合成是转化的一种应用,甲醇作为一种可再生能源,工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应一:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1
反应二:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
(1)相同条件下,反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH3,则ΔH3=___________ (用ΔH1和ΔH2表示)。
(2)下表所列数据是反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1在不同温度下的化学平衡常数(K)。
①此反应的ΔS___________ 0(填“>”“=”或“<”),该反应在___________ (填“高温”或“低温”)下能自发进行。
②某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2 mol/L,则CO的转化率是___________ ,此时的温度是___________ 。
③若容器容积不变,则下列措施可提高CO转化率的是___________ (填序号)。
a.使用高效催化剂 b.充入He,使体系总压强增大
c.将CH3OH(g)从体系中分离 d.充入CO,使体系总压强增大
(3)比较这两种合成甲醇的方法,原子利用率较高的是___________ (填“反应一”或“反应二”)。
反应一:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1
反应二:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
(1)相同条件下,反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH3,则ΔH3=
(2)下表所列数据是反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度/℃ | 250 | 300 | 350 |
平衡常数(K) | 2.04 | 0.27 | 0.012 |
①此反应的ΔS
②某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2 mol/L,则CO的转化率是
③若容器容积不变,则下列措施可提高CO转化率的是
a.使用高效催化剂 b.充入He,使体系总压强增大
c.将CH3OH(g)从体系中分离 d.充入CO,使体系总压强增大
(3)比较这两种合成甲醇的方法,原子利用率较高的是
更新时间:2021-06-01 06:52:02
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【推荐1】Ⅰ下图为H2和Cl2生成HCl过程中的能量变化:
请回答下列有关问题:
(1)H2+Cl2═2HCl是_______ (填“吸热”或“放热”)反应,反应物的总能量_______ (填“>”,“=”或“<”)生成物的总能量;
(2)当有1molHCl生成时,反应_________ (填“吸收”或“放出”)的能量为________ KJ。
Ⅱ 一个完整的氧化还原反应方程式可拆写成两个半反应式,一个为氧化反应式,一个为还原反应式。
(1)已知某一反应的半反应式分别为CH4+10OH-—8e-=CO32-+7H2O和O2+2H2O+4e-=4OH-请写出该反应的总反应式:________________________ 。
(2)下图为氢氧燃料电池的构造示意图:
X极为电池的______________ (填“正”或“负”)极,X极的电极反应式为_____________________ ;若电池工作过程中有5.6LO2(标准状况下)参与反应,则转移电子的物质的量为_______________ 。
请回答下列有关问题:
(1)H2+Cl2═2HCl是
(2)当有1molHCl生成时,反应
Ⅱ 一个完整的氧化还原反应方程式可拆写成两个半反应式,一个为氧化反应式,一个为还原反应式。
(1)已知某一反应的半反应式分别为CH4+10OH-—8e-=CO32-+7H2O和O2+2H2O+4e-=4OH-请写出该反应的总反应式:
(2)下图为氢氧燃料电池的构造示意图:
X极为电池的
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【推荐2】依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)卫星发射时可用肼(N2H4)作燃料,8gN2H4(l)在O2(g)中燃烧,生成N2(g)和H2O(l),放出155.5 kJ热量,写出反应的热化学方程式______________________ 。
(2) 以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) △H=-159.5 kJ/mol
②NH2CO2NH4(s)= CO(NH2)2(s) +H2O(g) △H=+116.5 kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g) △H=+44 kJ/mol
