工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9f87b15df3d4ef81526d432f13cd24b4.png)
(1)已知:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c31608dcc32caf3f8213e4c434bce13b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f1432c848e09db806d170578768531c1.png)
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成
和水蒸气时的热化学方程式为___________ 。
(2)CO和H2为原料合成甲醇,下列措施中有利于增大该反应的反应速率且利于反应正向进行的是___________(填字母)。
(3)
时,CO和H2为原料合成甲醇,在体积为2L的密闭容器中加入
和
。CO(g)的物质的量随时间的变化如表:
根据表中数据回答:
①氢气平衡转化率为___________ 。
②
时,该反应的平衡常数为___________ 。
③保持其它条件不变,向平衡体系中充入1molCO(g)、
、
。此时![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/685e108703684e5b18673f530e2da670.png)
___________
(填“>”“<”或“=”)
(4)CO和H2为原料合成甲醇,按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示,下列说法正确的是___________
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/12/2849773348732928/2850256740450304/STEM/604859da-ec0e-47e1-8a3c-e4d9513d2c83.png?resizew=239)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9f87b15df3d4ef81526d432f13cd24b4.png)
(1)已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c31608dcc32caf3f8213e4c434bce13b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f1432c848e09db806d170578768531c1.png)
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(2)CO和H2为原料合成甲醇,下列措施中有利于增大该反应的反应速率且利于反应正向进行的是___________(填字母)。
A.随时将CH3OH与反应混合物分离 | B.降低反应温度 |
C.增大体系压强 | D.便用高效催化剂 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c26a2bea1ebf7df08d07275ad7b33cc2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bcc4c48989d440875473ac2176cfe1df.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fc2ade6ca9b7af62fac25bb99db07422.png)
时间/s | 0 | 2 | 5 | 10 | 20 | 40 | 80 |
物质的量(mol) | 1.00 | 0.50 | 0.375 | 0.25 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
根据表中数据回答:
①氢气平衡转化率为
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c26a2bea1ebf7df08d07275ad7b33cc2.png)
③保持其它条件不变,向平衡体系中充入1molCO(g)、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c532976096c31bf3a79dd588b3bc85e3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7c3071cf3338d54019c5bd0fe9847a90.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/685e108703684e5b18673f530e2da670.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c89d8823650c59b7c0fa0b459a2a8eef.png)
(4)CO和H2为原料合成甲醇,按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示,下列说法正确的是___________
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/12/2849773348732928/2850256740450304/STEM/604859da-ec0e-47e1-8a3c-e4d9513d2c83.png?resizew=239)
A.温度:T1>T2>T3 |
B.正反应速率:v(a)>v(c)、v(b)>v(d) |
C.反应速率:v正(d)<v逆(c) |
D.平均摩尔质量:M(a)>M(c)、M(b)<M(d) |
更新时间:2021-11-13 09:25:05
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【推荐1】研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
