CO2、CO、H2催化合成醇可减排温室气体并合成可再生燃料,是新能源领域的研究前沿。已知CO2与H2混合后一定条件下可发生下列两个可逆反应:
I、CO2(g)+3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.0 kJ·mol−1
II、CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(g) ΔH2= 41.1 kJ·mol−1
(1)H2还原CO反应合成甲醇的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g) = CH3OH(g) ΔH,则ΔH=_______ kJ·mol−1。
(2)1 mol CO2和3 mol H2混和气体在一定条件下反应,测得CO2平衡转化率、平衡时含碳产物中CH3OH和CO的物质的量分数随温度变化如图-1所示
①图中平衡时产物中CO的百分含量对应的曲线是_______ (填“b”或“c”),理由为_______ 。
②图中X点时,CO2的平衡转化率为25%,则此时混合体系中n(CH3OH)∶n(CO)∶n(CO2)=_______ ;H2的转化率为_______ %(保留三位有效数字)。
(3)CO和H2O可以在Fe(CO)5催化作用下发生反应II,其反应机理如图-2所示。OH-在此反应中的作用是_______ ;若参与反应的为C18O,则生成的二氧化碳成分为_______ (填“只有CO18O”或“只有CO2” 或“CO18O和CO2”)
I、CO2(g)+3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.0 kJ·mol−1
II、CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(g) ΔH2= 41.1 kJ·mol−1
(1)H2还原CO反应合成甲醇的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g) = CH3OH(g) ΔH,则ΔH=
(2)1 mol CO2和3 mol H2混和气体在一定条件下反应,测得CO2平衡转化率、平衡时含碳产物中CH3OH和CO的物质的量分数随温度变化如图-1所示
①图中平衡时产物中CO的百分含量对应的曲线是
②图中X点时,CO2的平衡转化率为25%,则此时混合体系中n(CH3OH)∶n(CO)∶n(CO2)=
(3)CO和H2O可以在Fe(CO)5催化作用下发生反应II,其反应机理如图-2所示。OH-在此反应中的作用是
更新时间:2021-01-27 21:00:30
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【推荐1】将转化为等燃料有助于降低大气中浓度,还能获得乙醇等高附加值化学品,是实现“碳中和”目标的一种有效途径。
(1)已知下列反应的热化学方程式:
Ⅰ.2CO2(g)+2H2O(g)⇌2C2H4(g)+3O2(g) K1 ΔH1=+1323kJ/mol
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) K2 ΔH2=+41kJ/mol
Ⅲ.C2H4(g)+H2O(g)⇌C2H5OH(g) K3 ΔH3=-45.5kJ/mol
反应2CO(g)+5H2O(g)⇌2C2H5OH(g)+3O2(g)+2H2(g)的___________ ,平衡常数K=___________ (用和表示)。
(2)将5mol和20mol通入起始压强为p的某恒容密闭容器中发生反应Ⅳ:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) K4 ΔH4=-165kJ/mol(主反应)和反应Ⅱ(副反应),平衡时容器中含碳物质的物质的量随温度的变化如图1所示。①为了提高的产率,理论上应采用的措施是___________ (填“低”或“高”,后同)温___________ 压。
②800K时,反应Ⅱ的平衡常数___________ (用平衡分压代替物质的量浓度计算,保留两位有效数字)。
③500K时,若只发生反应Ⅳ,下列说法能判断反应达到平衡状态的是___________ (填标号)。
A.消耗1mol的同时生成2mol
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.的体积分数不再变化
