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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:176 题号:12534141
将CO2转化成C2H4可以变废为宝、改善环境。以CO2、C2H6为原料合成C2H4涉及的主要反应如下:
C2H6(g)=CH4(g)+H2(g)+C(s)       H=+9kJ•mol-1
C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)       H=-136kJ•mol-1
H2(g)+CO2(g)=H2O(g)+CO(g)       H=+41kJ•mol-1
(1)CO2、C2H6为原料合成C2H4的主要反应CO2(g)+C2H6(g)=C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)H=__;任意写出两点加快该反应速率的方法:_____
(2)0.1MPa时向密闭容器中充入CO2和C2H6,发生反应CO2(g)+C2H6(g)=C2H4(g)+H2O(g)+CO(g),温度对催化剂K—Fe—Mn/Si—2性能的影响如图所示:

①工业生产综合各方面的因素,反应选择800℃的原因是___
②C2H6的转化率随着温度的升高始终高于CO2的原因是___
③800℃时,随着的比值增大,CO2转化率将__(填“增大”或“减小”)。
(3)在800℃时,n(CO2):n(C2H6)=1:3,充入一定体积的密闭容器中,在有催化剂存在的条件下,发生反应CO2(g)+C2H6(g)=C2H4(g)+H2O(g)+CO(g),初始压强为P0,一段时间达到平衡,产物的物质的量分数之和与剩余反应物的物质的量分数之和相等,该温度下反应的平衡常数Kp__P0(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,用最简分式表示)。

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【推荐1】科学家研究出一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”,其简单流程如图所示(条件及物质未标出)。

(1)已知:、CO、的标准燃烧热(ΔH)分别为,则上述流程中第一步反应___________
(2)工业中制备甲醇的方程式为,某温度下,将充入体积不变的2L密闭容器中,发生上述反应,测得不同时刻反应前后的压强关系如下表,该温度下的平衡转化率为___________
时间/h123456
0.900.850.8360.810.800.80
(3)某温度下,将按物质的量之比1:3通入压强为8MPa的恒压密闭容器中,发生(2)中反应,达到平衡时,测得的平衡转化率为50%,则该反应条件下的平衡常数为___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)经催化加氢可合成低碳烯烃:。在0.1MPa时,按投料,如图所示为不同温度(T)下,平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系。

①该反应的ΔH___________(填“>”或“<”)。
②曲线c表示的物质为___________
③为提高的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是___________
2021-11-17更新 | 135次组卷
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【推荐2】(12分)新型洁净能源能够解决环境污染、能源短缺等问题,真正把“绿水青山就是金山银山”落实到我国的各个角落。氢气作为清洁高效、可持续“零碳”能源被广泛研究,而水煤气变换反应(WGSR)是一个重要的制氢手段。
(1)WGSR的氧化还原机理和羧基机理如图所示。则热化学方程式CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH中,对ΔH表述错误的是________(填字母)。

A.氧化还原机理途径:ΔHH1H2H5aH7
B.羧基机理途径:ΔHH1H4H5dH7
C.氧化还原机理途径:ΔHH1H3H5aH7
D.羧基机理途径:ΔHH1H4H5cH7
E.ΔHH1+H7
(2)水煤气变换反应在不同条件时CO的转化率不同,下图为压力、温度、不同温度时钾的化合物对CO的转化率的影响关系图,请认真观察图中信息,结合自己所学知识及生产实际,写出水煤气变换反应的条件:温度选择________℃;钾的化合物中_______催化效果最明显;压力选择______Mpa,选用此压力的原因为________

(3)如图是Au12Cu、Au12Pt、Au12Ni三种催化剂在合金团簇上WGSR最佳反应路径的基元反应能量图,反应能垒(活化能)最_______(填“高”或“低”)的步骤,为整个反应的速控步骤;三种催化剂催化反应的速控步骤__________(填“相同”或“不相同”);三种催化剂中,___________在合金团簇上的WGSR各基元反应能垒较小,对WGSR表现出较好的催化活性。

(4)已知某密闭容器中存在下列平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),CO的平衡物质的量浓度c(CO)与温度T的关系如图所示。若T1T2T3时的平衡常数分别为K1K2K3,则K1K2K3由小到大的关系为____________
2020-03-16更新 | 129次组卷
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【推荐3】实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策,是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求,依靠理论知识做基础。试运用所学知识,解决下列问题:
(1)已知某反应的平衡表达式为:K= 它所对应的化学反应为:___________
(2)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H =-90.8 kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H =-23.5 kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H =-41.3 kJ/mol
总反应:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) 的△H =___________
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,会发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下表所示:
温度/℃400500800
平衡常数K9.9491
该反应的正反应方向是___________反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为 0.020 mol/L,在该条件下,CO的平衡转化率为:___________
(4)从氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如   NO、NO2、N2O4等,对反应N2O4(g)2NO2(g) △H>0,在温度为 T1、T2 时,平衡体系中 NO2的体积分数随压强变化曲线如图甲所示。下列说法正确的是___________

A A、C 两点的反应速率:A>C
B A、C 两点气体的颜色:A 深,C浅
C A、C 两点的化学平衡常数:A>C
D 由状态 B 到状态 A,可以用加热的方法
(5)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3,25℃时,将m mol NH4NO3溶于水,溶液显酸性,向该溶液滴加 n L 氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将___________(填“正向”“不”或“逆向”)移动。
(6)某科研单位利用原电池原理,用SO2和O2来制备硫酸,装置如图乙所示,电极为多孔的材料能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。

①A电极为原电池的___________极(填“正”或“负”);
②溶液中的H+移向极(用 A、B 表示)___________
③B电极的电极反应式为___________
④电池的总反应式为___________
2020-12-04更新 | 440次组卷
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