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学方程式______________________ 。
(3)已知下列反应的热化学方程式:
6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l) ΔH1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3
则反应4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)的ΔH为_____________ 。
(1)卫星发射时可用肼(N2H4)作燃料,8gN2H4(l)在O2(g)中燃烧,生成N2(g)和H2O(l),放出155.5 kJ热量,写出反应的热化学方程式
(2) 以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) △H=-159.5 kJ/mol
②NH2CO2NH4(s)= CO(NH2)2(s) +H2O(g) △H=+116.5 kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g) △H=+44 kJ/mol
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学方程式
(3)已知下列反应的热化学方程式:
6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l) ΔH1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3
则反应4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)的ΔH为
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【推荐3】二甲醚是一种重要的清洁燃料。合成二甲醚是解决能源危机的研究方向之一。
(1)用CO2和H2可以合成二甲醚(CH3OCH3)
已知:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2=-41.1kJ/mol
2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g)+H2O(g) △H3=-24.5kJ/mol
则反应2CO2(g)+6H2(g)= CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H= 1 。
(2)二甲醚(CH3OCH3)燃料电池可以提升能量利用率。利用二甲醚酸性介质燃料电池电解200mL饱和食盐水(惰性电极),电解一段时间后,阴极收集到标况下的氢气2.24L(设电解后溶液体积不变)
①二甲醚燃料电池的正极反应式为 2 ,负极反应式为 3 。
②请写出电解食盐水的化学方程式 4 。
③电解后溶液的pH= 5 ,理论上消耗二甲醚的质量为 6 (保留一位小数)。
(1)用CO2和H2可以合成二甲醚(CH3OCH3)
已知:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2=-41.1kJ/mol
2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g)+H2O(g) △H3=-24.5kJ/mol
则反应2CO2(g)+6H2(g)= CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=
(2)二甲醚(CH3OCH3)燃料电池可以提升能量利用率。利用二甲醚酸性介质燃料电池电解200mL饱和食盐水(惰性电极),电解一段时间后,阴极收集到标况下的氢气2.24L(设电解后溶液体积不变)
①二甲醚燃料电池的正极反应式为
②请写出电解食盐水的化学方程式
③电解后溶液的pH=
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【推荐1】近年来我国在应对气候变化工作中取得显著成效,并向国际社会承诺2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”。因此将CO2转化为高附加值化学品成为科学家研究的重要课题。
I.工业上在Cu -ZnO催化下利用CO2发生如下反应①来生产甲醇,同时伴有反应②发生。
①CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH1
②CO2(g)+ H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1
(1)已知:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH = -90.6kJ·mol-1,则△H1=___________ 。
(2)向密闭容器中加入CO2(g)和H2(g),合成CH3OH(g)。已知反应①的正反应速率可表示为v正=k正·c(CO2)·c3(H2),逆反应速率可表示为v逆=k逆·c(CH3OH)·c(H2O),其中k正、k逆为速率常数。如图中能够代表k逆的曲线为___________ (填“L1”“L2”“L3”或“L4”)。
