当今,世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点,我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。因此,研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳的含量成为研究热点。
(1)大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时,相关物质的燃烧热数据如下表:
则25℃时H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的热化学方程式为__________ 。
(2)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e14bb4a8369c3a86b5a05d1d9ba0bf7a.png)
(3)以CO2、H2为原料合成CH3OH的主要反应如下:
I.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/00e2e3943a1029cfee28294cdbbbeaea.png)
II.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/20aff823fbb4d5c6f21f266e70a55a8d.png)
III.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ec502ee0b1dabadff9eba6dbfb8da4b0.png)
不同压强下,按照
投料,实验测得CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/10/2848460315664384/2849232392396800/STEM/5c86f7d2baf047f78193c70c39cb0923.png?resizew=428)
已知:CO2的平衡转化率=![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9883cc454c0fc833a9ce1f4f84d2a19d.png)
CH3OH的平衡产率=![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0fc8abf14cc698f8623d4032beb140c0.png)
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图_____ (填“甲”或“乙”);压强P1、P2、P3由大到小的顺序为____ ;图乙中T1温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是_______ 。
(4)恒压下,按照
投料发生反应I,该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示(分子筛膜具有选择透过性)。P点甲醇的平衡产率高于T点的原因可能是_________ 。
(1)大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时,相关物质的燃烧热数据如下表:
物质 | H2(g) | C(石墨,s) | C6H6(l) |
燃烧热![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
(2)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e14bb4a8369c3a86b5a05d1d9ba0bf7a.png)
(3)以CO2、H2为原料合成CH3OH的主要反应如下:
I.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/00e2e3943a1029cfee28294cdbbbeaea.png)
II.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/20aff823fbb4d5c6f21f266e70a55a8d.png)
III.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ec502ee0b1dabadff9eba6dbfb8da4b0.png)
不同压强下,按照
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3f79fb5cc8e2be9fa88ba86172d3d9a5.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/10/2848460315664384/2849232392396800/STEM/5c86f7d2baf047f78193c70c39cb0923.png?resizew=428)
已知:CO2的平衡转化率=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9883cc454c0fc833a9ce1f4f84d2a19d.png)
CH3OH的平衡产率=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0fc8abf14cc698f8623d4032beb140c0.png)
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图
(4)恒压下,按照
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3f79fb5cc8e2be9fa88ba86172d3d9a5.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/10/2848460315664384/2849232392396800/STEM/ad96dd64d235487ba676f546be0365bd.png?resizew=239)
更新时间:2021-11-11 22:41:03
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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1】碳中和是国际共同关注的大事,下列是有关含碳物质的研究。
(1)大气中
主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧,已知相关物质的燃烧热(摩尔燃烧焓
)数据如表:
则
时,
(石墨,
)
_____ kJ·mol-1 (用含
、
、
的式子表示)
(2)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过
和
化合来制备甲醇气体(结构简式为
)。已知
中的
与
之间为三键连接,部分化学键的键能数据如下表:
则工业制备甲醇的热化学方程式为______ 。
(3)通过人工光合作用,以
和
为原料制备
和
的原理如图所示。电极
作____ 极,电极
表面发生的电极反应为____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/9/2975553574248448/2975732671897600/STEM/785c4c77-ce0c-462e-94ea-9ef061cc98e3.jpg?resizew=295)