D.体系的温度不再发生变化
(3)我国科学家提出了一种用双催化剂协同催化合成的路径。先利用催化剂将转化为*CO(*表示吸附态)和游离态的CO,再经过一系列的反应形成,该过程能量与反应进程的关系如图2所示。①该过程的决速步骤是___________ (用“→”表示含碳物质间的转化)。
②游离态CO的自由能___________ (填“大于”或“小于”) *CO的自由能。
(1)已知下列反应的热化学方程式:
Ⅰ.2CO2(g)+2H2O(g)⇌2C2H4(g)+3O2(g) K1 ΔH1=+1323kJ/mol
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) K2 ΔH2=+41kJ/mol
Ⅲ.C2H4(g)+H2O(g)⇌C2H5OH(g) K3 ΔH3=-45.5kJ/mol
反应2CO(g)+5H2O(g)⇌2C2H5OH(g)+3O2(g)+2H2(g)的
(2)将5mol和20mol通入起始压强为p的某恒容密闭容器中发生反应Ⅳ:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) K4 ΔH4=-165kJ/mol(主反应)和反应Ⅱ(副反应),平衡时容器中含碳物质的物质的量随温度的变化如图1所示。①为了提高的产率,理论上应采用的措施是
②800K时,反应Ⅱ的平衡常数
③500K时,若只发生反应Ⅳ,下列说法能判断反应达到平衡状态的是
A.消耗1mol的同时生成2mol
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.的体积分数不再变化
D.体系的温度不再发生变化
(3)我国科学家提出了一种用双催化剂协同催化合成的路径。先利用催化剂将转化为*CO(*表示吸附态)和游离态的CO,再经过一系列的反应形成,该过程能量与反应进程的关系如图2所示。①该过程的决速步骤是
②游离态CO的自由能
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【推荐2】用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:
反应1:CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ∆H1=-574kJ·mol-1
反应2:CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ∆H2=-1160kJ·mol-1
(1)1mol CH4还原NO2至N2,写出该过程的热化学方程式___________ 。
(2)用CH4催化还原NO,能提高N2的平衡产率的措施是___________(填字母)。
(3)一定温度下,在初始体积为2L恒容密闭容器中通入1mol CH4和4mol NO(假设只发生反应2)。
①下列能说明该反应已经达到平衡状态的是___________ (填字母)。
A.c(CH4)和c(CO2)的浓度比保持不变 B.混合气体的密度保持不变
C.CH4的消耗速率等于CO2的消耗速率 D.容器内气体压强保持不变
②后该反应达到平衡,测得容器中N2的物质的量为。则从反应开始至刚达到平衡用NO表示的反应速率v(NO)=___________ 。
(4)为了提高CH4和NO转化为N2的产率,种学家寻找了一种新型的催化剂。将CH4和NO按一定比例、一定流速通过装有上述新型催化剂的反应器中,反应相同时间,测得N2的产率与温度的关系如图1所示,OA段N2产率随温度升高而增大的原因是___________ 。
(5)对于反应2而言,不同温度下,CH4的浓度变化如图2所示,下列说法正确的是___________(填字母)。
反应1:CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ∆H1=-574kJ·mol-1
反应2:CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ∆H2=-1160kJ·mol-1
(1)1mol CH4还原NO2至N2,写出该过程的热化学方程式
(2)用CH4催化还原NO,能提高N2的平衡产率的措施是___________(填字母)。
A.升高温度 | B.增大压强 | C.降低温度 | D.降低压强 |