(3)不同条件下,按照n(CO2) : n(H2)=1 : 3投料,CO2的平衡转化率如图所示。
①压强p1、p2、p3由大到小的顺序是___________ 。压强为p1 时,温度高于570 °C之后,随着温度升高CO2平衡转化率增大的原因是___________ 。
②图中点M(500,60),此时压强p1为0.1 MPa,CH3OH的选择性为(选择性:转化的CO2中生成CH3OH占整个转化的CO2的百分比)。则该温度时反应①的平衡常数Kp=___________ (MPa)-2(分压=总压×物质的量分数)。
II.电化学法还原二氧化碳制乙烯
在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图所示:
(4)阴极电极反应为___________ ,该装置中使用的是___________ (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
I.工业上在Cu -ZnO催化下利用CO2发生如下反应①来生产甲醇,同时伴有反应②发生。
①CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH1
②CO2(g)+ H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1
(1)已知:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH = -90.6kJ·mol-1,则△H1=
(2)向密闭容器中加入CO2(g)和H2(g),合成CH3OH(g)。已知反应①的正反应速率可表示为v正=k正·c(CO2)·c3(H2),逆反应速率可表示为v逆=k逆·c(CH3OH)·c(H2O),其中k正、k逆为速率常数。如图中能够代表k逆的曲线为
(3)不同条件下,按照n(CO2) : n(H2)=1 : 3投料,CO2的平衡转化率如图所示。
①压强p1、p2、p3由大到小的顺序是
②图中点M(500,60),此时压强p1为0.1 MPa,CH3OH的选择性为(选择性:转化的CO2中生成CH3OH占整个转化的CO2的百分比)。则该温度时反应①的平衡常数Kp=
II.电化学法还原二氧化碳制乙烯
在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图所示:
(4)阴极电极反应为
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解答题-实验探究题
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【推荐2】甲基丙烯酸甲酯[]是有机玻璃的单体,其一种实验室制备方法如下:
Ⅰ.向烧瓶中依次加入:甲基丙烯酸、浓硫酸,冷却至室温,再加入甲醇和几粒碎瓷片;
Ⅱ.按图示连接装置加热烧瓶中混合液,通过分水器分离出水,当分水器中水位不再增加时停止加热;冷却。
Ⅲ.纯化产品
粗产品依次用水洗、试剂Y溶液洗、水洗,在油层中加入无水硫酸镁,再经蒸馏得到较纯净的甲基丙烯酸甲酯17.6 g。
已知:
回答下列问题:
(1)图中仪器X的名称为___________ 。
(2)制备甲基丙烯酸甲酯的化学方程式为___________ 。
(3)每隔一段时间,打开油水分离器,将下层水放出来。从分水器中及时分离出水的目的是___________ 。
(4)纯化过程中,试剂Y是___________ ,其作用有___________ 。
(5)蒸馏提纯产品时温度应控制在___________ ℃。
(6)本实验中甲基丙烯酸甲酯的产率为___________ (保留三位有效数字)。
Ⅰ.向烧瓶中依次加入:甲基丙烯酸、浓硫酸,冷却至室温,再加入甲醇和几粒碎瓷片;
Ⅱ.按图示连接装置加热烧瓶中混合液,通过分水器分离出水,当分水器中水位不再增加时停止加热;冷却。
Ⅲ.纯化产品
粗产品依次用水洗、试剂Y溶液洗、水洗,在油层中加入无水硫酸镁,再经蒸馏得到较纯净的甲基丙烯酸甲酯17.6 g。
已知:
药品 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 溶解性 | 密度() | 相对分子质量 |
甲醇 | -98 | 64.5 | 与水混溶,易溶于有机溶剂 | 0.79 | 32 |
甲基丙烯酸 | 15 | 161 | 溶于热水,易溶于有机剂 | 1.01 | 86 |
甲基丙烯酸甲酯 | -48 | 100 | 微溶于水,易溶于有机溶剂 | 0.944 | 100 |
(1)图中仪器X的名称为
(2)制备甲基丙烯酸甲酯的化学方程式为
(3)每隔一段时间,打开油水分离器,将下层水放出来。从分水器中及时分离出水的目的是
(4)纯化过程中,试剂Y是
(5)蒸馏提纯产品时温度应控制在
(6)本实验中甲基丙烯酸甲酯的产率为
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【推荐3】Ⅰ.完成下列问题
(1)列事实或做法与化学反应速率无关的是___________
(2)下列事实能用勒夏特列原理解释的是_______
