丙烯是重要的有机化工原料,丙烷脱氢制丙烯具有显著的经济价值和社会意义。回答下列问题。
(1)已知:Ⅰ.
Ⅱ.
则丙烷脱氢制丙烯反应C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)的∆H=__________ 。
(2)如图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图中的压强分别为104Pa和105Pa)。
104Pa时,图中表示丙烯的曲线是__________ (填"a"、“b”、"c"或"d")。
(3)一定温度下,向恒容密闭容器中充入1molC3H8,开始压强为pkPa,发生丙烷脱氢制丙烯反应。
①下列情况能说明丙烷脱氢制丙烯反应达到平衡状态的是_____ (填字母)。
A.该反应的焓变(∆H)保持不变
B.气体平均摩尔质量保持不变
C.气体密度保持不变
D.C3H8分解速率与C3H6消耗速率相等
②欲使丙烯的平衡产率提高,应采取的措施是_______ (填标号)。
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.降低压强
③为提供反应所需热量,恒压时若向原料气中掺入水蒸气,则丙烷脱氢反应的K______ (填"增大"、"减小"或"不变")。
(4)利用CO2的弱氧化性,开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺。该工艺可采用铬的氧化物为催化剂,其反应机理如图。
图中催化剂为____ ,该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭,维持催化剂活性,原因是__ 。
(1)已知:Ⅰ.
Ⅱ.
则丙烷脱氢制丙烯反应C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)的∆H=
(2)如图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图中的压强分别为104Pa和105Pa)。
104Pa时,图中表示丙烯的曲线是
(3)一定温度下,向恒容密闭容器中充入1molC3H8,开始压强为pkPa,发生丙烷脱氢制丙烯反应。
①下列情况能说明丙烷脱氢制丙烯反应达到平衡状态的是
A.该反应的焓变(∆H)保持不变
B.气体平均摩尔质量保持不变
C.气体密度保持不变
D.C3H8分解速率与C3H6消耗速率相等
②欲使丙烯的平衡产率提高,应采取的措施是
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.降低压强
③为提供反应所需热量,恒压时若向原料气中掺入水蒸气,则丙烷脱氢反应的K
(4)利用CO2的弱氧化性,开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺。该工艺可采用铬的氧化物为催化剂,其反应机理如图。
图中催化剂为
更新时间:2020-11-25 14:35:43
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【推荐1】I.直接将CO2转化为有机物并非植物的“专利”,科学家通过多种途径实现了CO2合成甲醛,总反应为CO2(g)+2H2(g)HCHO(g)+H2O(g) ∆H。转化步骤如图1所示:
(1)已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H4,则总反应的∆H=_______ (用图1中焓变以及∆H4表示)。
II.利用工业尾气(含硫氧化物与氮氧化物)制备Na2S2O4和NH4NO3,实现了“变废为宝”并保护了自然环境。如图是相关的工艺流程(Ce为铈元素,有Ce4+与Ce3+):
请回答下列问题:
(2)装置III中发生反应的离子方程式是:_______ 。
(3)日常生活中,常用硝酸铵和水,硝酸铵和水合碳酸钠作冷敷袋,试写出硝酸铵和水合碳酸钠(Na2CO3•10H2O)反应的化学方程式_______ (该反应中产生了两种气体)。
(4)已知,装置III中电解时,使用的电源为室温钠-硫电池,其结构如图所示。
将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极,表面喷涂有硫黄粉末(S8)的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时,在硫电极发生反应:S8+e-→S,S+e-→S,2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx。该电池放电时正极反应式为_______ 。有人提出用常温下的液体甲醇一空气燃料电池(ZrO2作为固体电解质)替代钠-硫电池。当有0.5mol甲醇消耗时,负极消耗O2-为_______ mol;在O2不足时原电池会发生负极区固体电解质堵塞,导致堵塞的物质是_______ 。
(1)已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H4,则总反应的∆H=
II.利用工业尾气(含硫氧化物与氮氧化物)制备Na2S2O4和NH4NO3,实现了“变废为宝”并保护了自然环境。如图是相关的工艺流程(Ce为铈元素,有Ce4+与Ce3+):
请回答下列问题:
(2)装置III中发生反应的离子方程式是:
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(4)已知,装置III中电解时,使用的电源为室温钠-硫电池,其结构如图所示。
