以CH4、CO2为原料合成乙酸,是综合开发温室气体资源的新方向。
I.CH4.CO2催化重整间接制乙酸
CH4、CO2催化重整制合成气,再利用合成气制乙酸,涉及的反应如下:
反应l:CH4(g)+CO2(g) ⇌2H2(g)+2CO(g)△H
反应2:2H2(g)+CO(g) ⇌CH3OH(g)△H=-90.9kJ·mol-1
反应3:CH3OH(g)+CO(g) ⇌CH3COOH(g)△H=-118.2kJ·mol-1
(1)已知:CH4(g)+CO2(g) ⇌ CH3COOH(g)△H=+37.9kJ·mol-1则“反应l”的△H=_________
(2)“反应1”的化学反应速率v=k[
]m·[
]n,k为速率常数。1123K和1173K时,分别保持
或
不变,测得速率v与
、
的关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/11/2482417367654400/2482638621179904/STEM/2056160f-8dc0-45ae-9ebe-41ca9962ba62.png?resizew=599)
①由图可知,下列叙述正确的是_________ (填标号)。
A.当10kPa≤
≤25kPa时,m=l
B.其他条件不变,增大
,速率v不一定增大
C.a、b、c三点速率常数的大小关系为:ka>kb>kc
②若初始时按n(CH4):n(CO2)=1:1进气,且Kb=1.3×10-2mol·g-1·s-1·Kpa-2,则b点的化学反应速率v=_________ mol·g-1·s-1。
(3)向盛有催化剂的刚性容器中通入等物质的量的CH4(g)和CO2(g),发生“反应1”。在923K和1173K时,CH4(g)的转化率(α)与时间(t)的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/11/2482417367654400/2482638621179904/STEM/493d3326-d20b-433b-b36d-d2c7a813802e.png?resizew=220)
923K时,CH4(g)的平衡转化率α=_________ ,若平衡时体系的总压强为p0,平衡常数K923K=____ (用含有p0的代数式表示)。
II.CH4、CO2两步法制乙酸
(4)反应CH4(g)+CO2(g)⇌CH3COOH(g)不能自发进行。将该反应拆分成两个连续的步骤进行,可在较温和的条件下实现上述转化,具体过程:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/11/2482417367654400/2482638621179904/STEM/3b4c41d5-bcd9-4cae-b575-53248b2cd59b.png?resizew=580)
①第二步反应的化学方程式为_________
②为增大CH3COOH的平衡产率,从温度角度考虑,第一步反应在高温下进行,第二步反应在_________ 进行;从H2浓度的角度考虑,应采取的措施是_________ 。
I.CH4.CO2催化重整间接制乙酸
CH4、CO2催化重整制合成气,再利用合成气制乙酸,涉及的反应如下:
反应l:CH4(g)+CO2(g) ⇌2H2(g)+2CO(g)△H
反应2:2H2(g)+CO(g) ⇌CH3OH(g)△H=-90.9kJ·mol-1
反应3:CH3OH(g)+CO(g) ⇌CH3COOH(g)△H=-118.2kJ·mol-1
(1)已知:CH4(g)+CO2(g) ⇌ CH3COOH(g)△H=+37.9kJ·mol-1则“反应l”的△H=
(2)“反应1”的化学反应速率v=k[
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/57d67ebb45b636b9e2ae2b3b78e65796.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/57d67ebb45b636b9e2ae2b3b78e65796.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/484b6f149412aef831934bab437d7d88.png)
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①由图可知,下列叙述正确的是
A.当10kPa≤
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/484b6f149412aef831934bab437d7d88.png)
B.其他条件不变,增大
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/57d67ebb45b636b9e2ae2b3b78e65796.png)
C.a、b、c三点速率常数的大小关系为:ka>kb>kc
②若初始时按n(CH4):n(CO2)=1:1进气,且Kb=1.3×10-2mol·g-1·s-1·Kpa-2,则b点的化学反应速率v=
(3)向盛有催化剂的刚性容器中通入等物质的量的CH4(g)和CO2(g),发生“反应1”。在923K和1173K时,CH4(g)的转化率(α)与时间(t)的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/11/2482417367654400/2482638621179904/STEM/493d3326-d20b-433b-b36d-d2c7a813802e.png?resizew=220)
923K时,CH4(g)的平衡转化率α=
II.CH4、CO2两步法制乙酸
(4)反应CH4(g)+CO2(g)⇌CH3COOH(g)不能自发进行。将该反应拆分成两个连续的步骤进行,可在较温和的条件下实现上述转化,具体过程:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/11/2482417367654400/2482638621179904/STEM/3b4c41d5-bcd9-4cae-b575-53248b2cd59b.png?resizew=580)
①第二步反应的化学方程式为
②为增大CH3COOH的平衡产率,从温度角度考虑,第一步反应在高温下进行,第二步反应在
更新时间:2020-06-12 00:04:06
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①写出电极Ⅰ上发生的反应式:__________
②工作一段时间后溶液中
的浓度__________ (填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)用
氧化
制取
,可提高效益,减少污染。反应为:
,通过控制条件,分两步循环进行,可使
转化率接近100%,其原理如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/17/4e90558b-2888-414a-a83d-76c6051e9eb7.png?resizew=284)
过程Ⅰ的反应为:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c628361fd154c60436b25812f6b7ae48.png)
过程Ⅱ反应的热化学方程式(
用含有
和
的代数式表示)__________ 。
(3)在温度
,容积为
的绝热容器中,充入
,发生反应:
,容器中
的相关量随时间变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/17/250f4482-214c-4778-9e3f-9506fcba2987.png?resizew=287)
①反应到
时,
的转化率是__________ 。
②根据图示,以下各点表示反应达到平衡状态的是________ 。
a.
