Ⅰ.CH4-CO2催化重整是减少温室气体排放的重要途径。
已知以下的热化学反应方程式:
kJ·mol-1
kJ·mol-1
kJ·mol-1
(1)写出催化重整反应CH4和CO2生成CO和H2的热化学方程式:_______ 。
Ⅱ.CO是煤气的主要成分,与水蒸气反应生成氢气: 。查阅资料得出相关数据如下:
(2)通过表格中的数值可以推断:反应_______ 0,(填“>”或“<”)。该反应升高到一定温度时,反应将不能正向进行,由此判断该反应的_______ 0,(填“>”或“<”)
(3)在容积为1L的密闭容器中通入1mol CO(g)和1mol H2O(g)发生反应,在400℃时反应达到平衡,此时CO(g)的转化率为_______ 。
(4)在恒温恒容条件下,反应物物质的量均为1mol发生反应,下列不能说明反应达到平衡状态的有_______ (填字母)。
a.体系的压强不再发生变化
b.混合气体的密度不变
c.混合气体的平均相对分子质量不变
d.各组分的物质的量浓度不再改变
e.单位时间内消耗了0.1mol的CO(g),同时消耗了0.1mol的H2(g)
已知以下的热化学反应方程式:
kJ·mol-1
kJ·mol-1
kJ·mol-1
(1)写出催化重整反应CH4和CO2生成CO和H2的热化学方程式:
Ⅱ.CO是煤气的主要成分,与水蒸气反应生成氢气: 。查阅资料得出相关数据如下:
温度(℃) | 400 | 500 |
平衡常数 | 9 | 5.3 |
(3)在容积为1L的密闭容器中通入1mol CO(g)和1mol H2O(g)发生反应,在400℃时反应达到平衡,此时CO(g)的转化率为
(4)在恒温恒容条件下,反应物物质的量均为1mol发生反应,下列不能说明反应达到平衡状态的有
a.体系的压强不再发生变化
b.混合气体的密度不变
c.混合气体的平均相对分子质量不变
d.各组分的物质的量浓度不再改变
e.单位时间内消耗了0.1mol的CO(g),同时消耗了0.1mol的H2(g)
更新时间:2022-10-20 11:38:21
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【推荐1】有效去除大气中的H2S、SO2以及废水中的硫化物是环境保护的重要课题。
(1)去除废气中H2S的相关热化学方程式如下:
2H2S(g)+3O2(g)=2H2O(l)+2SO2(g);ΔH=akJ·mol-1
2H2S(g)+SO2(g)=2H2O(l)+3S(s);ΔH=bkJ·mol-1
反应2H2S(g)+O2(g)=2H2O(l)+2S(s)的ΔH=__ kJ·mol-1。
为了有效去除废气中的H2S,在燃烧炉中通入的H2S和空气(O2的体积分数约为20%)体积比一般控制在0.4,理由是__ 。
(2)电化学氧化法是一种高效去除废水中硫化物的方法,电解NaHS溶液脱硫的原理如图1所示。碱性条件下,HS-首先被氧化生成中间产物Sn2-,S n2-容易被继续氧化而生成硫单质。
①阳极HS-氧化为S n2-的电极反应式为___ 。
②电解一段时间后,阳极的石墨电极会出现电极钝化,导致电极反应不能够持续有效进行,其原因是___ 。
(3)用CO(NH2)2(N为-3价)水溶液吸收SO2,吸收过程中生成(NH4)2SO4和CO2。该反应中的氧化剂是__ 。
(4)在一定条件下,CO可以去除烟气中的SO2,其反应原理为2CO+SO2=2CO2+S。其他条件相同、以比表面积大的γ—Al2O3作为催化剂,研究表明,γ—Al2O3在240℃以上发挥催化作用。反应相同的时间,SO2的去除率随反应温度的变化如图2所示。240℃以前,随着温度的升高,SO2去除率降低的原因是__ 。240℃以后,随着温度的升高,SO2去除率迅速增大的主要原因是__ 。
(1)去除废气中H2S的相关热化学方程式如下:
2H2S(g)+3O2(g)=2H2O(l)+2SO2(g);ΔH=akJ·mol-1
2H2S(g)+SO2(g)=2H2O(l)+3S(s);ΔH=bkJ·mol-1
反应2H2S(g)+O2(g)=2H2O(l)+2S(s)的ΔH=
为了有效去除废气中的H2S,在燃烧炉中通入的H2S和空气(O2的体积分数约为20%)体积比一般控制在0.4,理由是
(2)电化学氧化法是一种高效去除废水中硫化物的方法,电解NaHS溶液脱硫的原理如图1所示。碱性条件下,HS-首先被氧化生成中间产物Sn2-,S n2-容易被继续氧化而生成硫单质。
①阳极HS-氧化为S n2-的电极反应式为
②电解一段时间后,阳极的石墨电极会出现电极钝化,导致电极反应不能够持续有效进行,其原因是
(3)用CO(NH2)2(N为-3价)水溶液吸收SO2,吸收过程中生成(NH4)2SO4和CO2。该反应中的氧化剂是
(4)在一定条件下,CO可以去除烟气中的SO2,其反应原理为2CO+SO2=2CO2+S。其他条件相同、以比表面积大的γ—Al2O3作为催化剂,研究表明,γ—Al2O3在240℃以上发挥催化作用。反应相同的时间,SO2的去除率随反应温度的变化如图2所示。240℃以前,随着温度的升高,SO2去除率降低的原因是
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【推荐2】碳及其化合物在工农业上有重要作用。
Ⅰ、在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度T的关系如表所示:
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=___________ 。该反应为__________ (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下平衡浓度符合下式: c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),该温度下加入1 mol CO2(g)和1 mol H2(g),充分反应,达到平衡时,CO2的转化率为______________ 。
(3)在800 ℃时发生上述反应,某时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 mol/L,c(H2)为1.5 mol/L,c(CO)为1 mol/L,c(H2O)为3 mol/L,则正、逆反应速率的比较为:v正___________ v逆(填“>”“<”或“=”)。
Ⅱ、工业上用CO2和H2反应合成甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ•mol-1
CH3OCH3(g)+H2O(g)═2CH3OH(g)△H2=+23.4kJ•mol-1
则2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H3=_______________ kJ·mol-1。
Ⅲ、常温下用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在该溶液中,c(NH4+)________ (填“>”、“<”或“=”)c(HCO3—);反应NH4++HCO3—+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=__________ 。(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5,H2CO3的电离平衡常数K1=4×10-7,K2=4×10-11)
Ⅰ、在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度T的关系如表所示:
T/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=
(2)某温度下平衡浓度符合下式: c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),该温度下加入1 mol CO2(g)和1 mol H2(g),充分反应,达到平衡时,CO2的转化率为
(3)在800 ℃时发生上述反应,某时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 mol/L,c(H2)为1.5 mol/L,c(CO)为1 mol/L,c(H2O)为3 mol/L,则正、逆反应速率的比较为:v正
Ⅱ、工业上用CO2和H2反应合成甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ•mol-1
CH3OCH3(g)+H2O(g)═2CH3OH(g)△H2=+23.4kJ•mol-1
则2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H3=
Ⅲ、常温下用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在该溶液中,c(NH4+)
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【推荐3】每到冬季,雾霾天气肆虐京津冀等地区。其中,燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一。
(l)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)△H<0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________________ (填代号)。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
已知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol ①
2NO2(g)⇌N2O4(g) △H=-56.9 kJ/mol ②
H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ/mol ③
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式__________________ 。
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。
①碱性介质中甲烷燃料电池的负极反应式_________________________ 。
②如果电路上有0.1mol电子通过,理论上消耗标准状况下氧气的体积为_______ 。
(4)已知燃料电池的比能量与单位质量的燃料失去的电子数成正比。理论上,氢气、甲烷、甲醇燃料电池的比能量从大到小的顺序是_________ 。
