一定条件下,向容器中同时通入甲烷、氧气和水蒸气三种气体,发生的化学反应有:
(1)已知:H2O(1)=H2O(g) △H=+44.0kJ•mol-1,则表示H2燃烧热的热化学方程式为___________ 。
(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率小于甲烷氧化的反应速率,原因可能是___________ 。
(3)恒温恒压体系(温度为T,压强为P)反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)达到平衡时,各气体的物质的量均为1mol,用某气体组分(B)的平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作Kp)。则:
①平衡常数Kp=___________ 。
②再向容器中瞬时同时充入1molCH4、1molH2O、1molCO、3molH2,此时v(正)___________ v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
③恒温恒容条件下,将CH4、H2O、CO、H2按照体积比1:1:1:3投料,能判断反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)达到平衡状态的是___________ 。
A.密度保持不变 B.CO体积分数保持不变
C.平均摩尔质量保持不变 D.c(CO)和c(H2)的比保持不变
E.2molO-H断裂的同时,有3molH-H断裂
(4)向绝热恒容密闭容器中通入CH4和O2使反应CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如图。图中c点反应是否达到平衡:___________ (填“是”或“否”)。
反应过程 | 化学方程式 | 焓变△H(kJ•mol-1) | 活化能Ea(kJ•mol-1) |
甲烷氧化 | CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) | -802.6 | 125.6 |
CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g) | -322.0 | 172.5 | |
蒸汽重整 | CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) | +206.2 | 240.1 |
CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) | +158.6 | 243.9 |
(1)已知:H2O(1)=H2O(g) △H=+44.0kJ•mol-1,则表示H2燃烧热的热化学方程式为
(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率小于甲烷氧化的反应速率,原因可能是
(3)恒温恒压体系(温度为T,压强为P)反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)达到平衡时,各气体的物质的量均为1mol,用某气体组分(B)的平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作Kp)。则:
①平衡常数Kp=
②再向容器中瞬时同时充入1molCH4、1molH2O、1molCO、3molH2,此时v(正)
③恒温恒容条件下,将CH4、H2O、CO、H2按照体积比1:1:1:3投料,能判断反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)达到平衡状态的是
A.密度保持不变 B.CO体积分数保持不变
C.平均摩尔质量保持不变 D.c(CO)和c(H2)的比保持不变
E.2molO-H断裂的同时,有3molH-H断裂
(4)向绝热恒容密闭容器中通入CH4和O2使反应CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如图。图中c点反应是否达到平衡:
更新时间:2021-11-01 20:14:05
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【推荐1】CH4—CO2干重整技术(简称“DRM技术”)在转化利用CH4的同时可以大量利用CO2,从而成为一项“绿色”的化工技术而受到科研人员的广泛关注。该过程中涉及的反应如下:
主反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H1
副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.0kJ/mol
回答下列问题:
(1)已知CH4、CO和H2的燃烧热分别为890.3kJ/mol、283.0kJ/mol和285.8kJ/mol,DRM技术主反应的△H1=___ k/mol。主反应在高温下能自发进行的原因是____ 。
(2)在恒容密闭容器中发生上述主反应和副反应,a、b、c三条曲线分别代表不同进料比反应达到平衡状态时随温度变化的关系如图甲所示,则a、b、c进料比由大到小顺序为____ 。