b.
c.
d.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/811ddb62dded70f279710ae6c0fdbb80.png)
③
内容器中
的反应速率增大,而
后容器中
的反应速率减小了,原因是_______ 。
④此容器中反应达平衡时,温度若为
,此温度下的平衡常数
=__________ 。
(4)工业上可用
溶液吸收法处理
,25℃时用
的
溶液吸收
,当溶液
时,溶液中各离子浓度的大小关系为:
。(已知25℃时:
的电离常数
,
)请结合所学理论通过计算说明
的原因__________ 。
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
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①写出电极Ⅰ上发生的反应式:
②工作一段时间后溶液中
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(2)用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7fa4e407156124daed6d1d94dbb26e29.png)
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过程Ⅰ的反应为:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c628361fd154c60436b25812f6b7ae48.png)
过程Ⅱ反应的热化学方程式(
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2922ae637886073827dff8c97681427.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
(3)在温度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3fcabd112f2235eb17fce4cd387a6cd7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b54fef3fe3968e7c106ee83221f17fe4.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d530dbc686e34b9f622f929944e984ca.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d6149377ee90af173136c0119993ccb.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/17/250f4482-214c-4778-9e3f-9506fcba2987.png?resizew=287)
①反应到
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/72e8305062745d43f55504bf44227575.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d6149377ee90af173136c0119993ccb.png)
②根据图示,以下各点表示反应达到平衡状态的是
a.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/674e31dbbc3c338972a2fa85d588afae.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6c67f27df0a1d06ba9c2f50478a6740b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8d0ecd416d6dc3d886b7bf73fc285dde.png)
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③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b78c5575f5779c8ccd9e802d7ddccca6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d6149377ee90af173136c0119993ccb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a58a17d11ced112774f4d1ac1f2f3e37.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d6149377ee90af173136c0119993ccb.png)
④此容器中反应达平衡时,温度若为
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(4)工业上可用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a43bbdf6631c9ad00bfb2fb2b901a839.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cd6200aa9357b208a994c93c210ff60.png)
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】工业废气硫化氢(
)具有高腐蚀性和毒性,需要回收处理并加以利用。
(1)已知下列反应的热化学方程式:
Ⅰ、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4d873ce5502758c7c2b739f801b53946.png)
Ⅱ、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f48afe417c8ac8e471aa4f10d802e85.png)
Ⅲ、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4aac157fec4381167e7f2ed7f51a5003.png)
①试分析
热分解反应Ⅰ,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3376ddc858ad460f6093738d0238a56a.png)
_____ ,反应自发的条件是_____ 。
②若在1470K、100
反应条件下,将
的混合气进行
热分解反应。平衡时混合气中
与
的分压(即组分的物质的量分数×总压)相等,
平衡转化率为_____ ,平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ca65c0484987270649fb84e1ac60282d.png)
_____
。
③反应温度
,容器体积V,仅发生反应Ⅰ,充入
气体,
随t(时间)变化曲线如图。保持其它条件不变,缩小容器体积至V/2,画出0~
时段,
随t变化趋势的曲线_____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/18/c28b0149-28e1-4c3b-9f77-a86ac7fb51a6.png?resizew=268)
(2)改性活性炭低温催化氧化可脱除
。以
为稀释气体,
与
及
以恒定的流速通过催化剂层(图1),在反应初期不同温度下,出口浓度随时间变化如图2所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/18/f4ed11af-85e7-493f-8c4e-3581a10be1f4.png?resizew=464)
①下列说法不正确的是_____ 。
A.在图2所示温度范围内,温度越低,该反应的反应速率越快(反应初期)
B.81℃,前20分钟检测不到
,主要是由于活性炭存在多孔结构,物理吸附
而导致
C.其他条件不变时,增大稀释气体
的比例,对实验结果几乎无影响
D.其他条件不变时,选择合适的活性炭的颗粒大小有利催化脱除![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
②在一定温度范围内,温度越高,出口浓度随时间变化趋势越大,其理由是_____ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
(1)已知下列反应的热化学方程式:
Ⅰ、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/20274bcea875e86b0e1b95be76c18904.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4d873ce5502758c7c2b739f801b53946.png)
Ⅱ、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0718abe40951e9d493baef33641fd75b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f48afe417c8ac8e471aa4f10d802e85.png)
Ⅲ、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/61d02ed741fcde92fb02b2045c55c34d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4aac157fec4381167e7f2ed7f51a5003.png)
①试分析
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3376ddc858ad460f6093738d0238a56a.png)
②若在1470K、100