(l)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)△H<0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
已知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol ①
2NO2(g)⇌N2O4(g) △H=-56.9 kJ/mol ②
H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ/mol ③
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。
①碱性介质中甲烷燃料电池的负极反应式
②如果电路上有0.1mol电子通过,理论上消耗标准状况下氧气的体积为
(4)已知燃料电池的比能量与单位质量的燃料失去的电子数成正比。理论上,氢气、甲烷、甲醇燃料电池的比能量从大到小的顺序是
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【推荐1】是一种重要的化工品,一定温度下发生分解反应:
①
②
③
回答下列问题:
(1)_______ (用含和的式子表示),_______ 0(填“”“<”或“=”)。
(2)向一恒温恒容密闭容器中投入足量(s),只发生反应①,下列叙述正确的是_______ (填标号)。
A.平衡后,再充入少量,质量增大
B.体积分数不变时,该反应达到平衡状态
C.再投入一定量的(s),反应速率明显增大
(3)的速率方程为,(、为速率常数,只与温度有关)。
①某温度下,K=15,,则_______ 。
②已知:(R为常数,的单位为,温度T的单位为K,E的单位为)速率常数与活化能()、温度(T)的关系如图所示(Cat1、Cat2为催化剂)。相同条件下,催化效率较高的是_______ (填“Cat1”或“Cat2”),判断依据是_______ 。在催化剂Cat2作用下,正反应的活化能为_______ 。
(4)一定温度下,向一体积为1L的恒容密闭容器中充入足量(s),达到平衡时测得生成1mol (g)和0.4mol ,则的平衡常数K=_______ 。
①
②
③
回答下列问题:
(1)
(2)向一恒温恒容密闭容器中投入足量(s),只发生反应①,下列叙述正确的是
A.平衡后,再充入少量,质量增大
B.体积分数不变时,该反应达到平衡状态
C.再投入一定量的(s),反应速率明显增大
(3)的速率方程为,(、为速率常数,只与温度有关)。
①某温度下,K=15,,则
②已知:(R为常数,的单位为,温度T的单位为K,E的单位为)速率常数与活化能()、温度(T)的关系如图所示(Cat1、Cat2为催化剂)。相同条件下,催化效率较高的是
(4)一定温度下,向一体积为1L的恒容密闭容器中充入足量(s),达到平衡时测得生成1mol (g)和0.4mol ,则的平衡常数K=
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【推荐2】我国的二氧化碳排放力争在2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”。为达成这一目标,一方面要减少碳排放,另一方面要尽量吸收不可避免的碳排放。
(1)以为催化剂的光、热化学循环分解反应,为吸收“碳排放”提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示:
①上述过程中,能量的变化形式是_______ 。
②写出分解生成CO和的热化学方程式_______ 。
(2)催化重整为吸收“碳排放”的另一个新途径,回答下列问题:
①已知:
则催化重整反应_______ (用、、表示)。
②若在恒温、恒容的密闭容器中,充入等物质的量的和,在一定条件下发生催化重整反应,下列描述能说明该反应已经达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.和的物质的量之比保持不变
B.混合气体的密度保持不变
C.容器中气体的压强保持不变
D.
E.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(3)复合催化是工业利用二氧化碳合成甲醇的重要反应,在密闭容器中,充入和,在催化剂、200℃的条件下发生反应。部分反应物和产物随时间变化如图所示:
①该可逆反应的化学方程式为_______ 。
②反应开始至末,以氢气的浓度变化表示该反应的平均速率是_______ 。
③恒温恒容时,下列措施能使该反应速率增大的是_______ (填字母,下同)。
a.增加的浓度 b.适当降低温度 c.充入氦气 d.选择高效催化剂
(1)以为催化剂的光、热化学循环分解反应,为吸收“碳排放”提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示:
①上述过程中,能量的变化形式是
②写出分解生成CO和的热化学方程式
(2)催化重整为吸收“碳排放”的另一个新途径,回答下列问题:
①已知:
则催化重整反应
②若在恒温、恒容的密闭容器中,充入等物质的量的和,在一定条件下发生催化重整反应,下列描述能说明该反应已经达到平衡状态的是
A.和的物质的量之比保持不变
B.混合气体的密度保持不变
C.容器中气体的压强保持不变
D.
