氢气是一种理想的二次能源,在石油化工、冶金工业、治疗疾病、航空航天等方面有着广泛的应用。以甲醇、甲酸为原料制取高纯度的H2是清洁能源的重要研究方向。回答下列问题:
(1)甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应。
主反应:CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49 kJ·mol-1
副反应:H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH=+41 kJ·mol-1
①甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2和CO,反应的热化学方程式为_______ ,既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是_______ 。
②若上述副反应的活化能Ea1=w kJ·mol-1 ,则CO(g)+H2O(g) ⇌H2(g)+CO2(g)的活化能Ea2=_______ kJ·mol-1。
③某温度下,将n(H2O)∶n(CH3OH)=1∶1的原料气分别充入密闭容器中(忽略副反应),设恒压下甲醇的平衡时转化率为α1,恒容条件下甲醇的平衡时转化率为α2,则α1_______ α2(填“>”、“<”或“=”)。
(2)工业上常用 CH4与水蒸气在一定条件下来制取H2,其反应原理为:CH4(g)+ H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH=+203 kJ·mol-1,在容积为3 L的密闭容器中通入物质的量均为3 mol的CH4和水蒸气,在一定条件下发生上述反应,测得平衡时H2的体积分数与温度及压强的关系如图所示。压强为p1时,在N点:v正_______ v逆 (填“>”、“<”或“=”),N点对应温度下该反应的平衡常数K=_______ mol2·L-2。比较:p1_______ p2 (填“>”、“<”或“=”)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/4/91e7905c-3293-4d66-b443-8859e21c3256.png?resizew=197)
(3)HCOOH催化释氢。在催化剂作用下,HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/4/ffb42049-144f-402e-823c-269c9ec4a0b5.png?resizew=308)
①HCOOD催化释氢反应除生成HD外,还生成_______ (填化学式)。
②研究发现:其他条件不变时,HCOOK替代一部分HCOOH,催化释氢的速率增大,根据图示反应机理解释其可能的原因是_______ 。
(1)甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应。
主反应:CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49 kJ·mol-1
副反应:H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH=+41 kJ·mol-1
①甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2和CO,反应的热化学方程式为
②若上述副反应的活化能Ea1=w kJ·mol-1 ,则CO(g)+H2O(g) ⇌H2(g)+CO2(g)的活化能Ea2=
③某温度下,将n(H2O)∶n(CH3OH)=1∶1的原料气分别充入密闭容器中(忽略副反应),设恒压下甲醇的平衡时转化率为α1,恒容条件下甲醇的平衡时转化率为α2,则α1
(2)工业上常用 CH4与水蒸气在一定条件下来制取H2,其反应原理为:CH4(g)+ H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH=+203 kJ·mol-1,在容积为3 L的密闭容器中通入物质的量均为3 mol的CH4和水蒸气,在一定条件下发生上述反应,测得平衡时H2的体积分数与温度及压强的关系如图所示。压强为p1时,在N点:v正
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/4/91e7905c-3293-4d66-b443-8859e21c3256.png?resizew=197)
(3)HCOOH催化释氢。在催化剂作用下,HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/4/ffb42049-144f-402e-823c-269c9ec4a0b5.png?resizew=308)
①HCOOD催化释氢反应除生成HD外,还生成
②研究发现:其他条件不变时,HCOOK替代一部分HCOOH,催化释氢的速率增大,根据图示反应机理解释其可能的原因是
更新时间:2022-04-12 22:25:20
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【推荐1】甲烷、甲醇(
)、甲醛(HCHO)等含有一个碳原子的物质称为“一碳”化合物,广泛应用于化工、医药、能源等方面,研究“一碳”化合物的化学称为“一碳”化学。
(1)已知:①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c94ac5f83a78cde1055f0595bbaa4c23.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f27e57dff59c03d7b44986260a70f999.png)
根据盖斯定律,反应
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
___________
,反应能在___________ (填“高温”或“低温”)自发进行。
(2)工业上合成甲醇的反应:
,在一个密闭容器中,充入1molCO和
发生反应,测得平衡时
的体积分数与温度、压强的关系如图所示。压强![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2708fa6298e52f617383efc175b71ddc.png)
___________
(填“大于”或“小于”),该反应达到平衡的标志是___________ (填标号)。
A.反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d404bedd414da7af95ca29f750678a4.png)
B.容器内CO和
物质的量之比为![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/37d65e051e943ab28fa57aee2fb57994.png)
C.混合气体的质量不再变化
D.混合气体的平均摩尔质量不再变化
(3)我国科学家制备了一种
催化剂,实现
高选择性合成
。气相催化合成过程中,
转化率(x)及
选择性(s)随温度的变化曲线如图。据此回答:
①生成
的最佳温度约为___________ 。
②温度升高,
转化率升高,但产物
含量降低的原因:___________ 。
(4)对于气体参与的反应如反应④[
,
],可以用某组分的压强(Pa)变化来表示化学反应速率,在温度和体积不变的密闭容器中充入一定量的
发生反应④,在10分钟内,容器的压强由xkPa升高到ykPa,则这段时间该反应的化学反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd4d41da9d123aab44a535f57b10c87f.png)
___________
。该反应的速率方程式为
,
,
、
表示速率常数,与温度、活化能有关。升高温度,
的变化程度___________ (填“大于”、或“等于”)
的变化程度。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