(3)反应3A(g)2B(g)+C(g)(ΔH<0)的反应速率随时间变化如图所示,在t1、t3、t4、t5时刻都只有一种因素发生改变。下列判断正确的是_______
Ⅱ.氮氧化物(NOx)的任意排放会造成酸雨、光化学烟雾等环境污染问题,其与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时,发生反应:4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)。
(4)该反应的平衡常数表达式K=___________
(5)若反应在恒容密闭容器中进行,能说明该反应已达到平衡状态的是___________ (选填编号)。
a.v(NO2)=2v(NO) b.NO2和NO的物质的量之和保持不变
c.混合气体密度保持不变 d.c(NO2)∶c(NO)∶c(Cl2)=4∶2∶1
Ⅲ.上述反应可以视作分两步进行:
(ⅰ)……
(ⅱ)2ClNO(g)2NO(g)+Cl2(g);ΔH>0
(6)反应ⅰ的化学方程式可能是___________ ;反应ⅱ中反应物化学键总能量___________ 生成物化学键总能量(填“高于”“低于”或“等于”)。
(7)保持恒温条件,将2molClNO充入不同容积的密闭容器中进行反应ⅱ,充分反应达到平衡后,反应物的转化率与容器容积及不同温度的关系如图所示:
①图中T1、T2的关系为T1___________ T2(填“>”“<”或“=”);A、B、C各自对应化学平衡常数大小关系是___________ 。
②若从起始到处于A点状态共经过10min,该时间段内化学反应速率v(NO)=___________ 。
Ⅳ.工业中利用新型催化剂M催化氨气与NO反应生成N2,从而去除NO的影响:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g);ΔH=-2070kJ·mol-1,相同时间内,NO的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。
(8)在50~150℃范围内随着温度的升高,NO的去除率上升的原因可能是(任写一点):_________ 。
(1)列事实或做法与化学反应速率无关的是___________
A.将食物存放在温度低的地方 | B.用铁作催化剂合成氨 |
C.将煤块粉碎后燃烧 | D.用浓硝酸和铜反应制备NO2气体 |
(2)下列事实能用勒夏特列原理解释的是_______
A.NO2气体受压缩后,颜色先变深后变浅 |
B.对2HI(g)H2(g)+I2(g)平衡体系加压,颜色迅速变深 |
C.接触法制硫酸中,采用500℃高温条件下制备SO3 |
D.配制硫酸亚铁溶液时,常加入少量铁屑防止氧化 |
(3)反应3A(g)2B(g)+C(g)(ΔH<0)的反应速率随时间变化如图所示,在t1、t3、t4、t5时刻都只有一种因素发生改变。下列判断正确的是_______
A.t6~t7阶段,C的百分含量最大 | B.t2~t3阶段,A的转化率最小 |
C.t3时,改变因素一定是使用了催化剂 | D.t5时,改变因素一定是升高了温度 |
Ⅱ.氮氧化物(NOx)的任意排放会造成酸雨、光化学烟雾等环境污染问题,其与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时,发生反应:4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)。
(4)该反应的平衡常数表达式K=
(5)若反应在恒容密闭容器中进行,能说明该反应已达到平衡状态的是
a.v(NO2)=2v(NO) b.NO2和NO的物质的量之和保持不变
c.混合气体密度保持不变 d.c(NO2)∶c(NO)∶c(Cl2)=4∶2∶1
Ⅲ.上述反应可以视作分两步进行:
(ⅰ)……
(ⅱ)2ClNO(g)2NO(g)+Cl2(g);ΔH>0
(6)反应ⅰ的化学方程式可能是
(7)保持恒温条件,将2molClNO充入不同容积的密闭容器中进行反应ⅱ,充分反应达到平衡后,反应物的转化率与容器容积及不同温度的关系如图所示:
①图中T1、T2的关系为T1
②若从起始到处于A点状态共经过10min,该时间段内化学反应速率v(NO)=
Ⅳ.工业中利用新型催化剂M催化氨气与NO反应生成N2,从而去除NO的影响:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g);ΔH=-2070kJ·mol-1,相同时间内,NO的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。
(8)在50~150℃范围内随着温度的升高,NO的去除率上升的原因可能是(任写一点):
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【推荐1】二硫化碳(CS2)是制造黏胶纤维、玻璃纸的原材料。工业上利用硫(S8)和CH4为原料制备CS2,S8受热分解成气态S2,发生反应2S2(g)+CH4(g)⇌CS2(g)+2H2S(g)。
(1)CH4的结构式为_______ 。
(2)某温度下,S8完全分解成气态S2,在恒温密闭容器中,S2与CH4物质的量比为2:1时开始反应。