E.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(3)复合催化是工业利用二氧化碳合成甲醇的重要反应,在密闭容器中,充入和,在催化剂、200℃的条件下发生反应。部分反应物和产物随时间变化如图所示:
①该可逆反应的化学方程式为
②反应开始至末,以氢气的浓度变化表示该反应的平均速率是
③恒温恒容时,下列措施能使该反应速率增大的是
a.增加的浓度 b.适当降低温度 c.充入氦气 d.选择高效催化剂
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【推荐3】北京时间2022年4月16日神舟十三号载人飞船返回舱在东风路场成功着陆,载人飞行任务取得圆满成功,中国航天又站在了一个新的起点!飞船和航空站中的清除和的再生的总反应如下:
(1)已知下列数据:
若反应生成_______ (释放或者吸收)_______ kJ能量
(2)在一定温度下,向2L密闭容器中充入达到平衡,平衡时,测得的体积分数为12.5%
①10min内,的平均反应速率为_______ 平衡时的转化率为_______
②为加快反应速率可以采取的措施:_______ (写出两条即可)
③容器内的压强平衡时与初始时的比值为_______
④下列描述能说明上述反应达到平衡状态的是_______
a. b.体系内压强不变 c.混合气体的平均摩尔质量不变 d.混合气体的密度不变 e.
(1)已知下列数据:
化学键 | H-H | C-H | H-O | C=O |
断裂化学键吸收的能量/(kJ/mol) | 435 | 415 | 465 | 800 |
若反应生成
(2)在一定温度下,向2L密闭容器中充入达到平衡,平衡时,测得的体积分数为12.5%
①10min内,的平均反应速率为
②为加快反应速率可以采取的措施:
③容器内的压强平衡时与初始时的比值为
④下列描述能说明上述反应达到平衡状态的是
a. b.体系内压强不变 c.混合气体的平均摩尔质量不变 d.混合气体的密度不变 e.
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【推荐1】铜元素广泛存在于自然界,铜和铜的化合物在生产生活中都发挥着重要作用。
(1)可用制备。常作有机合成催化剂,熔点为,熔融状态下几乎不导电,易溶于浓盐酸,常温下。
①基态原子的价层电子轨道表示式为___________ 。
②的溶解平衡可表示为(请补充完整):___________ ,可在溶液中大量稳定存在。现有含晶体的溶解平衡体系,以下描述和推断正确的是___________ (填字母)。
A. 晶体属于离子晶体
B. 溶于浓盐酸生成
C. 向该溶解平衡体系中逐滴加入浓的变化曲线如上图
D. 向该溶解平衡体系加入固体,该溶解平衡正向移动,溶解度增大
(2)以下3个反应涉及与多个配体形成的配合物:
反应Ⅰ:;
反应Ⅱ:;
反应Ⅲ:溶液中存在(蓝色)(黄色)。
①判断稳定性:___________ (填“>”“<”或“=”)。
②加热溶液的现象是___________ 。
③常温下,向的溶液加入蒸馏水至,有人判断该平衡逆向移动,原因是加入蒸馏水,导致水的浓度增大,该说法___________ (填“正确”或“不正确”),请说明理由:___________ ;请在答题卷坐标中画出随的变化曲线___________ 。
(3)含铜废水可用循环提取和分离,反应过程是;易溶于水。室温下,向初始浓度为的溶液中加入不同量的固体,用传感器测得平衡时各物种随的数据记录如下表(忽略溶液体积变化,不考虑副反应):
①通过表格中计算的平衡常数___________ (保留两位有效数字)。
②时,的转化率为___________ (写出计算过程,结果写百分式,保留2位有效数字)。
(1)可用制备。常作有机合成催化剂,熔点为,熔融状态下几乎不导电,易溶于浓盐酸,常温下。
①基态原子的价层电子轨道表示式为
②的溶解平衡可表示为(请补充完整):
A. 晶体属于离子晶体
B. 溶于浓盐酸生成
C. 向该溶解平衡体系中逐滴加入浓的变化曲线如上图
D. 向该溶解平衡体系加入固体,该溶解平衡正向移动,溶解度增大
(2)以下3个反应涉及与多个配体形成的配合物:
反应Ⅰ:;
反应Ⅱ:;
反应Ⅲ:溶液中存在(蓝色)(黄色)。
①判断稳定性:
②加热溶液的现象是