(1)已知:①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/005347070dffab62c10dba68c72af84e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c94ac5f83a78cde1055f0595bbaa4c23.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/448214d120a423ca1014cde0d1eaefc8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f27e57dff59c03d7b44986260a70f999.png)
根据盖斯定律,反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f3259baddfe9bc02ac5766f800607825.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)工业上合成甲醇的反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/448214d120a423ca1014cde0d1eaefc8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8cea7e077ae5f5c67f192f4704756ee5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2708fa6298e52f617383efc175b71ddc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9b9cb8e6ff801523b0304576cd69fd2d.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/8/fdc2e929-4e78-4947-8070-274c99b544db.png?resizew=195)
A.反应速率
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d404bedd414da7af95ca29f750678a4.png)
B.容器内CO和
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/37d65e051e943ab28fa57aee2fb57994.png)
C.混合气体的质量不再变化
D.混合气体的平均摩尔质量不再变化
(3)我国科学家制备了一种
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d1a858e33f87ec10066fae79dab580d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/8/129dbf4b-11a6-40c6-86f9-e3cfadc2567c.png?resizew=236)
①生成
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
②温度升高,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
(4)对于气体参与的反应如反应④[
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cbe72c9adf53a72d2499d24fa08702a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c523e50f790218235eae777f95a8a724.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd4d41da9d123aab44a535f57b10c87f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f9cfacb7968a59c98cb947e29187fb46.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3d4e14ec272d5c83ec00d7252281af59.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1a89e29f7630cff8ace1670ca456a7bc.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/6115766fdc93e803b2e4ef6612bb238e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f0168c0b10d9d09d7e7651c79b2cd16.png)
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解题方法
【推荐2】一氧化碳是一种用途广泛的化工基础原料。有机物加氢反应中镍是常用的催化剂。但H2中一般含有微量CO会使催化剂镍中毒,在反应过程中消除CO的理想做法是投入少量SO2,为弄清该方法对催化剂的影响,查得资料如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/2/6/1876339034464256/1878165583716352/STEM/a7a72b5a244d420dad244ae260711805.png?resizew=434)
则:(1)① 不用通入O2氧化的方法除去CO的原因是______________________________ 。
②SO2(g)+2CO(g)===S(s)+2CO2(g) ΔH=________ 。
(2)工业上用一氧化碳制取氢气的反应为:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),已知420 ℃时,该反应的化学平衡常数K=9。如果反应开始时,在2 L的密闭容器中充入CO和H2O的物质的量都是0.60 mol,5 min末达到平衡,则此时CO的转化率为________ ,H2的平均生成速率为________ mol·L-1·min-1。
(3)为减少雾霾、降低大气中有害气体含量, 研究机动车尾气中CO、NOx及CxHy的排放量意义重大。机动车尾气污染物的含量与空/燃比 (空气与燃油气的体积比)的变化关系示意图如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/2/6/1876339034464256/1878165583716352/STEM/856b688599fd4ca38209cb4ddba25b20.png?resizew=220)
①随空/燃比增大,CO和CxHy的含量减少的原因是_____________________________ 。
②当空/燃比达到15后,NOx减少的原因可能是____________________________________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/2/6/1876339034464256/1878165583716352/STEM/a7a72b5a244d420dad244ae260711805.png?resizew=434)
则:(1)① 不用通入O2氧化的方法除去CO的原因是
②SO2(g)+2CO(g)===S(s)+2CO2(g) ΔH=
(2)工业上用一氧化碳制取氢气的反应为:CO(g)+H2O(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/2/6/1876339034464256/1878165583716352/STEM/62d9f24755cb4a5f8b55ce66c293a1c9.png?resizew=30)
(3)为减少雾霾、降低大气中有害气体含量, 研究机动车尾气中CO、NOx及CxHy的排放量意义重大。机动车尾气污染物的含量与空/燃比 (空气与燃油气的体积比)的变化关系示意图如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/2/6/1876339034464256/1878165583716352/STEM/856b688599fd4ca38209cb4ddba25b20.png?resizew=220)
①随空/燃比增大,CO和CxHy的含量减少的原因是
②当空/燃比达到15后,NOx减少的原因可能是
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】工业上可用
