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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:53 题号:10039078
中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯,甲烷在催化作用下脱氢,在气相中经自由基偶联反应生成乙烯,如图所示。
物质燃烧热/(kJ·mol-1)
氢气285.8
甲烷890.3
乙烯1411.0
(1)已知相关物质的燃烧热如上表,写出甲烷制备乙烯的热化学方程式__
(2)在400℃时,向1L的恒容反应器中充入1molCH4,发生上述反应,测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%。则在该温度下,其平衡常数K=_。按化学平衡移动原理,在图中画出CH4的平衡转化率与温度及压强(p1>p2)的关系曲线___

(3)在制备C2H4时,通常存在副反应:2CH4(g)=C2H6(g)+H2(g)。在常温下,向体积为1L的恒容反应器中充入1molCH4,然后不断升高温度,得到如图。

①在200℃时,测出乙烷的量比乙烯多的主要原因是__
②在600℃后,乙烯的体积分数减少的主要原因是__
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【推荐1】我国力争于2030年前做到碳达峰,2060 年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一、该重整反应体系主要涉及以下反应:
a)
b)
c)
d)
e)    
(1)根据盖斯定律,反应a的=_______ (写 出一个代数式即可)。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_______。
A.增大CO2与CH4的浓度,反应a、b、c的正反应速率都增加
B.碳的质量不再改变能作为反应c、d、e的平衡的标志
C.如果只发生反应a,恒温恒容条件下,密度、压强不变,平均摩尔质量可作为平衡标志
D.降低反应温度,反应a~e的正、逆反应速率都减小
(3)氨是最重要的化工产品之一、合成氨使用的氢气可以由反应a获得。
①与反应a有关化学反应的能量变化如图所示,则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为_______

②以上反应的产物在工业中有很多用处,例如制备高纯硅,甲醇、氨气等。根据有关键能数据,写出对应的热化学方程式。
化学键N—HH—OH—HC—HC—O
键能()391945463436413343
化学键C—CO=OC=OSi—OSi— Si
键能()1076346498750460176

I.工业上二氧化硅和碳(石墨)制备粗硅的热化学反应方程式:_______
Ⅱ.一氧化碳和2mol氢气反应得到甲醇的热化学方程式:_______
Ⅲ.工业上制备氨气的热化学反应方程式:_______
Ⅳ.甲醇燃烧的热化学反应方程式:_______
2022-11-03更新 | 55次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】氮有多种的氧化物可以通过反应相互转化,请回答下列有关问题
(1)298K,101 kPa条件下,已知如下反应
2NO2(g)N2O4(g)   H1=-57 kJ/mol
N2(g)+O2(g)2NO(g)   H2=+180.5 kJ/mol
NO(g)+O2(g)NO2(g)   H3=-58.2 kJ/mol
①反应N2O4(g)N2(g)+2O2(g)的△H=___________
②有关N2O4(g)N2(g)+2O2(g)反应过程,下列叙述正确的是___________
A.改变催化剂可以减少反应△H
B.在体积不变的容器中发生反应,密度不变说明达到平衡
C.恒压条件下充入稀有气体,反应速率减小
D.恒温恒容条件下反应平衡后,再充入N2O4,N2O4转化率降低
(2)在4 L固定容积的密闭容器中只充入0.80 mol的N2O4,发生N2O4(无色)2NO2(红棕色)反应,80s时容器内颜色不再变化,此时n(N2O4)=0.20 mol,
①求此过程中用NO2表示的平均反应速率为___________,平衡时压强为P1,Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数)
②若使密闭容器内颜色变深,可采取的措施___________
A.缩小体积        B.充入稀有气体        C.加热        D.体积不变加入N2O4
(3)利用CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)   H=-868.74 kJ/mol,可以进行无害化处理,
①相同条件下,选用a、b、c三种催化剂进行反应,生成氮气的物质的量与时间变化如图1,活化能最小的是___________[用E(a)、E(b)、E(c)表示三种催化剂下该反应的活化能]。

②在催化剂a作用下测得相同时间处理NO2的量与温度关系如图2.试说明图中曲线先增大后减小的原因___________(假设该温度范围内催化剂的催化效率相同)。
2021-01-19更新 | 236次组卷
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【推荐3】钢铁工业在我国国民经济中处于十分重要的位置,工业上采用高炉冶炼,常用赤铁矿、焦炭、空气和熔剂(石灰石)作原料。已知赤铁矿被还原剂还原时是逐级进行的,还原时温度及CO、CO2平衡混合气体中CO的体积分数的关系如下图:

(1)铁在元素周期表中位于________周期____
(2)在温度低于570℃时,还原分两阶段完成,在温度高于570℃时,依次发生的还原反应有:_______________(选用右图中的a、b、c、d填空)
(3)为减少高炉冶铁时,含CO的尾气排放,下列研究方向不可取的是__________
(a)其它条件不变,增加高炉的高度
(b)调节还原时的炉温
(c)增加原料中焦炭与赤铁矿的比例
(d)将生成的铁水及时移出
(4)已知下列反应数值:
反应序号化学反应反应热
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H1= -26.7kJ·mol-1
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)△H2= -50.8kJ·mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H3= -36.5kJ·mol-1
FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)△H4

反应④△H4=________________________kJ·mol-1
(5)1100℃时, FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g),平衡常数K=0.4。今在一密闭容器中,加入7.2gFeO,同时通入4.48LCO(已折合为标准状况),将其升温到1100℃,并维持温度不变,达平衡时,FeO的转化率为:_______________
2016-12-09更新 | 943次组卷
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