(1)一定条件下,在CO2与足量碳反应所得平衡体系中加入H2和适当催化剂,有下列反应发生:
CO(g)+3H2(g)
CH4(g)+H2O(g) ∆H1=-206.2 kJ/mol
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ∆H2
若CO2还原H2生成0.1mol CH4(g)和一定量的H2O(g),整个过程中放出的热量为16.5kJ,则△H2=____________ 。
(2)为研究CO2与CO之间的转化。让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)
2CO(g) ∆H,测得压强、温度对CO的体积分数(φ(CO)%)的影响如图所示:
回答下列问题:
① p1、p2、p3的大小关系是______________ ,图中a、b、c三点对应的平衡常数大小关系是____________ 。
② 900 ℃、1.013 MPa时,1 mol CO2与足量碳反应达平衡后容器的体积为VL,CO2的转化率为_____________ ,(保留一位小数)该反应的平衡常数K=_________ 。
③将②中平衡体系温度降至640 ℃,压强降至0.1013 MPa,重新达到平衡后CO2的体积分数为50%。条件改变时,正反应和逆反应速率如何变化?_______________________________ ,二者之间有何关系?________________________ 。
(3)CO2可用于工业制备草酸锌,其原理如图所示(电解液不参加反应),Zn电极是_____ 极。已知在Pb电极区得到ZnC2O4,则Pb电极上的电极反应式为______________ 。
(1)一定条件下,在CO2与足量碳反应所得平衡体系中加入H2和适当催化剂,有下列反应发生:
CO(g)+3H2(g)
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CO(g)+H2O(g)
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若CO2还原H2生成0.1mol CH4(g)和一定量的H2O(g),整个过程中放出的热量为16.5kJ,则△H2=
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回答下列问题:
① p1、p2、p3的大小关系是
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解答题-原理综合题
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【推荐2】乙醇汽油是一种由粮食及各种植物纤维加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的替代能源。在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料,可节省石油资源,减少汽车尾气对空气的污染,还可促进农业的生产。
(1)已知:①某些常见化学键的键能(常温常压下,1 mol理想气体分子AB断裂为中性气态原子A和B所需要的能量或A、B合成理想气体分子所放出的能量)数据如下:
②
;
。
则表示乙醇燃烧热的热化学方程式为__________ 。
(2)下列能正确表示乙醇燃烧的能量变化图为图__________ (填“甲”或“乙”)。
(3)
加氢也可以制备乙醇,反应的化学方程式为
。在一定温度下,将
和
放入2 L恒容密闭容器中,5min时反应达到平衡,此时
的体积分数为
。
①下列条件能判断该反应达到化学平衡状态的是______ (填标号)。
a.
b.
的消耗速率是
的生成速率的3倍
c.容器中气体的平均摩尔质量不变 d.
的百分含量保持不变
②
内,
为__________
,
为__________
。
③平衡时,
的转化率为__________
。
④平衡时的压强为起始压强的__________ 倍。
(4)汽油的主要成分为
脂肪烃和环烷烃类,以及一定量芳香烃,汽油具有较高的辛烷值(抗爆震燃烧性能),并按辛烷值的高低分为90号、93号、95号、97号等标号。已知辛烷的燃烧热
,则燃烧相同质量的乙醇和辛烷,放热多的是__________ (填名称)。
(1)已知:①某些常见化学键的键能(常温常压下,1 mol理想气体分子AB断裂为中性气态原子A和B所需要的能量或A、B合成理想气体分子所放出的能量)数据如下:
化学键 | ![]() | H—O | C—O | C—H | ![]() | C—C |
键能![]() | 803 | 463 | 351 | 414 | 498 | 348 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e4fe948caaf053d54b47602d3a308163.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/154521a41433f5db608bcc620d79f446.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fa5fdcf5a91d4a57e24f9409a0b19936.png)
则表示乙醇燃烧热的热化学方程式为
(2)下列能正确表示乙醇燃烧的能量变化图为图
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/14/c20cb7ff-5222-4c65-aea2-d46709b96561.png?resizew=386)
(3)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
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①下列条件能判断该反应达到化学平衡状态的是
a.
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c.容器中气体的平均摩尔质量不变 d.