(3)在一刚性密闭容器中,CH4和CO2的分压分别为20kPa、25kPa,加入Ni/α—AlO3催化剂并加热至1123K使其只发生主反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。
①研究表明CO的生成速率v(CO)=1.3×10-2p(CH4)p(CO2)molg-1s-1,某时刻测得p(CO)=20kPa,则此时p(CO2)=____ kPa,v(CO)=____ molg-ls-1。
②达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8倍,则该反应的分压平衡常数Kp=____ (kPa)2。(用各物质的分压代替物质的量浓度计算,列出计算式即可)
(4)主反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示,已知Arthenius经验公式Rlnk=-+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。则该反应的活化能Ea=___ kJmol-1。当改变外界条件时,实验数据如图中的曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是____ 。
主反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H1
副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.0kJ/mol
回答下列问题:
(1)已知CH4、CO和H2的燃烧热分别为890.3kJ/mol、283.0kJ/mol和285.8kJ/mol,DRM技术主反应的△H1=
(2)在恒容密闭容器中发生上述主反应和副反应,a、b、c三条曲线分别代表不同进料比反应达到平衡状态时随温度变化的关系如图甲所示,则a、b、c进料比由大到小顺序为
(3)在一刚性密闭容器中,CH4和CO2的分压分别为20kPa、25kPa,加入Ni/α—AlO3催化剂并加热至1123K使其只发生主反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。
①研究表明CO的生成速率v(CO)=1.3×10-2p(CH4)p(CO2)molg-1s-1,某时刻测得p(CO)=20kPa,则此时p(CO2)=
②达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8倍,则该反应的分压平衡常数Kp=
(4)主反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示,已知Arthenius经验公式Rlnk=-+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。则该反应的活化能Ea=
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【推荐2】新技术的开发应用,不仅有利于改善环境质量,而且能充分开发“废物”的潜在价值。回答下列问题:
(1)用烟道气与氢气来合成甲醇涉及到如下几个反应:
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-91kJ·mol-1
②2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) ΔH=+566kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1
④CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=___________ kJ·mol-1。
(2)在容积均为2L的两个恒容密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),有关数据如下:
①800°C时该反应的平衡常数K=____________ 。
②容器2中x=_______ ,n=_______ 。
(3)反应(NH4)2CO3+H2O+CO22NH4HCO3可用于捕捉空气中的CO2,为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体,在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测定CO2气体的浓度,得到的曲线图如图:
①ΔH______ 0(填“>”“<”或“=”)。T1~T2区间,c(CO2)变化的原因是______ 。
②已知常温下NH3·H2O的电离常数K=1.8×10-5,碳酸的电离常数K1=4.4×10-7、K2=4.7×10-11,则恰好完全反应时所得的NH4HCO3溶液中c(H+)______ c(OH-)(填“>”“<”或“=”)。
③在图中所示五种温度下,该反应的平衡常数最大的温度是______ 。
(1)用烟道气与氢气来合成甲醇涉及到如下几个反应:
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-91kJ·mol-1
②2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) ΔH=+566kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1
④CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=
(2)在容积均为2L的两个恒容密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),有关数据如下:
容器 | 温度/℃ | 起始量 | 达到平衡 | |||
CO/mol | H2O/mol | H2/mol | CO转化率 | 所需时间/min | ||
1 | 800 | 2 | 1 | 3 | ||
2 | 800 | 1 | 2 | n | x |
②容器2中x=
(3)反应(NH4)2CO3+H2O+CO22NH4HCO3可用于捕捉空气中的CO2,为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体,在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测定CO2气体的浓度,得到的曲线图如图:
①ΔH
②已知常温下NH3·H2O的电离常数K=1.8×10-5,碳酸的电离常数K1=4.4×10-7、K2=4.7×10-11,则恰好完全反应时所得的NH4HCO3溶液中c(H+)
③在图中所示五种温度下,该反应的平衡常数最大的温度是
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【推荐3】甲酸钠是一种重要的化工原料。在真空密闭耐压容器中,将预先用95%乙醇水溶液配制的溶液加入上述耐压容器中,加热并搅拌,达到60℃恒温时,通入至一定压强,开始反应后记录容器内压强随时间的变化,直到压强不再变化后,冷却,泄压,取出反应物,抽滤、烘干并称量。其反应如下:
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
回答下列问题:
(1)________ (用含、的代数式表示),________ (用含、的代数式表示)。
(2)若需加快反应Ⅲ的速率,下列措施可行的是________ (填标号)。
A.增大的初始压强 B.适当升高温度 C.减少乙醇浓度 D.降低搅拌转速
(3)利用反应在一定条件下可制取。在恒温60℃,以投料比均为投料,的初始压强分别为、、时,测得的转化率与时间的关系如图所示,则:
①图中表示的曲线为________ (填字母)。
②写出水解的离子方程式:________ 。
③写出提高产率的一条措施:________ 。
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
回答下列问题:
(1)
(2)若需加快反应Ⅲ的速率,下列措施可行的是
A.增大的初始压强 B.适当升高温度 C.减少乙醇浓度 D.降低搅拌转速
(3)利用反应在一定条件下可制取。在恒温60℃,以投料比均为投料,的初始压强分别为、、时,测得的转化率与时间的关系如图所示,则:
①图中表示的曲线为
②写出水解的离子方程式:
③写出提高产率的一条措施:
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【推荐1】回答下列问题
(1)反应过程中的能量变化如图,回答下列问题。
①该反应_______ (用含E1、E2式子表示);
②在反应体系中加入催化剂,E1_______ (填“增大”、“减小”、“不变”),_______ (填“增大”、“减小”、“不变”)。
(2)用50 mL0.50mol/L盐酸与50 mL0.55mol/L NaOH溶液测定计算中和反应的反热。
回答下列问题:
①从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃用品是_______ 。
②如改用0.0275 mol NaOH固体与该盐酸进行实验,则实验中测得的“中和热”数值将_______ (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)某温度下,在一个5L的恒容容器中,X、Y、Z均为气体,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空:
①该反应的化学方程式为:_______ 。
②反应开始至2 min,以气体Z表示的平均反应速率为_______ 。
(1)反应过程中的能量变化如图,回答下列问题。
①该反应
②在反应体系中加入催化剂,E1
(2)用50 mL0.50mol/L盐酸与50 mL0.55mol/L NaOH溶液测定计算中和反应的反热。
回答下列问题:
①从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃用品是
②如改用0.0275 mol NaOH固体与该盐酸进行实验,则实验中测得的“中和热”数值将
(3)某温度下,在一个5L的恒容容器中,X、Y、Z均为气体,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空:
①该反应的化学方程式为:
②反应开始至2 min,以气体Z表示的平均反应速率为
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【推荐2】PH3是粮食杀虫处理时常用的熏蒸杀虫剂;水煤气变换时产生的PH3能使催化剂中毒,必须脱除。回答下列问题:
(1)PH3通入 NaClO溶液脱除PH3时,氧化产物是一种含氧酸且反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,则该含氧酸的化学式为______ 。