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8d06ee61e4cb925cb80f41de2564ada0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/235b6c81a6b7be4ac61a2c0ed9652dc6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ca65c0484987270649fb84e1ac60282d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8d06ee61e4cb925cb80f41de2564ada0.png)
③反应温度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a724b59c890095baa5cb73e267c44.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
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(2)改性活性炭低温催化氧化可脱除
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/18/f4ed11af-85e7-493f-8c4e-3581a10be1f4.png?resizew=464)
①下列说法不正确的是
A.在图2所示温度范围内,温度越低,该反应的反应速率越快(反应初期)
B.81℃,前20分钟检测不到
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
C.其他条件不变时,增大稀释气体
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
D.其他条件不变时,选择合适的活性炭的颗粒大小有利催化脱除
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
②在一定温度范围内,温度越高,出口浓度随时间变化趋势越大,其理由是
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(0.4)
解题方法
【推荐3】H2和CH3OH都是重要的能源物质,CO2催化加氢合成甲醇是一种有效利用氢气且减少温室气体CO2排放的方法。该反应体系中涉及以下三个反应:
反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c535c32280f36df15ce4af771fc13dfd.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
反应Ⅲ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c1665ff66f48e683cfc495cb4e5b470c.png)
已知:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c311d6170dd99b62b85b586af4268b70.png)
(1)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2edf3ec4c25802a60151619a6cf99822.png)
_____
,该反应的活化能
(正)_____
(逆)(填“大于”或“小于”)。
(2)反应Ⅲ的正、逆反应速率方程为:
,
。其中
、
分别为正、逆反应速率常数,p为气体分压(分压=物质的量分数×总压)。恒温恒压密闭容器中,加入
和
,初始压强为
,反应达平衡时,
的转化率为60%,容器体积减小25%。则
的选择性为_______ ,反应Ⅲ的平衡常数
为_______ (用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数,用含
的最简分数式表示,下同)。该条件下测得某时刻
,
,
,此时![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cbdc373de2b6d2da5f5efc5dfdb18e95.png)
______ 。
(3)恒压下将
和
按体积比1∶3混合,在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,在相同的时间段内
的选择性和产率随温度的变化如图:_______ 。
②保持温度不变,增大压强,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/71655a00d5989bd03cd9a04acab01992.png)
_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/67b9f7b1eed515c83bd018d47d0438b5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c535c32280f36df15ce4af771fc13dfd.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d360ae4a8e2c6b974ba58fdf22c0c6d6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
反应Ⅲ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b00efc5c63dee18ae1c9a2b49019d484.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c1665ff66f48e683cfc495cb4e5b470c.png)
已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c311d6170dd99b62b85b586af4268b70.png)
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2edf3ec4c25802a60151619a6cf99822.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5a7626e3b8e86ff552a758b5b159a0a2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5a7626e3b8e86ff552a758b5b159a0a2.png)
(2)反应Ⅲ的正、逆反应速率方程为:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0cc199dbd31db448479b84ee922c06b7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/af6eef37dd53f116ddd87376d805da35.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5fc7e2626bcdf7b6721d3092804a718.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5eb0a11e0a9472eb84ccc3093815ebd1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/979ffcaa8b1bff91952fd9aaefc72e42.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6cd41b88f6b448ca9149c1aefa10c8a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/20df748472fb40c0bf5a46be486b3bdb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/febe6ae46e15c2df1772464535e1ce23.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/05ddd6f839e463ac5504467b1e496e90.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5d27262a81c367649faa65348cb99a6d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/286949c8460f3026313431ef1cb1e566.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/15712970203caf53e0d73f60398d3254.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cbdc373de2b6d2da5f5efc5dfdb18e95.png)
(3)恒压下将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
②保持温度不变,增大压强,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/71655a00d5989bd03cd9a04acab01992.png)
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(0.4)
【推荐1】在碳中和背景下,氢能是新能源领域中与油气行业现有业务结合最紧密的一类,而制氢成本过高,仍是目前氢能产业发展的挑战之一、甲烷水蒸气重整制氢是目前工业制氢最为成熟的方法,涉及的主要反应如下:
反应I CH4(g) +H2O(g)
CO(g) +3H2(g) ΔH1>0
反应II CH4(g) +2H2O(g)
CO2(g) +4H2(g) ΔH2>0