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【推荐2】以煤为原料的化工原料气中含有CO、氧硫化碳(COS)等有毒气体,它们能使催化剂中毒和大气污染。使用这样的原料气时需要进行净化处理。
I. CO的处理。硝酸的工业尾气中含有大量的氮氧化物,在一定条件下用氮氧化物处理CO能使有毒气体都变为环境友好型物质。已知有下列反应:
①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ/mol
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+181 kJ/mol
(1)请写出用NO处理CO反应的热化学方程式____________ 。下列措施中能够增大该反应有毒气体平衡转化率的是__________ (填字母标号)。
a 增大反应体系的压强 b 使用优质催化剂
c 适当降低温度 d 增大NO的浓度
II.氧硫化碳(COS)的脱硫处理。在一定条件下用水蒸气与氧硫化碳反应是常用的脱硫方法,其热化学方程式为:COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H=- 35 kJ/mol
(2)向容积为2 L的密闭容器中加入等物质的量的水蒸气和氧硫化碳,在一定条件发生上述脱硫反应,测得一定时间内COS(g)和CO2(g)的物质的量变化如下表所示:
①0~5 min内以COS(g)表示的反应速率v(COS)=________ mol/(L·min)。
②由表中数据变化判断T1_____ T2(填“>”、“<"或“=”)。
③若30 min时,保持T2℃不变,向该容器中再加入该反应的四种物质各2 mol,则此时化学平衡______ 移动( 填"向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不")。
(3)实验测得:v正=k正·c(COS)·c(H2O),v逆=k逆c(H2S)·c(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。若在2 L的密闭容器中充入1 mol COS和1 mol H2O, 在T2℃温度下达到平衡时,k正:k逆=_________ 。
(4)脱硫反应生成的H2S(g)经分离提纯后通入氢氧化钠溶液中可制得常用的化工原料。若测得H2S通入NaOH溶液所得的溶液中存在浓度关系:c(Na+)=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S),则该溶液的溶质主要是__________ 。
I. CO的处理。硝酸的工业尾气中含有大量的氮氧化物,在一定条件下用氮氧化物处理CO能使有毒气体都变为环境友好型物质。已知有下列反应:
①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ/mol
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+181 kJ/mol
(1)请写出用NO处理CO反应的热化学方程式
a 增大反应体系的压强 b 使用优质催化剂
c 适当降低温度 d 增大NO的浓度
II.氧硫化碳(COS)的脱硫处理。在一定条件下用水蒸气与氧硫化碳反应是常用的脱硫方法,其热化学方程式为:COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H=- 35 kJ/mol
(2)向容积为2 L的密闭容器中加入等物质的量的水蒸气和氧硫化碳,在一定条件发生上述脱硫反应,测得一定时间内COS(g)和CO2(g)的物质的量变化如下表所示:
物质的量/mol | T1/℃ | T2/℃ | |||||
0min | 5min | 10min | 15min | 20min | 25min | 30min | |
COS(g) | 2.0 | 1.16 | 0.80 | 0.80 | 0.50 | 0.40 | 0.40 |
CO2(g) | 0 | 0.84 | 1.20 | 1.20 | 1.50 | 1.60 | 1.60 |
①0~5 min内以COS(g)表示的反应速率v(COS)=
②由表中数据变化判断T1
③若30 min时,保持T2℃不变,向该容器中再加入该反应的四种物质各2 mol,则此时化学平衡
(3)实验测得:v正=k正·c(COS)·c(H2O),v逆=k逆c(H2S)·c(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。若在2 L的密闭容器中充入1 mol COS和1 mol H2O, 在T2℃温度下达到平衡时,k正:k逆=
(4)脱硫反应生成的H2S(g)经分离提纯后通入氢氧化钠溶液中可制得常用的化工原料。若测得H2S通入NaOH溶液所得的溶液中存在浓度关系:c(Na+)=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S),则该溶液的溶质主要是
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【推荐3】按照下列图表和有关要求回答问题:
(1)图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1的变化是_________ (填“增大”“减小”或“不变”,下同),ΔH的变化是_________ 。请写出NO2和CO反应的热化学方程式:___________________________ 。