来生产甲醇等燃料,这一技术的应用对构建生态文明社会具有重要意义。
(1)
和
在催化剂作用下可发生以下两个反应:
Ⅰ![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1416fe89db05548a102e0563efec555e.png)
Ⅱ![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6a7627f6798cf68c9ef8e0af75d7f86a.png)
则反应
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41a0c6971b36d0629239b4e185ecad3a.png)
_______ 。
(2)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
的平衡转化率和平衡时
的选择性随温度的变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/5/f75ddabe-2724-43c7-93c4-4fb195c03365.png?resizew=309)
已知:
的选择性![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e1b4d0124089d8220d8ee81268823c07.png)
①曲线
表示的是_______ 。(填“
的平衡转化率”或“
的选择性”)
②温度高于280℃时,曲线N随温度升高而升高的原因是_______ 。
③要同时提高
的平衡转化率和
的选择性,应选择的反应条件为_______ (填标号)。
A.低温、低压 B.低温、高压 C.高温、高压 D.高温、低压
(3)在一定条件下,向体积为
的恒容密闭容器中,充入
和
,只反应Ⅰ、Ⅱ,tmin后达到平衡,转化率及和选择性如上图所示。
①Q点时,生成
物质的量为_______ mol。
②
点时,从反应开始到平衡,
的反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e91c9afc8e5f467fe9eda23e4d67dbc3.png)
_______ mol·L-1·min-1。
③写出
点时反应
的化学平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/940db2e9b806d2c9dbedcf14f05b9480.png)
_______ (写计算式)。
![](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/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
Ⅰ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1416fe89db05548a102e0563efec555e.png)
Ⅱ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6a7627f6798cf68c9ef8e0af75d7f86a.png)
则反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8dad866483108c221e4aa4f3b272f38b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41a0c6971b36d0629239b4e185ecad3a.png)
(2)在压强、
![](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://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/5/f75ddabe-2724-43c7-93c4-4fb195c03365.png?resizew=309)
已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e1b4d0124089d8220d8ee81268823c07.png)
①曲线
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/29bcdd8c05cd04f46c6f4ba8aa3cb1d0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
②温度高于280℃时,曲线N随温度升高而升高的原因是
③要同时提高
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
A.低温、低压 B.低温、高压 C.高温、高压 D.高温、低压
(3)在一定条件下,向体积为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c424e9f778fdc2a13a59898ab0ccbbe3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/95b01a5c6c65b4b42999b84b29a5b016.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd9d5619e4f45483a551d3a8d347cfaf.png)
①Q点时,生成
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b56962c974f58f30dc82d37e9873e00.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/316ecb1589c3cc179e2f62507020771e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e91c9afc8e5f467fe9eda23e4d67dbc3.png)
③写出
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/316ecb1589c3cc179e2f62507020771e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dd089d88c84bd060bc3587c69d294776.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/940db2e9b806d2c9dbedcf14f05b9480.png)
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解答题-实验探究题
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(0.65)
名校
【推荐1】某化学反应2A
B+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为0。反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/11/8/2329549923827712/2333538183888896/STEM/e45330d5c58d4b659bee46408652b9a1.png?resizew=554)
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1,反应在10至20分钟时间内平均速率为_____ mol/(L·min)。
(2)在实验2,A的初始浓度c2=____________ mol/L,反应经20分钟就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是___________ 。
(3)设实验3的反应速率为v3,实验1的反应速率为v1,则v3_______ v1(填>、=、<),且c3_______ 1.0 mol/L(填>、=、<)。
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应是____ 反应(选填吸热、放热)。理由是 __________
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/11/8/2329549923827712/2333538183888896/STEM/e45330d5c58d4b659bee46408652b9a1.png?resizew=554)