①下列能说明该反应已经达到平衡状态的是
A.c(CH4)和c(CO2)的浓度比保持不变 B.混合气体的密度保持不变
C.CH4的消耗速率等于CO2的消耗速率 D.容器内气体压强保持不变
②后该反应达到平衡,测得容器中N2的物质的量为。则从反应开始至刚达到平衡用NO表示的反应速率v(NO)=
(4)为了提高CH4和NO转化为N2的产率,种学家寻找了一种新型的催化剂。将CH4和NO按一定比例、一定流速通过装有上述新型催化剂的反应器中,反应相同时间,测得N2的产率与温度的关系如图1所示,OA段N2产率随温度升高而增大的原因是
(5)对于反应2而言,不同温度下,CH4的浓度变化如图2所示,下列说法正确的是___________(填字母)。
A.T1大于T2 |
B.c点二氧化碳的浓度为0.2 mol·L-1 |
C.a点正反应速率大于b点的正反应速率 |
D.a点的反应速率一定比c点的反应速率小 |
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【推荐3】全球碳计划组织(GCP,The Global Carbon Project)报告称,2018年全球碳排放量约371亿吨,达到历史新高。
(1)中科院设计了一种新型的多功能复合催化剂,实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油,其过程如图1所示。
①已知:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H= + 41 kJ·mol-1
2CO2(g)+6H2(g)=4H2O(g)+CH2=CH2(g) △H= -128 kJ·mol-1
则上述过程中CO和H2转化为CH2=CH2的热化学方程式是_________ 。
②下列有关CO2转化为汽油的说法,正确的是___________________ (填标号)。
A. 该过程中,CO2转化为汽油的转化率高达78%
B. 中间产物Fe5C2的生成是实现CO2转化为汽油的关键
C. 在Na-Fe3O4上发生的反应为CO2+H2=CO+H2O
D. 催化剂HZSM-5可以提高汽油中芳香烃的平衡产率
③若在一容器中充入一定量的CO2和H2,加入催化剂恰好完全反应,且产物只生成C5以上的烷烃类物质和水。则起始时CO2和H2的物质的量之比不低于_________ 。
(2)研究表明,CO2和H2在一定条件下可以合成甲醇。反应方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0。一定条件下,往2L恒容密闭容器中充入1.0molCO2和3.0molH2,在不同催化剂作用下合成甲醇,相同时间内CO2的转化率随温度变化关系如图2所示。
①该反应自发进行的条件是__________ (填“高温”“低温”或“任意温度”)
②催化效果最佳的催化剂是__________ (填“A”“B”或“C”);b点时,________ (填“>”“<”或“=”)。
③若容器容积保持不变,则不能说明该反应达到化学平衡状态的是________ 。
a.c(CO2)与c(H2)的比值保持不变
b.v(CO2)正=v(H2O)逆
c.体系的压强不再发生变化
d.混合气体的密度不变
e.有lmolCO2生成的同时有断开3mol的H-H键
f.气体的平均相对分子质量不变
④已知容器内的起始压强为100 kPa,若图2中c点已达到平衡状态,则该温度下反应的平衡常数Kp =____________________ (只列出计算式,不要求化简,Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(1)中科院设计了一种新型的多功能复合催化剂,实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油,其过程如图1所示。
①已知:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H= + 41 kJ·mol-1
2CO2(g)+6H2(g)=4H2O(g)+CH2=CH2(g) △H= -128 kJ·mol-1
则上述过程中CO和H2转化为CH2=CH2的热化学方程式是
②下列有关CO2转化为汽油的说法,正确的是
A. 该过程中,CO2转化为汽油的转化率高达78%
B. 中间产物Fe5C2的生成是实现CO2转化为汽油的关键