(2) 甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。
Ⅰ.利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
③CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH3
已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
由此计算ΔH1=_________ kJ·mol-1;已知ΔH2=-58 kJ·mol-1,则ΔH3=______ kJ·mol-1。
Ⅱ.甲醇质子交换膜燃料电池的工作原理如上图所示,写出X电极的电极反应式_______________ 。
(3) 下表为元素周期表的一部分。
X与Z两元素的单质反应生成1molX的最高价化合物,恢复至室温,放热687kJ,已知该化合物的熔、沸点分别为-69℃和58℃,写出该反应的热化学方程式: __________________ 。
(1)图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1的变化是
(2) 甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。
Ⅰ.利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
③CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH3
已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H-H | C-O | H-O | C-H | |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 343 | 1 076 | 465 | 413 |
Ⅱ.甲醇质子交换膜燃料电池的工作原理如上图所示,写出X电极的电极反应式
(3) 下表为元素周期表的一部分。
碳 | 氮 | Y | |
X | 硫 | Z |
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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。二氧化碳加氢制备甲醇既可以实现二氧化碳的转化利用,又可以有效缓解温室效应问题。
已知:反应 I:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1=akJ·mol-1
反应 II:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH2=b kJ·mol-1
反应III:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3
(1)原料 CO2可通过捕获技术从空气或工业尾气中获取,下列物质能作为 CO2 捕获剂的是_______(填标号)。
(2)根据盖斯定律,反应 III 的ΔH3=_______ kJ·mol-1
(3)对于上述 CO2加氢合成 CH3OH 的体系,下列说法错误的是_______(填标号)。
(4)上述反应平衡常数的自然对数 ln Kp(Kp是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)随温度的变化如图所示:
①反应I、II、III 中属于吸热反应的是_______ ,写出推理过程_______ 。
②若图中 A 点时发生反应 CH3OH(g)+CO2(g) ⇌2CO(g)+H2(g)+H2O(g),则lnKp=_______ (填数值)。
③若T0℃时,在密闭容器中加入 6 mol H2、4 molCO2只进行反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),维持压强为 p0kPa不变,达到平衡时H2的转化率是50%,则该温度下反应的平衡常数Kp=_______ 。
已知:反应 I:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1=akJ·mol-1
反应 II:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH2=b kJ·mol-1
反应III:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3
(1)原料 CO2可通过捕获技术从空气或工业尾气中获取,下列物质能作为 CO2 捕获剂的是_______(填标号)。
A.NaOH 溶液 | B.浓氨水 | C.CH3CH2OH | D.NH4Cl 溶液 |
(3)对于上述 CO2加氢合成 CH3OH 的体系,下列说法错误的是_______(填标号)。
A.增大 H2浓度有利于提高 CO2的转化率 |
B.若气体的平均相对分子质量保持不变,说明反应体系已达平衡 |
C.体系达平衡后,若压缩体积,则反应 I 平衡不移动,反应 III 平衡逆向移动 |
D.选用合适的催化剂可以提高 CH3OH 在单位时间内的产量 |
①反应I、II、III 中属于吸热反应的是
②若图中 A 点时发生反应 CH3OH(g)+CO2(g) ⇌2CO(g)+H2(g)+H2O(g),则lnKp=
