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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:501 题号:13170112
国务院总理李克强在2021年国务院政府工作报告中指出,扎实做好碳达峰、碳中和各项工作,优化产业结构和能源结构,努力争取2060年前实现碳中和。碳的化合物在工业上应用广泛,下面有几种碳的化合物的具体应用:
(1)已知下列热化学方程式:
i.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)→CH2ClCHClCH3(g)            ΔH=-133kJ·mol-1
ii.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)→CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)             ΔH=-100kJ·mol-1
①写出相同条件下CH2=CHCH2C1和HCl合成CH2ClCHClCH3的热化学方程式____
②已知①中的正反应的活化能E为132kJ·mol-1,请在下图中标出①中逆反应的活化能E及数值_______

(2)温度为T℃时向容积为2L的密闭容器中投入3molH2和1molCO2发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌ CH3OH(g)+H2O(g)     ΔH1=-49.4kJ·mol-1,反应达到平衡时,测得放出热量19.76kJ,求平衡时:
①H2的转化率为_______
②T℃时该反应的平衡常数K=_______(列计算式表示)。
(3)目前有Ni-CeO2催化CO2加H2形成CH4的反应,历程如图所示,吸附在催化剂表面的物种用*标注。

①写出上述转换中存在的主要反应的化学方程式_____
②有人提出中间产物CO的处理,用反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)   ΔH>0来消除CO的污染,请用文字说明是否可行_____
(4)T℃,HCOOH与CH3COONa溶液反应:HCOOH+CH3COO-⇌HCOO-+CH3COOH,该反应的K=12.5,则该温度下醋酸的电离常数Ka(CH3COOH)=_____(T℃时Ka(HCOOH)=2×10-4)。
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【推荐1】处理烟气中SO2常采用的方法有CO还原法和碱液吸收法。请回答下列问题:
I.水煤气还原法﹒
已知:i.
ii.
(1)写出CO(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)、H2(g)的热化学方程式:_______。若该反应在恒温、恒容体系中进行,达到平衡的标志为_______(填选项字母)
A.单位时间内,生成nmolCO的同时生成nmolCO2
B.混合气体的平均摩尔质量保持不变
C.混合气体的总压强保持不变
D.H2O(g)与H2(g)的体积比保持不变
(2)一定压强下,发生反应,平衡时的转化率与投料比的比值[]、温度T的关系如图所示。比较平衡时,的转化率:N_______M(填“>”“<”或“=”,下同),逆反应速率:N_______P

(3)T℃,向10L恒容密闭容器中充入2molCO(g)、2molSO2(g)和2molH2(g),发生反应i和反应ii,5min达到平衡时,CO2(g)和H2O(g)的物质的量分别为1.6mol、1.8mol。
①该温度下,反应ii的平衡常数K=_______
②其他条件不变,6min时缩小容器体积。_______(填“增大”“减小”或“不变”)
II.碱液吸收法
步骤1:用足量氨水吸收SO2
步骤2:再加入熟石灰,发生反应:2+Ca2++2OH-+=CaSO3↓+2NH3·H2O
(4)已知:25℃时,Kb(NH3·H2O)=a;Ksp(CaSO3)=b,该温度下,步骤2中反应的平衡常数K=_______(用含a、b的代数式表示)。
2021-05-14更新 | 214次组卷
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【推荐2】Ⅰ.已知:①


试据此写出一氧化碳燃烧的热化学方程式___________________________
Ⅱ.某同学设计一个燃料电池(如图所示),目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。根据要求回答相关问题:
   
①石墨电极为________(填“阳极”或“阴极”),反应一段时间后,在乙装置中滴入酚酞溶液,________(填“铁极”或“石墨极”)区的溶液先变红。乙池中电解总方程式为____________
②如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,溶液中硫酸铜浓度将________(填“增大”“减小”或“不变”)。精铜电极上的电极反应式为______________________
③若在标准状况下,有224 mL氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体在标准状况下体积为________mL;丙装置中阴极析出铜的质量为________g。
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【推荐3】Ⅰ.甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如表所示:

化学反应 平衡常数
温度℃
500800
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)K12.50.15
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)K21.02.50
③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2OK3

(1)反应②是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=__________(用K1、K2表示)。
(3)一种甲醇燃料电池,使用的电解质溶液是2mol·L1的KOH溶液。

请写出加入(通入)a物质一极的电极反应式_________________
Ⅱ. 我国是一个多煤少油的国家,科学家致力于以煤为原料生产重要的化工原料烯烃,目前已取得重大突破,制乙烯的原理如下:
反应①:C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g) Δ H1=+ 131.3kJ·mol -1
反应②:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) Δ H2
反应③:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)  Δ H3=- 23.9 kJ·mol -1
反应④: CH3OCH3(g)⇌C2H4(g)+H2O(g) Δ H4=- 29.1kJ·mol -1
(1)反应①能自发进行的条件是____(填“高温”或“低温”)。
(2)温度为T1 时,向2 L密闭容器中投0.20 mol CO和0.40 mol H2,发生反应②, CO的物质的量与时间的关系如图所示,则该温度时反应的平衡常数K=____;已知温度T2>T1,请在原图上画出在温度T2时反应过程中CO的物质的量与时间的关系图___

(3)根据已知条件求算下列反应的反应热     
2CH3OH(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g)  Δ H ________ kJ·mol -1
(4)某课题研究小组将甲醇蒸气以一定的流速持续通过相同量的催化剂,研究温度对甲醇转化率和乙烯产率的影响,得如下图象,则下列结论不正确的是_______

A. 制乙烯的同时还发生了其它反应
B. 一段时间后甲醇转化率下降是由于反应逆向进行了
C. 乙烯的产率随温度升高而增大
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