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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:258 题号:14421108
资源化利用有利于碳中和目标的实现。
(1)资源化利用的途径之一是,某科研机构测出了不同温度下,分别使用I、II两种催化剂,反应进行到第10min时的转化率,如图所示。

①a点,___________(填“>”“=”或“<”);导致c点的转化率低于b点的可能原因有(写出两条)______________________
②若反应是在刚性容器中进行的,开始时,则从反应开始到b点时___________,若仅考虑图中信息,甲烷化适宜的生产条件是___________
(2)将2mol和6mol充入密闭容器中发生反应: ,测得的平衡转化率随着温度、压强的变化如图所示。

①Y表示___________(填“温度”或“压强”),___________(填“>”“=”或“<”)
②若M点对应平衡压强为10MPa,对应的___________(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,保留2位小数),M、Q、N三点对应的平衡常数大小关系是___________

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐1】甲烷是一种重要的化工原料,广泛应用于民用和工业中。回答下列问题:
(1)利用CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。
已知:①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。   H1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566kJ∙mol–1
③H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H3=-242kJ∙mol–1
相关化学键的键能数据如下:
共价键H-OC≡OH-HC-H
键能/(kJ∙mol–1)4631076436413

由此计算△H1=___kJ∙mol–1,CH4超干重整CO2技术得到CO和H2的反应的热化学方程式为__
(2)CH4超干重整CO2的催化转化如图所示:

①关于上述过程II的说法正确的是__________(填序号)。
A.CO表未示参为与反应
B.CO2(g)+H2(g)=H2O(g)+CO(g)
C.实现了含碳物质与含氢物质的分离
D.Fe3O4、CaO为催化剂,降低了反应的△H
②在体积为2L的刚性密闭容器中,充入2molCH4和3molCO2,加入Ni/α-Al2O3催化剂并加热至T1使其发生反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g),容器内的总压强p随时间t的变化如下表所示:

反应时间

0

2

4

6

8

10

12

总压强p/kPa

10.0

11.5

12.3

13.0

13.6

14.0

14.0


i.该温度下的平衡常数Kp=________kPa2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
ii.实验测得v=k·c(CH4)·c(CO2),v=k·c2(CO)·c2(H2),其中k、k为速率常数仅与温度有关,T1温度时,=________ (填数值)。若将温度由T1升高到T2,则反应速率增大的倍数v________v(填“>”、“<”或“=”)。
(3)CH4超干重整CO2得到的CO经偶联反应可制得草酸(H2C2O4)。常温下,向某浓度的草酸溶液中加入一定浓度的NaOH溶液,所得溶液中c(H2C2O4)=c(),则此时溶液的pH=_______。(已知常温下H2C2O4Ka1=6×10-2Ka2=6×10-5,lg6=0.8)
(4)模拟利用CH4与CO2反应制草酸(H2C2O4)的电池,装置如图所示(电极均为惰性材料),则充入CH4一极为电池的______极(填正”或“负”),此极发生的电极方程式为_________
2021-01-17更新 | 692次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
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【推荐2】雾霾中含有多种污染物,其中有氮氧化物(NOx)、CO、SO2等,给人类健康带来了严重影响,化学在解决雾霾污染中发挥了重要作用。
(1)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物,用CH4催化还原消除污染。请写出CH4与NO2反应的化学方程式_____________
(2)汽车尾气中CO、NO2气体在一定条件下可以发生反应:
2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-746.8kJ·mol-1
4CO(g)+2NO2(g)3CO2(g)+N2(g) △H=-1200kJ·mol-1
则反应的CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g) △H=_____kJ·mol-1
(3)氮硫的氧化物间存在如下转化SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g);实验测得平衡常数 与温度的关系如下图所示。回答下列问题:

①该反应正反应的活化能___(填“>”或“<”)逆反应的活化能。
②反应速率v=V-V=kxSO2·xNO2-kxSO3·xNO,k、k分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,T℃时,k_____k(填“>”、“<”或“=”)。
③T℃时,在体积为2L的容器中加入1molSO2(g)、1molNO2(g),5min时测得xSO3=0.2,此时平衡向___(填“正”或“逆”)反应方向移动,=___(保留2位小数)。
(4)已知:2NO(g)=N2(g)+O2(g) ΔH=-180.6kJ/mol,在某表面催化剂的作用下,NO可以分解生成N2、O2,其反应机理可简化为:
第一步:2NO →N2O2
第二步:N2O2 →N2+O2
下列表述正确的是____(填标号)。
A.所有化合反应都是放热反应
B.N2O2是该反应的的中间产物
C.加入合适的催化剂可以减小反应热ΔH,加快反应速率
D.第一步的活化能比第二步低
2019-05-26更新 | 553次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
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【推荐3】汽车发动机工作时会产生包括CO、NOx等多种污染气体,如何处理这些气体,对保护大气环境意义重大,回答下列问题:
(1)已知:2NO2(g)2NO(g)+O2(g) ΔH1=+115.2kJ·mol-1
2O3(g)3O2(g) ΔH2=-286.6kJ·mol-1
写出臭氧与NO作用产生NO2和O2的热化学方程式___
恒容密闭体系中NO氧化率随值的变化以及随温度的变化曲线如图所示。NO氧化率随值增大而增大的主要原因是___

(2)实验测得反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH<0的即时反应速率满足以下关系式:v=k·c2(NO)·c(O2);v=k·c2(NO2),k、k为速率常数,受温度影响。
①温度为T1时,在1L的恒容密闭容器中,投入0.6molNO和0.3molO2,达到平衡时O2为0.2mol;温度为T2该反应达到平衡时,存在k=k,则T1___T2(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②研究发现该反应按如下步骤进行:
第一步:NO+NON2O2快速平衡
第二步:N2O2+O22NO2慢反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡,第一步反应中:v1=k1×c2(NO);v1=k1×c(N2O2)。下列叙述正确的是___
A.同一温度下,平衡时第一步反应的k1/k1越大反应正向程度越大
B.第二步反应速率低,因而转化率也低
C.第二步的活化能比第一步的活化能低
D.整个反应的速率由第二步反应速率决定
(3)科学家研究出了一种高效催化剂,可以将CO和NO2两者转化为无污染气体,反应方程式为:2NO2(g)+4CO(g)4CO2(g)+N2(g)ΔH<0
某温度下,向10L密闭容器中分别充入0.1molNO2和0.2molCO,发生上述反应,随着反应的进行,容器内的压强变化如表所示:
时间/min024681012
压强/kPa7573.471.9570.769.768.7568.75
回答下列问题:
①在此温度下,该反应达到平衡时,容器里气体的总物质的量为___,反应的平衡常数Kp=___kPa-1(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果精确到小数点后2位);若保持温度不变,再将CO、CO2气体浓度分别增加一倍,则平衡___(填“右移”或“左移”或“不移动”);
②若将温度降低,再次平衡后,与原平衡相比体系压强(p总)___(填“增大”、“减小”或“不变”)。
2020-11-04更新 | 283次组卷
共计 平均难度:一般