③若T0℃时,在密闭容器中加入 6 mol H2、4 molCO2只进行反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),维持压强为 p0kPa不变,达到平衡时H2的转化率是50%,则该温度下反应的平衡常数Kp=
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【推荐2】(1)对工业合成氨条件的探索一直是化学工业的重要课题,在恒温恒容的甲容器进行合成氨反应,如下图(图中所示数据为初始物理量)。t分钟后反应达到平衡,生成的NH3为0.4 mol。
①判断甲容器中的反应达平衡的依据是___________ (填字母)。
A.压强不随时间改变
B.气体的密度不随时间改变
C.c(N2)不随时间改变
D.单位时间内生成2 mol NH3的同时消耗1 mol N2
E.单位时间内断裂3 mol H—H键,同时断裂6 mol N—H键
②该条件下甲容器中反应的平衡常数K=________ ;平衡时,甲的压强p平= _______ (用初始压强p0表示)。
(2)最近华南理工大学提出利用电解法制H2O2并用产生的H2O2处理废氨水,装置如下图所示。
①为了不影响H2O2的产量,需要向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5,则所得废氨水溶液中c(NH)__________ (填“>”“<”或“=”)c(NO)。
②IrRu惰性电极有吸附O2的作用,该电极上的反应为_____________________________________________ 。
③理论上电路中每转移3 mol电子,最多可以处理NH3·H2O的物质的量为________ 。
①判断甲容器中的反应达平衡的依据是
A.压强不随时间改变
B.气体的密度不随时间改变
C.c(N2)不随时间改变
D.单位时间内生成2 mol NH3的同时消耗1 mol N2
E.单位时间内断裂3 mol H—H键,同时断裂6 mol N—H键
②该条件下甲容器中反应的平衡常数K=
(2)最近华南理工大学提出利用电解法制H2O2并用产生的H2O2处理废氨水,装置如下图所示。
①为了不影响H2O2的产量,需要向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5,则所得废氨水溶液中c(NH)
②IrRu惰性电极有吸附O2的作用,该电极上的反应为
③理论上电路中每转移3 mol电子,最多可以处理NH3·H2O的物质的量为
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【推荐3】研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
(1)以CO2为原料合成低碳烯烃。现以合成乙烯(C2H4)为例,该过程分两步进行:
第一步:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H =+41.3kJ·mol-1
第二步:2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) △H =+210.5kJ·mol-1
①CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为___________ 。
②一定条件下的密闭容器中,上述反应达到平衡后,要加快反应速率并提高CO2的转化率,可以采取的措施是___________ (填标号)。
A﹒减小压强 B﹒增大H2浓度 C﹒加入适当催化剂 D﹒分离出水蒸气
(2)另外工业上还可用CO2和H2在230℃ 催化剂条件下生成甲醇。现在10L恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在不同条件下测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示:
①能判断该反应达到化学平衡状态的是___________ (填标号)。
A﹒c(H2):c(CH3OH)=3:1 B﹒容器内氢气的体积分数不再改变
C﹒容器内气体的密度不再改变 D﹒容器内压强不再改变
②上述反应的△H______ 0(填“>”或“<”),图中压强P1_______ P2(填“>”或“<”)。
③经测定知Q点时容器的压强是反应前压强的9/10,据此计算Q点H2的转化率为___________ 。
④图中M、N、Q三点平衡常数关系为:M________ N_________ Q(填“>”、“=”、“<”) 计算N点时,该反应的平衡常数K=________ (计算结果保留两位小数)。
(1)以CO2为原料合成低碳烯烃。现以合成乙烯(C2H4)为例,该过程分两步进行:
第一步:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H =+41.3kJ·mol-1
第二步:2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) △H =+210.5kJ·mol-1
①CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为
②一定条件下的密闭容器中,上述反应达到平衡后,要加快反应速率并提高CO2的转化率,可以采取的措施是
A﹒减小压强 B﹒增大H2浓度 C﹒加入适当催化剂 D﹒分离出水蒸气