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②
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③平衡时,
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④平衡时的压强为起始压强的
(4)汽油的主要成分为
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【推荐3】火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx: CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-1 160 kJ·mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为_____________________________ 。
(2)脱碳。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3。
①取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的ΔH3_____ (填“>”、“<”或“=”)0。
②在一个恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/11/b884384d-1e04-4cec-b3a1-18d5817d4187.png?resizew=180)
试回答:0~10 min内,氢气的平均反应速率为_____ mol·L-1·min-1;该温度下,反应的平衡常数的值为_____ (结果保留一位小数);第10 min后,向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2,则再次达到平衡时CH3OH(g)的体积分数_____ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)脱硫。
①有学者想利用如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料,A、B是惰性电极。则导线中电子移动方向为_____ (用“A→C”或“C→A”表示),A极的电极反应式为_____________ 。
②某种脱硫工艺中将废气处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成的硫酸铵和硝酸铵的混合物可作为化肥。硫酸铵和硝酸铵的水溶液pH<7,其原因用离子方程式表示为____________ ;在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,则溶液中c(Na+)+c(H+)_____ c(N
)+c(OH-)。(填“>”、“=”或“<”)
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx: CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-1 160 kJ·mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为
(2)脱碳。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3。
①取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的ΔH3
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/11/49d88aaa-7d0e-445e-87b9-e5ac3e5c5af4.png?resizew=115)
②在一个恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/11/b884384d-1e04-4cec-b3a1-18d5817d4187.png?resizew=180)
试回答:0~10 min内,氢气的平均反应速率为
(3)脱硫。
①有学者想利用如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料,A、B是惰性电极。则导线中电子移动方向为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/11/365a16c8-412d-486e-9880-c0906749311f.png?resizew=183)
②某种脱硫工艺中将废气处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成的硫酸铵和硝酸铵的混合物可作为化肥。硫酸铵和硝酸铵的水溶液pH<7,其原因用离子方程式表示为
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐1】H2S是石油化工行业广泛存在的污染性气体,但同时也是重要的氢源和硫源,工业上可以采取多种方式处理。
I.硫碘循环法脱硫
(1)下图是热化学硫碘循环中硫化氢分解制备氢气、硫磺的反应过程。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/3/2971202891145216/3049311723782144/STEM/0117a9388d1f4991b604d802eb8a2657.png?resizew=432)
则H2S(g)
H2(g)+S(s)
=_______ 。
II.热分解法脱硫
在密闭容器中,充入一定量的H2S气体,发生热分解反应2H2S(g)
2H2(g)+S2(g),控制不同的温度和压强进行实验,H2S平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/15/1190c023-8ea6-442f-9411-c37b0f5668a2.png?resizew=262)
(2)m、n点对应的正反应速率:
m(正)_______
n(正)(填“>”、“=”或“<”),理由是_______ 。
(3)控制压强为
、温度为975℃,若H2S的初始浓度为1mol·L-1,则达到平衡时H2的浓度为_______ ,平衡常数
=_______ 。达到平衡后,若保持条件不变,向容器中再加入1mol H2S气体,再次达到平衡时,H2S的平衡转化率_______ 40%(填“>”、“=”或“<”)。
(4)若要进一步提高H2S的平衡转化率,除了改变温度和压强外,还可以采取的措施有_______ 。
I.硫碘循环法脱硫
(1)下图是热化学硫碘循环中硫化氢分解制备氢气、硫磺的反应过程。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/3/2971202891145216/3049311723782144/STEM/0117a9388d1f4991b604d802eb8a2657.png?resizew=432)
则H2S(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
II.热分解法脱硫
在密闭容器中,充入一定量的H2S气体,发生热分解反应2H2S(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/15/1190c023-8ea6-442f-9411-c37b0f5668a2.png?resizew=262)
(2)m、n点对应的正反应速率:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bc13a607ac0c7f76d252d7cb1bb040fd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bc13a607ac0c7f76d252d7cb1bb040fd.png)
(3)控制压强为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/adad9633b73dfbbb3d84b4f15979e99e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cf3834d7ec7531f3c3c0ce9b286f7a49.png)
(4)若要进一步提高H2S的平衡转化率,除了改变温度和压强外,还可以采取的措施有
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【推荐2】氢气作为一种清洁能源,一直是能源研究的热点,水煤气变换反应可用于大规模制
,反应原理如下:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/af7b88ce7300e57d3f105b85f9dc81d4.png)