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1,反应在10至20分钟时间内平均速率为
(2)在实验2,A的初始浓度c2=
(3)设实验3的反应速率为v3,实验1的反应速率为v1,则v3
(4)比较实验4和实验1,可推测该反应是
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【推荐2】研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
I. 已知某些化学键的键能数据如下:
(1)CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H=____ kJ/mol (用字母表示)。
II.将燃煤废气中的CO转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g)
(2)已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,达平衡时CO2的转化率如下图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/5/19/1948521526501376/1952431804899328/STEM/21162766f3074c48978c53d7ae2be085.png?resizew=245)
①该反应的△H_____ 0(填“>”或“<”)。
②700K,将4molH2和2molCO2投入2L恒容密闭容器中,反应经3min达到平衡,则CH3OCH3(g)在0~ 3min内的生成速率为_________ 。
(3)某温度下,向体积一定的密闭容器中通入CO2(g)与H2(g)发生上述反应,下列物理量不再发生变化时,能说明反应达到平衡状态的是_______ 。
A.二氧化碳的浓度 B.容器中的压强
C.气体的密度 D. CH3OCH3与H2O的物质的量之比
(4)某温度下,在体积可变的密闭容器中,改变起始时加入各物质的量,在不同的压强下,平衡时 CH3OCH3(g)的物质的量如下表所示:
①P3______ P2 (填“>”、“<”或“”);
②P2下,I中 CH3OCH3的平衡转化率为_______ 。
III.在一定条件下,CO2(g)+ H2(g)
CO(g)+ H2O(g)。
(5)在1L密闭容器中若CO2(g)、H2(g) 初始投料均为1mol,反应达平衡时CO在平衡混合气中的体积分数为25%,则该温度下该反应的平衡常数K=____ 。向此容器中再充入CO2(g)、H2(g) 各0.5mol, 则平衡_______ (填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。
I. 已知某些化学键的键能数据如下:
化学键 | C=O | C-O | C-H | H-H | O-H |
键能/kJ·mol-1 | a | b | c | d | e |
(1)CO2(g)+3H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/5/19/1948521526501376/1952431804899328/STEM/b644dc8f501a453d9fb0f2f14738c79d.png?resizew=26)
II.将燃煤废气中的CO转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/5/19/1948521526501376/1952431804899328/STEM/b644dc8f501a453d9fb0f2f14738c79d.png?resizew=26)
(2)已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,达平衡时CO2的转化率如下图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/5/19/1948521526501376/1952431804899328/STEM/21162766f3074c48978c53d7ae2be085.png?resizew=245)
①该反应的△H
②700K,将4molH2和2molCO2投入2L恒容密闭容器中,反应经3min达到平衡,则CH3OCH3(g)在0~ 3min内的生成速率为
(3)某温度下,向体积一定的密闭容器中通入CO2(g)与H2(g)发生上述反应,下列物理量不再发生变化时,能说明反应达到平衡状态的是
A.二氧化碳的浓度 B.容器中的压强
C.气体的密度 D. CH3OCH3与H2O的物质的量之比
(4)某温度下,在体积可变的密闭容器中,改变起始时加入各物质的量,在不同的压强下,平衡时 CH3OCH3(g)的物质的量如下表所示:
P1 | P2 | P3 | |
I.2.0 mol CO26.0 molH2 | 0.10 mol | 0.04 mol | 0.02 mol |
II.1.0mol CH3OCH3 3.0 mol H2O | X1 | Y1 | Z1 |
①P3
②P2下,I中 CH3OCH3的平衡转化率为
III.在一定条件下,CO2(g)+ H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/5/19/1948521526501376/1952431804899328/STEM/b644dc8f501a453d9fb0f2f14738c79d.png?resizew=26)
(5)在1L密闭容器中若CO2(g)、H2(g) 初始投料均为1mol,反应达平衡时CO在平衡混合气中的体积分数为25%,则该温度下该反应的平衡常数K=
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【推荐3】处理、回收利用CO是环境科学研究的热点课题。回答下列问题:
(1)CO用于处理大气污染物
的反应为
。在
作用下该反应的具体过程如图1所示,反应过程中能量变化情况如图2所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/13/a77aaed3-b50e-474a-b6c0-722a118ced0e.png?resizew=541)
总反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
_______ kJ·mol
;该总反应的决速步是反应_______ (填“①”或“②”),该判断的理由是_______ 。
(2)已知:
的速率方程为
,k为速率常数,只与温度有关。为提高反应速率,可采取的措施是_______(填字母序号)。
(3)在总压为100 kPa的恒容密闭容器中,充入一定量的
和
发生上述反应,在不同条件下达到平衡时,在
K时
的转化率与
、在
时
的转化率与
的变化曲线如图3所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/13/aa3cb61f-e20d-41ea-875c-5c86b2ce8f27.png?resizew=307)
①示
的转化率随
的变化曲线为_______ 曲线(填“I”或“II”);
②![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/baa24a8004d0095ac9d9382113732970.png)
_______
(填“>”或“<”)。
(4)间接电解法除
。其工作原理如图4所示,已知:
是一种弱酸。从A口中出来的气体是_______ (填化学式),电解池的阴极电极反应式为_______ ,用化学方程式表示吸收池中除去
的原理:_______ 。
(1)CO用于处理大气污染物
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/399d3afa7d61d212b666381c8df20576.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9935c36cc561dba0af3a25a70fcb6a86.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9b58aba5dd160f3da1696748ab22c23e.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/13/a77aaed3-b50e-474a-b6c0-722a118ced0e.png?resizew=541)
