合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。
其原理为: ;据此回答以下问题:
实验室中模拟合成氨反应,在恒容密闭容器中,初始投入量相等的条件下,得到三组实验数据如表所示:
(1)实验1中,50 min时向容器中充入一定量He,则正反应速率____ (域“增大”、“减小”或“不变”)
(2)实验2中,前20min内以的浓度变化表示的化学反应速率为_____ 。
(3)比较实验1和2,说明实验2隐含的条件是______ 。
(4)上述三组实验的化学平衡常数分别为、、,三者大小关系是______ 。
(5)某温度下,若把,与置于体积为10 L的密闭容器内,反应达到平衡状态时,测得混合气体的压强弯为开始时的0.8,则平衡时氢气的转化率_______ 。(用百分数表示)。能说明该反应达到化学平衡状态的是_____ (填字母)。
a.容器内压强保持不变。
b.容器内的密度保持不变
c.混合气体中不变
d.
(6)对于合成氨反应而言,下列有关图象一定正确的是_____ (选填序号)。
A、 B、 C、
其原理为: ;据此回答以下问题:
实验室中模拟合成氨反应,在恒容密闭容器中,初始投入量相等的条件下,得到三组实验数据如表所示:
实验序号 | 温度(℃) | 浓度(mol/L) | ||||||
0 min | 10 min | 20 min | 30 min | 40min | 50min | 60 min | ||
1 | 300 | 2.00 | 1.70 | 1.50 | L36 | 1.25 | 1.20 | 1.20 |
2 | 300 | 2.00 | 1.50 | 1.28 | 1.20 | 1.20 | 1.20 | 1.20 |
3 | 200 | 2.00 | 1.60 | 1.39 | 1.29 | 1.27 | 1.27 | 1.27 |
(1)实验1中,50 min时向容器中充入一定量He,则正反应速率
(2)实验2中,前20min内以的浓度变化表示的化学反应速率为
(3)比较实验1和2,说明实验2隐含的条件是
(4)上述三组实验的化学平衡常数分别为、、,三者大小关系是
(5)某温度下,若把,与置于体积为10 L的密闭容器内,反应达到平衡状态时,测得混合气体的压强弯为开始时的0.8,则平衡时氢气的转化率
a.容器内压强保持不变。
b.容器内的密度保持不变
c.混合气体中不变
d.
(6)对于合成氨反应而言,下列有关图象一定正确的是
A、 B、 C、
更新时间:2021-11-08 21:09:19
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【推荐1】回答下列问题:
(1)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)的分解反应:
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[时,N2O5(g)完全分解]:
①研究表明,N2O5(g)分解的反应速率(kPa·min−1)。t=62min时,测得体系中kPa,则此时的_______ kPa,v=_______ kPa·min−1。
②若升高反应温度至35℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强(35℃)_______ 63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是_______ 。
③25℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp=_______ kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。
(2)对于反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程:
第一步 N2O5NO2+NO3快速平衡
第二步 NO2+NO3NO+NO2+O2 慢反应
第三步 NO+NO32NO2 快反应
可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡。下列表述正确的是_______(填字母代号)。
(1)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)的分解反应:
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[时,N2O5(g)完全分解]:
t/min | 0 | 40 | 80 | 160 | 260 | 1300 | 1700 | |
p/kPa | 35.8 | 40.3 | 42.5 | 45.9 | 49.2 | 61.2 | 62.3 | 63.1 |
②若升高反应温度至35℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强(35℃)
③25℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp=
(2)对于反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程:
第一步 N2O5NO2+NO3快速平衡
第二步 NO2+NO3NO+NO2+O2 慢反应
第三步 NO+NO32NO2 快反应
可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡。下列表述正确的是_______(填字母代号)。
A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应) |
B.反应的中间产物只有NO3 |
C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效 |
D.第三步反应的活化能较高 |
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【推荐2】为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率,一位同学通过实验测定反应中生成的CO2气体体积随反应时间变化的情况,绘制曲线。请分析讨论以下问题。