反应III CO(g) +H2O(g)
CO2(g) +H2(g) ΔH3
(1)已知部分化学键的键能数据如下表:
则ΔH3=___________ ,若反应III的正反应活化能Ea(正) =83 kJ· mol-1,则逆反应活化能Ea(逆)= ____ kJ·mol-1。
(2)①恒温条件下,在体积不变的密闭容器中充入1 mol CO(g)和2 mol H2O(g),发生反应III,欲使CO的转化率和H2的产率同时提高,可以采取的措施有___________ 。
②已知比表面积是指单位质量物料所具有的总面积。实验表明,向体系中投入CaO固体可以增大H2的体积分数,选用相同质量、不同粒径的CaO固体进行实验时,结果如图甲所示。投入微米级CaO比纳米级CaO,H2的平衡体积分数低的原因是___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/27/7c135e42-ed41-43cd-9364-d80b5f410a8d.png?resizew=208)
③在一恒容绝热容器中以物质的量之比1:2投入CO(g)和H2O(g),发生反应III,下列物理量不再改变能说明该反应到达平衡状态的是___________ (填字母)。
A. H2体积百分含量 B.体系温度
C. CO与H2O的物质的量之比 D.混合气体密度
(3)不同压强下,按照n(CH4):n( H2O) =1:3投料发生上述三个反应,CH4的平衡转化率α(CH4)随温度的变化关系如图乙所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/27/97bbc004-3d18-4a7e-84bc-d31487e2a84c.png?resizew=275)
压强p1、p2、p3由大到小的顺序是___________ ,CH4的平衡转化率随温度升高而增大的原因是___________ 。
(4)一定温度下,向2 L容器中充入1 mol CH4(g)和3 mol H2O(g) ,t min后反应达到平衡,容器中CO为mmol,CO2为nmol。则tmin内CH4的消耗速率为___________ mol·L-1·min-1,反应III的压强平衡常数Kp=___________ 。(用含m,n,t的代数式表示)
反应I CH4(g) +H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
反应II CH4(g) +2H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
反应III CO(g) +H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
(1)已知部分化学键的键能数据如下表:
化学键 | O-H | H-H | C=O | C≡O( CO) |
键能/(kJ·mol -1) | 463 | 436 | 803 | 1075 |
(2)①恒温条件下,在体积不变的密闭容器中充入1 mol CO(g)和2 mol H2O(g),发生反应III,欲使CO的转化率和H2的产率同时提高,可以采取的措施有
②已知比表面积是指单位质量物料所具有的总面积。实验表明,向体系中投入CaO固体可以增大H2的体积分数,选用相同质量、不同粒径的CaO固体进行实验时,结果如图甲所示。投入微米级CaO比纳米级CaO,H2的平衡体积分数低的原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/27/7c135e42-ed41-43cd-9364-d80b5f410a8d.png?resizew=208)
③在一恒容绝热容器中以物质的量之比1:2投入CO(g)和H2O(g),发生反应III,下列物理量不再改变能说明该反应到达平衡状态的是
A. H2体积百分含量 B.体系温度
C. CO与H2O的物质的量之比 D.混合气体密度
(3)不同压强下,按照n(CH4):n( H2O) =1:3投料发生上述三个反应,CH4的平衡转化率α(CH4)随温度的变化关系如图乙所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/27/97bbc004-3d18-4a7e-84bc-d31487e2a84c.png?resizew=275)
压强p1、p2、p3由大到小的顺序是
(4)一定温度下,向2 L容器中充入1 mol CH4(g)和3 mol H2O(g) ,t min后反应达到平衡,容器中CO为mmol,CO2为nmol。则tmin内CH4的消耗速率为
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(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】研究CO2的综合利用、实现CO2资源化,生产高能燃料和高附加值化学品,有利于实现碳资源的有效循环,是力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的方向之一。
回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
I.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.2kJ•mol-1
Ⅱ.2CO(g)+4H2(g)
C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2
Ⅲ.2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g) ΔH3=-249.6kJ•mol-1
反应Ⅱ中,ΔH2=________ 。
(2)将等物质的量CO(g)和H2O(g)充入恒容密闭容器中发生如下反应:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),已知反应速率v=v正-v逆=k正•(CO)•c(H2O)-k逆•c(CO2)•c(H2),其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。在不同温度下,CO的转化率随时间变化曲线如图所示。计算b处的
=________ 。
(3)在体积为2L的恒压密闭容器中,起始充入1molCO2(g)和3molH2(g),发生反应Ⅲ,该反应在不同温度下达到平衡时,各组分的体积分数随温度的变化如图所示。
①表示H2的体积分数随温度变化的曲线是________ (填字母序号)。
②205℃时,反应达到平衡后,容器中气体的总物质的量为________ mol,CO2(g)的平衡转化率为________ 。若平衡时总压为P,该反应的平衡常数Kp=________ (列出计算式)。
(4)CO2加氢制甲醇也具有重要的经济价值,其热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0,但也存在竞争反应CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH>0,在恒温密闭容器中,维持压强和投料比不变,将CO2和H2按一定流速通过反变应器,CO2转化率和甲醇选择性[x(CH3OH)%
]随温度化关系如图所示:
若233~251℃时催化剂的活性受温度影响不大,分析235℃后图中曲线下降的原因:________ 。
回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
I.CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
Ⅱ.2CO(g)+4H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
Ⅲ.2CO2(g)+6H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
反应Ⅱ中,ΔH2=
(2)将等物质的量CO(g)和H2O(g)充入恒容密闭容器中发生如下反应:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),已知反应速率v=v正-v逆=k正•(CO)•c(H2O)-k逆•c(CO2)•c(H2),其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。在不同温度下,CO的转化率随时间变化曲线如图所示。计算b处的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cff419ce8803e7a788dc55e1cf7f4ce1.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/29/40c5758c-edb0-4d42-902f-3bfe09d74d33.png?resizew=164)
(3)在体积为2L的恒压密闭容器中,起始充入1molCO2(g)和3molH2(g),发生反应Ⅲ,该反应在不同温度下达到平衡时,各组分的体积分数随温度的变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/29/614763a8-ae1e-4a58-b9ea-dbe23b66ade1.png?resizew=264)
①表示H2的体积分数随温度变化的曲线是
②205℃时,反应达到平衡后,容器中气体的总物质的量为
(4)CO2加氢制甲醇也具有重要的经济价值,其热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0,但也存在竞争反应CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH>0,在恒温密闭容器中,维持压强和投料比不变,将CO2和H2按一定流速通过反变应器,CO2转化率和甲醇选择性[x(CH3OH)%
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/57a6810a672c725b81be5a9faf20cd18.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/29/071d7c95-50a5-487c-bcb1-17a8e286e067.png?resizew=265)