①下列选项能说明该反应达到平衡的是_______ (填序号)。
a.CH4与S2体积比不变 b.v(S2)正=2v(CS2)逆
c.浓度商不变 d.气体平均摩尔质量不变
②当CS2的体积分数为20%时,CH4的转化率为_______ 。
(3)一定条件下,S2与CH4反应中CH4的平衡转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。据图分析,生成CS2的反应为_______ (填“放热”或“吸热”)反应。工业上通常在600~650℃的条件下进行此反应,不采用低于600℃的原因是_______ 。
(4)燃煤废气中的氮氧化物会将尾气中的H2S转化为单质硫(S),实现废物利用,保护环境。转化过程中发生反应的化学方程式为_______ (氮氧化物用NOx表示)。
(1)CH4的结构式为
(2)某温度下,S8完全分解成气态S2,在恒温密闭容器中,S2与CH4物质的量比为2:1时开始反应。
①下列选项能说明该反应达到平衡的是
a.CH4与S2体积比不变 b.v(S2)正=2v(CS2)逆
c.浓度商不变 d.气体平均摩尔质量不变
②当CS2的体积分数为20%时,CH4的转化率为
(3)一定条件下,S2与CH4反应中CH4的平衡转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。据图分析,生成CS2的反应为
(4)燃煤废气中的氮氧化物会将尾气中的H2S转化为单质硫(S),实现废物利用,保护环境。转化过程中发生反应的化学方程式为
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【推荐2】合成氨是人类科学技术上的一项重大突破:
(1)根据下表中键能写出合成氨的热化学方程式_______ 。
(2)科研小组模拟不同条件下的合成氨反应,向容器中充入amolN2和bmolH2,不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系如图1:
①T1、T2、T3由大到小的排序为_______ 。
②在T2、60MPa条件下,A点v正_______ v逆(填“>”、“<”或“=”)
③图2表示500°C、60.0MPa条件下,合成氨反应原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡转化率为_______ %(结果保留一位小数)。
(3)用NH3可消除NO污染,反应原理为:4NH3+6NO5N2+6H2O,以n(NH3):n(NO)分别为4:1、3:1、1:3投料,得到NO脱除率随温度变化的曲线如图所示:
①曲线a对应的n(NH3):n(NO)=_______ 。
②曲线c中NO的起始浓度为4×10-4mg/m3,从A点到B点(经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率________ mg/(m3·s)。
③若体积为1L,n初(NO)=amol。求M点的平衡常数K(用计算式表示)_______ 。
(1)根据下表中键能写出合成氨的热化学方程式
化学键 | H-H | O-H | N≡N | H-N |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 465 | 946 | 391 |
①T1、T2、T3由大到小的排序为
②在T2、60MPa条件下,A点v正
③图2表示500°C、60.0MPa条件下,合成氨反应原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡转化率为
(3)用NH3可消除NO污染,反应原理为:4NH3+6NO5N2+6H2O,以n(NH3):n(NO)分别为4:1、3:1、1:3投料,得到NO脱除率随温度变化的曲线如图所示:
①曲线a对应的n(NH3):n(NO)=
②曲线c中NO的起始浓度为4×10-4mg/m3,从A点到B点(经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率
③若体积为1L,n初(NO)=amol。求M点的平衡常数K(用计算式表示)
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【推荐3】工业接触法制硫酸的关键工序是的催化氧化:。回答下列问题:
(1)当加入催化剂时,该反应机理为:
有关反应过程中的能量变化如图所示,下列说法错误的是_______ (填标号)
A. B.
C.是该反应的催化剂 D.加入催化剂后反应的活化能为
(2)一定条件下,将和混合置于密闭容器中发生反应:,当反应从开始进行到时达到平衡状态,测得此时的压强是反应开始时的0.8倍。
①内用表示的平均反应速率为_______ 。
②达到平衡时的转化率为_______ 。
③能说明该反应已达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A. B.的生成速率等于的生成速率
C.容器内压强保持不变 D.混合气体的平均相对分子质量不变
E.容器内密度保持不变 F.物质的量比为
④该条件下的平衡常数K=_______ ;上述反应中,正反应速率为,逆反应速率为,其中为速率常数,则_______ 。
(1)当加入催化剂时,该反应机理为:
有关反应过程中的能量变化如图所示,下列说法错误的是
A. B.
C.是该反应的催化剂 D.加入催化剂后反应的活化能为
(2)一定条件下,将和混合置于密闭容器中发生反应:,当反应从开始进行到时达到平衡状态,测得此时的压强是反应开始时的0.8倍。
①内用表示的平均反应速率为
②达到平衡时的转化率为
③能说明该反应已达到平衡状态的是
A. B.的生成速率等于的生成速率
C.容器内压强保持不变 D.混合气体的平均相对分子质量不变
E.容器内密度保持不变 F.物质的量比为
④该条件下的平衡常数K=
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【推荐1】为实现碳中和,将CO2在一定条件下转化为化工原料,其中CO2和H2可发生如下两个平行反应:
①
②
(1)根据所给信息,若要反应②自发进行,需要控制温度范围为___________ K(保留一位小数)。
(2)为了提高的产率,理论上可采用的措施是________ (填标号)。
A.低温低压 B.高温低压 C.合适的催化剂 D.高温高压 E.低温高压
(3)将CO2和H2按物质的量之比1:3通入刚性密闭容器中,在催化剂作用下发生反应①和反应②,在相同的时间内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如下表所示。已知:X代表CH3OH的选择性 Y代表甲醇的产率%
①在上述条件下合成甲醇的工业条件是________ 。
A.483K B.503K C.催化剂 D.催化剂
②503K以上,升高温度导致CO2的转化率增大,甲醇的产率降低。可能的原因是________ 。
(4)若体积不变的密闭容器中只发生上述反应①,在进气比不同、温度不同时,测得相应的CO2平衡转化率如图所示。则B和D两点的温度T(B)___________ T(D)(选填“<”,“>”,或“=”),其原因是___________ 。
①
②
(1)根据所给信息,若要反应②自发进行,需要控制温度范围为
(2)为了提高的产率,理论上可采用的措施是
A.低温低压 B.高温低压 C.合适的催化剂 D.高温高压 E.低温高压
(3)将CO2和H2按物质的量之比1:3通入刚性密闭容器中,在催化剂作用下发生反应①和反应②,在相同的时间内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如下表所示。已知:X代表CH3OH的选择性 Y代表甲醇的产率%
温度/K | 催化剂 | 催化剂 | ||
X(甲醇选择性) | Y(甲醇产率) | X(甲醇选择性) | Y(甲醇产率) | |
483 | 38 | 2 | 19 | 0.9 |
503 | 26 | 4.5 | 33 | 2.2 |
523 | 23 | 3.9 | 30 | 1.9 |
543 | 18 | 3 | 25 | 1.8 |
563 | 16 | 3 | 25 | 1.6 |
A.483K B.503K C.催化剂 D.催化剂
②503K以上,升高温度导致CO2的转化率增大,甲醇的产率降低。可能的原因是
(4)若体积不变的密闭容器中只发生上述反应①,在进气比不同、温度不同时,测得相应的CO2平衡转化率如图所示。则B和D两点的温度T(B)
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【推荐2】汽车尾气的主要成分有CO、SO2、氮氧化物等,科学家们-直致力于污染物的有效消除。
(1)利用氨水可以将SO2、氮氧化物吸收,原理如下图所示。
请写出NO2和NO按体积比1:1被吸收时反应的离子方程式_________________________ 。
(2)科研工作者目前正在尝试以二氧化钛(TiO2)催化分解汽车尾气的研究。
①已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H1=-113.0kJ· mol-1
2SO2(g)+O2(g)=2SO3(l)△H2=-288.4kJ· mol-1
N2(g)+O2(g)2NO(g)△H3=+180.5kJ· mol-1
请判断反应NO2(g)+SO2(g)=NO(g)+SO3(l)△H4,在低温下能否自发进行_______ (填“能”或“否”),理由是__________________________ 。
②已知TiO2催化尾气降解原理为:
2CO(g)+O2(g)2CO2(g);2H2O(g)+4NO(g)+3O2(g)4HNO3(g)
i、在一定条件下,模拟CO、NO的降解,得到降解率(即转化率)随时间变化如图所示,