(4)采用电化学法还原
是一种使
资源化的方法,如图是利用此法制备
的示意图(电解质不参与质子交换膜反应),电解过程中
在阳离子交换膜______ (填“左”或“右”)侧生成,电解的总反应式为_____ ,标况下通入
时,转移电子数目为_____ 。
(1)大气中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2922ae637886073827dff8c97681427.png)
物质 | C(石墨,s) | H2(g) | C6H6(l) |
摩尔燃烧焓![]() | a | b | c |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5b1ea1c0b768f231430b1ae0836a4e66.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/44156d90755f2ae905c79a938b5c31d9.png)
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(2)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ca66a268d6f46e0e9d5d9151b785be60.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/186354626d5a1d13b88dfb4df916947b.png)
化学键 | C![]() | H-H | C-H | C-O | H-O |
键能kJ·mol-1 | 1072 | 436 | 413 | 358 | 463 |
(3)通过人工光合作用,以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
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(4)采用电化学法还原
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6d2ec3a4bc8a6f5e6a325a49796457f2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c4169cc84579a88c004b06bcb426dc36.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/9/2975553574248448/2975732671897600/STEM/85e54094-56e6-4d81-8f2e-073dc2593178.jpg?resizew=271)
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】(1)奥运会火炬常用的燃料为丙烷、丁烷等。已知:丙烷的摩尔燃烧焓△H1= - 2220 kJ/mol,正丁烷的摩尔燃烧焓△H2= -2878 kJ/ mol;异丁烷的摩尔燃烧焓△H3= -2869.6 kJ/mol。
①下列有关说法不正确的是_______________ (填标号)。
A 奥运火炬燃烧时的能量转化形式主要是由化学能转化为热能、光能
B 异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多
C 正丁烷比异丁烷稳定
②已知1 mol H2燃烧生成液态水放出的热量是285. 8 kJ,现有6 mol由氢气和丙烷组成的混合气体,完全燃烧时放出的热量是3649 kJ,则该混合气体中氢气和丙烷的体积比为____ 。
(2)利用氢气可以制取工业原料乙酸。已知:
Ⅰ.CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-870.3 kJ·mol-1
Ⅱ.C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
Ⅲ.H2(g)+
O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
①相同质量的CH3COOH、C、H2完全燃烧时,放出热量最多的是______________ 。
②利用上述信息计算反应:2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) ΔH=_________ kJ·mol-1。
(3)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。
反应 A:4HCl+O2
2Cl2+2H2O
已知:ⅰ.反应A中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量。
ⅱ.![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/6/65734d35-069e-448e-b27e-58ba7b6768df.png?resizew=269)
写出此条件下反应A的热化学方程式是_______________________________________ 。
①下列有关说法不正确的是
A 奥运火炬燃烧时的能量转化形式主要是由化学能转化为热能、光能
B 异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多
C 正丁烷比异丁烷稳定
②已知1 mol H2燃烧生成液态水放出的热量是285. 8 kJ,现有6 mol由氢气和丙烷组成的混合气体,完全燃烧时放出的热量是3649 kJ,则该混合气体中氢气和丙烷的体积比为
(2)利用氢气可以制取工业原料乙酸。已知:
Ⅰ.CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-870.3 kJ·mol-1
Ⅱ.C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
Ⅲ.H2(g)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e244c12208e7c6a01e3580d1ae9d7544.png)
①相同质量的CH3COOH、C、H2完全燃烧时,放出热量最多的是
②利用上述信息计算反应:2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) ΔH=
(3)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。
反应 A:4HCl+O2
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c8d9763f7ba3ba0d4daf1301d931b4cc.png)
已知:ⅰ.反应A中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量。
ⅱ.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/6/65734d35-069e-448e-b27e-58ba7b6768df.png?resizew=269)
写出此条件下反应A的热化学方程式是
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适中