(2)另外工业上还可用CO2和H2在230℃ 催化剂条件下生成甲醇。现在10L恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在不同条件下测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示:
①能判断该反应达到化学平衡状态的是
A﹒c(H2):c(CH3OH)=3:1 B﹒容器内氢气的体积分数不再改变
C﹒容器内气体的密度不再改变 D﹒容器内压强不再改变
②上述反应的△H
③经测定知Q点时容器的压强是反应前压强的9/10,据此计算Q点H2的转化率为
④图中M、N、Q三点平衡常数关系为:M
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【推荐1】2021年9月,中国科学院宣布在人工合成淀粉方面取得突破性进展,在国际上首次实现二氧化碳到淀粉的全合成,该技术未来有望促进碳中和的生物经济发展。
(1)人工合成转化为淀粉只需要11步,其中前两步涉及的反应如图所示:
反应:___________ 。
(2)反应Ⅰ进行时,同时发生反应:在1L恒容密闭容器中充入和,一定温度下,达到平衡时,,,物质的量分数为___________ %。(计算结果保留1位小数)
(3)乙烯是合成工业的重要原料,一定条件下可发生反应:。
①分别在不同温度、不同催化剂下,保持其它初始条件不变,重复实验,经相同时间测得体积分数与温度的关系如图所示:
在催化剂甲作用下,图1中M点的速率___________ (填“>”、“<”或“=”),根据图1所给信息,应选择的反应条件为___________ 。
②一定温度下,该反应正逆反应速率与、的浓度关系:,(、是速率常数),且或的关系如图所示,向恒容密闭容器中充入一定量,反应进行m分钟后达平衡,测得,该温度下,平衡常数K=___________ (用含a、b的计算式表示,下同),用表示的平均反应速率为___________ 。
(1)人工合成转化为淀粉只需要11步,其中前两步涉及的反应如图所示:
反应:
(2)反应Ⅰ进行时,同时发生反应:在1L恒容密闭容器中充入和,一定温度下,达到平衡时,,,物质的量分数为
(3)乙烯是合成工业的重要原料,一定条件下可发生反应:。
①分别在不同温度、不同催化剂下,保持其它初始条件不变,重复实验,经相同时间测得体积分数与温度的关系如图所示:
在催化剂甲作用下,图1中M点的速率
②一定温度下,该反应正逆反应速率与、的浓度关系:,(、是速率常数),且或的关系如图所示,向恒容密闭容器中充入一定量,反应进行m分钟后达平衡,测得,该温度下,平衡常数K=
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【推荐2】氢能是发展中的新能源,它的利用包括氯的制备、应用等环节。回答下列问题:
(1)氢气的制备
以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示。
反应Ⅱ包含两步反应:
①H2SO4(1)=SO3(g)+H2O(g) ΔH=177kJ/mol
②2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g) △H=196kJ/mol
写出反应Ⅱ的热化学反应方程式__________
(2)氯气的应用
CO2加氢制备甲酸(HCOOH)可用于回收利用CO2。温度为T1时,将等物质的量的CO2和H2充入体积为1L的密闭容器中发生反应:CO2(g)+H2(g)HCOOH(g) △H,化学平衡常数K=1
实验测得:v正=k正·c(CO2)·c(H2), v逆=k逆·c(HCOOH),k正、k逆为速率常数。
①当CO2的转化率为33.3%时,HCOOH的体积分数为_____ (保留整数)。
②T1时,k逆=_________ (用k正表示)。当升高温度至T2时,k逆=0.9k正,则△H____ 0(填“>”、“<"或“=”)。
③采用电还原法也可将CO2转化为甲酸根,用Sn为阴极、Pt为阳极,KHCO3溶液为电解液进行电解。CO2应通入______ 区(填“阳极”或“阴极”),其电极反应式为__________
④可用NaHCO3代替CO2作为碳源加氢制备甲酸。向反应器中加入NaHCO3水溶液、A1粉、Cu粉,在300℃下反应。NaHCO3用量一定时,Al、Cu的用量对碳转化量影响结果如图。由图可知,曲线d相对其它三条曲线碳转化量变化不大的主要原因是__________ ,当碳转化量为30%时所采用的实验条件是____________ 。
(1)氢气的制备
以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示。
反应Ⅱ包含两步反应:
①H2SO4(1)=SO3(g)+H2O(g) ΔH=177kJ/mol
②2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g) △H=196kJ/mol
写出反应Ⅱ的热化学反应方程式
(2)氯气的应用
CO2加氢制备甲酸(HCOOH)可用于回收利用CO2。温度为T1时,将等物质的量的CO2和H2充入体积为1L的密闭容器中发生反应:CO2(g)+H2(g)HCOOH(g) △H,化学平衡常数K=1
实验测得:v正=k正·c(CO2)·c(H2), v逆=k逆·c(HCOOH),k正、k逆为速率常数。
①当CO2的转化率为33.3%时,HCOOH的体积分数为
②T1时,k逆=
③采用电还原法也可将CO2转化为甲酸根,用Sn为阴极、Pt为阳极,KHCO3溶液为电解液进行电解。CO2应通入