(2)已知下列键能数据及P4(白磷)分子结构:
则反应4PH3(g)⇌P4(g)+6H2(g)△H=______ kJ•mol-1;某温度时平衡体系中c(PH3)=0.25mol•L-1,c(H2)=c(P4)=0.50mol•L-1,则平衡常数K=______ 。
(3)文献报道“反应6.25CO2(g)+Fe3O4(s)+3PH3(g)=3FePO4(s)+4.5H2O(g)+6.25C(s)”是铁触媒中毒的主导反应,其平衡常数Kp(Kp为以分压表示的平衡常数)的对数值与温度的关系如图所示:
①该反应的△H______ 0(填“>”“<”或“=”)。
②图中lgKp=______ [列出用分压p(CO2)、p(PH3)、p(H2O)表示的计算式]。
(4)反应(CH3)3AuPH3→(CH3)AuPH3+C2H6的历程如下:
第一步:(CH3)3AuPH3(CH3)3Au+PH3(快反应)
第二步:(CH3)3AuC2H6+CH3Au(慢反应)
第三步:CH3Au+PH3 (CH3)AuPH3(快反应)
①反应的中间产物有PH3、______ 。
②第______ 步(填“一”“二”或“三”)反应的活化能最大。
(5)用Cu2+、Pd2+液相脱除PH3的反应为:PH3+2O2H3PO4,其他条件相同时溶解在溶液中O2的体积分数、PH3的净化效率与时间的关系如图所示:
O2的体积分数大,PH3的净化效率高的原因是______ (用碰撞理论等说明)。
(1)PH3通入 NaClO溶液脱除PH3时,氧化产物是一种含氧酸且反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,则该含氧酸的化学式为
(2)已知下列键能数据及P4(白磷)分子结构:
化学键 | P-P | H-H | P-H | |
键能/(kJ•mol-1) | 213 | 436 | 322 |
(3)文献报道“反应6.25CO2(g)+Fe3O4(s)+3PH3(g)=3FePO4(s)+4.5H2O(g)+6.25C(s)”是铁触媒中毒的主导反应,其平衡常数Kp(Kp为以分压表示的平衡常数)的对数值与温度的关系如图所示:
①该反应的△H
②图中lgKp=
(4)反应(CH3)3AuPH3→(CH3)AuPH3+C2H6的历程如下:
第一步:(CH3)3AuPH3(CH3)3Au+PH3(快反应)
第二步:(CH3)3AuC2H6+CH3Au(慢反应)
第三步:CH3Au+PH3 (CH3)AuPH3(快反应)
①反应的中间产物有PH3、
②第
(5)用Cu2+、Pd2+液相脱除PH3的反应为:PH3+2O2H3PO4,其他条件相同时溶解在溶液中O2的体积分数、PH3的净化效率与时间的关系如图所示:
O2的体积分数大,PH3的净化效率高的原因是
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【推荐3】完成下列小题
(1)煤炭燃烧过程中会释放出大量的,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以的形式固定,从而降低的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的又会与发生化学反应,降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:
(反应Ⅰ)
(反应Ⅱ)
①反应Ⅰ是______ (填“放热”或“吸热”)反应;能否通过反应Ⅰ判断等物质的量的、具有能量的高低?______ 。
②已知转化成的能量关系如图所示。写出该反应的热化学方程式:______ ,则的燃烧热______ 。
③依据反应Ⅰ、Ⅱ确定反应______ 。
(2)以、为原料生产尿素的反应历程与能量变化示意图如下。
①第一步反应的热化学方程式为______ 。
②第二步反应的______ 0(填“>”、“<”或“=”)。
③从图象分析决定生产尿素的总反应的反应速率的步骤是第______ 步反应。
(1)煤炭燃烧过程中会释放出大量的,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以的形式固定,从而降低的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的又会与发生化学反应,降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:
(反应Ⅰ)
(反应Ⅱ)
①反应Ⅰ是
②已知转化成的能量关系如图所示。写出该反应的热化学方程式:
③依据反应Ⅰ、Ⅱ确定反应
(2)以、为原料生产尿素的反应历程与能量变化示意图如下。
①第一步反应的热化学方程式为
②第二步反应的
③从图象分析决定生产尿素的总反应的反应速率的步骤是第
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【推荐1】Ⅰ.一定温度下,在容积为V L的密闭容器中进行aN(g)bM(g)的放热反应,M、N物质的量随时间的变化曲线如图所示:
(1)此反应的化学方程式中=______ 。
(2)t2时两线交叉点__ 平衡状态(填“是”或“不是”),v正__ v逆(填“>”“<” 或“=”)。
(3)此反应达到平衡时,反应物的转化率为____________ 。