(0.65)
【推荐3】当今世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点,因此研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)CH4-CO2催化重整不仅对温室气体的减排有重要意义,还可以得到合成气(CO和H2)。已知:
①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ∆H1=+206.2 kJ∙mol-1
②CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ∆H2=+165.0 kJ∙mol-1
写出该催化重整反应的热化学方程式:_______ 。
(2)在恒容密闭容器中通入等物质的量的CO2和H2并发生反应CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g),300℃下,CO2物质的量浓度c(CO2)随时间t变化的曲线如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/8/11d7c3bf-4f87-488b-8777-4f7fc992884d.png?resizew=338)
此条件下反应前20s的平均反应速率v(H2)=_______ (用含a、b的代数式表示)。当混合气体的某项物理量保持不变时,可认为反应达到了平衡状态,该物理量可能是_______ (填序号)。
a.压强 b.密度 c.平均摩尔质量 d.颜色
(3)已知:NH3∙H2O的Kb=1.7×10-5,H2CO3的Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11。工业生产尾气中的CO2捕获技术之一是氨水溶液吸收技术,工艺流程是将烟气冷却至20℃后用氨水吸收过量的CO2。吸收反应的化学方程式为_______ ,所得溶液显_______ (填”酸性"”碱性"或”中性",不考虑二氧化碳的溶解)。
(1)CH4-CO2催化重整不仅对温室气体的减排有重要意义,还可以得到合成气(CO和H2)。已知:
①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ∆H1=+206.2 kJ∙mol-1
②CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ∆H2=+165.0 kJ∙mol-1
写出该催化重整反应的热化学方程式:
(2)在恒容密闭容器中通入等物质的量的CO2和H2并发生反应CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g),300℃下,CO2物质的量浓度c(CO2)随时间t变化的曲线如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/8/11d7c3bf-4f87-488b-8777-4f7fc992884d.png?resizew=338)
此条件下反应前20s的平均反应速率v(H2)=
a.压强 b.密度 c.平均摩尔质量 d.颜色
(3)已知:NH3∙H2O的Kb=1.7×10-5,H2CO3的Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11。工业生产尾气中的CO2捕获技术之一是氨水溶液吸收技术,工艺流程是将烟气冷却至20℃后用氨水吸收过量的CO2。吸收反应的化学方程式为
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解题方法
【推荐1】实现 “节能减排” 和“低碳经济”是化学工作者研究的重要课题。有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
(1)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,两种温度下CH3OH的物质的量随时间的变化见图1。曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ____ KⅡ(填“>”、“<”或“=”)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/18/2121281958952960/2123691389919232/STEM/98a9991c62c14235a724819bb107b7d9.png?resizew=550)
(2)某实验中将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如图2曲线(甲)所示。
①a点正反应速率_________ 逆反应速率(填“>”、“<”或“=”);
0-10min内v(CH3OH) =__________ mol·L-1·min-1。
②若仅改变某一条件再进行实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线(乙)所示。曲线(乙)对应改变的实验条件可以是______ 填序号)。
A.加催化剂 B.增大压强
C.升高温度 D.增大CO2浓度
(3)830 ℃,反应的平衡常数K=1。在2L恒容反应器中发生上述反应,按下表中A、B、C、D四组的物质的量投入反应混合物,其中向正反应方向进行的有_____ (填序号)。
(4)研究发现,在相同条件下还发生另一个平行反应CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)。CO2与H2用量相同,使用不同的催化剂时,产物中CO与CH3OH比例有较大差异,其原因是__________________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/18/2121281958952960/null/STEM/c767e6ae7a914a16b52cd62f5ef5f014.png?resizew=32)
(1)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,两种温度下CH3OH的物质的量随时间的变化见图1。曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/18/2121281958952960/2123691389919232/STEM/98a9991c62c14235a724819bb107b7d9.png?resizew=550)
(2)某实验中将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如图2曲线(甲)所示。
①a点正反应速率
0-10min内v(CH3OH) =
②若仅改变某一条件再进行实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线(乙)所示。曲线(乙)对应改变的实验条件可以是
A.加催化剂 B.增大压强
C.升高温度 D.增大CO2浓度
(3)830 ℃,反应的平衡常数K=1。在2L恒容反应器中发生上述反应,按下表中A、B、C、D四组的物质的量投入反应混合物,其中向正反应方向进行的有
物质 | A | B | C | D |
n(CO2) | 3 | 1 | 3 | 1 |
n(H2) | 2 | 2 | 4 | 0 |
n(CH3OH) | 1 | 2 | 3 | 0.5 |
