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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:273 题号:12415368
甲醇是一种可再生能源,由CO2制备甲醇可能涉及的反应如下:
反应I:CO2(g)+3H2=CH3OH+H2O(g)       ΔH1=-49.58 kJ·mol-1
反应II:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)            ΔH3=-90.77 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应Ⅲ的ΔH2=_______,若反应I、II、III平衡常数分别为K1、K2、K3,则K2=_______(用K1、K3表示)。
(2)反应II自发进行的条件是_______(填“低温”“高温”或“任意温度”)。
(3)在一定条件下,2L恒容密闭容器中充入3molH2和1.5molCO2,仅发生反应I,实验测得不同反应温度与体系中CO2的平衡转化率的关系,如表所示。

温度/℃

500

T

CO2的平衡转化率

60%

40%


①T_______500℃(填“<”“>”或“=”)
②温度为500℃时,该反应10min时达到平衡,则用H2表示的反应速率为_______,该温度下,反应I的平衡常数K1=_______
(4)某研究小组将一定量的H2和CO2充入恒温密闭容器中,加入合适的催化剂(发生反应I、II、III),测得不同温度下体系达到平衡时,CO2的转化率和CH3OH的产率如图所示。

①该反应达到平衡后,为了同时提高反应速率和甲醇的产量,以下措施一定可行的是___(填标号)。
a.升高温度               b.缩小容器体积                      c.分离出甲醇                         d.增加CO2浓度
②温度高于260℃时,随温度的升高甲醇产率下降的原因是_______

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【推荐1】环氧乙烷可用于口罩等医用品的消毒。工业上以乙烯为原料利用氧化法生产环氧乙烷,涉及如下反应:
I.2CH2=CH2(g)+O2(g)2 ∆H1=-210kJ∙mol-1
II.CH2=CH2(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ∆H2=-1413.0kJ∙mol-1
已知:环氧乙烷的选择性=
回答下列问题:
(1)环氧乙烷的燃烧热(H)=_______kJ·mol-1
(2)反应II在_______(填“低温”或“高温”)下自发进行。
(3)一定条件下,在一密闭容器中只发生反应I,达到平衡后,再压缩容器体积,环氧乙烷的产率将_______(填“增大”或“减小”,下同),乙烯的浓度将_______
(4)在一定温度和压强下,为了增大反应速率和环氧乙烷的选择性,应_______
(5)向一密闭容器中通入2molCH2=CH2(g)和1.5molO2(g),乙烯的平衡转化率、环氧乙烷的选择性与温度或压强的关系如图所示。

①图中X代表_______(填“温度”或“压强”)。
②M、P两点正反应速率较大的是_______(填“M”或“P”)点,理由是_______
③在x和L2的条件下,达到平衡时容器的体积为1L,反应II的平衡常数是_______(结果精确到0.001)L2·mol-2
2021-05-15更新 | 292次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,表为制取Cu2O的三种方法:
方法I用炭粉在高温条件下还原CuO
方法II电解法,反应为2Cu+H2OCu2O+H2
方法III用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2

(1)工业上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法I,其原因是_______
(2)已知:2Cu(s)+O2(g)=Cu2O(s)   ∆H=-akJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g)   ∆H=-bkJ·mol-1
Cu(s)+O2(g)=CuO(s)   ∆H=-ckJ·mol-1
则方法I发生的反应:2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g);∆H=_______kJ·mol-1
(3)方法III为加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2,该制法的化学方程式为_______
(4)在相同的密闭容器中,用以上两种方法制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验:2H2O2H2(g)+O2(g)   ΔH>0,水蒸气的浓度随时间t变化如下表所示。
序号温度01020304050
T10.0500.04920.04860.04820.04800.0480
T10.0500.04880.04840.04800.04800.0480
T20.100.0940.0900.0900.0900.090

下列叙述正确的是_______(填字母代号)。
A.实验温度:T1<T2
B.实验②比实验①所用的催化剂效率低
C.实验①前20min的平均反应速率v(O2)=7×10-5mol·L-1min-1
D.T2条件下该反应的化学平衡常数为6.17×10-5mol/L
(5)25℃时,向50mL0.018mol/L的AgNO3溶液中加入50mL0.02mol/L盐酸,生成沉淀,若已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,则此时溶液中的c(Ag+)=_______。(体积变化忽略不计)若再向沉淀生成后的溶液中加入100mL0.01mol/L盐酸,是否继续产生沉淀_______(填“是”或“否”)。
2021-03-21更新 | 60次组卷
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【推荐3】氨和肼(N2H4)都是氮元素的重要氢化物,在工农业生产、生活中有广泛应用。
(1)工业中常用以下反应合成氨:N2+3H22NH3△H<0。某实验室在三个不同条件的密闭容器中,分别加入浓度均为c(N2)=0.100mol/L,c(H2)=0.300mol/L进行反应时,N2的浓度随时间的变化如下图①、②、③曲线所示:

装置③仅有一个反应条件与①不同,该条件为_______________,实验②平衡时H2的转化率为_____________
(2)肼是一种具有强还原性的无色油状液体,可用作燃料。
①在火箭推进器中装有胼(N2H4)和液态H2O2,已知0.4mol液态N2H4和足量液态H2O2反应,生成气态N2和气态H2O,放出256.6kJ的热量。该反应的热化学方程式为_____________________________________________________
②肼(N2H4)-空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池,电解质溶液是20%-30%的KOH溶液。已知肼在101kPa、25℃条件下的燃烧热为624kJ·mol-1,如果此燃料电池的能量转化率为50%,当消耗空气2.24L(已折算为标准状况下体积)时,则此电池产生的电能约为_________kJ。(假设空气中氧气的体积含量为20%,产物为液态水)

(3)肼又称“联氨”,为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,肼第一步电离反应的平衡常数值为____________.(已知:N2H4+H+N2H5+的K=8.7×107;KW=1.0×10-14
2018-01-24更新 | 169次组卷
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