(1)根据下表中提供的数据,计算![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4ec0618ae3a4fde6d6220010af229b9a.png)
______
。
(2)实验发现其他条件不变,在体系中投入一定量
可以增大
的体积分数,从化学平衡的角度解释原因__________ 。
(3)某温度下,在一恒容密闭容器中充入
和
,加入催化剂使其发生上述反应(忽略其他副反应),测得该反应中初始压强为
,分压如图甲所示(t时刻前,
的分压未给出),则A点坐标为(t,______ )、平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
__________ 。
的Arrhenius经验公式的实验数据如图乙中曲线所示,已知经验公式为
(其中
为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。该反应的活化能![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e4d1dffa154249c584bf365f3002888a.png)
______
。当使用更高效催化剂时,请绘制 ![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a61fe971155954cd6426c374d28b9ee1.png)
关系示意图 _______________ 。(假定实验条件下,催化剂对C值无影响)
、
,则c点坐标为______ 。X射线衍射测定两晶面间距为
(见图b),高为
,设阿伏加德罗常数的值为
,该晶体的摩尔质量为
,则密度为______
。(列出表达式)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cafb99f233029b6fa031d91d5de04e4b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/af7b88ce7300e57d3f105b85f9dc81d4.png)
(1)根据下表中提供的数据,计算
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4ec0618ae3a4fde6d6220010af229b9a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
化学键 | ||||
键能 | 803 | x | 463 | 436 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8b111a57ced26b1adb55b7ab2ed9a6cd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
(3)某温度下,在一恒容密闭容器中充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0065cc3b8dd426f12632d9d491c6c700.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ce4eb1eb3bfbb5bd39433a44232816e1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/98183b7becdd0efb6fe8f57cdcbce983.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cafb99f233029b6fa031d91d5de04e4b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ac40bb0645b7dbe0dcfeb9702598aa1b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/abbfb111fcc7ce72fc6e244b66fdff14.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e4d1dffa154249c584bf365f3002888a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f1b2d869632b7ab88afcff275ae5cca8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a61fe971155954cd6426c374d28b9ee1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/72b3ea0ddde777992902751b556d30c8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bdc41cd8c42bd599b59b7dd832c11c85.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6d654f8e8123456a49ea35d8d56e2aec.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cf1f453862fd86fd98824cf33ee83e77.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/004d5c84e9636ffab4f1825ea166307d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b219717e1dc3f3f400b03f6bd1ab2735.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b765f83eea48c6f49c74f6c38be42f7a.png)
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
【推荐3】我国煤炭资源丰富。以煤炭为主要原料可生产乙醇、二甲醚、丙烯等重要的化工产品。
(1)制合成气CO、H2.C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ·mol-1,反应能自发进行的条件是___________ (填“高温”、“低温”或“任意温度”)。
(2)制备乙醇。
①主要反应:3CO(g)+6H2(g)⇌CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=___________ (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。
已知:i.2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1
ii.CH3OCH3(g)+CO(g)⇌CH3COOCH3(g) ΔH2
iii.CH3COOCH3(g)+2H2(g)⇌CH3CH2OH(g)+CH3OH(g) ΔH3
②在恒温恒容密闭容器中充入3molCO(g)和7molH2(g)仅发生反应3CO(g)+6H2(g)⇌CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g),下列叙述正确的是___________ 填序号)。
A.混合气体总压强不随时间变化时,反应达到平衡状态
B.反应达到平衡时,CH3CH2OH体积分数可能为25%
C.反应达到平衡后,再充人少量CO,CO的平衡转化率增大
D.反应达到平衡后,再加入高效催化剂,乙醇产率保持不变
③醋酸酯加氢制乙醇是一个乙酰基产物制备乙醇的路线。醋酸酯加氢的催化效能如表所示:
上述实验中,催化效能最好的实验为___________ (填序号),与之对比,实验组3中,醋酸酯平衡转化率较低的主要原因可能是___________ (从表中所给条件的角度分析)。
(3)制备丙烯。
合成气转化为二甲醚后,再转化为丙烯。主要反应为:
I.2CH3OCH3(g)⇌C2H4(g)+2CH3OH(g)
II.C2H4(g)+CH3OCH3(g)⇌C3H6(g)+CH3OH(g)
一定温度下,在体积为1L的密闭容器中投入2molCH3OCH3发生反应,初始总压为p0,反应到达平衡时总压为1.1p0,且n(C2H4):n(C3H6)=1:1.则平衡时CH3OCH3转化率α(CH3OCH3)=______________________ ,反应II的平衡常数Kp=___________ 。
(1)制合成气CO、H2.C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ·mol-1,反应能自发进行的条件是
(2)制备乙醇。
①主要反应:3CO(g)+6H2(g)⇌CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=
已知:i.2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1