C. 在Na-Fe3O4上发生的反应为CO2+H2=CO+H2O
D. 催化剂HZSM-5可以提高汽油中芳香烃的平衡产率
③若在一容器中充入一定量的CO2和H2,加入催化剂恰好完全反应,且产物只生成C5以上的烷烃类物质和水。则起始时CO2和H2的物质的量之比不低于
(2)研究表明,CO2和H2在一定条件下可以合成甲醇。反应方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0。一定条件下,往2L恒容密闭容器中充入1.0molCO2和3.0molH2,在不同催化剂作用下合成甲醇,相同时间内CO2的转化率随温度变化关系如图2所示。
①该反应自发进行的条件是
②催化效果最佳的催化剂是
③若容器容积保持不变,则不能说明该反应达到化学平衡状态的是
a.c(CO2)与c(H2)的比值保持不变
b.v(CO2)正=v(H2O)逆
c.体系的压强不再发生变化
d.混合气体的密度不变
e.有lmolCO2生成的同时有断开3mol的H-H键
f.气体的平均相对分子质量不变
④已知容器内的起始压强为100 kPa,若图2中c点已达到平衡状态,则该温度下反应的平衡常数Kp =
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【推荐1】掺杂硒的纳米氧化亚铜催化剂可用于工业上合成甲醇,其反应为:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=a kJ·mol-1.回答下列问题:
(1)若按=1的投料比将H2与CO充入V L的刚性恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测定CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示。
①压强P1、P2、P3由小到大的顺序是___________ 。
②T1℃,若向该容器中充入3.0 mol H2和3.0 mol CO发生上述反应,5min后反应达到平衡(M点),则0~5 min内,v(H2)=___________ mol·L-1·min-1。
③X、Y、M、N四点,平衡常数从大到小关系是___________ 。
(2)若向起始温度为325℃的10 L刚性恒容密闭容器中充入2 mol CO和3 mol H2,发生反应,体系总压强(p)与时间(t)的关系如图2中曲线I所示;曲线II为只改变某一条件的变化曲线,曲线中平衡温度与起始温度相同。
①曲线II所对应的改变条件可能为___________ 。
②体系总压强先增大后减小的原因为___________ 。
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H=a kJ·mol-1.回答下列问题:
(1)若按=1的投料比将H2与CO充入V L的刚性恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测定CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示。
①压强P1、P2、P3由小到大的顺序是
②T1℃,若向该容器中充入3.0 mol H2和3.0 mol CO发生上述反应,5min后反应达到平衡(M点),则0~5 min内,v(H2)=
③X、Y、M、N四点,平衡常数从大到小关系是
(2)若向起始温度为325℃的10 L刚性恒容密闭容器中充入2 mol CO和3 mol H2,发生反应,体系总压强(p)与时间(t)的关系如图2中曲线I所示;曲线II为只改变某一条件的变化曲线,曲线中平衡温度与起始温度相同。
①曲线II所对应的改变条件可能为
②体系总压强先增大后减小的原因为
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【推荐2】二氧化碳加氢制甲醇和甲烷重整对碳资源利用具有重要的战略意义。回答下列问题:
Ⅰ.加氢选择合成甲醇的主要反应如下:
①
②
③
(1)在一定温度下,由最稳定单质生成1mol某物质的焓变叫做该物质的标准摩尔生成焓,下表为298K时几种物质的标准摩尔生成焓()。
有利于反应①自发进行的条件是_______ (填“高温”或“低温”),_______ 。
(2)反应②的反应速率,其中、分别为正、逆反应速率常数。该反应的平衡常数,则_______ ,升高温度时_______ (填“增大”,“减小”或“不变”)。