n(H2O) | 0 | 2 | 3 | 2 |
(4)研究发现,在相同条件下还发生另一个平行反应CO2(g)+H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/18/2121281958952960/2123691389919232/STEM/a9220c63c723480b857e535b8b76c07e.png?resizew=37)
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解答题-原理综合题
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适中
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解题方法
【推荐2】请回答下列问题。
I.1-丁烯是一种重要的化工原料,可由正丁烷催化脱氢制备。
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:
①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g) △H1
②C4H10(g)+
O2(g)=C4H8(g)+H2O(g) △H2=-119kJ•mol-1
③H2(g)+
O2(g)=H2O(g) △H3=-242kJ•mol-1
反应①的△H1为______ kJ·mol-1。
(2)如图是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x_____ 0.1(填“>”或“<”);欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是_____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/25/7c0db897-e873-4364-8ea5-0c767ed3c307.png?resizew=149)
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.降低压强
Ⅱ.煤化工是将煤经过化学加工转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(3)将不同物质的量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),得到如表两组数据:
①实验1中以
(CO2)表示的化学反应速率为______ 。
②该反应的逆反应为______ (填“吸”或“放”)热反应。
(4)在一容积为2L的密闭容器内加入2molCO和6molH2,在一定条件下发生如下反应:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H<0。该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/25/300fb317-225c-4421-a435-69fea3bf5b8e.png?resizew=380)
由图可知反应在有t1、t3、t5、t7时都达到了平衡,而在t2、t4、t6、t8时都改变了条件,改变的条件分别是t6:______ t8:______ 。
I.1-丁烯是一种重要的化工原料,可由正丁烷催化脱氢制备。
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:
①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g) △H1
②C4H10(g)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cfa1e7ffae662aefb49a44c52d4954d.png)
③H2(g)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cfa1e7ffae662aefb49a44c52d4954d.png)
反应①的△H1为
(2)如图是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/25/7c0db897-e873-4364-8ea5-0c767ed3c307.png?resizew=149)
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.降低压强
Ⅱ.煤化工是将煤经过化学加工转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(3)将不同物质的量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),得到如表两组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
H2O | CO | H2 | CO | |||
1 | 650 | 2 | 4 | 1.6 | 2.4 | 5 |
2 | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 1.6 | 3 |
①实验1中以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/afbafae876d1abfcea6616b1abfdf7a1.png)
②该反应的逆反应为
(4)在一容积为2L的密闭容器内加入2molCO和6molH2,在一定条件下发生如下反应:CO(g)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/25/300fb317-225c-4421-a435-69fea3bf5b8e.png?resizew=380)
由图可知反应在有t1、t3、t5、t7时都达到了平衡,而在t2、t4、t6、t8时都改变了条件,改变的条件分别是t6:
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
【推荐3】铅铬黄是一种颜料,主要成分是铬酸铅PbCrO4。现以CrCl3•6H2O 和 Pb(NO 3)2等为原料制备该物质,并测定产物纯度。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/29/2197a3f4-f678-43b0-84d4-6a21526ba8b6.png?resizew=694)
(1)溶解、过滤、洗涤操作时, 均需要用到的以下仪器为______________ (填标号)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/30/201a7d93-ade6-4e84-abfe-1da1c19a282e.png?resizew=222)
(2)第①步所得绿色溶液的主要成分为 NaCrO2,已知 Cr(OH)3不溶于水,与Al(OH)3类似,具有两性。写①步发生反应的离子方程式_____________________ 。
(3)第②步中加入H2O2浓溶液的目的是___________________ 。溶液逐步变为亮黄色后,仍须持续煮沸溶液一段时间,目的是_____________________ 。
(4)第③步加入醋酸的目的是,防止pH 较高时,加入 Pb(NO3)2溶液会产生______ (填化学式)沉淀,影响产率。利用pH 试纸,调节 pH 的实验操作是_____________ 。pH逐步降低时, 溶液中的CrO42-转化为 ____________ 离子(填化学式)。