ii.CH3OCH3(g)+CO(g)⇌CH3COOCH3(g) ΔH2
iii.CH3COOCH3(g)+2H2(g)⇌CH3CH2OH(g)+CH3OH(g) ΔH3
②在恒温恒容密闭容器中充入3molCO(g)和7molH2(g)仅发生反应3CO(g)+6H2(g)⇌CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)+H2O(g),下列叙述正确的是
A.混合气体总压强不随时间变化时,反应达到平衡状态
B.反应达到平衡时,CH3CH2OH体积分数可能为25%
C.反应达到平衡后,再充人少量CO,CO的平衡转化率增大
D.反应达到平衡后,再加入高效催化剂,乙醇产率保持不变
③醋酸酯加氢制乙醇是一个乙酰基产物制备乙醇的路线。醋酸酯加氢的催化效能如表所示:
实验组 | 催化剂 | 原料 | 反应条件 | 反应性能 | ||
温度/℃ | 压力/MPa | 转化率/% | 选择性/% | |||
1 | Cu/SiO2 | 醋酸甲酯 | 190 | 28 | 96.1 | 99.0 |
2 | Cu-Cr | 醋酸乙酯 | 250 | 2.8 | 接近完全 | 93.8 |
3 | Cu/ZnO | 醋酸乙酯 | 185 | 1 | 56 | 99.0 |
4 | Cu/SiO2 | 醋酸乙酯 | 280 | 4.0 | 94.6 | 96.6 |
(3)制备丙烯。
合成气转化为二甲醚后,再转化为丙烯。主要反应为:
I.2CH3OCH3(g)⇌C2H4(g)+2CH3OH(g)
II.C2H4(g)+CH3OCH3(g)⇌C3H6(g)+CH3OH(g)
一定温度下,在体积为1L的密闭容器中投入2molCH3OCH3发生反应,初始总压为p0,反应到达平衡时总压为1.1p0,且n(C2H4):n(C3H6)=1:1.则平衡时CH3OCH3转化率α(CH3OCH3)=
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】在恒温恒容的密闭容器中,工业上常用反应①制备甲醇:
;其中的原料气常用反应②来制备:
。根据题意完成下列各题:
(1)判断反应①达到平衡状态的标志是__________ (填字母)。
a.
体积分数保持不变
b.
和
浓度相等
c.容器中气体的压强不变
d.
的生成速率与
的消耗速率相等
e.容器中混合气体的密度保持不变
(2)欲提高反应①
中的转化率,下列措施可行的是__________ (填字母)。
a.向装置中再充入
b.升高温度
c.改变反应的催化剂 d.向装置中再充入![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
(3)一定条件下,反应②中
的平衡转化率与温度的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/5/36265f04-01d7-4775-afab-1632e312bae2.png?resizew=207)
则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
__________ 0(填“<”、“>”或“=”),在
时的
密闭容器中,充入
和
,发生反应②,经过
达到平衡,此时
的转化率为
,则从开始到平衡,
的平均反应速率为__________ ,
时该反应的平衡常数为__________ 。
(4)若向此
密闭容器中,加入
、
、
和
,发生反应②,若温度仍为
,此时v(正)__________ v(逆)(填“<”、“>”或“=”),若改变反应温度,达到新平衡时,__________ ![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d21e1dcfeeb0f7af5cfdc34f905dc414.png)
__________
。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/00a0f0d36102888ff28b3cdae906bd0d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dc8676220668fc116376c199c9a773c8.png)
(1)判断反应①达到平衡状态的标志是
a.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
b.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50a5c6d26e9821c59de16c928dcb79f0.png)
c.容器中气体的压强不变
d.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50a5c6d26e9821c59de16c928dcb79f0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
e.容器中混合气体的密度保持不变
(2)欲提高反应①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
a.向装置中再充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/689cceefc5aed24568b73c0a6910c539.png)
c.改变反应的催化剂 d.向装置中再充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
(3)一定条件下,反应②中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/5/36265f04-01d7-4775-afab-1632e312bae2.png?resizew=207)
则
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9c0817f83c187caa2c6f70ebc65fe2bb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3bf0295adab7a69310bf19b31f138b8a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/856fb821e94380c599297cd2163b0dff.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6206e7a1adf7fa991b76d0a9fa919df0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a90dada1aaa7fc627ac13037050d11fb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2bc00118b6316f277160328cf6a27a5e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9c0817f83c187caa2c6f70ebc65fe2bb.png)
(4)若向此
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b54fef3fe3968e7c106ee83221f17fe4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/856fb821e94380c599297cd2163b0dff.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e9cf3534f4a00bf035275aee3757c844.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6bb10ab9aafa16fff95a41c3151a8dc4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4715de13f8fb5051a1036fec6d632575.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de322daa655e03aa780a5659fb2b1d3c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d21e1dcfeeb0f7af5cfdc34f905dc414.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.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2】
的资源化应用已成为化学领域研究的重要课题,其包括
甲烷化、
碳酸二甲酯(DMC)化、
甲醇化等。回答下列问题:
(1)
甲烷化:其反应原理为
,其相关反应的热化学方程式如下:
ⅰ.
