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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:123 题号:11716812
(1)真空碳热冶铝法包含很多反应,其中的三个反应如下:
Al2O3(s)+3C(s)= Al2OC(s)+2CO(g) ΔH1
2Al2OC(s)+3C(s)= Al4C3(s)+2CO(g) ΔH2
2Al2O3(s)+9C(s)= Al4C3(s)+6CO(g) ΔH3
则ΔH3=____(用ΔH1、ΔH2表示)。
(2)下列是碳热还原法制锰合金的三个反应,CO与CO2平衡分压比的自然对数值(lnK=2.303lgK)与温度的关系如图所示(已知Kp是用平衡分压代替浓度计算所得的平衡常数,分压=总压×气体的物质的量分数)。
Ⅰ.Mn3C(s)+4CO2(g)3MnO(s)+5CO(g) Kp(Ⅰ)
Ⅱ.Mn(s)+CO2(g) MnO(s)+CO(g) Kp(Ⅱ)
Ⅲ.Mn3C(s)+CO2(g) 3Mn(s)+2CO(g) Kp(Ⅲ)

①ΔH>0的反应是____(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
②1 200 K时,在一体积为2 L的恒容密闭容器中有17.7 g Mn3C(s)和0.4 mol CO2,只发生反应Ⅰ,5 min后达到平衡,此时CO的浓度为0.125 mol/L,则0~5 min内v(CO2)=____
③在一体积可变的密闭容器中加入一定量的Mn(s)并充入一定量的CO2(g),只发生反应Ⅱ,下列能说明反应Ⅱ达到平衡的是____(填字母)。
A.容器的体积不再改变          B.固体的质量不再改变        C.气体的总质量不再改变
④向恒容密闭容器中加入Mn3C并充入0.1molCO2,若只发生反应Ⅲ,则在A点反应达到平衡,当容器的总压为a kPa时,CO2的转化率为_______;A点对应温度下Kp(Ⅲ)=_______

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【推荐1】“一带路”为中国化工企业开辟了新的国际市场,能源环保是基础。在能源领域科学家提出构想——富集空气中的CO2,并使之与H2反应生成可再生能源甲醇.流程如下:

(1)在合成塔中,若有4400gCO2与足量H2完全反应,生成气态的H2O和气态甲醇,可放出5370kJ的热量,写出该反应的热化学方程式________________
(2)一定条件下,向2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2在不同催化剂作用下发生反应I、反应II、反应III,相同时间内CO2的转化率随温度变化如图1所示:

①催化效果最佳的反应是_________(填“反应I”、“反应II”、“反应III”)。
②b点反应速率v(正)______v(逆) (填“>”、“=”或“<”)。
③若此反应在a点时已达平衡状态,a点的转化率比c点高的原因是_________
(3)选取合适的催化剂发生上述反应,测得甲醇的产率与反应温度、压强的关系如图2。
④分析图中数据可知,在220℃、5.0MPa时,CO2的转化率为________;将温度降低至140℃、压强减小至2.0MPa,CO2的转化率将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
⑤200℃、2.0MPa时,将amol/LCO2和3amol/LH2充入VL密闭容器中,在催化剂作用下反应达到平衡。根据图中数据计算所得甲醇的质量______g(用含a、V的代数式表示)。
(4)用NaOH溶液吸收CO2所得饱和碳酸钠溶液可以对废旧电池中的铅膏(主要成分PbSO4)进行脱硫反应。已知Ksp(PbSO4)=1.6×10-8,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14,PbSO4(s)+CO32-(aq)==PbCO3(s)+SO42-(aq),则该反应的平衡常数K=___(保留三位有效数字);若在其溶液中加入少量Pb(NO3)2晶体,则c(SO42-):c(CO32-)的比值将_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
2018-05-28更新 | 200次组卷
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【推荐2】目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇(CH3OH)。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol—1)的变化。

(1)该反应为_________热反应,原因是_____________________
(2)下列能说明该反应已经达到平衡状态的是_________(填序号)
A.v (H2)=3v(CO2)                 B.容器内气体压强保持不变
C.v(CO2)=v(CH3OH)               D.容器内气体密度保持不变
E.CH3OH 中1 mol H—O键断裂的同时2 mol C=O键断裂
F. 混合气体的平均摩尔质量不变
(3)在体积为1 L的密闭容器中,充入1 molCO2和3 molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示。从反应开始到平衡,用氢气浓度变化表示的平均反应速率v (H2)=________。 达平衡时容器内平衡时与起始时的压强比____________
(4)甲醇、氧气在酸性条件下可构成燃料电池,其负极的电极反应为________________
与铅蓄电池相比,当消耗相同质量的负极物质时,甲醇燃料电池的理论放电量是铅蓄电池的___________倍(保留小数点后1位)。
2017-06-24更新 | 85次组卷
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【推荐3】已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)   H=-41.2 kJ·mol1,该反应是当前大规模获取清洁能源H2的方法之一,也是为合成氨工业提供生产原料的反应。
(1)实际生产中,考虑生产成本,应提高___________的转化率。
若同时提高氢气的产率,可采取的下列措施有___________
a.增大CO浓度       b.增大H2O(g)浓度       c.增大压强       d.适当降低温度       e.分离出CO2
(2)若在800℃的恒容密闭容器中,充入1 mol CO和3 mol H2O,达平衡时CO转化率为75%。该反应的平衡常数为___________
(3)一定温度下,向该反应体系投入生石灰可增大H2的体积分数。根据CO2(g)+CaO(s)=CaCO3(s)   H=-178 kJ·mol1S=-169.3 J·mol1·K1,用此方法增大H2的体积分数需___________(填“较高”或“较低”)温度条件。
(4)上述体系制成的H2含有一定量的CO,若用于合成氨,其中的CO会造成催化剂“中毒”。有人从工业提纯粗镍的反应Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)   H<0得到启发,应用金属镍除去H2中的CO,且金属镍可循环使用。查阅资料可知,实际生产中分别在不同条件应用该反应:温度为200℃、50℃;压强为1 MPa、12 MPa。则适宜吸收CO的温度和压强是___________;适宜吸收剂再生的温度和压强是___________
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