(5)由于铬酸铅的溶解度比重铬酸铅的小的多,在第④ 步中逐滴滴加 Pb(NO3)2溶液后,产PbCrO4黄色沉淀, 此时为了提高铅铬黄的产率,可补加少量NaOH溶液,请用化学平衡移动原理加以解释:________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/29/2197a3f4-f678-43b0-84d4-6a21526ba8b6.png?resizew=694)
(1)溶解、过滤、洗涤操作时, 均需要用到的以下仪器为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/30/201a7d93-ade6-4e84-abfe-1da1c19a282e.png?resizew=222)
(2)第①步所得绿色溶液的主要成分为 NaCrO2,已知 Cr(OH)3不溶于水,与Al(OH)3类似,具有两性。写①步发生反应的离子方程式
(3)第②步中加入H2O2浓溶液的目的是
(4)第③步加入醋酸的目的是,防止pH 较高时,加入 Pb(NO3)2溶液会产生
(5)由于铬酸铅的溶解度比重铬酸铅的小的多,在第④ 步中逐滴滴加 Pb(NO3)2溶液后,产PbCrO4黄色沉淀, 此时为了提高铅铬黄的产率,可补加少量NaOH溶液,请用化学平衡移动原理加以解释:
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】2023年全国政府工作报告指出,推动重点领域节能降碳减污。萨巴蒂尔反应提出,电解水生成的氢气与宇航员呼出的二氧化碳在催化剂作用下生成水和甲烷,而水可循环使用,可用于太空生命保障。
(1)一定温度下,在恒容密闭容器发生4H2(g)+CO2(g)
CH4(g)+2H2O(g)反应。
①能说明该反应达到平衡状态的是________ (填字母)。
A.H2的浓度保持不变
B.断开1molC=O键的同时生成4mol的C-H键
C.气体平均相对分子质量一定
D.v(CO2)=v(CH4)
②已知容器的容积为10L,初始加入2molCO2和6molH2,反应平衡后测得CO2的转化率为40%,则该反应的平衔常数为________ (只列出计算式即可)。
③保持温度和容积不变,再加入1molCO2(g)和3molH2(g),此时,CO2的转化率________ (填“>”“<”或“=”)40%。
(2)工业上可以利用H2和CO2合成乙醇,其反应为:6H2(g)+2CO2(g)
C2H5OH(g)+3H2O(g)。将等物质的量的H2和CO2充入一刚性容器中,测得平衡时C2H5OH的体积分数随温度和压强的变化关系如图所示。
①压强P1________ P2(填“>”、“<”或“=”,下同)。判断依据是_______ 。
②a、b两点的平衡常数Ka________ Kb。
③已知Arhenius经验公式为Rlnk=-
+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数),为探究m、n两种催化剂的催化效率,进行了实验探究,依据实验数据获得如图所示曲线。在n催化剂作用下,该反应的活化能Ea________ J•mol-1。从图中信息获知催化效率较高的催化剂是________ (填“m”或“n”)。
(1)一定温度下,在恒容密闭容器发生4H2(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
①能说明该反应达到平衡状态的是
A.H2的浓度保持不变
B.断开1molC=O键的同时生成4mol的C-H键
C.气体平均相对分子质量一定
D.v(CO2)=v(CH4)
②已知容器的容积为10L,初始加入2molCO2和6molH2,反应平衡后测得CO2的转化率为40%,则该反应的平衔常数为
③保持温度和容积不变,再加入1molCO2(g)和3molH2(g),此时,CO2的转化率
(2)工业上可以利用H2和CO2合成乙醇,其反应为:6H2(g)+2CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/17/bdf9b8f9-63dc-4365-9a84-addc290c940d.png?resizew=225)
①压强P1
②a、b两点的平衡常数Ka
③已知Arhenius经验公式为Rlnk=-
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56005ea309a2ca1de417396cc192040e.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/17/0f488722-473c-43bd-af89-f900dd80aca2.png?resizew=207)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐2】工业上利用
和
合成甲烷的反应(
甲烷化反应)如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/4/2844200613535744/2844807510204416/STEM/73e32b82e0de41858de0f09abeb73b67.png?resizew=309)
Ⅰ.
、
时,平衡常数K的自然对数
与温度的关系如图甲所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/4/2844200613535744/2844807510204416/STEM/7f505f46574e40a08c85918d0d8418f6.png?resizew=261)
图甲温度与反应
的关系
(1)
甲烷化反应的浓度平衡常数表达式为________________ .
(2)
甲烷化反应的正反应是______________ (填“放热”或“吸热”)反应.
Ⅱ.在体积可变的密闭容器中充入
和
,发生如下反应:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/4/2844200613535744/2844807510204416/STEM/5e13553d2a2448f0a65bab917b190ab7.png?resizew=312)
的平衡转化率
随着温度、压强的变化如图乙所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/4/2844200613535744/2844807510204416/STEM/8d77cbe61ea54ee0b9fb684424834c5f.png?resizew=236)
图乙
的转化率与X、Y的关系
(3)判断图中
表示的物理量是_________ ,且![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f0b77b2b235b9875997fe52de839e2b5.png)
_________
(填“>”“<”或“=”,下同);A、B两点对应的化学反应速率大小关系是![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3670ea1fb8fa8194f7a406a6d29752c5.png)
_________
.
(4)A、B、C三点的平衡常数
的大小关系为________________ .