总反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9935c36cc561dba0af3a25a70fcb6a86.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f483eb8188afd27aa8f59e3f0b0ce3e.png)
(2)已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9935c36cc561dba0af3a25a70fcb6a86.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e9a7d4a1845c11dd00ad285bf259372.png)
A.升温 | B.恒容时,再充入CO |
C.恒压时,再充入![]() | D.恒压时,再充入![]() |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ba8d41defa28f4f06acefb19b1286146.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b0e1ec819756ddf8201b284a6356f1af.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/baa24a8004d0095ac9d9382113732970.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/399d3afa7d61d212b666381c8df20576.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c60ad4581954d5c2b6b26cda3c8e94f6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/19cc503c11f2abe28a92b5a6b26c3161.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/399d3afa7d61d212b666381c8df20576.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4079003d1292898e98f11669dc3edce.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/13/aa3cb61f-e20d-41ea-875c-5c86b2ce8f27.png?resizew=307)
①示
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/399d3afa7d61d212b666381c8df20576.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c60ad4581954d5c2b6b26cda3c8e94f6.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/baa24a8004d0095ac9d9382113732970.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/85242e455a682eb4aa47abd6fb6af8fc.png)
(4)间接电解法除
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/399d3afa7d61d212b666381c8df20576.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/341bb2ada0d721799b68bab8274bfc0c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/87203a8d0af9ef58730df3b8dd90b4e4.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/13/f85ad036-cf00-4458-97de-c7f8adfc291e.png?resizew=381)
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【推荐1】已知甲醇的制备有关化学反应以及在不同温度下的化学平衡常数如下表所示:
(1)判断反应③是_______ (填“吸热”或“放热”)反应
(2)对于反应①
,下列措施中有利于增大该反应的反应速率且提高转化率的是_______ (填字母序号)。
a.随时将
与反应混合物分离 b.降低反应温度
c.使用高效催化剂 d.增大体系压强
(3)一定条件下,将1mol CO与3mol
的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的
,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是_______ (填字母序号)。
a.
减少 b.正反应速率加快,逆反应速率减慢
c.
的物质的量增加 d.重新平衡
减小
(4)在密闭容器中充有1mol CO与2mol
,在催化剂作用下反应生成甲醇,CO的转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/3/1f0fd396-d44c-4814-9509-9b14d5a7df21.png?resizew=264)
①A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/173294a3d2e5221152e39915c8319b06.png)
_______
(填“大于”、“小于”或“等于”),理由是_______ 。
②若A点时容器的体积为1L,该温度下B点的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09b51ee6fe038c30ffb16019af67a9fe.png)
_______ 。
事化学反应 | 平衡常数 | 温度/℃ | |
500 | 800 | ||
①![]() | ![]() | 2.5 | 0.15 |
②![]() | ![]() | 1.0 | 2.5 |
③![]() | ![]() |
(2)对于反应①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d1ae2f0248d9547759e594e4162c074d.png)
a.随时将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
c.使用高效催化剂 d.增大体系压强
(3)一定条件下,将1mol CO与3mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
a.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/576b9814d0c8a3205668a525dd2b0d88.png)
c.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fc543c9b3aed3dc683f0f5c6d57238ea.png)
(4)在密闭容器中充有1mol CO与2mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/3/1f0fd396-d44c-4814-9509-9b14d5a7df21.png?resizew=264)
①A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/173294a3d2e5221152e39915c8319b06.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3e154e155387a1b67af626678c12af59.png)