Ⅱ.甲烷重整工艺主要包括甲烷水蒸汽重整制氢、甲烷部分氧化重整制氢、甲烷二氧化碳重整制氢、甲烷三重整制氢等。
(3)甲烷三重整制氢的逆反应。若将与CO按物质的量之比加入反应装置,在不同条件下达到平衡时甲烷的物质的量分数为,在条件下与p的关系和在条件下与t的关系如图所示。
当CO的平衡转化率为时,反应条件可能是250℃、或_______ ;图中能表示相同状态下,相同平衡状态的点是_______ 。甲烷三重整制氢工业一般将反应温度设置为750~920℃,将反应压力设置为2~3MPa,并向转化炉内通入空气或氧气,通入空气或氧气的目的是_______ 。
(4)同时进行甲烷与二氧化碳的重整反应制备合成气是当前的研究热点,反应为④,该反应的Arrhenius经验公式实验数据如图所示,已知Arrhenius经验公式(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)反应的逆反应活化能为_______ 。(用含“、、、”的式子表示)
Ⅰ.加氢选择合成甲醇的主要反应如下:
①
②
③
(1)在一定温度下,由最稳定单质生成1mol某物质的焓变叫做该物质的标准摩尔生成焓,下表为298K时几种物质的标准摩尔生成焓()。
物质 | ||||||
0 | 0 | -110.5 | -393.5 | -241.8 | -201.2 |
(2)反应②的反应速率,其中、分别为正、逆反应速率常数。该反应的平衡常数,则
Ⅱ.甲烷重整工艺主要包括甲烷水蒸汽重整制氢、甲烷部分氧化重整制氢、甲烷二氧化碳重整制氢、甲烷三重整制氢等。
(3)甲烷三重整制氢的逆反应。若将与CO按物质的量之比加入反应装置,在不同条件下达到平衡时甲烷的物质的量分数为,在条件下与p的关系和在条件下与t的关系如图所示。
当CO的平衡转化率为时,反应条件可能是250℃、或
(4)同时进行甲烷与二氧化碳的重整反应制备合成气是当前的研究热点,反应为④,该反应的Arrhenius经验公式实验数据如图所示,已知Arrhenius经验公式(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)反应的逆反应活化能为
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【推荐3】第26届联合国气候变化大会于2021年11月在英国召开,碳排放问题是大会讨论的焦点,而我国早就向国际社会承诺2030年“碳达峰”,2060年实现“碳中和”。为了实现这些目标,对的研究就成了科技界关注的重点,下面是一些可使转化为高附加值化学品的反应,请回答相关问题:
(1)工业上可以为原料生产尿素,反应实际为两步进行:
Ⅰ:
Ⅱ:
已知:
①请写出以为原料,合成尿素和液态水的热化学方程式___________ 。
②T1℃时,在1L的密闭容器中充入和模拟工业生产,,如图是平衡转化率(α)与x的关系。求图中A点的平衡转化率α=___________ %(结果保留三位有效数字)。
(2)在催化剂下可与同时发生如下反应Ⅰ、Ⅱ,可得到燃料。
Ⅰ.
Ⅱ.
①若要提高反应Ⅰ的选择性,最佳措施是___________ 。
A.缩小容器体积 B.降低温度 C.升高温度 D.使用合适的催化剂
②在存在的条件下,保持温度T不变,在一刚性密闭容器中,充入一定量的及,发生上面两个反应,起始及达平衡时,容器内各气体物质的量如下表:
若反应Ⅰ、Ⅱ均达平衡时,,则表中___________ ;若此时,则反应Ⅱ的平衡常数___________ 。[已知:气体各组分的分压,等于总压乘以其体积分数]
③在不同的催化剂和不同条件下,可与反应生成的主要物质会发生改变,不再是而是相关反应是,该反应的活化能Ea(正)___________ Ea (逆)(填“>”“=”或“<”)。
(3)科学家用氮化镓材料与铜组装如图的人工光合系统,利用该装置成功地实现了以和合成。
①写出铜电极表面的电极反应式:___________ 。
②为提高该人工光合系统的工作效率,可向装置中加入少量___________ (选填“盐酸”或“硫酸”)。
(1)工业上可以为原料生产尿素,反应实际为两步进行:
Ⅰ:
Ⅱ:
已知:
①请写出以为原料,合成尿素和液态水的热化学方程式
②T1℃时,在1L的密闭容器中充入和模拟工业生产,,如图是平衡转化率(α)与x的关系。求图中A点的平衡转化率α=
(2)在催化剂下可与同时发生如下反应Ⅰ、Ⅱ,可得到燃料。
Ⅰ.
Ⅱ.