(5)若达到化学平衡状态C时,容器的体积为
,则达到化学平衡状态A时,容器的体积为![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/946f5f965b8bc7079522637b53fcd3ed.png)
_________
.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/4/2844200613535744/2844807510204416/STEM/73e32b82e0de41858de0f09abeb73b67.png?resizew=309)
Ⅰ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/05bb5bd702f86d9e831938cf2dba9707.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18960c9050ba6a18b216df9963ca8516.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/06191937761439ccfb3276478b65d9b0.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/4/2844200613535744/2844807510204416/STEM/7f505f46574e40a08c85918d0d8418f6.png?resizew=261)
图甲温度与反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/06191937761439ccfb3276478b65d9b0.png)
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(2)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
Ⅱ.在体积可变的密闭容器中充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/11191d6ed838e85f1878872bbb4b7881.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/684c5d0ccecce3902d880b0a2e0d660c.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/4/2844200613535744/2844807510204416/STEM/5e13553d2a2448f0a65bab917b190ab7.png?resizew=312)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/99872093f69052ce0b2b6800d40aeaf6.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/4/2844200613535744/2844807510204416/STEM/8d77cbe61ea54ee0b9fb684424834c5f.png?resizew=236)
图乙
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
(3)判断图中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4a52e99fa1aeea62d2554c1a87b0546c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f0b77b2b235b9875997fe52de839e2b5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/81db5c197298892d6979eae1a9669773.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3670ea1fb8fa8194f7a406a6d29752c5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b3702da8f39e362c7fc0acdddb8de103.png)
(4)A、B、C三点的平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5e42ed0a479f995568188adb517bbe41.png)
(5)若达到化学平衡状态C时,容器的体积为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9ed7019f31879ce0637753947148d91d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/946f5f965b8bc7079522637b53fcd3ed.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ee10b15238789eff8bcc496fa524cb34.png)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】烯烃是化工生产的重要原料,低碳烷烃脱氢制低碳烯烃对提高化石能源利用率有着重要作用.乙烷脱氢的反应为:
反应Ⅰ
(1)有关物质的燃烧热如下表。则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
_______ 。
(2)在一定温度下,有利于提高
平衡转化率的措施是_______ (写一条).
(3)研究发现,向反应的恒容体系中充入一定量的
发生反应:
。相同条件下,充入
和未充入
时
的平衡转化率(
)随温度变化曲线如下图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/13/2893642743832576/2894127555141632/STEM/fa1a01f4-43b7-44d0-b31b-64bb58dc0da5.png?resizew=345)
①向
恒容体系下充入
的
,
达到A点,反应Ⅰ的平均反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56361babeeab00e98b6c343a1a36e604.png)
_______
;
②图中C点与B点相同充料,则此时C点v正_______ v逆(填“>”、“<”或“=”);B点的v正_______ C点的v逆(填“>”、“<”或“=”)。
③向反应中加入
制备乙烯具有明显优势,其原因是_______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7b5a511f24318c0eb8fb3efb7c367e6b.png)
(1)有关物质的燃烧热如下表。则
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
物质 | ![]() | ![]() | ![]() |
燃烧热/(![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0e5d9e2c6a98546c6c16f4a0c58f8251.png)