(4)下列描述能说明上述反应达到平衡状态的是__________ 。
①反应中M与N物质的量之比为2∶5;②混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化;③M的转化率达到最大;④如容器为绝热容器,体系内温度不再变化。
II.某温度时,把1 mol N2O4气体通入体积为10 L的真空密闭容器中,立即出现红棕色[因为发生N2O4(无色) 2NO2(红棕色)的反应],反应进行4 s时,NO2的浓度为0.04mol·L-1,再经过一段时间后反应达到平衡状态,这时容器内压强为开始时的1.8倍,则
(1)前4 s以N2O4浓度变化表示的平均反应速率为________________ 。
(2)在4 s末时容器内的压强是开始时的___________ 倍。
(3)平衡时容器内NO2的浓度是__________________ 。
(1)此反应的化学方程式中=
(2)t2时两线交叉点
(3)此反应达到平衡时,反应物的转化率为
(4)下列描述能说明上述反应达到平衡状态的是
①反应中M与N物质的量之比为2∶5;②混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化;③M的转化率达到最大;④如容器为绝热容器,体系内温度不再变化。
II.某温度时,把1 mol N2O4气体通入体积为10 L的真空密闭容器中,立即出现红棕色[因为发生N2O4(无色) 2NO2(红棕色)的反应],反应进行4 s时,NO2的浓度为0.04mol·L-1,再经过一段时间后反应达到平衡状态,这时容器内压强为开始时的1.8倍,则
(1)前4 s以N2O4浓度变化表示的平均反应速率为
(2)在4 s末时容器内的压强是开始时的
(3)平衡时容器内NO2的浓度是
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【推荐2】CO2循环再利用制备甲烷、甲醇等有机燃料,变废为宝历来是化学重要的研究领域。为了减少CO2的排放,可用下列方法把CO2转化成燃料,试回答下列问题:
反应I:
反应II:
反应III:
(1)计算可知___________ 。
(2)某温度下,在固定容积为2.0L的密闭容器中充入0.8mol的CO2和2.4mol的H2,按反应I进行反应,测得CO2和CH3OH的物质的量随时间变化如图1:
①0~2min内,用CH3OH表示的反应速率为___________ ,该反应达到最大限度时H2的转化率为___________ ,此时CH3OH在平衡混合物中的体积分数为___________ 。
②下列措施可以提高该化学反应速率的是___________ (填选项序号)。
A.升高温度 B.容器体积不变,充入He
C.增大容器的体积 D.容器体积不变,充入更多的H2(g)
③下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是___________ 。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量之比为1:1
B.
C.混合气体的压强不随时间的变化而变化
D.混合气体的密度不再改变
(3)H2还原CO电化学法制备甲醇(见反应III)的工作原理如图2所示:电池工作过程中H+通过质子膜向___________ (填“左”或者“右”)移动,通入CO的一端发生的电极反应式为___________ 。
反应I:
反应II:
反应III:
(1)计算可知
(2)某温度下,在固定容积为2.0L的密闭容器中充入0.8mol的CO2和2.4mol的H2,按反应I进行反应,测得CO2和CH3OH的物质的量随时间变化如图1:
①0~2min内,用CH3OH表示的反应速率为
②下列措施可以提高该化学反应速率的是
A.升高温度 B.容器体积不变,充入He
C.增大容器的体积 D.容器体积不变,充入更多的H2(g)
③下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量之比为1:1
B.
C.混合气体的压强不随时间的变化而变化
D.混合气体的密度不再改变
(3)H2还原CO电化学法制备甲醇(见反应III)的工作原理如图2所示:电池工作过程中H+通过质子膜向
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【推荐3】国家主席习近平在9月22日召开的联合国大会上表示:“中国将争取在2060年前实现碳中和”。所谓“碳中和”,通俗地说,日常活动可能制造的二氧化碳排放量,通过植树、节能减排等方法来中和抵消。
(1)CO2甲烷化反应是由法国化学家PaulSabatier提出的,因此,该反应又叫Sabatier反应。CO2催化氢化制甲烷的研究过程如下图:
①上述过程中,产生H2反应的化学方程式为_______ 。
②HCOOH是CO2转化为CH4的中间体:CO2HCOOHCH4。当镍粉用量增加10倍后,甲酸的产量迅速减少,原因是_______ 。
(2)二氧化碳加氢制甲醇的反应在绝热、恒容密闭体系中进行,发生的主要反应是:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。请回答下列有关问题:
①下列示意图正确且能说明该反应进行到t1时刻达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.B.C.D.