若233~251℃时催化剂的活性受温度影响不大,分析235℃后图中曲线下降的原因:
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(0.4)
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【推荐3】二氧化碳一甲烷重整反应制备合成气(H2+CO)是一种生产高附加值化学品的低碳过程。该过程存在如下化学反应:
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/97686219a24bdf49ed7a7bca6425dec1.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/481794d00b642868d2d381070aa4a6bb.png)
④
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/69ab3f5ba5b4d59a6475676cb9ce64c3.png)
回答下列问题:
(1)
_______ ,该反应在___________ (填“高温”或“低温”或“任意温度”)下可自发进行。
(2)反应体系总压强分别为
和
时,
平衡转化率随反应温度变化如图所示,则代表反应体系总压强为
的曲线是_______ (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”),判断依据是_______ 。
时,平衡时部分组分的物质的量随反应温度变化如图所示。随反应温度的升高,
的物质的量先增加后减少,主要原因是_______ 。
和
反应可制取乙烯,反应的化学方程式为
。一定温度下,向某恒容密闭容器中充入
和
,体系的初始压强为
,若平衡时
的转化率为
,不考虑副反应的发生,
的平衡分压为____ Mpa(用
表示,下同),该反应的压强平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
_____
。
(5)CH4过光电化学转化可制得乙二醇,以乙二醇为燃料的燃料电池工作时,若以
溶液为电解液,则该电极的电极反应式为___________ 。
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e938dca199fbe15810ce6b7cb1df6230.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/62aef06cb43205f9dda16ada929b5f10.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/97686219a24bdf49ed7a7bca6425dec1.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/00dd4b67cd67c494b65c4eed1cdad53e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/481794d00b642868d2d381070aa4a6bb.png)
④
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c4ad446e430ecae6b1ed2944ec372437.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/69ab3f5ba5b4d59a6475676cb9ce64c3.png)
回答下列问题:
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8c887da835a90499bb1f37d08e6f25ab.png)
(2)反应体系总压强分别为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5f677713808e6829e60af5a58620a8f3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7748c0ff0581b2e70b08a20ce1ff4b61.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ec5a2b8872229e1f325ebd5ff4ef7895.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c562b470db841b609d5855938167748.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e2dc80c28df6d9f2a7a6edce1f1e81f8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/93555e770918a24f21dbf5f8caa2f76c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/95b01a5c6c65b4b42999b84b29a5b016.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b077910aae12b5b1e498713c26d692a4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e514bc1761deff47d27c1909c1906ab4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ba1dc08a390efd443d0c7c95cd5f33d9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30232cd4cc542d0a96986b1eb9e2214.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
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(5)CH4过光电化学转化可制得乙二醇,以乙二醇为燃料的燃料电池工作时,若以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f935c5e4a76d7b3eadc6b1438c8ba252.png)
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【推荐1】锰和硫能形成多种重要的化合物,在工业生产中有广泛应用。回答下列问题:
(1)烟气中的SO2可与CO进行综合处理。
已知:Ⅰ.S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-297.3kJ·mol-1
Ⅱ.CO的燃烧热283kJ·mol-1
Ⅲ.相关化学键的键能数据如表所示:
①表中x=___________ 。
②写出CO的燃烧热的热化学方程式:___________ 。
③以物质的量之比为1﹕2的SO2和CO充入密闭容器中发生反应SO2(g)+2CO(g)
S(g)+2CO2(g) ΔH,SO2(g)和S(g)平衡时的体积分数(φ)与温度(T)的关系如图所示,图中表示SO2(g)平衡时的体积分数与温度关系的曲线为___________ (填“L1”或“L2”),T0℃时该反应的平衡常数K=___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/20/11c81568-2c80-4028-9a60-73f959019bbf.png?resizew=194)
(2)Na2S2O8具有强氧化性,其中的S元素为+6价,Na2S2O8用于检验水相中的Mn2+时,生成SO
且溶液变为紫红色,1molNa2S2O8中过氧键的数目为___________ ;检验Mn2+的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为___________ 。
(3)MnO2可用如图装置电解方法制备,电解池中间是质子交换膜,分隔开的两室溶液分别为足量的硫酸钠溶液和足量的硫酸锰溶液,则阴极室中的溶液为___________ ;电解产生的MnO2沉积在电极上,若一段时间后该电极所在的溶液质量减轻了4.45g,则电路中转移电子的物质的量为___________ mol。
(1)烟气中的SO2可与CO进行综合处理。
已知:Ⅰ.S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-297.3kJ·mol-1
Ⅱ.CO的燃烧热283kJ·mol-1
Ⅲ.相关化学键的键能数据如表所示:
化学键 | C![]() | C=O | O=O |
键能(E)/kJ·mol-1 | 1076 | x | 498 |
②写出CO的燃烧热的热化学方程式:
③以物质的量之比为1﹕2的SO2和CO充入密闭容器中发生反应SO2(g)+2CO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/20/11c81568-2c80-4028-9a60-73f959019bbf.png?resizew=194)
(2)Na2S2O8具有强氧化性,其中的S元素为+6价,Na2S2O8用于检验水相中的Mn2+时,生成SO
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18816f9b3f9fde6e6b87d5ca93476073.png)
(3)MnO2可用如图装置电解方法制备,电解池中间是质子交换膜,分隔开的两室溶液分别为足量的硫酸钠溶液和足量的硫酸锰溶液,则阴极室中的溶液为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/20/b9dc702c-25ec-42fd-9455-931fc7ec9a07.png?resizew=184)