③常温下,向的溶液加入蒸馏水至,有人判断该平衡逆向移动,原因是加入蒸馏水,导致水的浓度增大,该说法
(3)含铜废水可用循环提取和分离,反应过程是;易溶于水。室温下,向初始浓度为的溶液中加入不同量的固体,用传感器测得平衡时各物种随的数据记录如下表(忽略溶液体积变化,不考虑副反应):
0 | 0.30 | 0.60 | 0.90 | 1.00 | ||
1.00 | 0.75 | 0.60 | 0.49 | 0.46 | ||
0 | 0.10 | a | 0.26 | 0.28 | ||
0 | 0.075 | 0.11 | b | 0.13 |
②时,的转化率为
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【推荐2】我国酸性气藏储量丰富,实现的高效转移,对于油气资源开采、动植物生存以及生态系统都具有重要意义。
(1)目前使用克劳斯工艺处理。
高温反应炉:
催化转化器:
①总反应式的__________ 。
②催化转化器中,提高硫回收率的措施可以是__________ 。(任写一条)
③催化转化器内温度一般控制在170~350℃,过低不利于回收硫,其原因是__________ 。
(2)真空—克劳斯法联合脱硫。用过量溶液吸收少量,其离子方程式为__________ ,该反应的平衡常数的值约为__________ 。(已知的,;的,)
(3)最新先进方法,使用金属硫化物作光催化分解制氢的催化剂。但过程伴随复杂的氧化进程,生成多种氧化产物。
①在相同条件下,使用不同催化剂测得的数据制图如下。其中催化效率较好的是__________ 。
②根据题意,相比克劳斯工艺,光催化分解的优点是__________ 。
(1)目前使用克劳斯工艺处理。
高温反应炉:
催化转化器:
①总反应式的
②催化转化器中,提高硫回收率的措施可以是
③催化转化器内温度一般控制在170~350℃,过低不利于回收硫,其原因是
(2)真空—克劳斯法联合脱硫。用过量溶液吸收少量,其离子方程式为
(3)最新先进方法,使用金属硫化物作光催化分解制氢的催化剂。但过程伴随复杂的氧化进程,生成多种氧化产物。
①在相同条件下,使用不同催化剂测得的数据制图如下。其中催化效率较好的是
②根据题意,相比克劳斯工艺,光催化分解的优点是
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【推荐3】习近平总书记在党的二十大报告中指出“实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”。其中研发的转化技术,减少的利用是缓解温室效应和解决能源问题的具体办法。请回答下列问题:
(1)已知以、为原料合成的反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
根据已知信息,试计算=___________ ,反应I在___________ (填“高温”“低温”或“任何温度”)可自发进行。
(2)一定温度和催化剂条件下,一定量的、和(已知不参与反应)在总压强为3.0MPa的密闭容器中进行上述反应,平衡时的转化率、和CO的选择性随温度的变化曲线如图所示。
注:的选择性:转化的中生成的百分比;CO的选择性:转化的中生成CO的百分比。①图中曲线b表示___________ (填“”“”或“CO”)的变化。
②对于上述反应体系,下列说法正确的是___________ (填序号)。
A.增大初始投料比,有利于提高的转化率
B.体系达平衡后,若压缩容器的体积,则反应Ⅱ的平衡不移动,反应I的平衡正向移动
C.选用合适的催化剂可以提高反应I中在单位时间内的产量
D.当气体的平均摩尔质量保持不变时,说明反应体系已达平衡
(3)一定条件下,向0.5L恒容密闭容器中充入1mol和3mol,只发生上述反应I,达平衡时,的转化率为80%,则该温度下的平衡常数K=___________ (保留两位有效数字)。
(4)若恒容密闭容器中只发生上述反应Ⅱ,在进气比不同、温度不同时,测得相应的的平衡转化率如图所示。则B和D两点的温度:T(B)___________ (填“<”“>”或“=”)T(D),其原因是___________ 。(5)某科研小组用电化学方法将转化为CO实现再利用,转化的基本原理如图所示。N极发生的电极反应式为___________ ;该电池电子流向为___________ (填“M→N”或“N→M”)。