反应40秒后检测到混合气体中N2浓度上升,HNO3气体浓度有所降低,请用化学方程式并结合化学反应原理知识解释可能的原因____________________________________________ 。
ii,沥青混凝土也可降解CO。如图为在不同颗粒间隙的沥青混凝土(α、β型)在不同温度下,反应相同时间,测得CO降解率变化。结合图表回答下列问题:
已知在50℃时在α型沥青混凝土容器中,平衡时O2浓度为0.01mol·L-1,求此温度下CO降解反应的平衡常数____________________ (用含x的代数式表示);以β型沥青混凝土颗粒为载体,将TiO2改为催化效果更好的TiO2纳米管,在10~60℃范围内进行实验,请在图中用线段与阴影,仿照“示例”描绘出CO降解率随温度变化的曲线可能出现的最大区域范围(示例:)_____________________ 。
(3)利用如图所示装置(电极均为惰性电极)也可吸收SO2,并用阴极排出的溶液吸收NO2,b极的电极反应式为_______________________________ 。
(1)利用氨水可以将SO2、氮氧化物吸收,原理如下图所示。
请写出NO2和NO按体积比1:1被吸收时反应的离子方程式
(2)科研工作者目前正在尝试以二氧化钛(TiO2)催化分解汽车尾气的研究。
①已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H1=-113.0kJ· mol-1
2SO2(g)+O2(g)=2SO3(l)△H2=-288.4kJ· mol-1
N2(g)+O2(g)2NO(g)△H3=+180.5kJ· mol-1
请判断反应NO2(g)+SO2(g)=NO(g)+SO3(l)△H4,在低温下能否自发进行
②已知TiO2催化尾气降解原理为:
2CO(g)+O2(g)2CO2(g);2H2O(g)+4NO(g)+3O2(g)4HNO3(g)
i、在一定条件下,模拟CO、NO的降解,得到降解率(即转化率)随时间变化如图所示,
反应40秒后检测到混合气体中N2浓度上升,HNO3气体浓度有所降低,请用化学方程式并结合化学反应原理知识解释可能的原因
ii,沥青混凝土也可降解CO。如图为在不同颗粒间隙的沥青混凝土(α、β型)在不同温度下,反应相同时间,测得CO降解率变化。结合图表回答下列问题:
已知在50℃时在α型沥青混凝土容器中,平衡时O2浓度为0.01mol·L-1,求此温度下CO降解反应的平衡常数
(3)利用如图所示装置(电极均为惰性电极)也可吸收SO2,并用阴极排出的溶液吸收NO2,b极的电极反应式为
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】利用二氧化碳和氢气合成甲醇可以有效降低二氧化碳的排放量。
已知:①
②
回答下面问题:
(1)利用二氧化碳和氢气合成甲醇的反应为: 。已知该反应能够自发进行,则_______ (填“<”“>”或“=”)0,_______ 0。该反应的平衡常数_______ (用和表示),随着温度逐渐升高,将_______ (填“增大”或“减小”)。
(2)在某密闭容器中只发生反应②
①下面措施一定能提高CO的平衡转化率的是_______ 。
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
②该反应的正活化能(正)_______ (填“<”“>”或“=”)逆活化能(逆)。
(3)在某密闭容器中通入和,只发生反应②,反应中CO的平衡转化率随温度和压强的变化如下:
①随温度逐渐升高CO平衡转化率降低的原因是_______ 。
②压强、、由大到小的顺序是_______ 。
③a、b、c三点对应的压强平衡常数分别为、、,由大到小的顺序是_______ 。
④写出c点的压强平衡常数_______ 。
已知:①
②
回答下面问题:
(1)利用二氧化碳和氢气合成甲醇的反应为: 。已知该反应能够自发进行,则
(2)在某密闭容器中只发生反应②
①下面措施一定能提高CO的平衡转化率的是
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
②该反应的正活化能(正)
(3)在某密闭容器中通入和,只发生反应②,反应中CO的平衡转化率随温度和压强的变化如下:
①随温度逐渐升高CO平衡转化率降低的原因是
②压强、、由大到小的顺序是
③a、b、c三点对应的压强平衡常数分别为、、,由大到小的顺序是
④写出c点的压强平衡常数
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