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解答题-实验探究题
|
较难
(0.4)
【推荐2】碘微溶于水,若水中含I﹣,碘溶解度增大,因为存在平衡:
。某同学设计如下实验测定该反应的平衡常数,并从某废碘液(Ⅰ2、
、
和淀粉)回收Ⅰ2。回答下列问题:
(1)反应
平衡常数测定,步骤如下:
I.将一定质量的单质Ⅰ2完全溶于
溶液中(假定溶液体积不变),加入10mLCCl4,振荡,静置后分液;
Ⅱ.实验测得上层溶液中
;
Ⅲ.滴定下层溶液至终点时,消耗
溶液
。
已知:
、
不溶于CCl4;一定温度下碘单质在四氯化碳和水混合液体中,碘单质的浓度比值即
是一个常数(用KD表示,称为分配系数),且室温条件下KD=85。
①分液时,使用的玻璃仪器有___________ 。
②该条件下反应
的平衡常数K=___________ (保留三位有效数字)。
(2)某废碘液(含有Ⅰ2、
、
和淀粉)回收Ⅰ2的实验过程如下:
i.还原:取100mL废碘液,加入Na2S2O3将Ⅰ2、Ⅰ3还原为
;
ii.浓缩:加热浓缩到原体积的50%;
iii.氧化:向浓缩液中加入稍过量的研细的FeCl3固体,充分搅拌,静置;
iv.过滤:得粗碘和碘水;
v.升华:粗碘中含有FeCl3等杂质,用升华法提纯得精碘。
①还原时判断Ⅰ2、
全部还原为
的实验现象是___________ 。
②还原和浓缩的顺序不能交换,可能原因是___________ 。
③氧化时发生反应的离子方程式为___________ 。
④升华法提纯粗碘的装置如图所示(加热装置已省略)。使用仪器A进行回流水冷却,仪器A的名称是___________ ,进水口为___________ (填“a”或“b”),小烧杯中放置P2O5的作用是___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/1/a146e402-4d4c-43d5-af94-362f02416f8b.png?resizew=156)
⑤碘水可用乙醚一四氯化碳的混合溶剂萃取进一步回收碘,萃取剂总体积为10mL时四氯化碳与乙醚不同比例下的实验对比结果如下表:
由此得出的结论是___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ffe025c81634436983d3b74797568895.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e0c629f27254b05e1078e4b93be27b1e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f85121363e88fb3200374e23845210c.png)
(1)反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ffe025c81634436983d3b74797568895.png)
I.将一定质量的单质Ⅰ2完全溶于
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f2a5d02e027c7ab23059a5fb1524f98a.png)
Ⅱ.实验测得上层溶液中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3eea2d05a219d31ddf176ba034af096a.png)
Ⅲ.滴定下层溶液至终点时,消耗
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3f2015e1ed7abd8ad926e0c820eaf43a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ba3962f872e7aeb3369934435310a076.png)
已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e0c629f27254b05e1078e4b93be27b1e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f85121363e88fb3200374e23845210c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d18bf0bf3bbd6acf75e963aab777169.png)
①分液时,使用的玻璃仪器有
②该条件下反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ffe025c81634436983d3b74797568895.png)
(2)某废碘液(含有Ⅰ2、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e0c629f27254b05e1078e4b93be27b1e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f85121363e88fb3200374e23845210c.png)
i.还原:取100mL废碘液,加入Na2S2O3将Ⅰ2、Ⅰ3还原为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e0c629f27254b05e1078e4b93be27b1e.png)
ii.浓缩:加热浓缩到原体积的50%;
iii.氧化:向浓缩液中加入稍过量的研细的FeCl3固体,充分搅拌,静置;
iv.过滤:得粗碘和碘水;
v.升华:粗碘中含有FeCl3等杂质,用升华法提纯得精碘。
①还原时判断Ⅰ2、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f85121363e88fb3200374e23845210c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e0c629f27254b05e1078e4b93be27b1e.png)
②还原和浓缩的顺序不能交换,可能原因是
③氧化时发生反应的离子方程式为
④升华法提纯粗碘的装置如图所示(加热装置已省略)。使用仪器A进行回流水冷却,仪器A的名称是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/1/a146e402-4d4c-43d5-af94-362f02416f8b.png?resizew=156)
⑤碘水可用乙醚一四氯化碳的混合溶剂萃取进一步回收碘,萃取剂总体积为10mL时四氯化碳与乙醚不同比例下的实验对比结果如下表:
比例 | 1:0 | 1:1 | 1:2 | 1:3 | 1:4 | 1:5 |
萃取后碘水 | 红 | 浅黄红 | 浅黄 | 浅黄红 | 较浅黄色 | 接近无色 |
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解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐3】二氧化碳的捕集和资源化利用是缓解温室效应的重要战略方向。回答下列问题:
(1)我国在二氧化碳催化加氢合成甲醇上取得了突破性进展,有关反应如下:
反应ⅰ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c9f3579bde68c1a49bb00ae6c489b471.png)
反应ⅱ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/028f90095a855756d268ed168dc4cb3f.png)
和
合成甲醇的热化学方程式为___________ 。
(2)在催化剂M的作用下,
的微观反应历程和相对能量(
)如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注。已知:●表示C,•表示O,○表示H。
历程Ⅰ:![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/3/6/3447839638241280/3448396023988224/STEM/9a15c8567160431e8f731bad9cd3902f.png?resizew=474)
反应甲:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e51432b6b862b86413525fba761324fa.png)
历程Ⅱ:![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/3/6/3447839638241280/3448396023988224/STEM/392d1c7bdd494b3eaa0524dd75db6f50.png?resizew=423)
反应乙:___________
历程Ⅲ:![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/3/6/3447839638241280/3448396023988224/STEM/8a445be9523f4f72841937a646dd401a.png?resizew=367)
反应丙:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c69f2a1188e0762c656aa5f92d5cdabb.png)
①历程Ⅱ中的反应乙可表示为___________ 。
②决定
的总反应速率的是历程___________ (填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(3)将
和
按物质的量之比
充入一恒容密闭容器中,同时发生了反应ⅰ和反应ⅱ,测得
的平衡转化率随温度、压强变化的情况如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/3/6/3447839638241280/3448396023988224/STEM/b22fb6109e5e43579bc44f642dafab3a.png?resizew=261)
