组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应速率与化学平衡 > 化学平衡 > 化学平衡的移动及其影响因素
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:103 题号:13308536
(1)二氧化碳是主要的温室气体,对二氧化碳的研究和利用在生产和生活中有重要意义。
(1)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。
①在恒温恒容的密闭容器中通入一定量的CO2和H2发生反应,生成乙烯和水蒸气,下列能说明该反应达到平衡状态的是__
A.容器内的压强不发生变化
B.生成的乙烯和水蒸气物质的量比为1∶4
C.断裂3molH—H键的同时断裂4molH—O键
D.v(CO2)=3v(H2)
当反应达到平衡时,若在容器中通入氩气以增大压强,则n(C2H4)__(填“变大”、“变小”或“不变”)。
②理论计算表明,原料初始组成n(CO2)∶n(H2)=1∶3,在体系压强为0.1Mpa,反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图1所示。

图1中,表示C2H4、CO2变化的曲线分别是______。CO2催化加氢合成C2H4反应的H___0(填“大于”或“小于”)。
(2)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图见图2。
①写出阴极CO2还原为HCOO-的电极反应式:___
②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是:___

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐1】CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。
(1)研究表明CO2与CH4在催化剂存在下可发生反应制得合成气:
①此反应的活化能Ea(正)___________Ea(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
②某温度下,向一恒容密闭容器中充入CO2和CH4发生上述反应,初始时CO2和CH4的分压分别为15kPa、20kPa,一段时间达到平衡后,测得体系压强增加了10kPa,则该反应的平衡常数Kp=_______(kPa)2(结果保留两位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理如图。

①写出阴极CO2还原为的电极反应式:___________
②电解一段时间后,溶液中的K+_______极区移动(填“阳”或“阴”),阳极区溶液的浓度________(填“升高”、“降低”或“不变”)。
(3)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应:
反应I:
反应II:
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中:

CH3OCH3的选择性=
①温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是___________
②220℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3选择性的措施有___________。(填一条即可)
2021-12-14更新 | 543次组卷
解答题-实验探究题 | 适中 (0.65)
【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:
药品熔点/℃沸点/℃溶解性密度()相对分子质量
甲醇-9864.5与水混溶,易溶于有机溶剂0.7932
甲基丙烯酸15161溶于热水,易溶于有机剂1.0186
甲基丙烯酸甲酯-48100微溶于水,易溶于有机溶剂0.944100
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)。
2023-06-29更新 | 38次组卷
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【推荐3】随着石油资源的日益枯竭,天然气的廾发利用越来越受到重视。CH4/CO2催化重整制备合成气(CO和H2)是温室气体CO2和CH4资源化利用的重要途径之一,并受了国内外研究人员的高度重视。回答下列问题:
(1)已知:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H1=+205.9 kJ·mol1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H2=-41.2 kJ·mol1
CH4/CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H
该催化重整反应的H=______kJ·mol1。要缩短该反应达到平衡的时间并提高H2的产率可采取的措施为_____
(2)向2L刚性密闭容器中充入2molCH4和2mol CO2进行催化重整反应,不同温度下平衡体系中CH4和CO的体积分数()随温度变化如下表所示。

φ


温度
CH4CO
T1aa
T2cb
已知b>a>c,则T1______T2(填“>”“<”或“=”)。T1下该反应的平衡常数K=_______(mol2·L2)
(3)实验研究表明,载体对催化剂性能起着极为重要的作用,在压强0.03MPa,温度750℃条件下,载体对镍基催化剂性能的影响相关数据如下表:

催化剂

载体

转化率/%

尾气组成/%

CH4

CO2

CH4

CO2

CO

H2

Ni

MgO

99.3

87.7

0.8

6.8

50.3

42.1

CaO

58.8

45.8

17.7

18.8

33.7

29.8

CeO2

62.9

57.6

17.2

19.1

34.0

29.7

由上表判断,应选择载体为_______(填化学式),理由是________
(4)现有温度相同的I、Ⅱ、Ⅲ三个恒压密闭容器,均充入2mol CH4(g)和2 molCO2(g)进行反应,三个容器的反应压强分别为p1atm、p2atm、p3atm,在其他条件相同的情况下,反应均进行到tmin时,CO2的体积分数如图所示,此时I、Ⅱ、Ⅲ个容器中一定处于化学平衡状态的是_______
   
(5)利用合成气为原料合成甲醇,其反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在一定温度下查得该反应的相关数据如下表所示:

组别

起始浓度/(mol·L-1)

初始速率/(mol·L-1·min-1)

CO

H2

1

0.24

0.48

0.361

2

0.24

0.96

0.720

3

0.48

0.48

0.719

该反应速率的通式为ν=kcm(CO)·cn(H2)(k是与温度有关的速率常数)。由表中数据可确定反应速率的通式中n=____(取正整数)。若该温度下平衡时组别1的产率为25%,则组别1平衡时的v=______(保留1位小数)。
2019-04-21更新 | 609次组卷
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