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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:140 题号:16877910
探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
Ⅰ.                     
Ⅱ.                                  
Ⅲ.                            
回答下列问题:
(1) _______
(2)一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为ɑ mol,CO为b mol,此时H2O(g)的浓度为_______ mol﹒L-1(用含a、b、V的代数式表示)
(3)不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,实验测定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。

已知:CO2的平衡转化率=
CH3OH的平衡产率=
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_______。为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择的反应条件为_______(填标号)。
A.低温、高压       B.高温、低压     C.低温、低压   D.高温、高压

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【推荐1】研究含碳化合物的性质和转化是目前科学研究的热点。回答下列问题:
(1)已知:①CO(g)+H2O(g)HCOOH(g) ΔH1=-72.6kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ·mol-1
则反应③2CO2(g)+2H2O(g)2HCOOH(g)+O2(g)的ΔH=____kJ·mol-1
(2)刚性绝热密闭容器中,等物质的量的CO2(g)和H2O(g)发生反应③,下列可判断反应达到平衡的是____(填字母)。
A.容器内压强不变
B.容器中气体平均摩尔质量不变
C.2v(CO2)=v(O2)
D.容器内温度不变
(3)我国科学家用S—In催化剂电催化还原CO2制甲酸的催化还原反应历程如图,吸附在催化剂表面的原子用“*”标注。其中,生成甲酸的决速步骤的电极反应式为____

(4)工业上常采用的耦合技术指的是在一套设备中同时进行多单元生成操作,从而使流程和设备简化,反应能耗降低,获得更大产品收率。我国科学家设计了CO2与氯碱耦合电解池装置如图(图中物质只表示电极上的反应)。

①该装置中的离子交换膜为____(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
②该电解池发生的总反应的化学方程式为____
③相较于传统的CO2电催化还原过程,该耦合装置的优点为____
(5)OMS—2是一种纳米级的分子筛。分别用OMS—2和MnOx对甲醛进行催化氧化,在相同时间内甲醛转化率和温度的关系如图:

①由图可知,OMS—2与MnOx相比,催化效率较高的原因是____
②甲醛(HCHO)在OMS—2催化氧化作用下生成CO2和H2O,现利用OMS—2对某恒容密闭空间的甲醛进行催化氧化实验。实验开始时,该空间内甲醛含量为1.22mg/L,CO2含量为0.590mg/L,一段时间后测得CO2含量升高至1.47mg/L,该实验中甲醛的转化率为____(保留三位有效数字)。
2022-02-22更新 | 186次组卷
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【推荐2】氨是一种重要的化工原料,可以用来制备氮化硅(Si3N4)肼(N2H4)、氢氰酸(HCN)。
(1)已知:Si(s)+2Cl2(g)==SiCl4(g) △H1=akJ·mol-1
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H2=bkJ·mol-1
3Si(s)+2N2(g)==Si3N4(s) △H3=ckJ·mol-1
H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g) △H4=dkJ·mol-1
则反应3SiCl4(g)+4NH3(g)==Si3N4(s)+12HCl(g)的△H=________________kJ·mol-1(用a、b、c、d表示)。
(2)肼的制备方法是用次氯酸钠氧化过量的氨。
已知ClO水解的方程式为:ClO+H2 O=HClO+OH。常温下,该水解反应的平衡常数为K=1.0×10-6mol·L-1,则1.0mol· L -1NaCIO溶液的pH=________
(3)工业上利用氨气生产氢氰酸(HCN)的反应为:CH4(g)+NH3(g) HCN(g)+3H2 (g) △H>O
①其他条件一定,达到平衡时NH3转化率随外界条件X变化的关系如图所示。X代表的是________(填“温度”或“压强”)。

②其他条件一定,向2L密闭容器中加入 n mol CH4和2 mol NH3,平衡时NH3体积分数随n变化的关系如图所示。若反应从开始到a点所用时间为10min,该时间段内用CH4的浓度变化表示的反应速率为________mol·L-1·min-1;平衡常数:K(a) ________K(b)(填“>”“=”或“<”)
③工业上用电解法处理含氰电镀废水(pH=10)的装置如图所示。

阳极产生的氯气与碱性溶液反应生成ClO-,ClO将CN氧化的离子方程式为:_____CN+ _____ClO+ ________==_____CO32-+_____N2↑+________+________若电解处理2 mol CN,则阴极产生气体的体积(标准状况下)为________L。
2019-01-05更新 | 1084次组卷
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【推荐3】研究CO、在一定条件下与催化合成等有机产品,对实现“碳中和”目标具有重要的意义。在一定条件下可发生如下反应:
反应I:
反应II:
反应III:
(1)部分物质的标准生成焓数据如表所示(由最稳定的单质合成单位量物质B的反应焓变叫做物质B的标准摩尔生成焓):
物质
标准生成焓0x
则x=______________________
(2)一定温度范围内反应I和反应II的的线性关系如图所示。

①依据图像,可知℃时,反应III的平衡常数___________
②图中___________(填“>”、“<”或“=”)
(3)在密闭容器中起始时按投料,分别在压强为的恒压下进行反应(两压强下均只发生反应II和反应III)。恒压条件下反应温度对平衡中体积分数(含碳元素)[x为CO或%]的影响如图所示。

则在时,表示和CO的平衡体积分数随温度变化关系的曲线依次是___________(填“a”、“b”、“c”或“d”,下同)和___________;在T℃、一定压强下,反应在M点达到化学平衡,平衡时的分压___________MPa,反应III的平衡常数___________
(4)对于反应i:。向体积为的恒容密闭溶液中,按投料。
①若在恒温条件下,反应达到平衡时CH4的转化率为50%,则平衡时容器内的压强与起始压强之比为___________(最简单整数比)。
②其他条件相同时,在不同催化剂(I、II、III)作用下,反应相同时间,的转化率随反应温度的变化如图所示,的转化率:c点>b点,原因是___________
③三条曲线在约后会重合,原因是___________
2024-03-10更新 | 210次组卷
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