①压强
、
、
由小到大的顺序为___________ 。
②B点、A点的化学反应速率大小:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/07446203c416f85806c27bde2230fe6d.png)
___________
(填“
”、“
”或“
”)。
③温度高于543K时,
的平衡转化率随温度的升高而增大的原因是___________ 。
④图中M点对应的温度下,已知CO的选择性(生成的CO与转化的CO2的百分比)为40%,该温度下反应ⅱ的平衡常数为___________ (结果保留3位小数)。
(1)我国在二氧化碳催化加氢合成甲醇上取得了突破性进展,有关反应如下:
反应ⅰ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/44d718d181483a547bf1aae45611daa7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c9f3579bde68c1a49bb00ae6c489b471.png)
反应ⅱ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/716a7cc0af98443add54afeaa576befb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/028f90095a855756d268ed168dc4cb3f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ba8d41defa28f4f06acefb19b1286146.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b51c02c842e13205fa31c74d9d048942.png)
(2)在催化剂M的作用下,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/716a7cc0af98443add54afeaa576befb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2a30f3a8b673cc28bd90c50cf1a35281.png)
历程Ⅰ:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/3/6/3447839638241280/3448396023988224/STEM/9a15c8567160431e8f731bad9cd3902f.png?resizew=474)
反应甲:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e51432b6b862b86413525fba761324fa.png)
历程Ⅱ:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/3/6/3447839638241280/3448396023988224/STEM/392d1c7bdd494b3eaa0524dd75db6f50.png?resizew=423)
反应乙:___________
历程Ⅲ:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/3/6/3447839638241280/3448396023988224/STEM/8a445be9523f4f72841937a646dd401a.png?resizew=367)
反应丙:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c69f2a1188e0762c656aa5f92d5cdabb.png)
①历程Ⅱ中的反应乙可表示为
②决定
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/716a7cc0af98443add54afeaa576befb.png)
(3)将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fc5881f1ce9b4172ca346032d0fd1e3d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/3/6/3447839638241280/3448396023988224/STEM/b22fb6109e5e43579bc44f642dafab3a.png?resizew=261)
①压强
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8be646cd52d7f2f1714e7542e75810f2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/adad9633b73dfbbb3d84b4f15979e99e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/87b21b872313f7d8c5b606981f954a1e.png)
②B点、A点的化学反应速率大小:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/07446203c416f85806c27bde2230fe6d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c8ef7d1ab4d05eda8a6126f7c024337d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4ff7942da6c3fc4005256fb1458557c0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6706fe00b4e231e62d9ecbec567d526b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/392cdb9d30684cce244bef94b8d861b9.png)
③温度高于543K时,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
④图中M点对应的温度下,已知CO的选择性(生成的CO与转化的CO2的百分比)为40%,该温度下反应ⅱ的平衡常数为
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解答题-无机推断题
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐1】已知X、Y、Z、W是短周期主族元素中的四种非金属元素,它们的原子序数依次增大。X元素的原子形成的离子就是一个质子,Z、W在元素周期表中处于相邻的位置,它们的单质在常温下均为无色气体,Y原子的最外层电子数是内层电子数的2倍。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/29/5e454ca6-52eb-4b0a-a02b-78ecf2facd88.png?resizew=175)
(1)请写出Z在元素周期表中的位置________ 。
(2)一定温度下,在2 L的密闭容器中,X的单质和Z的单质反应生成E。物质的量随时间变化的曲线如右图所示,从反应开始到2min时,用E表示的反应速率为__________ ,Z的转化率为__________ 。
(3)由X、Z、W三种元素组成的某种盐是一种速效化肥,该盐阳离子电子式为_____________________ ;由X、Y、Z、W四种元素可组成酸式盐,该化合物的水溶液与足量NaOH溶液在加热条件下反应的离子方程式为______________________ 。
(4)工业上用E检验输送氯气的管道是否漏气,可观察到大量白烟,同时有单质Z生成,写出化学方程式___________________________ 。该反应中被氧化的E与参与反应的E的质量之比________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/29/5e454ca6-52eb-4b0a-a02b-78ecf2facd88.png?resizew=175)
(1)请写出Z在元素周期表中的位置
(2)一定温度下,在2 L的密闭容器中,X的单质和Z的单质反应生成E。物质的量随时间变化的曲线如右图所示,从反应开始到2min时,用E表示的反应速率为
(3)由X、Z、W三种元素组成的某种盐是一种速效化肥,该盐阳离子电子式为
(4)工业上用E检验输送氯气的管道是否漏气,可观察到大量白烟,同时有单质Z生成,写出化学方程式
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【推荐2】甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景,二氧化碳加氢合成甲醇是合理利用二氧化碳的有效途径。由二氧化碳制备甲醇过程中可能涉及反应如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.58KJ/mol
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H2
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H3=-90.77KJ/mol
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ的△H2=__ ,反应Ⅰ自发进行条件是___ (填“较低温”、“较高温”或“任意温度”)。
(2)在一定条件下3L恒容密闭容器中,充入一定量的氢气和二氧化碳仅反应反应Ⅰ,实验测得反应物在不同起始投入量下,体系中二氧化碳的平衡转化率与温度的关系曲线,如图1所示。
① 氢气和二氧化碳的起始的投入量以A和B两种方式投入
A:n(H2)=3mol n(CO2)=1.5mol