(1)碳酸钙与稀盐酸的反应是放热反应,这是由于反应物的总能量______ (填“大于”或“小于”)生成物的总能量。
(2)在0~t1、t1~t2、t2~t3、t3~t4各相同的时间段里,收集到气体最多的是______ 时间段。反应速率最大的是______ 时间段,反应速率最小的是______ 时间段。
(3)t1~t2时间段里影响反应速率的主要外界因素______ 、t2~t3时间段里影响反应速率的主要外界因素是______ (填“温度”或“浓度”或“压强”或“催化剂”)(提醒:多填不得分)。
(1)碳酸钙与稀盐酸的反应是放热反应,这是由于反应物的总能量
(2)在0~t1、t1~t2、t2~t3、t3~t4各相同的时间段里,收集到气体最多的是
(3)t1~t2时间段里影响反应速率的主要外界因素
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解题方法
【推荐3】某温度时,在2L的密闭容器中,A、B、C(均为气体)的物质的量随时间的变化曲线如图所示。请回答下列问题:
(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为____________________________ 。
(2)下列措施能加快反应速率的是__________________ (填字母)。
A.恒压时充入He B.恒容时充入He C.恒容时充入A
D.及时分离出C E.升高温度 F.选择高效的催化剂
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是______________ (填字母)。
A.单位时间内生成n mol A,同时消耗n mol C B.容器内,3种气体A、B、C共存
C.C的消耗速率等于A的消耗速率 D.容器内压强保持不变
E.容器中各组分的体积分数不随时间变化
(4)反应从开始至2min,用A的浓度变化表示的平均反应速率v(A)为___________________ 。
(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为
(2)下列措施能加快反应速率的是
A.恒压时充入He B.恒容时充入He C.恒容时充入A
D.及时分离出C E.升高温度 F.选择高效的催化剂
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是
A.单位时间内生成n mol A,同时消耗n mol C B.容器内,3种气体A、B、C共存
C.C的消耗速率等于A的消耗速率 D.容器内压强保持不变
E.容器中各组分的体积分数不随时间变化
(4)反应从开始至2min,用A的浓度变化表示的平均反应速率v(A)为
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【推荐1】“C1化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质(如CO、CO2、CH4、CH3OH、HCOOH等)为原料合成工业产品的化学工艺,对开发新能源和控制环境污染有重要意义。
(1)一定温度下,在两个容积均为2 L的密闭容器中,分别发生反应:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1。相关数据如下:
请回答:
①a=_______________ ;
②若甲中反应10 s时达到平衡,则用CO2来表示甲中反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是___________ 。
(2)甲烷的一个重要用途是制取H2,其原理为CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。在密闭容器中通入等物质的量浓度的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示,则压强p1_____ (填“大于”或“小于”)p2;压强为p2时,在y点:v(正)______ (填“大于”“小于”或“等于”)v(逆)。
(3)一定条件下,治理汽车尾气的反应是2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。在恒温恒容的密闭容器中通入n(NO)∶n(CO)=2∶1的混合气体,发生上述反应。下列图象正确且能说明反应在进行到t1时刻一定达到平衡状态的是________ (填字母)。
(1)一定温度下,在两个容积均为2 L的密闭容器中,分别发生反应:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1。相关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 |
反应物投入量 | 1molCO2(g)和 3molH2(g) | 1mol CH3OH (g)和 1molH2O(g) |
平衡时c(CH3OH) | c1 | c2 |
平衡时能量变化 | 放出29.4kJ | 吸收a kJ |
①a=
②若甲中反应10 s时达到平衡,则用CO2来表示甲中反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是
(2)甲烷的一个重要用途是制取H2,其原理为CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。在密闭容器中通入等物质的量浓度的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示,则压强p1
(3)一定条件下,治理汽车尾气的反应是2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。在恒温恒容的密闭容器中通入n(NO)∶n(CO)=2∶1的混合气体,发生上述反应。下列图象正确且能说明反应在进行到t1时刻一定达到平衡状态的是
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【推荐2】回答下列问题:
(1)向2L密闭容器中充入1molN2和3molH2,在一定条件下发生反应N2+3H22NH3,2min时达到平衡。测得平衡混合气体中NH3的体积分数为25%,则:
①0~2min内,v(NH3)=___ 。
②H2在平衡混合气体中的体积分数为__ 。
③平衡时容器的压强与起始时的压强之比为___ 。
(2)某温度时,在一个2L的密闭容器中,A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,试填写下列空白:
①该反应的化学方程式为___ 。
②从开始至2min,B的平均反应速率为___ ;平衡时,C的浓度为___ ,A的转化率为_ 。
③下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是__ (填序号)。
A.A、B、C的物质的量之比为3:1:3
B.相同时间内消耗3molA,同时生成3molC
C.相同时间内消耗,同时消耗
D.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
E.B的体积分数不再发生变化
④在某一时刻采取下列措施能使该反应速率减小的是___ (填序号)。
A.加正催化剂 B.降低温度 C.容积不变,充入A D.容积不变,从容器中分离出A
(1)向2L密闭容器中充入1molN2和3molH2,在一定条件下发生反应N2+3H22NH3,2min时达到平衡。测得平衡混合气体中NH3的体积分数为25%,则:
①0~2min内,v(NH3)=
②H2在平衡混合气体中的体积分数为
③平衡时容器的压强与起始时的压强之比为
(2)某温度时,在一个2L的密闭容器中,A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,试填写下列空白:
①该反应的化学方程式为
②从开始至2min,B的平均反应速率为
③下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是
A.A、B、C的物质的量之比为3:1:3
B.相同时间内消耗3molA,同时生成3molC
C.相同时间内消耗,同时消耗
D.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
E.B的体积分数不再发生变化
④在某一时刻采取下列措施能使该反应速率减小的是
A.加正催化剂 B.降低温度 C.容积不变,充入A D.容积不变,从容器中分离出A
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【推荐3】如图所示的过程是目前直接利用太阳能的研究热点。人们把通过人工光化学手段合成燃料的过程叫做人工光合作用。
(1)在上图构想的物质和能量循环中太阳能最终转化为____________ 能。
(2)人工光合作用的途径之一就是在催化剂和光照条件下,将CO2和H2O转化为CH3OH,该反应的化学方程式为:2CO2(g)+4H2O(g)2CH3OH(g)+3O2(g)。
一定条件下,在2L密闭容器中进行上述反应,测得n(CH3OH)随时间的变化如下表所示:
①用CH3OH表示0~3 min内该反应的平均反应速率为______________________ 。
②能说明该反应已达到平衡状态的是_______________ 。
a.v正(H2O)=2v逆(CO2)
b.n(CH3OH) :n(O2)=2 :3
c.容器内密度保持不变
d.容器内压强保持不变
(3)用人工光合作用得到的甲醇、氧气和稀硫酸制作燃料电池,则甲醇应通入该燃料电池的____ 极(填“正”或“负”),通入氧气的一极的电极反应式为_______________ 。
(1)在上图构想的物质和能量循环中太阳能最终转化为
(2)人工光合作用的途径之一就是在催化剂和光照条件下,将CO2和H2O转化为CH3OH,该反应的化学方程式为:2CO2(g)+4H2O(g)2CH3OH(g)+3O2(g)。
一定条件下,在2L密闭容器中进行上述反应,测得n(CH3OH)随时间的变化如下表所示:
时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
n(CH3OH)/mol | 0.000 | 0.040 | 0.070 | 0.090 | 0.100 | 0.100 | 0.100 |
①用CH3OH表示0~3 min内该反应的平均反应速率为
②能说明该反应已达到平衡状态的是
a.v正(H2O)=2v逆(CO2)
b.n(CH3OH) :n(O2)=2 :3
c.容器内密度保持不变
d.容器内压强保持不变
(3)用人工光合作用得到的甲醇、氧气和稀硫酸制作燃料电池,则甲醇应通入该燃料电池的
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解题方法
【推荐1】某温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质随时间变化的曲线如图所示。
请回答下列问题:
(1)由图中数据分析,该反应的化学方程式为__ 。
(2)反应开始至2min,Z的平均反应速率为__ (列式计算,写出计算过程。)
(3)3min时,Z的生成速率与Z的消耗速率相比较,前者__ (填“大于”“小于”或“等于”)后者。
(4)上述反应进行过程中,如果降低温度,则其反应速率___ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)下列各项中不可以说明上述反应达到平衡的是__ (填字母)
a.混合气体的密度不变
b.混合气体的压强不变
c.同一物质的正反应速率等于逆反应速率
d.X的浓度保持不变
e.生成1molZ和同时生成1.5molX
f.X、Y、Z的反应速率之比为3:2:1
请回答下列问题:
(1)由图中数据分析,该反应的化学方程式为
(2)反应开始至2min,Z的平均反应速率为
(3)3min时,Z的生成速率与Z的消耗速率相比较,前者
(4)上述反应进行过程中,如果降低温度,则其反应速率
(5)下列各项中不可以说明上述反应达到平衡的是
a.混合气体的密度不变
b.混合气体的压强不变
c.同一物质的正反应速率等于逆反应速率
d.X的浓度保持不变
e.生成1molZ和同时生成1.5molX
f.X、Y、Z的反应速率之比为3:2:1
