步完成,请将其补充完整:①2ClO3﹣+2Cl﹣+4H+=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O(用离子方程式表示),②H2O2+Cl2═2Cl﹣+O2+2H+.
(4)H2O2浓度对反应速率有影响.通过图2所示装置将少量30% H2O2溶液浓缩至40%,B处应增加一个设备.该设备的作用是减压,馏出物是H2O.
(5)抽滤法分离NaClO2过程中,下列操作不正确的是C
A.为防止滤纸被腐蚀,用玻璃纤维代替滤纸进行抽滤
B.先转移溶液至漏斗,待溶液快流尽时再转移沉淀
C.洗涤沉淀时,应使洗涤剂快速通过沉淀
D.抽滤完毕,断开水泵与吸滤瓶间的橡皮管,关闭水龙头.
【分析】氯酸钠(NaClO3)在酸性条件下与过氧化氢生二氧化氯,ClO2与氢氧化钠溶液和过氧化氢发生氧化还原反应生成NaClO2,NaClO2的溶解度随温度升高而增大,通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤得到晶体NaClO2•3H2O,
(1)仪器A为安全瓶,冰水浴降低NaClO2的溶解度;减少H2O2的分解;增加ClO2的溶解度;减少ClO2的分解;
(2)空气流速过慢时,ClO2不能及时被移走,浓度过高导致分解;空气流速过快时,ClO2不能被充分吸收;
(3)Clˉ存在时会催化ClO2的生成,反应开始时在三颈烧瓶中加入少量盐酸,ClO2的生成速率大大提高,并产生微量氯气,则氯离子与氯酸根离子反应生成ClO2和氯气,据此分析;
(4)过氧化氢受热易分解,故采用减压蒸馏的方式;