④可用NaHCO3代替CO2作为碳源加氢制备甲酸。向反应器中加入NaHCO3水溶液、A1粉、Cu粉,在300℃下反应。NaHCO3用量一定时,Al、Cu的用量对碳转化量影响结果如图。由图可知,曲线d相对其它三条曲线碳转化量变化不大的主要原因是
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【推荐3】氮氧化物(NOx)是常见的大气污染物,能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。因此,研究氮氧化物(NOx)的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。请按要求回答下列问题:
(1)一氧化二氮是一种强大的温室气体,可用CO(g)在Co*的催化作用下还原N2O(g)以除去污染,反应的化学方程式为CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g),其反应历程和能量变化如图所示(逸出后物质认为状态未发生变化,在图中略去)。该反应分两步进行:
第一步:Co*(s)+N2O(g)CoO*(s)+N2(g) ΔH=+15.9kJ/mol;
第二步:___________ (填写第二步反应的热化学方程式)。
(2)汽车尾气中的NO可以和CO在催化转换器中发生反应,以减少尾气污染。某温度时,向2L恒容密闭体系中通入2molCO和1molNO气体,发生反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g),下列能说明反应达到平衡状态的是___________ (填序号)。
a.2v正(NO)=v逆(N2)
b.体系中混合气体密度不再改变
c.CO与NO转化率的比值不再改变
d.该温度下,的值不再改变
(3)某研究小组探究温度和催化剂对CO、NO转化率的影响。将CO和NO按物质的量之比1∶1以一定的流速分别通过两种催化剂(Cat-1和Cat-2)进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO的含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如图所示:①250℃脱氮率较好的催化剂是___________ (填“Cat-1”或“Cat-2”)。
②催化剂在Cat-2条件下,450℃后,脱氮率随温度升高而下降的原因是___________ 。
(4)用H2也可还原NO气体,其反应为2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-752kJ/mol。
为研究H2和NO的起始投料比对NO平衡转化率的影响,分别在不同温度下,向三个体积均为aL的刚性密闭容器中加入一定量H2和NO发生反应,实验结果如图:①反应温度T1、T2、T3从低到高的关系为___________ ﹔判断理由是___________ 。
②T1温度下,充入H2、NO分别为3mol、3mol,容器内的压强为wPa,反应进行到6min时达平衡,0~6min内N2的平均反应速率为___________ mol·L-1·min-1,该反应的平衡常数Kp=___________ (写出计算表达式)。
(1)一氧化二氮是一种强大的温室气体,可用CO(g)在Co*的催化作用下还原N2O(g)以除去污染,反应的化学方程式为CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g),其反应历程和能量变化如图所示(逸出后物质认为状态未发生变化,在图中略去)。该反应分两步进行:
第一步:Co*(s)+N2O(g)CoO*(s)+N2(g) ΔH=+15.9kJ/mol;
第二步:
(2)汽车尾气中的NO可以和CO在催化转换器中发生反应,以减少尾气污染。某温度时,向2L恒容密闭体系中通入2molCO和1molNO气体,发生反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g),下列能说明反应达到平衡状态的是
a.2v正(NO)=v逆(N2)
b.体系中混合气体密度不再改变
c.CO与NO转化率的比值不再改变
d.该温度下,的值不再改变
(3)某研究小组探究温度和催化剂对CO、NO转化率的影响。将CO和NO按物质的量之比1∶1以一定的流速分别通过两种催化剂(Cat-1和Cat-2)进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO的含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如图所示:①250℃脱氮率较好的催化剂是
②催化剂在Cat-2条件下,450℃后,脱氮率随温度升高而下降的原因是
(4)用H2也可还原NO气体,其反应为2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-752kJ/mol。
为研究H2和NO的起始投料比对NO平衡转化率的影响,分别在不同温度下,向三个体积均为aL的刚性密闭容器中加入一定量H2和NO发生反应,实验结果如图:①反应温度T1、T2、T3从低到高的关系为
②T1温度下,充入H2、NO分别为3mol、3mol,容器内的压强为wPa,反应进行到6min时达平衡,0~6min内N2的平均反应速率为
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