(3)研究发现,向反应的恒容体系中充入一定量的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/88667dca84d5ca165c33d30b0b238510.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0e5d9e2c6a98546c6c16f4a0c58f8251.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e514bc1761deff47d27c1909c1906ab4.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/13/2893642743832576/2894127555141632/STEM/fa1a01f4-43b7-44d0-b31b-64bb58dc0da5.png?resizew=345)
①向
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bcdbcfa56af123635b4f5bae5908df69.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/71e1e51de62580bd130379ba20e463ee.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0e5d9e2c6a98546c6c16f4a0c58f8251.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/606e0458cc92a47e2b585c2e701e3cf6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56361babeeab00e98b6c343a1a36e604.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b0936cd2e8c06ca16d5998c2c68b3a45.png)
②图中C点与B点相同充料,则此时C点v正
③向反应中加入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐1】氮的化合物在生产、生活中有广泛应用。
(1)已知几种共价键的键能数据如下表所示:
根据表格数据,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a03fc493003e2b2b14138686eaee0687.png)
_______
。
(2)向一恒温恒容密闭容器中充入一定量
和
,发生反应:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/908a5003df6b4910c8e7d35127d77d0f.png)
。下列说法正确的是_______(填标号)。
(3)工业上,采用
还原NO法消除NO污染。一定条件下,向一恒容密闭容器中充入
和NO,在不同催化剂Cat1、Cat2、Cat3作用下发生反应:
。测得相同时间内NO的转化率随温度的变化如图1所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/11/3a88ee50-0c80-4212-9b57-1a6f9e37516e.png?resizew=274)
①a点时:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9f7fa6a45b2ba97293d684cc2efbfc1.png)
_______ (填“>”、“<”或“=”)
。
②bc段NO的转化率随温度升高而降低,可能的原因是_______ 。(任答一点)
(4)工业上用天然气处理
,消除
的污染。发生的反应为![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eefb96c4ebd845d9950c018d62386e76.png)
。在一定温度下,向一恒容密闭容器中充入
和
,发生上述反应,起始时测得总压强为90kPa。
的分压与时间的关系如图2所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/11/47b3f8e3-e733-458f-aa3c-5c1751e27d41.png?resizew=188)
①0~10min内
的分压变化速率为_______
。
②该温度下,平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/75bbf44099ea991d7a0538e2c3b1ec99.png)
_______
。(提示:用气体分压计算的平衡常数为
,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3a4ffdc1378e2e5637e47b48dc5fa004.png)
)
(5)工业上制备HCN的反应为
。速率方程为
,
(
,
分别为正、逆反应速率常数,只与温度、催化剂有关)。
①其他条件不变,反应达到平衡后,
的转化率随着条件X的增大而增大,则X可能是_______ 。(答一种即可)
②升高温度,
增大的倍数_______ (填“>”、“<”或“=”)
增大的倍数。
(1)已知几种共价键的键能数据如下表所示:
共价键 | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
键能/(![]() | 391 | 160 | 945 | 498 | 467 |
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(2)向一恒温恒容密闭容器中充入一定量
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A.当气体平均摩尔质量不随时间变化时,达到平衡状态 |
B.平衡后,充入惰性气体,平衡向右移动 |
C.上述反应的正反应活化能大于逆反应活化能 |
D.及时分离水蒸气,逆反应速率减小 |
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①a点时:
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②bc段NO的转化率随温度升高而降低,可能的原因是
(4)工业上用天然气处理
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①0~10min内
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②该温度下,平衡常数
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(5)工业上制备HCN的反应为
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5fc7e2626bcdf7b6721d3092804a718.png)
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①其他条件不变,反应达到平衡后,
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②升高温度,
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【推荐2】乙醇是一种重要的有机化工原料。广泛应用于化工产品的生产领域。回答下列问题:
I.乙醇脱氢法制备乙醛
i.直接脱氢法:①CH3CH2OH(g)⇌CH3CHO(g)+H2(g) △H=x kJ·mol-1
ii.氧化脱氢法:②2CH3CH2OH(g)+O2(g)⇌2CH3CHO(g)+2H2O(g) △H=-345.8 kJ·mol-1
(1)已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6 kJ·mol-1,则x=_______ 。
(2)已知反应①的△S=0.1156 kJ·K-1·mol-1,则该反应能自发进行的温度不低于_______ K。