①若要提高反应Ⅰ的选择性,最佳措施是
A.缩小容器体积 B.降低温度 C.升高温度 D.使用合适的催化剂
②在存在的条件下,保持温度T不变,在一刚性密闭容器中,充入一定量的及,发生上面两个反应,起始及达平衡时,容器内各气体物质的量如下表:
CO2 | H2 | CH3OH | CO | H2O(g) | 总压/kPa | |
起始/mol | 5 | 7 | 0 | 0 | 0 | p0 |
平衡/mol | n1 | n2 | p |
若反应Ⅰ、Ⅱ均达平衡时,,则表中
③在不同的催化剂和不同条件下,可与反应生成的主要物质会发生改变,不再是而是相关反应是,该反应的活化能Ea(正)
(3)科学家用氮化镓材料与铜组装如图的人工光合系统,利用该装置成功地实现了以和合成。
①写出铜电极表面的电极反应式:
②为提高该人工光合系统的工作效率,可向装置中加入少量
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【推荐1】以CO2为原料合成CH3OH和CH3OCH3是实现碳中和的重要途径之一。有关反应如下:
反应I.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.0kJ·mol-1
反应Ⅱ.2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-25.0kJ·mol-1
反应Ⅲ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH3=+41.2kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应Ⅳ:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH4=___________ 。
(2)在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2氢化合成甲醇(反应I)的历程如图所示。
在反应气中加入少量水能够提升甲醇产率的原因是___________ 。
(3)催化条件下,某密闭容器中投入CO2和H2发生反应I和反应Ⅱ,实验测得温度对平衡体系中甲醇、甲醚含量的影响如图所示。
600K以下,甲醇百分含量变化的可能原因是___________ ;一定温度下,增大压强,甲醚的百分含量___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)在5MPa下,CO2和H2按物质的量之比为1∶3进行投料,发生反应I和反应Ⅲ,平衡时CO和CH3OH在含碳产物中的物质的量分数及CO2转化率随温度的变化如图所示。图中n代表的物质是___________ ;150~400℃范围内,随温度升高,H2O的平衡产量变化趋势是___________ ;270℃时CH3OH的分压为___________ (保留2位有效数字,下同),反应Ⅲ的平衡常数Kp=___________ (Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
反应I.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.0kJ·mol-1
反应Ⅱ.2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-25.0kJ·mol-1
反应Ⅲ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH3=+41.2kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应Ⅳ:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH4=
(2)在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2氢化合成甲醇(反应I)的历程如图所示。
在反应气中加入少量水能够提升甲醇产率的原因是
(3)催化条件下,某密闭容器中投入CO2和H2发生反应I和反应Ⅱ,实验测得温度对平衡体系中甲醇、甲醚含量的影响如图所示。
600K以下,甲醇百分含量变化的可能原因是
(4)在5MPa下,CO2和H2按物质的量之比为1∶3进行投料,发生反应I和反应Ⅲ,平衡时CO和CH3OH在含碳产物中的物质的量分数及CO2转化率随温度的变化如图所示。图中n代表的物质是
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【推荐2】甲醇又称“木醇”或“木精”,具有毒性。工业酒精中大约含有4%的甲醇,若被不法分子当作食用酒精制作假酒,饮用后,会产生甲醇中毒。甲醇的致命剂量大约是70,但甲醇也是一种新型可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业通常由一氧化碳与氢气反应制得,原理如下:
(1)下表所列数据是在不同温度下,工业合成甲醇反应的化学平衡常数(K)
则该反应的平衡常数表达式_______ ,_______ 0(填“>”、“<”或“=”)
(2)某温度下,将2和4充入2L密闭容器中充分反应后,达到平衡,测得的物质的量浓度为0.5,则此时氢气的转化率为_________ ,反应进行的温度为_________ 。