②若A点时容器的体积为1L,该温度下B点的平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09b51ee6fe038c30ffb16019af67a9fe.png)
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【推荐2】氢气的制备是氢能可否有效推广的关键所在:
I.甲醇水蒸气催化重整是当前制取氢气的主要方法,反应为:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fe887a3627c20d5ebabbaa7d91b983fa.png)
。回答下列问题:
(1)在催化剂作用下可通过三个基元反应实现催化重整,能量变化如图所示,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
________ kJ⋅mol-1(用含字母a、b、c的代数式表示)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/22/f7e77b1d-ee3b-4e7e-b49b-e0c7bc6bbe00.png?resizew=229)
(2)1mol甲醇气体和1mol水蒸气混合充入1L恒容密闭容器中,控制反应温度为300℃、起始压强为2.0MPa下进行反应,存在副反应:
。平衡时容器中
mol,此时
的浓度为___________ mol⋅L-1,甲醇的转化率为___________ 。
II.高温分解
也可以得到氢气,
。
(3)在恒温恒压条件下,对于
分别为4∶1、1∶1、1∶4、1∶9、1∶19的
混合气,发生热分解反应过程中
转化率随时间的变化如图所示。其中,
时对应图中曲线___________ (填字母),理由是___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/22/3b614250-ab39-4833-ba65-a117a38a47ca.png?resizew=303)
(4)在1470K,100Mpa条件下,在1L恒压容器中充入1mol
和3molAr进行
热分解反应。5min后达到平衡,混合气体中
与
的体积分数相等,则平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
___________ Mpa。(计算结果保留一位小数)
I.甲醇水蒸气催化重整是当前制取氢气的主要方法,反应为:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fe887a3627c20d5ebabbaa7d91b983fa.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d92a9a01739ffe21a97e84c7c62c823.png)
(1)在催化剂作用下可通过三个基元反应实现催化重整,能量变化如图所示,则
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/22/f7e77b1d-ee3b-4e7e-b49b-e0c7bc6bbe00.png?resizew=229)
(2)1mol甲醇气体和1mol水蒸气混合充入1L恒容密闭容器中,控制反应温度为300℃、起始压强为2.0MPa下进行反应,存在副反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/005347070dffab62c10dba68c72af84e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/57bc63fd6dd2d56f4818c7e551aeddd3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/98183b7becdd0efb6fe8f57cdcbce983.png)
II.高温分解
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f693a087ad8f9a753aaec57e0dcf1384.png)
(3)在恒温恒压条件下,对于
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b7491f2b5b9f8a2ebc2a778853bb4ca.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/392f81f77e6e11259e930b93d97b8de9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09e874f40cf897edc5f078b48489fbd6.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/22/3b614250-ab39-4833-ba65-a117a38a47ca.png?resizew=303)
(4)在1470K,100Mpa条件下,在1L恒压容器中充入1mol
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
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【推荐3】一定温度下在体积为5L的密闭容器中发生可逆反应。
(Ⅰ)若某可逆反应的化学平衡常数表达式为:K=![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f1957131294cb1bc2ffc43f1c0caf69b.png)
(1)写出该反应的化学方程式:___ 。
(2)能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是___ (填选项编号)。
A.容器中气体的压强不随时间而变化
B.v正(H2O)=v逆(H2)
C.容器中气体的密度不随时间而变化
D.容器中总质量不随时间而变化
E.消耗nmolH2的同时消耗nmolCO
(Ⅱ)(1)对于反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),回答下列问题:
图1是CO(g)和CH3OH(g)物质的量浓度随时间(t)的变化曲线,从反应开始至达到平衡时,用H2表示的反应速率v(H2)=__ ,CO的转化率为__ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/11/437d5283-b01a-4563-9401-08c96e1b1d4e.png?resizew=344)
(2)在容积为2L的刚性容器中充入5molCO和10molH2,发生反应并达到平衡,CO的平衡转化率随温度(T)的变化曲线如图2所示。
①计算B点平衡常数KB=___ ;达到平衡时,若再充入2molCO、4molH2和2molCH3OH,反应向____ 进行(填“正反应方向”或“逆反应方向”)。
②比较KA、KB的大小___ 。
(Ⅰ)若某可逆反应的化学平衡常数表达式为:K=
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(1)写出该反应的化学方程式:
(2)能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是
A.容器中气体的压强不随时间而变化
B.v正(H2O)=v逆(H2)
C.容器中气体的密度不随时间而变化
D.容器中总质量不随时间而变化
E.消耗nmolH2的同时消耗nmolCO
(Ⅱ)(1)对于反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),回答下列问题:
图1是CO(g)和CH3OH(g)物质的量浓度随时间(t)的变化曲线,从反应开始至达到平衡时,用H2表示的反应速率v(H2)=
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/11/437d5283-b01a-4563-9401-08c96e1b1d4e.png?resizew=344)
(2)在容积为2L的刚性容器中充入5molCO和10molH2,发生反应并达到平衡,CO的平衡转化率随温度(T)的变化曲线如图2所示。
①计算B点平衡常数KB=
②比较KA、KB的大小
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【推荐1】二甲醚是重要的有机中间体,利用二氧化碳加氢合成二甲醚能变废为宝,且可替代汽油作为新型清洁燃料。常温常压下,二氧化碳加氢可选择性生成二甲醚或一氧化碳:
①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)△H1=﹣55.7kJ/mol
②2CH3OH(l)═CH3OCH3(g)+H2O(l)△H2=﹣23.4kJ/mol
③CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(l) △H3
④H2O(l)=H2O(g) △H4=+44.0kJ/mol
(1)已知反应CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H,中相关的化学键键能数据如下:
由此计算△H=______ ,则△H3=_______ 。
(2)CO2(g)加氢转化为CH3OCH3(g)和H2O(l)的热化学方程式是___ 。
(3)合成二甲醚往往选用硅铝混合物作催化剂,硅铝比例不同,生成二甲醚或一氧化碳的物质的量分数不同。硅铝比与产物选择性如图所示,图中A点和B点的平衡常数比较:KA___ KB(填“>、=、<”)。根据以上两条曲线,写出其中一条变化规律:a.___ 。b.___ 。
(4)常温常压下,向一个2.00L的密闭恒容容器中加入等量2.00mol二氧化碳和氢气,平衡时二甲醚的浓度为0.150mol/L,计算此时二氧化碳的转化率及该反应的平衡常数,要求写出计算过程(计算结果保留3位有效数字)________ 、_________ 。
①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)△H1=﹣55.7kJ/mol
②2CH3OH(l)═CH3OCH3(g)+H2O(l)△H2=﹣23.4kJ/mol
③CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(l) △H3
④H2O(l)=H2O(g) △H4=+44.0kJ/mol
(1)已知反应CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H,中相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H-H | C=O | H-O | C-H | C=O |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 1076 | 465 | 413 | 745 |
由此计算△H=
(2)CO2(g)加氢转化为CH3OCH3(g)和H2O(l)的热化学方程式是
(3)合成二甲醚往往选用硅铝混合物作催化剂,硅铝比例不同,生成二甲醚或一氧化碳的物质的量分数不同。硅铝比与产物选择性如图所示,图中A点和B点的平衡常数比较:KA
(4)常温常压下,向一个2.00L的密闭恒容容器中加入等量2.00mol二氧化碳和氢气,平衡时二甲醚的浓度为0.150mol/L,计算此时二氧化碳的转化率及该反应的平衡常数,要求写出计算过程(计算结果保留3位有效数字)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/16/a31a1109-8abb-4d3c-bf48-b2d7db3454d5.png?resizew=228)
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【推荐2】以CO2为原料合成CH3OH和CH3OCH3是实现碳中和的重要途径之一。有关反应如下:
反应I.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.0kJ·mol-1
反应Ⅱ.2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-25.0kJ·mol-1
反应Ⅲ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH3=+41.2kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应Ⅳ:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH4=___________ 。
(2)在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2氢化合成甲醇(反应I)的历程如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/8/10/3299739475361792/3299892405886976/STEM/26d638b061704f77a24068e4430c7146.png?resizew=313)
在反应气中加入少量水能够提升甲醇产率的原因是___________ 。
(3)催化条件下,某密闭容器中投入CO2和H2发生反应I和反应Ⅱ,实验测得温度对平衡体系中甲醇、甲醚含量的影响如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/8/10/3299739475361792/3299892405886976/STEM/ad65b941aed141f9bf2252c3fc62f292.png?resizew=246)
600K以下,甲醇百分含量变化的可能原因是___________ ;一定温度下,增大压强,甲醚的百分含量___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)在5MPa下,CO2和H2按物质的量之比为1∶3进行投料,发生反应I和反应Ⅲ,平衡时CO和CH3OH在含碳产物中的物质的量分数及CO2转化率随温度的变化如图所示。图中n代表的物质是___________ ;150~400℃范围内,随温度升高,H2O的平衡产量变化趋势是___________ ;270℃时CH3OH的分压为___________ (保留2位有效数字,下同),反应Ⅲ的平衡常数Kp=___________ (Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
反应I.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.0kJ·mol-1
反应Ⅱ.2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-25.0kJ·mol-1
反应Ⅲ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH3=+41.2kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应Ⅳ:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH4=
(2)在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2氢化合成甲醇(反应I)的历程如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/8/10/3299739475361792/3299892405886976/STEM/26d638b061704f77a24068e4430c7146.png?resizew=313)
在反应气中加入少量水能够提升甲醇产率的原因是
(3)催化条件下,某密闭容器中投入CO2和H2发生反应I和反应Ⅱ,实验测得温度对平衡体系中甲醇、甲醚含量的影响如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/8/10/3299739475361792/3299892405886976/STEM/ad65b941aed141f9bf2252c3fc62f292.png?resizew=246)
600K以下,甲醇百分含量变化的可能原因是
(4)在5MPa下,CO2和H2按物质的量之比为1∶3进行投料,发生反应I和反应Ⅲ,平衡时CO和CH3OH在含碳产物中的物质的量分数及CO2转化率随温度的变化如图所示。图中n代表的物质是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/8/10/3299739475361792/3299892405886976/STEM/43f81dad06c94fce850de2e1231ba691.png?resizew=193)