②在2L恒容密闭容器a和b中分别投入2molCO2和6molH2,在不同温度下进行二氧化碳加氢制甲醇的反应,各容器中甲醇的物质的量与时间的关系如图所示。若容器a、容器b中的反应温度分别为T1、T2,则判断△H_______ 0(填“>”或“<”)。若容器b中改变条件时,反应情况会由曲线b变为曲线c,则改变的条件是_______ 。容器b中0~10min氢气的平均反应速率v(H2)=_______ mol•L-1•min-1。
(3)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H5OH(g)+3H2O(g)△H<0。恒压条件下达到平衡状态时,体系中各物质的物质的量分数与温度的关系如图所示,则图中c的化学式为_______ 。
(1)CO2甲烷化反应是由法国化学家PaulSabatier提出的,因此,该反应又叫Sabatier反应。CO2催化氢化制甲烷的研究过程如下图:
①上述过程中,产生H2反应的化学方程式为
②HCOOH是CO2转化为CH4的中间体:CO2HCOOHCH4。当镍粉用量增加10倍后,甲酸的产量迅速减少,原因是
(2)二氧化碳加氢制甲醇的反应在绝热、恒容密闭体系中进行,发生的主要反应是:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。请回答下列有关问题:
①下列示意图正确且能说明该反应进行到t1时刻达到平衡状态的是
A.B.C.D.
②在2L恒容密闭容器a和b中分别投入2molCO2和6molH2,在不同温度下进行二氧化碳加氢制甲醇的反应,各容器中甲醇的物质的量与时间的关系如图所示。若容器a、容器b中的反应温度分别为T1、T2,则判断△H
(3)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H5OH(g)+3H2O(g)△H<0。恒压条件下达到平衡状态时,体系中各物质的物质的量分数与温度的关系如图所示,则图中c的化学式为
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【推荐1】Ⅰ.已知:①C(石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH2=-571.6kJ/mol
③2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(1)ΔH3=-2599.2kJ/mol
则由C(石墨)和H2(g)反应生成1molC2H2(g)的焓变ΔH=__ 。
Ⅱ.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度T的关系如下表:
回答下列问题:
(1)该反应为__ 反应(填“吸热”“放热”)。
(2)能 判断该反应已达化学平衡状态的依据是__ (填序号)。
a.容器中压强不变
b.混合气体中c(CO)不变
c.容器中气体平均摩尔质量不变
d.1molH-H键断裂的同时断裂2molH-O键
(3)某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molCO2和1molH2充分反应达平衡时,CO平衡浓度为0.25mol/L,试通过计算判断此时的温度为__ ℃。
(4)在830℃温度下,某时刻测得c(CO2)=0.5mol/L,c(H2O)=0.5mol/L,c(CO)=1mol/L,c(H2)=1.5mol/L,则此时v(正)___ v(逆)(填“>”、“<”或“=”)
(5)在830℃温度下,向该平衡体系中再充入一定量的氢气,CO2的转化率__ (填“增大”、“减小”、“不变”)。相同条件的1L密闭容器中,充入lmolCO2、lmolH2和lmolH2O,则达到平衡时,混合物中CO2的物质的量分数可能是___ 。(填序号)
A.16.67% B.22.2% C.33.3% D.36.8%
Ⅲ.CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示:
根据图示,写出阴极的反应式为___ 。
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH2=-571.6kJ/mol
③2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(1)ΔH3=-2599.2kJ/mol
则由C(石墨)和H2(g)反应生成1molC2H2(g)的焓变ΔH=
Ⅱ.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度T的关系如下表:
T/°C | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
(1)该反应为
(2)
a.容器中压强不变
b.混合气体中c(CO)不变
c.容器中气体平均摩尔质量不变
d.1molH-H键断裂的同时断裂2molH-O键
(3)某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molCO2和1molH2充分反应达平衡时,CO平衡浓度为0.25mol/L,试通过计算判断此时的温度为
(4)在830℃温度下,某时刻测得c(CO2)=0.5mol/L,c(H2O)=0.5mol/L,c(CO)=1mol/L,c(H2)=1.5mol/L,则此时v(正)
(5)在830℃温度下,向该平衡体系中再充入一定量的氢气,CO2的转化率
A.16.67% B.22.2% C.33.3% D.36.8%
Ⅲ.CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示:
根据图示,写出阴极的反应式为
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】二甲醚是无色气体,可作为一种新型能源,同时也是重要的化工原料,采用催化加氢可合成二甲醚,发生的反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)在压强、和的起始投料一定的条件下,发生反应Ⅰ、Ⅱ,实验测得(平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示。(已知:的选择性)
其中表示平衡时的选择性的曲线是___________ (填“①”或“②”);温度高于300℃时,曲线②随温度升高而升高的原因是___________ 。
(2)对于反应Ⅱ的反应速率其中、分别为正、逆反应速率常数,p为气体的分压(分压总压物质的量分数)。
a.达到平衡后,降低温度,___________ (填“增大”、“减小”或”不变”);
b.在一定温度和压强下的反应Ⅱ,按照n(CO2):n(H2)=6:7投料,当CO2转化率为50%时,用气体分压表示的平衡常数___________ 。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)在压强、和的起始投料一定的条件下,发生反应Ⅰ、Ⅱ,实验测得(平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示。(已知:的选择性)
其中表示平衡时的选择性的曲线是
(2)对于反应Ⅱ的反应速率其中、分别为正、逆反应速率常数,p为气体的分压(分压总压物质的量分数)。
a.达到平衡后,降低温度,
b.在一定温度和压强下的反应Ⅱ,按照n(CO2):n(H2)=6:7投料,当CO2转化率为50%时,用气体分压表示的平衡常数
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【推荐3】氨是世界上产量最多的无机化合物之一,用途广泛。
(1)已知:氨在纯净的氧气中燃烧:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=akJ·mol-1
氨催化氧化:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ΔH2=bkJ·mol-1
则4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)的ΔH=_____ kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
(2)氨气可与甲烷制备氢氰酸(HCN)。保持恒温,在体积为10L的刚性密闭容器中发生反应:NH3(g)+CH4(g)=HCN(g)+3H2(g) ΔH>0,各物质的物质的量随时间变化如表所示:
①z=_____ ,0~ t1min内,平均反应速率v(H2)=_____ mol·L-1·min-1.
②可判断该反应达到平衡状态的是_____ (填标号)。
A. 容器内压强不再变化
B. 混合气体的平均相对分子质量不再变化
C. 混合气体的密度不再变化
D. 反应的ΔH不再变化
③若起始压强为pokPa,则在该温度下反应达到化学平衡状态时,容器内的压强为_____ kPa(用含po的代数式表示)。达到化学平衡状态后保持温度、体积不变,向容器中再充入1molNH3(g)、1molHCN(g),则平衡_____ (填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。
④由实验得到v正(NH3)~c(NH3)的关系可用如图表示。当x点升高到某一温度后,反应重新达到平衡,则x点将移动到图中的_____ 点(填字母)。
(3)垃圾渗透液中常含有铵盐,一种利用NH3和酸性垃圾渗透液发电的装置如图所示。工作一段时间后X电极周围溶液的pH_____ (填“增”“减小”或“不变”),Y电极的电极反应方程式为_____ 。
(1)已知:氨在纯净的氧气中燃烧:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=akJ·mol-1
氨催化氧化:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ΔH2=bkJ·mol-1
则4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)的ΔH=
(2)氨气可与甲烷制备氢氰酸(HCN)。保持恒温,在体积为10L的刚性密闭容器中发生反应:NH3(g)+CH4(g)=HCN(g)+3H2(g) ΔH>0,各物质的物质的量随时间变化如表所示:
时间/min | 0 | t1 | 2t1 | 3t1 | 4t1 |
n(NH3)/mol | 4 | z | 2.0 | ||
n(CH4)/mol | 4 | 2.0 | |||
n(HCN)/mol | 0 | 0.9 | |||
n(H2)/mol | 0 | 4.5 |
①z=
②可判断该反应达到平衡状态的是
A. 容器内压强不再变化
B. 混合气体的平均相对分子质量不再变化
C. 混合气体的密度不再变化
D. 反应的ΔH不再变化
③若起始压强为pokPa,则在该温度下反应达到化学平衡状态时,容器内的压强为
④由实验得到v正(NH3)~c(NH3)的关系可用如图表示。当x点升高到某一温度后,反应重新达到平衡,则x点将移动到图中的
(3)垃圾渗透液中常含有铵盐,一种利用NH3和酸性垃圾渗透液发电的装置如图所示。工作一段时间后X电极周围溶液的pH
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