(1)已知以、为原料合成的反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
根据已知信息,试计算=
(2)一定温度和催化剂条件下,一定量的、和(已知不参与反应)在总压强为3.0MPa的密闭容器中进行上述反应,平衡时的转化率、和CO的选择性随温度的变化曲线如图所示。
注:的选择性:转化的中生成的百分比;CO的选择性:转化的中生成CO的百分比。①图中曲线b表示
②对于上述反应体系,下列说法正确的是
A.增大初始投料比,有利于提高的转化率
B.体系达平衡后,若压缩容器的体积,则反应Ⅱ的平衡不移动,反应I的平衡正向移动
C.选用合适的催化剂可以提高反应I中在单位时间内的产量
D.当气体的平均摩尔质量保持不变时,说明反应体系已达平衡
(3)一定条件下,向0.5L恒容密闭容器中充入1mol和3mol,只发生上述反应I,达平衡时,的转化率为80%,则该温度下的平衡常数K=
(4)若恒容密闭容器中只发生上述反应Ⅱ,在进气比不同、温度不同时,测得相应的的平衡转化率如图所示。则B和D两点的温度:T(B)
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【推荐1】目前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。二氧化碳催化加氢制 甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳,其总反应可表示为:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ∆H= - 49kJ/mol
(1)利于该反应自发的温度条件是_______ 。
(2)该反应的历程及能量变化如图所示,过程_______ (填①或②)为决速步。
(3)二氧化碳催化加氢制甲醇合成总反应在起始物= 3时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为 x(CH3OH),在 t=250℃时 x(CH3OH)随压强(p)的变化及在p=5×103Pa时x(CH3OH)随温度(t)的变化,如图所示。
①图中对应等温过程的曲线是_______ (填“a”或“b"”),判断的理由是_______ ;
②t=250℃时,当 x(CH3OH)=0.10 时,CO2的平衡转化率 α =_______ %(保留三位有效数字),此条件下,用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数 Kp , 则该反应的Kp=_______ (各物质平衡分压=平衡总压强×各物质的物质的量分数,只需用具体数据列出计算式)。
(4)CO2也可用于制作Li- CO2电池,在Li- CO2电池中,Li为单质锂片。研究表明,该电池反应产物为碳酸锂和单质碳,且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下 4个步骤进行,写出步骤Ⅱ和Ⅳ的离子方程式(已知仅步骤Ⅰ得电子)。
Ⅰ.2CO2 +2e -=C2O,Ⅱ._______ ,Ⅲ.2CO+CO2=2CO+C, Ⅳ._______ 。
(1)利于该反应自发的温度条件是
(2)该反应的历程及能量变化如图所示,过程
(3)二氧化碳催化加氢制甲醇合成总反应在起始物= 3时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为 x(CH3OH),在 t=250℃时 x(CH3OH)随压强(p)的变化及在p=5×103Pa时x(CH3OH)随温度(t)的变化,如图所示。
①图中对应等温过程的曲线是
②t=250℃时,当 x(CH3OH)=0.10 时,CO2的平衡转化率 α =
(4)CO2也可用于制作Li- CO2电池,在Li- CO2电池中,Li为单质锂片。研究表明,该电池反应产物为碳酸锂和单质碳,且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下 4个步骤进行,写出步骤Ⅱ和Ⅳ的离子方程式(已知仅步骤Ⅰ得电子)。
Ⅰ.2CO2 +2e -=C2O,Ⅱ.