(3)控制反应条件,在一恒容密闭容器中充入一定量的CH3CH2OH(g),发生反应①。测得体系中CH3CHO(g)的体积分数(φ)与时间(y)的变化关系如图1所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/22/2663433257320448/2664482022588416/STEM/d5715f6a8b364fbe879aa1343241ee88.png?resizew=188)
①T1和T2对应的平衡常数分别为K1和K2,则K1_______ K2.(填“>”、“<”或“=”)
②a、b、c三时刻,生成CH3CHO的逆反应速率[ν(a)、ν(b)、ν(c)]的大小关系为_______ 。
(4)两个容积相等的密闭容器甲与乙,甲为绝热恒容的密闭容器,乙为恒温恒容的密闭容器。起始向甲与乙中充入相同物质的量的CH3CH2OH(g)和O2(g),发生反应②,则CH3CH2OH的平衡转化率:α(甲)_______ α(乙)(填“>”、“<”或“=”),理由为_______ 。
II.乙醛污染的消除
利用隔膜电解法可处理高浓度的乙醛酸性废水,乙醛分别在阴、阳极发生反应转化为乙醇和乙酸,装置如图2所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/22/2663433257320448/2664482022588416/STEM/bf064fd570734050bf21d42544a4cf12.png?resizew=229)
(5)M极应连接直流电源的_______ 极,N极的电极反应式为_______ 。
(6)若直流电源为甲烷燃料电池,现欲处理含1 mol乙醛的废水,则至少需要消耗甲烷的质量为__ g。
I.乙醇脱氢法制备乙醛
i.直接脱氢法:①CH3CH2OH(g)⇌CH3CHO(g)+H2(g) △H=x kJ·mol-1
ii.氧化脱氢法:②2CH3CH2OH(g)+O2(g)⇌2CH3CHO(g)+2H2O(g) △H=-345.8 kJ·mol-1
(1)已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6 kJ·mol-1,则x=
(2)已知反应①的△S=0.1156 kJ·K-1·mol-1,则该反应能自发进行的温度不低于
(3)控制反应条件,在一恒容密闭容器中充入一定量的CH3CH2OH(g),发生反应①。测得体系中CH3CHO(g)的体积分数(φ)与时间(y)的变化关系如图1所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/22/2663433257320448/2664482022588416/STEM/d5715f6a8b364fbe879aa1343241ee88.png?resizew=188)
①T1和T2对应的平衡常数分别为K1和K2,则K1
②a、b、c三时刻,生成CH3CHO的逆反应速率[ν(a)、ν(b)、ν(c)]的大小关系为
(4)两个容积相等的密闭容器甲与乙,甲为绝热恒容的密闭容器,乙为恒温恒容的密闭容器。起始向甲与乙中充入相同物质的量的CH3CH2OH(g)和O2(g),发生反应②,则CH3CH2OH的平衡转化率:α(甲)
II.乙醛污染的消除
利用隔膜电解法可处理高浓度的乙醛酸性废水,乙醛分别在阴、阳极发生反应转化为乙醇和乙酸,装置如图2所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/22/2663433257320448/2664482022588416/STEM/bf064fd570734050bf21d42544a4cf12.png?resizew=229)
(5)M极应连接直流电源的
(6)若直流电源为甲烷燃料电池,现欲处理含1 mol乙醛的废水,则至少需要消耗甲烷的质量为
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】我国提出争取在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。当前,科学家成功利用CO2和H2合成了CH3CH2OH、CH3OH,这对节能减排、降低碳排放具有重大意义。回答下列问题:
(1)一定压强下,测得某密闭容器中由CO2和H2制备CH3CH2OH的实验数据中,起始投料比、温度与CO2转化率的关系如图所示。
已知:2CO2(g)+6H2(g)
CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH。
①每生成0.2molCH3CH2OH产生的热量为akJ(a为正值),则ΔH=___________ kJ·mol-1(用含a的代数式表示)。
②在上述条件下,发生该反应适宜的温度为___________ (填“500”、“600”、“700”或“800”)K,判断的理由为___________ 。
③某温度下,向2L恒容密闭容器中充入2molH2和1molCO2,2min末反应达到平衡,此时测得反应前后的总压强之比为5:3,则CO2的平衡转化率为___________ ,0~2min内,v(CH3CH2OH)=___________ mol·L-1·min-1。
(2)对于CO2和H2合成CH3CH2OH的反应,下列说法正确的是___________ (填字母)。
a.混合气体的平均相对分子质量不再发生改变时,该反应达到平衡
b.加入合适的催化剂,正、逆反应速率均增大,同时CH3CH2OH的产率也提高
c.H2的物质的量分数不再发生改变时,该反应达到平衡
d.增大压强,可提高CO2的转化率,同时平衡常数也增大
(3)将2molCO2和6molH2充入密闭容器中发生反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49kJ·mol-1,测得CO2的平衡转化率随温度、压强的变化如图所示。
①X1___________ (填“>”、“=”或“<”)X2。
②若M点对应平衡压强为10MPa,则对应的平衡常数KP=___________ (精确到0.01,Kp为以平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(1)一定压强下,测得某密闭容器中由CO2和H2制备CH3CH2OH的实验数据中,起始投料比、温度与CO2转化率的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/4/17a3e5f0-c252-41a8-911a-6cb1cb32ac40.png?resizew=333)
已知:2CO2(g)+6H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
①每生成0.2molCH3CH2OH产生的热量为akJ(a为正值),则ΔH=
②在上述条件下,发生该反应适宜的温度为
③某温度下,向2L恒容密闭容器中充入2molH2和1molCO2,2min末反应达到平衡,此时测得反应前后的总压强之比为5:3,则CO2的平衡转化率为
(2)对于CO2和H2合成CH3CH2OH的反应,下列说法正确的是
a.混合气体的平均相对分子质量不再发生改变时,该反应达到平衡
b.加入合适的催化剂,正、逆反应速率均增大,同时CH3CH2OH的产率也提高
c.H2的物质的量分数不再发生改变时,该反应达到平衡
d.增大压强,可提高CO2的转化率,同时平衡常数也增大
(3)将2molCO2和6molH2充入密闭容器中发生反应:CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/4/223c58a8-2ea0-41ad-9aa2-be964179d9e9.png?resizew=193)
①X1
②若M点对应平衡压强为10MPa,则对应的平衡常数KP=
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