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【推荐2】甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,它清洁、高效、具有优良的环保性能,甲醚是一种无色气体,具有轻微的醚香味,其燃烧热为1455kJ·mol-1。
(1)写出甲醚燃烧的热化学方程式____ ;已知H2(g)和C(s)的燃烧热分别是285.8kJ·mol-1、393.5kJ·mol-1;计算反应:4C(s)+6H2(g)+O2(g)=2CH3OCH3(g)的反应热为____ 。
(2)工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下:6H2(g)+2CO2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H<0
①一定温度下,在一个固定体积的密闭容器中进行该反应。下列能判断反应达到化学平衡状态的是____
a.c(H2)与c(H2O)的比值保持不变
b.单位时间内有2mol H2消耗时,有1molH2O生成
c.容器中气体密度不再改变
d.容器中气体压强不再改变
②温度升高,该化学平衡移动后,达到新的平衡,CH3OCH3的产率将___ (填“变大”、“变小”或“不变”)
(1)写出甲醚燃烧的热化学方程式
(2)工业上利用H2和CO2合成二甲醚的反应如下:6H2(g)+2CO2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H<0
①一定温度下,在一个固定体积的密闭容器中进行该反应。下列能判断反应达到化学平衡状态的是
a.c(H2)与c(H2O)的比值保持不变
b.单位时间内有2mol H2消耗时,有1molH2O生成
c.容器中气体密度不再改变
d.容器中气体压强不再改变
②温度升高,该化学平衡移动后,达到新的平衡,CH3OCH3的产率将
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【推荐3】在2 L密闭容器中,800 ℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如下表:
(1)A点处,v(正)_______ v(逆),A点正反应速率_______ B点正反应速率(用“大于”、“小于”或“等于”填空)。
(2)图中表示O2变化的曲线是______ 。用NO2表示从0~2 s内该反应的平均速率v=____________ 。
(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是______ 。
a.容器内压强保持不变 b.v(NO)=2v(O2)
c.容器内的密度保持不变 d.v逆(NO2)=2v正(O2)
(4)能使该反应的反应速率增大的是______ 。
a.适当升高温度 b.及时分离出NO2气体
c.增大O2的浓度 d.选择高效的催化剂
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)/mol | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
(1)A点处,v(正)
(2)图中表示O2变化的曲线是
(3)能说明该反应已经达到平衡状态的是
a.容器内压强保持不变 b.v(NO)=2v(O2)
c.容器内的密度保持不变 d.v逆(NO2)=2v正(O2)
(4)能使该反应的反应速率增大的是
a.适当升高温度 b.及时分离出NO2气体
c.增大O2的浓度 d.选择高效的催化剂
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【推荐1】煤的气化过程中发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),若在恒温恒压容器中充入1molCO和3mol水蒸气发生上述反应,达到平衡时测得反应物与生成物的物质的量之比为5∶3,且吸收热量180kJ,请回答下列问题:
(1)该反应的热化学方程式可写为___ 。
(2)两种反应物的转化率之和为___ 。
(3)该条件下此反应的平衡常数为___ 。
(4)若要在相同的温度下和相同的容器中,按下列物料配比充入,建立平衡后CO的体积百分含量与题干平衡相同,下列选项中可行的是___ 。
(1)该反应的热化学方程式可写为
(2)两种反应物的转化率之和为
(3)该条件下此反应的平衡常数为
(4)若要在相同的温度下和相同的容器中,按下列物料配比充入,建立平衡后CO的体积百分含量与题干平衡相同,下列选项中可行的是
物质 选项 | n(CO) | n(H2O) | n(CO2) | n(H2) |
A | 0mol | 4mol | 2mol | 2mol |
B | 0.5mol | 2.5mol | 0.5mol | 0.5mol |
C | 1mol | 4mol | 0.5mol | 0.5mol |
D | 0mol | 0mol | 1mol | 3mol |
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【推荐2】回答下列化学平衡相关问题:
(1)工业制硫酸的核心反应是:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ∆H<0
①在1L密闭容器中充入1mol SO2和2mol O2,在1min内达到平衡,测得v(SO3)=0.8mol/(L∙min)。该条件下,反应的平衡常数K=_______ 。
②下列措施中有利于提高SO2转化率的是_______ 填字母。
A.加入催化剂 B.通入O2 C.移出SO3 D.通入SO2
(2)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气,C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ∆H=+131.3kJ∙mol-1,∆S=+133.7J∙(K∙mol)-1
①该反应在_______ 能自发(填“高温”、“低温”、“任何温度”、“一定不”)。