B:n(H2)=3mol n(CO2)=2mol,曲线Ⅰ代表哪种投入方式_______ (用A、B表示)
②在温度为500K的条件下,按照A方式充入3摩尔氢气和1.5摩尔二氧化碳,该反应10分钟时达到平衡:
a.此温度下的平衡常数为_______ ;500K时,若在此容器中开始充入0.3摩尔氢气和0.9摩尔二氧化碳、0.6摩尔甲醇、x摩尔水蒸气,若使反应在开始时正向进行,则x应满足的条件是_____ 。
b.在此条件下,系统中甲醇的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示,当反应时间达到3分钟时,迅速将体系温度升至600K,请在图2中画出3~10分钟内容器中甲醇的浓度变化趋势曲线。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/1/11/1576245509332992/1576245509554176/STEM/7b9947363ab54b51b9faef7e2fb1feeb.png?resizew=554)
(3)固体氧化物燃料电池是一种新型的燃料电池,它是以固体氧化锆氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过,该电池的工作原理如图3所示,其中多孔电极均不参与电极反应。图3是甲醇燃料电池的模型。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/1/11/1576245509332992/1576245509554176/STEM/63951ae1d9cc425aa64b2c16429a1499.png?resizew=406)
①写出该燃料电池的负极反应式_____ 。
②如果用该电池作为电解装置,当有16g甲醇发生反应时,则理论上提供的电量最多为___ 摩尔。
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ的△H2=
(2)在一定条件下3L恒容密闭容器中,充入一定量的氢气和二氧化碳仅反应反应Ⅰ,实验测得反应物在不同起始投入量下,体系中二氧化碳的平衡转化率与温度的关系曲线,如图1所示。
① 氢气和二氧化碳的起始的投入量以A和B两种方式投入
A:n(H2)=3mol n(CO2)=1.5mol
B:n(H2)=3mol n(CO2)=2mol,曲线Ⅰ代表哪种投入方式
②在温度为500K的条件下,按照A方式充入3摩尔氢气和1.5摩尔二氧化碳,该反应10分钟时达到平衡:
a.此温度下的平衡常数为
b.在此条件下,系统中甲醇的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示,当反应时间达到3分钟时,迅速将体系温度升至600K,请在图2中画出3~10分钟内容器中甲醇的浓度变化趋势曲线。
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(3)固体氧化物燃料电池是一种新型的燃料电池,它是以固体氧化锆氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过,该电池的工作原理如图3所示,其中多孔电极均不参与电极反应。图3是甲醇燃料电池的模型。
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①写出该燃料电池的负极反应式
②如果用该电池作为电解装置,当有16g甲醇发生反应时,则理论上提供的电量最多为
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解答题-原理综合题
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【推荐3】甲醇(
)是可再生的绿色资源,一定条件下,
氢化可制备
。回答下列问题:
(1)已知:
.
;
.
;
.
;
反应
.
的反应热![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3dcaf57d7a7ea0878d7cea49ac060286.png)
___________
。
(2)在绝热(与外界无物质和能量交换)、恒容的密闭体系中进行反应
,下列示意图正确且不能说明该反应进行到
时刻达到平衡状态的是___________(填字母)。
(3)反应
的反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注,如*
表示
吸附在催化剂表面;图中*H已省略)。反应过程中决定反应速率的反应为___________ 。
和3a mol
混合,发生反应
和反应:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b29aa4095bdf518c29583102e773af06.png)
H>0,达平衡时容器中
的物质的量为c mol,CO的物质的量为d mol。则此条件下
的转化率为___________ (列式表示);
的选择性为___________ (
的选择性=
),提高
的选择性的措施为___________ 。
(5)一定条件下,将2mol
和4mol
充入密闭容器中,发生反应
,
的平衡转化率与温度、平衡总压强的关系如图1所示。若该反应的
,
(
、
分别为正、逆向反应速率常数)。
、
随温度(T)变化的曲线如图2所示。
、
、
由大到小的顺序为___________ 。
②
条件下,255℃时,该反应的压强平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
___________
(
为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
③图4中___________ (填“m”或“n”)表示
随温度变化的曲线。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
(1)已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/26054bdb136bc2e874a6a6cb2b8e34b5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f7c23bd36bc47be80003b73dc6675447.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6709ec9c2123894491659a665a0343a5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/78294b7f8c4a928d064546b6ac181fe0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/51006915d3b481e01397a621b32cdbe0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2526f09f2d6ce39010c255dd19553386.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e1d5cede8b2d5ca98149694bf966dad6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b84c0c8aa5644c47b4cad911f2a3ec5e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e3d0b003076707cb97069214b011b3e3.png)
反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9c8fede31089367a85973802dd1e8e2f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/39803e4441a59161e35a69526c8d944c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3dcaf57d7a7ea0878d7cea49ac060286.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)在绝热(与外界无物质和能量交换)、恒容的密闭体系中进行反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9c8fede31089367a85973802dd1e8e2f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/87c7eb49a823f757461cd5260757b088.png)
A.![]() | B.![]() | C.![]() | D.![]() |
(3)反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9c8fede31089367a85973802dd1e8e2f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/02aeb080fe5d02301762734a23906942.png)
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②
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f0d3625d355849d9082696e2a28cf1d3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff3dcd5e9a094a60ff298af4b5d9ec14.png)
③图4中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5abc1c9c859096644d6e5ffef2f40410.png)
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