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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:110 题号:14286548
合成氨反应对人类的生存和发展有着重要意义,1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨,实现了人工固氮。
(1)请结合下列数据分析,工业上选用氮气与氢气反应固氮,而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是___________
序号化学反应K(298K)的数值

(2)对于反应,在一定条件下氨的平衡含量如表。
温度/℃压强/MPa氮的平衡含量
2001081.5%
550108.25%

其他条件不变时,温度升高氨的平衡含量减小的原因是___________。(填字母序号)
a.温度升高,正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡逆向移动
b.温度升高,浓度商Q变大,Q>K,平衡逆向移动
c.温度升高,活化分子数增多,反应速率加快
d.温度升高,K变小,平衡逆向移动
(3)图1表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中M点数据计算N2的平衡体积分数___________

(4)图2是合成氨反应平衡混合气中NH3的体积分数随温度或压强变化的曲线,图中L(L1、L2)、X分别代表温度或压强。其中X代表的是___________(填“温度”或“压强”);判断L1、L2的大小关系并说明理由___________

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【推荐1】乙醇是一种优质的液体燃料,二甲醚与合成气制乙醇是目前合成乙醇的一种新途径,总反应为:CH3OCH3(g)+CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)+C2H5OH(g)。向反应系统中同时通入二甲醚、一氧化碳和氢气,先生成中间产物乙酸甲酯后,继而生成乙醇。发生的主要化学反应有:
反应过程化学方程式不同温度下的K
273.15K1000K
二甲醚羰基化反应CH3OCH3(g)+CO(g)CH3COOCH3(g)1016.25101.58
乙酸甲酯加氢反应CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3OH(g)+C2H5OH(g)103.9710-0.35

回答下列问题:
(1)二甲醚碳基化反应的ΔH___0(填“>”“<”“=”)。
(2)若反应在恒温恒容下进行,下列可说明反应已经达到平衡状态的是___
A.2v(CH3COOCH3)=v(H2)
B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度保持不变
D.密闭容器中C2H5OH的体积分数保持不变
(3)总反应CH3OCH3(g)+CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)+C2H5OH(g)的平衡常数表达式K=___,随温度的升高,总反应的K___(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(4)在压强为1Mpa条件下,温度对二甲醚和乙酸甲酯平衡转化率影响如图1所示,温度对平衡体系中乙酸甲酯的含量和乙醇含量的影响如图2所示。观察图2可知乙酸甲酯含量在300K~600K范围内发生的变化是,简要解释产生这种变化的原因___

(5)稀硫酸为电解质溶液,利用太阳能将CO2转化为低碳烯烃,工作原理图如图。(丙烯的结构简式:CH3CH=CH2

①b电极的名称是___
②生成丙烯的电极反应式为___
2020-09-16更新 | 106次组卷
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【推荐2】甲醇是一种重要的化工原料,在生产中有着重要的应用。
(1)已知:①CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-638.5kJ·mol1
②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=-283.0kJ·mol1
③H2O(l)=H2O(g) △H=+44.0kJ·mol1
则反应CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)的△H=____kJ·mol-1
(2)工业上利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
Ⅰ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
Ⅱ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2<0
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3>0
①已知升高温度,反应Ⅰ的平衡常数K减小,则该反应的△H1____0(填“>”或“<”)
②对反应Ⅱ而言,下列叙述中,能说明该反应达到平衡状态的是____
a.单位时间内消耗1molCO2的同时生成3molH2
b.反应过程中c(CO2):c(CH3OH)=1:1
c.恒温恒容时,混合气体的密度保持不变
d.绝热恒容时,反应的平衡常数不再变化
③上述反应体系中,当合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.50时,体系中CO的平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示。则图中压强由大到小的顺序为____,α(CO)值随温度升高而减小的原因是____

(3)用甲醇、二氧化碳可以在一定条件下合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称DMC),其反应的化学方程式为:2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)。在体积为2L的密闭容器中投入4molCH3OH和2molCO2合成DMC,一定条件下CO2的平衡转化率(α)与温度、压强的变化关系如图所示。则:

①A点时该反应的平衡常数K=____(mol·L-1)-1
②A、B、C三点的速率v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为____
(4)写出以KOH溶液为电解质溶液,甲醇燃料电池的负极反应式:____
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回答下列问题:
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