;
ⅱ.
。
①
甲烷化反应
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
_______
。
②为提高
甲烷化时甲烷的平衡产率,反应适宜在_______ (填“低”“高”,下同)温、_______ 压条件下进行。
③已知反应ⅰ的
,
(
、
为速率常数,与温度、催化剂有关),若反应达平衡后升高温度,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f0168c0b10d9d09d7e7651c79b2cd16.png)
_______ (填“增大”“不变”或“减小”,下同),![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7341bf4bcb91a99aeb2a6058cc6ecdd8.png)
_______ 。
(2)
甲醇化:其原理为
,一定条件下,在一密闭容器中充入4![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
和12![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
发生该反应,在0.12
和5.0
下
的平衡转化率随温度的关系如图甲所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/7/fe4d49c3-502f-4fc9-92ed-1dce6326e1ea.png?resizew=306)
①表示压强为5.0
下
的平衡转化率随温度的变化曲线为_______ (填“x”或“y”)。
②b点对应的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
_______
(
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,保留三位有效数字)。
(3)
碳酸二甲酯(
)化:其反应历程如图乙所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/8/2c74b26d-94dd-41fe-827c-6e462576bfa1.png?resizew=487)
①没有O-H键断裂的步骤是_______ (填“ⅰ”“ⅱ”或“ⅲ”)。
②合成DMC的总反应化学方程式为_______ (
不需标注同位素原子)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/80df188d27dddaed3f38308d4968ef58.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
ⅰ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b35e90d9301361fd4631e9560221c133.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1ff9abd0411844499132bc37e735b747.png)
ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e7e3afe23041464ba28873d6d55c0708.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/13fe570fedfe9c5bb2988d23a57a7605.png)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/80df188d27dddaed3f38308d4968ef58.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
②为提高
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
③已知反应ⅰ的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dc06c63878278210fee747e86b37028c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eb418380bfb4f0eade44c3dd22d2584f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6115766fdc93e803b2e4ef6612bb238e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f0168c0b10d9d09d7e7651c79b2cd16.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f0168c0b10d9d09d7e7651c79b2cd16.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7341bf4bcb91a99aeb2a6058cc6ecdd8.png)
(2)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a1a0a7e8797859917d04ff18a6a89d4c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f68ae8409ccb177a5a4272b7671d2b98.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f68ae8409ccb177a5a4272b7671d2b98.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
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①表示压强为5.0
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②b点对应的平衡常数
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(3)
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/8/2c74b26d-94dd-41fe-827c-6e462576bfa1.png?resizew=487)
①没有O-H键断裂的步骤是
②合成DMC的总反应化学方程式为
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【推荐3】研究碳、氮、硫等元素化合物的性质或转化对建设生态文明、美丽中国具有重要意义。