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【推荐2】“氯碱工业”以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品,氯气是实验室和工业上的常用气体。请回答:
(1)电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式是___ 。
(2)下列说法不正确 的是___ 。
(3)在一定温度下,氯气溶于水的过程及其平衡常数为:
Cl2(g)Cl2(aq) K1=
Cl2(aq)+H2O(l)H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq) K2
其中p为Cl2(g)的平衡压强,c(Cl2)为Cl2在水溶液中的平衡浓度。
①Cl2(g)Cl2(aq)的熵变△S1___ 0(填“>”、“=”或“<”,右同),焓变△H1___ 0。
②平衡常数K2的表达式为K2=___ 。
(4)工业上,常采用“加碳氯化”的方法以高钛渣(主要成分为TiO2)为原料生产TiCl4,相应的化学方程式为:
Ⅰ.TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g) △H1=181 kJ•mol-1,K1=3.4×10-29
Ⅱ.2C(s)+O2(g)2CO(g) △H2=-221 kJ•mol-1,K2=1.2×1048
Ⅲ.TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g) △H3=___ ,K3=___ 。结合数据说明 氯化过程中加碳的理由___ 。
(1)电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式是
(2)下列说法
A.可采用碱石灰干燥氯气 |
B.可通过排饱和食盐水法收集氯气,遵循平衡移动原理 |
C.常温下,可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中 |
D.工业上,常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸 |
Cl2(g)Cl2(aq) K1=
Cl2(aq)+H2O(l)H+(aq)+Cl-(aq)+HClO(aq) K2
其中p为Cl2(g)的平衡压强,c(Cl2)为Cl2在水溶液中的平衡浓度。
①Cl2(g)Cl2(aq)的熵变△S1
②平衡常数K2的表达式为K2=
(4)工业上,常采用“加碳氯化”的方法以高钛渣(主要成分为TiO2)为原料生产TiCl4,相应的化学方程式为:
Ⅰ.TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g) △H1=181 kJ•mol-1,K1=3.4×10-29
Ⅱ.2C(s)+O2(g)2CO(g) △H2=-221 kJ•mol-1,K2=1.2×1048
Ⅲ.TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g) △H3=
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐3】温室气体CO2转化为甲酸(HCOOH)既具有经济技术意义,又具有环保意义,而且甲酸还是重要的液态储氢原料,在一定条件下又可以分解释放氢气,实现能量循环。因此以CO2为碳源制备HCOOH已成为一碳化学研究的热点。
(1)已知CO2+H2→HCOOH ΔG(即ΔH-TΔS)=34.3kJ/mol。该反应在理论上属于原子经济性100%的绿色工艺,但是该反应不能自发进行,判断依据是______ ,因此不利用该反应直接制备甲酸。
(2)在实践中,CO2制备得到甲酸的一种流程如图:
资料:部分酸的电离常数(18℃-25℃时数据)
①写出过程II的离子方程式______ 。
②过程II中,其他条件不变, 转化为HCOO-的转化率如图所示。在40℃-80℃范围内,转化率迅速上升,其主要原因是______ 。
③过程III的化学方程式是______ (任写一个)。
(3)电催化合成甲酸因活化容易且能在常温常压下反应,因此具有广阔前景。某CO2电催化反应器示意图如图所示。
①阴极的电极反应式是______ 。
②该电解反应得到的副产品除H2外,还可能有______ (任写一个)。
(4)甲酸催化释氢是一种较为理想的技术。如图所示为甲酸释氢原理,图中Aox的化学式是______ 。
(1)已知CO2+H2→HCOOH ΔG(即ΔH-TΔS)=34.3kJ/mol。该反应在理论上属于原子经济性100%的绿色工艺,但是该反应不能自发进行,判断依据是
(2)在实践中,CO2制备得到甲酸的一种流程如图:
资料:部分酸的电离常数(18℃-25℃时数据)
物质 | Ka | 物质 | Ka |
HCOOH | 1.7×10-4 | H2CO3 | Ka1=1.7×10-4 Ka2=5.6×10-11 |
②过程II中,其他条件不变, 转化为HCOO-的转化率如图所示。在40℃-80℃范围内,转化率迅速上升,其主要原因是
③过程III的化学方程式是
(3)电催化合成甲酸因活化容易且能在常温常压下反应,因此具有广阔前景。某CO2电催化反应器示意图如图所示。
①阴极的电极反应式是
②该电解反应得到的副产品除H2外,还可能有
(4)甲酸催化释氢是一种较为理想的技术。如图所示为甲酸释氢原理,图中Aox的化学式是
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