②一定温度下,在一个恒容密闭容器中发生上述反应,下列不能判断该反应达到化学平衡状态的是_______ (填字母)。
A.1molH-H键断裂的同时生成2molH-O键
B.v正(CO)=v逆(H2O)
C.容器中的压强不再变化
D.混合气体的密度不再变化
E.c(CO)=c(H2)
(3)汽车尾气含NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致:N2(g)+O2(g)2NO(g),已知该反应在2404℃时,平衡常数K=6.4×10-3,该温度下,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L和3.0×10-3mol/L,此时反应_______ (填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)。
(1)工业制硫酸的核心反应是:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ∆H<0
①在1L密闭容器中充入1mol SO2和2mol O2,在1min内达到平衡,测得v(SO3)=0.8mol/(L∙min)。该条件下,反应的平衡常数K=
②下列措施中有利于提高SO2转化率的是
A.加入催化剂 B.通入O2 C.移出SO3 D.通入SO2
(2)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气,C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ∆H=+131.3kJ∙mol-1,∆S=+133.7J∙(K∙mol)-1
①该反应在
②一定温度下,在一个恒容密闭容器中发生上述反应,下列不能判断该反应达到化学平衡状态的是
A.1molH-H键断裂的同时生成2molH-O键
B.v正(CO)=v逆(H2O)
C.容器中的压强不再变化
D.混合气体的密度不再变化
E.c(CO)=c(H2)
(3)汽车尾气含NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致:N2(g)+O2(g)2NO(g),已知该反应在2404℃时,平衡常数K=6.4×10-3,该温度下,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L和3.0×10-3mol/L,此时反应
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【推荐3】在2020年中央经济工作会议上,我国明确提出“碳达峰”与“碳中和”目标。使利用CO2合成高价值化学品更突显其重要性。
Ⅰ.工业上可以利用CO2和H2合成CH3OH:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0。该反应在起始温度和体积均相同(T℃、1L)的两个密闭容器中分别进行,反应起始物质的量如表:
(1)达到平衡时,CO2的体积分数φ①_____ φ②(填“>”“<”或“=”)。
(2)当_____ =v逆(H2)时,说明反应在条件②达到平衡状态。
Ⅱ.利用CH4超干重整CO2的催化转化如图所示:
(3)CH4与CO2超干重整反应的方程式为_____ 。
(4)有关转化过程,下列说法正确的是_____ (填序号)。
a.过程Ⅰ中CO2未参与反应
b.过程Ⅱ实现了含碳物质与含氢物质的分离
c.转化②中CaO消耗过程中的CO2,有利于反应正向进行
d.转化③中Fe与CaCO3反应的物质的量之比为4∶3
Ⅲ.通过下列反应可实现CO2的再转化,合成CO、CH4:
①CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)ΔH<0
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH>0
在密闭容器中通入3mol的H2和1mol的CO2,分别在压强为1MPa和10MPa下进行反应。实验中对平衡体系的三种物质(CO2、CO、CH4)进行分析,其中温度对CO和CH4在三种物质中的体积分数影响如图所示。
(5)1MPa时,表示CH4和CO平衡体积分数随温度变化关系的曲线分别是_____ 和_____ 。M点平衡体积分数高于N点的原因是_____ 。
(6)图中当CH4和CO平衡体积分数均为40%时,若容器的体积为1L,该温度下反应①的平衡常数K的值为_____ 。
Ⅰ.工业上可以利用CO2和H2合成CH3OH:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0。该反应在起始温度和体积均相同(T℃、1L)的两个密闭容器中分别进行,反应起始物质的量如表:
反应条件 | CO2(mol) | H2(mol) | CH3OH(mol) | H2O(mol) |
①恒温恒容 | 1 | 3 | 0 | 0 |
②绝热恒容 | 0 | 0 | 1 | 1 |
(1)达到平衡时,CO2的体积分数φ①
(2)当
Ⅱ.利用CH4超干重整CO2的催化转化如图所示:
(3)CH4与CO2超干重整反应的方程式为
(4)有关转化过程,下列说法正确的是
a.过程Ⅰ中CO2未参与反应
b.过程Ⅱ实现了含碳物质与含氢物质的分离
c.转化②中CaO消耗过程中的CO2,有利于反应正向进行
d.转化③中Fe与CaCO3反应的物质的量之比为4∶3
Ⅲ.通过下列反应可实现CO2的再转化,合成CO、CH4:
①CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)ΔH<0
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH>0
在密闭容器中通入3mol的H2和1mol的CO2,分别在压强为1MPa和10MPa下进行反应。实验中对平衡体系的三种物质(CO2、CO、CH4)进行分析,其中温度对CO和CH4在三种物质中的体积分数影响如图所示。
(5)1MPa时,表示CH4和CO平衡体积分数随温度变化关系的曲线分别是
(6)图中当CH4和CO平衡体积分数均为40%时,若容器的体积为1L,该温度下反应①的平衡常数K的值为
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