(3)将一定量的氢气与一氧化碳通入一个密闭容器中,模拟工业制取甲醇的过程,当压强一定的体系时,测得平衡体系中甲醇的质量分数随温度变化情况如下图所示,回答下列问题:
①A B C D E各状态中,(正)>(逆)的是_________ (填字母)
②若维持不变,从E点→A点所需时间,维持不变,从D点→C点所需时间为,则________ (填“>”“=”或“<”)
③欲要求E状态从水平方向到C状态后,再沿平衡曲线到达A状态,从理论上讲,可选用的条件是________ (填字母)
A.从T1无限缓慢升温至T2,再由T2无限缓慢降温至T1
B.从T1迅速升温至T2,再由T2无限缓慢降温至T1
C.从T1迅速升温至T2,再由T2迅速降温至T1
(1)下表所列数据是在不同温度下,工业合成甲醇反应的化学平衡常数(K)
温度/℃ | 250 | 300 | 350 |
K | 2.0 | 1.0 | 0.01 |
则该反应的平衡常数表达式
(2)某温度下,将2和4充入2L密闭容器中充分反应后,达到平衡,测得的物质的量浓度为0.5,则此时氢气的转化率为
(3)将一定量的氢气与一氧化碳通入一个密闭容器中,模拟工业制取甲醇的过程,当压强一定的体系时,测得平衡体系中甲醇的质量分数随温度变化情况如下图所示,回答下列问题:
①A B C D E各状态中,(正)>(逆)的是
②若维持不变,从E点→A点所需时间,维持不变,从D点→C点所需时间为,则
③欲要求E状态从水平方向到C状态后,再沿平衡曲线到达A状态,从理论上讲,可选用的条件是
A.从T1无限缓慢升温至T2,再由T2无限缓慢降温至T1
B.从T1迅速升温至T2,再由T2无限缓慢降温至T1
C.从T1迅速升温至T2,再由T2迅速降温至T1
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
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解题方法
【推荐3】1913年,德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产,被称作解救世界粮食危机的化学天才。现将lmolN2和3molH2投入1L的密闭容器,在一定条件下,利用如下反应模拟哈伯合成氨的工业化生产: N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)△H < 0 当改变某一外界条件(温度或压强)时,NH3的体积分数φ(NH3)变化趋势如下图所示。
(1)已知:①NH3(l) NH3(g) ΔH1②N2(g)+3H2(g) 2NH3(l) ΔH2,则反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的△H=________ (用含△H1、△H2的代数式表示)。
(2)X轴上a点的数值比b点_____ (填“大”或“小”),Y轴表示_______ (填“温度”或“压强”)。
(3)将1mol N2和3mol H2分别投入起始容积为1L的密闭容器中,实验条件相关数据如下表所示:
下列判断正确的是________ 。
A.放出热量:Ql< Q2<|△H| B.N2的转化率:I> III
C.平衡常数:II >I D.达平衡时氨气的体积分数:I>II
(4)平衡时,M点NH3的体积分数为10%。若同温同容下,再充入0.2mol N2,0.6mol H2和1.6molNH 3,重新达平衡时NH3的体积分数________ 10%(填“>”、“<”、“=”或“无法确定”)。
(5)某科研小组探究在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对合成NH3反应的影响.实验结果如图所示:(图中T2和T1表示温度,n表示起始时H2的物质的量)
①图象中T2和T1的关系是:T2_____ T1(填“>”、“<”、“=”或“无法确定”)。
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最大的是___ (填字母)。
(1)已知:①NH3(l) NH3(g) ΔH1②N2(g)+3H2(g) 2NH3(l) ΔH2,则反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的△H=
(2)X轴上a点的数值比b点
(3)将1mol N2和3mol H2分别投入起始容积为1L的密闭容器中,实验条件相关数据如下表所示:
容器编号 | 实验条件 | 平衡时反应中的能量变化 |
I | 恒温恒容 | 放热Q1kJ |
II | 恒温恒压 | 放热Q2kJ |
III | 恒容绝热 | 放热Q3kJ |
A.放出热量:Ql< Q2<|△H| B.N2的转化率:I> III
C.平衡常数:II >I D.达平衡时氨气的体积分数:I>II
(4)平衡时,M点NH3的体积分数为10%。若同温同容下,再充入0.2mol N2,0.6mol H2和1.6molNH 3,重新达平衡时NH3的体积分数
(5)某科研小组探究在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对合成NH3反应的影响.实验结果如图所示:(图中T2和T1表示温度,n表示起始时H2的物质的量)
①图象中T2和T1的关系是:T2
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最大的是
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