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】Ⅰ.近年来我国大力加强温室气体
催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究,实现可持续发展。回答下列问题:
(1)已知:
催化氢化合成甲醇的热化学方程式:
。
①总压分别为100kPa、10kPa 时发生该反应,平衡体系中CO2和CH3OH的物质的量分数随温度变化关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/10/3408194981183488/3423962987347968/STEM/b9c5b30f5abc45f1b626ea1a6a9ba3ea.png?resizew=191)
100 kPa时,CO2和CH3OH的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是____ 、____ 。
②某温度下,在刚性容器中充入n(H2):n(CO2)=3:1,起始压强为12 kPa,平衡时总压为8 kPa,该反应的平衡常数Kp=_____ kPa (用分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)。
(2)为提高
的产率,理论上应采用的条件是_____(填序号)。
(3)催化剂和反应条件与反应物的转化率和产物的选择性高度相关。控制相同投料比和相同反应时间,得到如下四组实验数据:
根据上表所给数据,用
生产甲醇的最优条件为______ (填实验编号)。
(4)CO2也能与CH4制备合成气,反应原理是CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g),若1 g CH4(g)完全反应吸收热量为15kJ。在恒容密闭容器中充入1 mol CH4和1 mol CO2在一定条件下反应,体系吸收热量随着时间变化如图所示。在该条件下,甲烷的最大转化率(α)为______ %(保留一位小数)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/10/3408194981183488/3423962987347968/STEM/6c3e3da3bc084ce2aed4617635982ca0.png?resizew=206)
Ⅱ.甲烷在催化作用下脱氢,在气相中经自由基偶联反应生成乙烯。已知相关物质的燃烧热如下表:
(5)写出表示乙烯燃烧热的热化学方程式:________ 。
(6)甲烷脱氢反应2CH4(g) ⇌ C2H4(g)+2H2(g) △H=_____
Ⅲ.温度为T1时,在一个容积均为1L的密闭容器中仅发生反应:
。实验测得:v正=v (NO)消耗=2v (O2)消耗=k正c2(NO)·c(O2),v逆=v (NO2)消耗=k逆c2(NO2),k正、k逆为速率常数,受温度影响。
(7)温度为T1时,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eed39067fc1754fdec4913a35760ce55.png)
______ (填数据);当温度升高为T2时,k正、k逆分别增大m倍和n倍,则m___ n(填“>”、“<”或“=”)
(8)T1时,在1L密闭容器中按照一定比例充入NO(g)和O2(g),达到平衡时NO2(g)的体积分数
随
的变化如图所示,当
时,达到平衡时
可能是D、E、F三点中的____ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(1)已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5e740168db2323ed20b29256a0ea1a38.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7a2806e1c7058a5476527127add4f4e7.png)
①总压分别为100kPa、10kPa 时发生该反应,平衡体系中CO2和CH3OH的物质的量分数随温度变化关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/10/3408194981183488/3423962987347968/STEM/b9c5b30f5abc45f1b626ea1a6a9ba3ea.png?resizew=191)
100 kPa时,CO2和CH3OH的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是
②某温度下,在刚性容器中充入n(H2):n(CO2)=3:1,起始压强为12 kPa,平衡时总压为8 kPa,该反应的平衡常数Kp=
(2)为提高
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/82135893df28a76971206bb7a42eac51.png)
A.高温高压 | B.低温低压 | C.高温低压 | D.低温高压 |
实验编号 | 温度/K | 催化剂 | ![]() | 甲醇的选择性/% |
A | 543 | ![]() | ![]() | ![]() |
B | 543 | ![]() | ![]() | ![]() |
C | 553 | ![]() | ![]() | ![]() |
D | 553 | ![]() | ![]() | ![]() |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(4)CO2也能与CH4制备合成气,反应原理是CH4(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/10/3408194981183488/3423962987347968/STEM/6c3e3da3bc084ce2aed4617635982ca0.png?resizew=206)
Ⅱ.甲烷在催化作用下脱氢,在气相中经自由基偶联反应生成乙烯。已知相关物质的燃烧热如下表:
物质 | 氢气 | 甲烷 | 乙烯 |
燃烧热(kJ∙mol−1) | 286 | 890 | 1411 |
(6)甲烷脱氢反应2CH4(g) ⇌ C2H4(g)+2H2(g) △H=
Ⅲ.温度为T1时,在一个容积均为1L的密闭容器中仅发生反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b37bc43000bf193ae499c1c8154b36b5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/94b37b21372188601c1997ef2e230f5c.png)
物质的起始浓度/mol/L | 物质的平衡浓度/mol/L | ||
c(NO) | c(O2) | c(NO2) | c(O2) |
0.6 | 0.3 | 0 | 0.2 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eed39067fc1754fdec4913a35760ce55.png)
(8)T1时,在1L密闭容器中按照一定比例充入NO(g)和O2(g),达到平衡时NO2(g)的体积分数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6533eaa5e3fb9683b3ad53ae135dced1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/16186aba38f8e2c83688e303eacd9b9e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4926c7d52558ab6b16d63f0978fb9248.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6533eaa5e3fb9683b3ad53ae135dced1.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/10/3408194981183488/3423962987347968/STEM/96b8f288b9764fbda988f9b6e94473fb.png?resizew=213)
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