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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:299 题号:12977240
推进能源绿色转型,实现“碳达峰、碳中和”,事关经济社会发展全局。甲烷化以及甲烷二氧化碳重整是能源综合利用领域的研究热点。
(1)在一定温度和压力条件下,将按一定比例混合的通过装有催化剂的反应器可得到。298K时,相关物质的相对能量如下图,则该反应的热化学方程式为___________

(2)催化剂的选择是甲烷化的核心,金属均可作为催化剂。
①催化剂原子的基态核外电子的空间运动状态有___________种。
催化形成的反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注),存在的副反应的化学方程式为___________

③上述两种不同催化剂的条件下反应相同时间,测得转化率和生成选择性随温度变化影响如下图所示。高于320℃后,以为催化剂,转化率略有下降,而以为催化剂,转化率却仍在上升,其原因是;对比上述两种催化剂的催化性能,工业上应选择的催化剂和温度分别是___________

(3)甲烷与二氧化碳重整是一个复杂的反应体系,主要反应有:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应III:
在一定条件下,1L恒容密闭容器中充入,测得的平衡转化率分别为60%和20%,则该温度下反应Ⅰ的平衡常数___________;若平衡时总压强为,则___________。(分压总压物质的量分数)

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐1】环氧乙烷(   )、环氧丙烷(   )都是重要的化工原料且用途广泛。回答下列问题:
(1)已知:
     
②2               
                     _____
(2)某温度下,物质的量均为1mol的CH2=CH2和O2在0.5L的刚性容器内发生反应③,5min后反应达到平衡,气体总压减少了20%。
①平衡时CH2=CH2(g)的转化率为____,达到平衡后,欲增加CH2=CH2(g)的平衡转化率,可采取的措施是____(填一条措施即可)。
②0~5min内,环氧乙烷的生成速率为____
③该反应的平衡常数K_____(精确到0.01)。
④当进料气CH2=CH2和O2的物质的量不变时,T1℃时达到反应平衡,请在图1中画出温度由T1℃变化到T2℃的过程中乙烯的转化率与温度的关系____
       
(3)将丙烯与饱和食盐水的电解产物反应,转化为氯丙醇[CH3CH(OH)CH2Cl][已知:CH3CH=CH2+H2O+Cl2→CH3CH(OH)CH2Cl+HCl],氯丙醇进一步反应生成环氧丙烷,其电解简易装置如图2所示。
①a电极上的电极反应式为______
②b电极区域生成环氧丙烷的化学方程式为______
2019-09-20更新 | 282次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】甲醇是结构最为简单的饱和一元醇,又称“木醇”或“木精”。甲醇是一碳化学基础的原料和优质的燃料,主要应用于精细化工、塑料、能源等领域。已知甲醇制备的有关化学反应如下:反应①:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) =-90.77kJ/mol 反应②:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)  反应③:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) =-49.58kJ/mol
(1)反应②的2__________________
(2)若500℃时三个反应的平衡常数依次为K1、K2与K3,则K3_________(用K1、K2表示)。已知500℃时K1、K2的值分别为2.5、1.0,并测得该温度下反应③在某时刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol/L)分别为0.8、0.1、0.3、0.15,则此时V________V(填“>”、“=”或“<”)
(3)在3L容积可变的密闭容器中发生反应②,c(CO)随反应时间t变化如图中曲线I所示。若在t0时刻分别改变一个条件,曲线I变为曲线II和曲线III。当曲线I变为曲线II时,改变的条件是__________________。当通过改变压强使曲线I变为曲线III时,曲线III达到平衡时容器的体积为_____________

(4)甲醇燃料电池可能成为未来便携电子产品应用的主流。某种甲醇燃料电池工作原理如图所示,则通入a气体的电极电极反应式为__________________
(5)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。常温条件下,将a mol/L的CH3COOH与b mol/L Ba(OH)2溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba2)=c(CH3COO),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为________________
2016-12-09更新 | 641次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐3】转化为有机燃料是实现碳资源可持续利用的有效途径。
(1)催化加氢制甲醇。向容积为2L的恒容、绝热密闭容器中通入2.0 mol和3.0 mol,发生反应如下:   
①反应在5min时达平衡,测得此时容器内的物质的量之比为,则前5min内,该反应的平均反应速率___________
②下列可用来判断该反应已达到平衡状态的有___________(填标号)。
A.       B.容器中
C.混合气体的密度保持不变       D.容器内的温度保持不变
③两分子甲醇可进一步脱水制得二甲醚:
   
___________
(2)催化加氢制甲烷。向恒压、密闭容器中通入1mol和4mol,在催化剂作用下发生如下反应:
反应Ⅰ:   
反应Ⅱ:   
反应Ⅲ:   
上述反应达平衡时,容器中和CO的物质的量随温度的变化关系如图所示。
①曲线A表示___________的物质的量随温度的变化。
②800℃时曲线B代表物质的物质的量远大于400℃时的物质的量,其原因是___________

③曲线C代表物质的物质的量随温度的升高,先逐渐增大后逐渐减小。在200-600℃间,曲线C逐渐上升的原因是___________
2022-06-29更新 | 326次组卷
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