(1)海水中无机碳的存在形式及分布如下图所示:用离子方程式表示海水呈弱碱性的原因_________ 。已知春季海水pH=8.1,预测夏季海水碱性将会_________ (填写“增强”或“减弱”),理由是________ (写出1条即可)
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(2)工业上以CO和H2为原料合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)△H<0,在容积为1L的恒容容器中,分别在T1、T2、T3三种温度下合成甲醇。如图是上述三种温度下不同H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为lmol)与CO平衡转化率的关系。下列说法正确的是_________ (a、b点横坐标相同,a在曲线T1上,b在曲线T2上)
A.a、b、c三点H2转化率:c>a>b
B.上述三种温度之间关系为T1>T2>T3
C.a点(1.5,50)状态下再通入0.5 mol CO和0.5 mol CH3OH,平衡不移动
D.c点状态下再通入1 molCO和4molH2,新平衡中H2的体积分数增大
(3)NO加速臭氧层被破坏,其反应过程如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/7/4/2239486570405888/2239620522459136/STEM/98a6d77e-c8d1-45e1-8399-cbc0f84cd02f.png?resizew=305)
①NO的作用是__________________ 。
②已知:O3(g)+O(g)=2O2(g)△H =-143kJ·mol-1
反应1: O3(g)+NO(g)
NO2(g)+O2(g)△H1=-200.2kJ·mol-1
反应2:热化学方程式为______________________ 。
(4)近年来,地下水中的氮污染已成为一个世界性的环境问题。在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下,密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮(NO3-)从而降低水体中的氮含量,其工作原理如下图所示
①Ir表面发生反应的方程式为__________________________ 。
②若导电基体上的Pt颗粒增多,造成的后果是__________________________ 。
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/7/4/2239486570405888/2239620522459136/STEM/fbabf34a-de73-4603-ba86-13dfe64d03a9.png?resizew=356)
(5)利用电化学原理,将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池,模拟工业电解法来精炼银,装置如图所示,甲池工作时,NO2转变成绿色硝化剂Y,Y是N2O5,可循环使用,则石墨II附近发生的电极反应式为__________________________ 。
(6)大气污染物SO2可用NaOH吸收。已知pKa=-lgKa,25℃时,H2SO3的pKa1=1.85,pKa2=7.19。该温度下用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1H2SO3溶液的滴定曲线如下图所示。b点所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是__________________________ ;c点所得溶液中:c(Na+)__________ 3c(HSO3-)(填“>”、“<”或“=”)
(1)海水中无机碳的存在形式及分布如下图所示:用离子方程式表示海水呈弱碱性的原因
无机碳 | HCO3- | 90% |
CO32- | 9% | |
CO2 | 1% | |
H2CO3 | ||
其中H2CO3仅为CO2的0.2% |
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(2)工业上以CO和H2为原料合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/7/4/2239486570405888/2239620522459136/STEM/218814c912744affa743bc3b260585c8.png?resizew=36)
A.a、b、c三点H2转化率:c>a>b
B.上述三种温度之间关系为T1>T2>T3
C.a点(1.5,50)状态下再通入0.5 mol CO和0.5 mol CH3OH,平衡不移动
D.c点状态下再通入1 molCO和4molH2,新平衡中H2的体积分数增大
(3)NO加速臭氧层被破坏,其反应过程如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/7/4/2239486570405888/2239620522459136/STEM/98a6d77e-c8d1-45e1-8399-cbc0f84cd02f.png?resizew=305)
①NO的作用是
②已知:O3(g)+O(g)=2O2(g)△H =-143kJ·mol-1
反应1: O3(g)+NO(g)
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反应2:热化学方程式为
(4)近年来,地下水中的氮污染已成为一个世界性的环境问题。在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下,密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮(NO3-)从而降低水体中的氮含量,其工作原理如下图所示
①Ir表面发生反应的方程式为
②若导电基体上的Pt颗粒增多,造成的后果是
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(5)利用电化学原理,将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池,模拟工业电解法来精炼银,装置如图所示,甲池工作时,NO2转变成绿色硝化剂Y,Y是N2O5,可循环使用,则石墨II附近发生的电极反应式为
(6)大气污染物SO2可用NaOH吸收。已知pKa=-lgKa,25℃时,H2SO3的pKa1=1.85,pKa2=7.19。该温度下用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1H2SO3溶液的滴定曲线如下图所示。b点所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是
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