甲烷及其衍生物在国民经济中有着重要的作用。回答下列问题:
(1)研究表明
与
在催化剂存在下可发生反应制得合成气:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
已知:①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cbceb4a5cba24519ddabbee911793c9a.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96789946e8acf19382cb022e0c59a4b6.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2476eb484224705f29e9e59d405f2a67.png)
则上述制取合成气反应的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
_______
,利于反应自发进行的条件是_______ (填“高温”或“低温”)。
(2)在T℃,向VL体积恒定的密闭容器中,充入10mol
和15mol
发生反应![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5d78267f7454b169f2a725b2fc259de.png)
。
①为了加快该反应的速率,下列措施可行的是_______ (填字母)。
A.按原比例充入
、
B.缩小容器体积
C.增大反应物与催化剂的接触面积 D.移出产物CO、![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
②起始时容器内的总压强为25kPa,测得t min后反应达到平衡,
的平衡转化率为60%。则从起始到平衡反应的平均速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/06661275d1e21dcc544917bc47a91e64.png)
_______
,在该温度下反应的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
_______ (
为以分压表示的平衡常数,气体分压=气体总压×体积分数)。
(3)下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
(4)甲醇是重要的化工原料。利用CO与
合成甲醇,其反应的化学方程式为![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/454536601b231e4dc7730e7e19e6cc8e.png)
。在一容积可变的密闭容器中按一定的投料比充入CO与
,在催化剂作用下发生反应生成甲醇。CO的平衡转化率(a)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/19/3de43f1f-17d9-45e3-84ac-bb327240050d.png?resizew=199)
①该反应平衡常数大小:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c636a4ffd4c84723e2a73ffa673a48a4.png)
_______
(填“>”或“<”)。
②图中压强![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4df4f3c2305957f85ef82b7eec5b82d9.png)
_______
(填“>”或“<”)。
(1)研究表明
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/341512f9b0af77c104fd0e954e9a0925.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
已知:①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/005347070dffab62c10dba68c72af84e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cbceb4a5cba24519ddabbee911793c9a.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d3d2207a86738853af6764260fc2a482.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96789946e8acf19382cb022e0c59a4b6.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a240afe294b88ca6a948cf3a017b0676.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2476eb484224705f29e9e59d405f2a67.png)
则上述制取合成气反应的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)在T℃,向VL体积恒定的密闭容器中,充入10mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5d78267f7454b169f2a725b2fc259de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fa8646bdfcb9acb881509ba7dd2f26e6.png)
①为了加快该反应的速率,下列措施可行的是
A.按原比例充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
C.增大反应物与催化剂的接触面积 D.移出产物CO、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
②起始时容器内的总压强为25kPa,测得t min后反应达到平衡,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff3dcd5e9a094a60ff298af4b5d9ec14.png)
(3)下列能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.混合气体的密度保持不变 |
B.![]() |
C.容器内混合气体原子总数不变 |
D.每生成1molCO的同时消耗1mol![]() |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/454536601b231e4dc7730e7e19e6cc8e.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/19/3de43f1f-17d9-45e3-84ac-bb327240050d.png?resizew=199)
①该反应平衡常数大小:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c636a4ffd4c84723e2a73ffa673a48a4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/85f785075e80e97593a2aa3cc7858634.png)
②图中压强
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d5409139237c0bdc5840b352b6b0378a.png)
更新时间:2022-11-10 18:52:55
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【推荐1】830K时,在密闭容器中发生下列可逆反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H<0。试回答下列问题:
(1)若起始时c(CO)=2 mol·L-1,c(H2O)=3 mol·L-1,达到平衡时CO的转化率为60%,则在该温度下,该反应的平衡常数K=_______
(2)在相同温度下,若起始时c(CO)=1 mol·L-1,c(H2O)=2 mol·L-1,反应进行一段时间后,测得H2的浓度为0.5 mol·L-1,则此时v(正)_______ v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)
(3)若降低温度,该反应的化学反应速率将_______ (均填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=-24.8kJ·mol-1
3Fe2O3(s)+ CO(g)=2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H=-47.2kJ·mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H=+640.5kJ·mol-1
写出CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式:_______ 。
(1)若起始时c(CO)=2 mol·L-1,c(H2O)=3 mol·L-1,达到平衡时CO的转化率为60%,则在该温度下,该反应的平衡常数K=
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3Fe2O3(s)+ CO(g)=2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H=-47.2kJ·mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H=+640.5kJ·mol-1
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解答题-原理综合题
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适中
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解题方法
【推荐2】天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,其主要成分为甲烷。
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ∆H1
CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ∆H2
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ∆H3
则CO2(g)+CH4(g)===2CO(g)+2H2(g)的∆H=____________ 。
(2)天然气中的少量H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式_________________ 。
(3)用盐酸作甲醇燃料电池的电解质正在成为热点课题。甲醇可以用一氧化碳与氢气反应生成(催化剂为Cu2O/ZnO)。已知:2CO(g) +O2(g)
2CO2(g) △H = -566 kJ• mol-1
CH3OH(g)+
O2(g)
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则 CO(g) +2H2(g)
CH3OH(g) △H = ______ 。
若将生成的CH3OH与盐酸、氧气构成燃料电池,则燃料电池的负极反应式为__________ 。
(4)天然气也可重整生产化工原料,最近科学家们利用天然气无氧催化重整获得芳香烃X。由质谱分析得X的相对分子质量为l06,其核磁共振氢谱如图2所示,则X的结构简式为_________ 。
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(5)科学家用氮化镓材料与铜组装如右图所示人工光合系统,利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4。
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①写出铜电极表面的电极反应式_________ 。
②为提高该人工光合系统的工作效率,可向装置中加入少量_______ (选填“盐酸”或“硫酸”)。
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CH3OH(g)+
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则 CO(g) +2H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/2/2110032181567488/2111400133140480/STEM/9334d6947f7b4aacbef40a9d81f912d2.png?resizew=30)
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【推荐3】环境治理依然是当今的热点问题,研究新的环境治理手段具有重要意义。回答下列问题:
(1)2NO(g) +O2(g)
2NO2(g) ΔH=-a kJ·mol−1的反应历程分以下两步:
①2NO(g)
N2O2(g),ΔH= -b kJ·mol−1;
②N2O2(g) +O2(g)
2NO2(g) ; ΔH= ___________ (用含a、b的式子表示)kJ·mol−1。
(2)NH3催化还原 NO是重要的烟气脱硝技术,研究发现在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图1,请写出脱硝过程的总反应的化学方程式:___________ 。
(3)利用如图2所示原理去除NO:
电解池中阴极反应式为___________ ,通过把甲酸与溶于甲醇和水混合溶剂里的NaOH混合,再通入SO2气体的方法可制得Na2S2O4;A口每产生224mLO2(体积已换算成标准状况,不考虑O2的溶解),可处理NO的物质的量为___________ mol。
(4)一定温度下,在体积为2 L的恒容密闭容器中加入4 molCO(g)和4 mol N2O(g)发生反应CO(g)+ N2O(g)
CO2(g)+ N2(g),测得CO(g)和CO2(g)的物质的量随时间的变化如图所示:
①从反应开始至达到化学平衡时,以CO2表示的平均化学反应速率为___________ mol·L−1·min−1。
②在A点时,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/84516b602cce9935e7b7abc95725ab59.png)
___________
(填“>”、“<”或“=”)。
③若平衡时总压强为p kPa,用平衡分压代替其平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=___________ [已知:气体分压(p分)=气体总压(p总) ×该气体的体积分数]。
(1)2NO(g) +O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
①2NO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
②N2O2(g) +O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(2)NH3催化还原 NO是重要的烟气脱硝技术,研究发现在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图1,请写出脱硝过程的总反应的化学方程式:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/24/fffd8e61-6053-4cc3-83c5-5dc4db9d0a54.png?resizew=348)
(3)利用如图2所示原理去除NO:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/24/ac872ed1-146f-441a-8460-1d9310e9dc20.png?resizew=219)
电解池中阴极反应式为
(4)一定温度下,在体积为2 L的恒容密闭容器中加入4 molCO(g)和4 mol N2O(g)发生反应CO(g)+ N2O(g)
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/24/506e2a62-756c-4467-8584-a56dd13cee22.png?resizew=275)
①从反应开始至达到化学平衡时,以CO2表示的平均化学反应速率为
②在A点时,
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【推荐1】CO2的回收及综合利用越来越受到国际社会的重视,将CO2转化为高附加值化学品已成为有吸引力的解决方案。
I.例如可以用CO2、H2为原料合成CH3OH反应:CO2(g) + 3H2(g)=CH3OH(g) + H2O(g) ΔH。CO2和H2在某催化剂表面上合成甲醇的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。
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(1)反应的ΔH_______ 0(填“>”或“<”):该历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为_______ 。
II.已知研究CO2与CH4反应使之转化为CO和H2,对减缓燃料危机和减弱温室效应具有重要的意义。
工业上CO2与CH4发生反应I:CH4(g) + CO2(g)
2CO(g) + 2H2(g) ΔH=+234.0 kJ/mol
在反应过程中还发生反应II:H2(g) + CO2(g)
H2O(g)+CO(g) ΔH2
(2)已知部分化学键的键能数据如下表所示:
则ΔH2=_______ kJ/mol。
(3)在密闭容器中充入CO2与CH4,下列能够判断反应I达到平衡状态的是_______ 。
A.容积固定的绝热容器中,温度保持不变
B.一定温度和容积固定的容器中,混合气体的密度保持不变
C.一定温度和容积固定的容器中,混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)工业上将CH4与CO2按物质的量1:1投料制取CO和H2时,CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/1/9/3149192133632000/3149638031056896/STEM/1e0a443721cb489ca69802a12a01a9c0.png?resizew=253)
①923K时CO2的平衡转化率大于CH4的原因是_______ 。
②计算923K时反应II的化学平衡常数K=_______ (计算结果保留小数点后两位)。
(5)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~400℃,乙酸的生成速率先减小后增大的原因______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/1/9/3149192133632000/3149638031056896/STEM/69a22f82c7c2440da6d9c76fe260a48c.png?resizew=253)
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是_______ (只答一条即可)。
I.例如可以用CO2、H2为原料合成CH3OH反应:CO2(g) + 3H2(g)=CH3OH(g) + H2O(g) ΔH。CO2和H2在某催化剂表面上合成甲醇的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/1/9/3149192133632000/3149638031056896/STEM/702f48375cd7401b8db0df426242eab4.png?resizew=438)
(1)反应的ΔH
II.已知研究CO2与CH4反应使之转化为CO和H2,对减缓燃料危机和减弱温室效应具有重要的意义。
工业上CO2与CH4发生反应I:CH4(g) + CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
在反应过程中还发生反应II:H2(g) + CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
(2)已知部分化学键的键能数据如下表所示:
化学键 | H-O | H-H | C=O | C≡O |
键能(kJ/mol) | 413 | 436 | 803 | 1076 |
则ΔH2=
(3)在密闭容器中充入CO2与CH4,下列能够判断反应I达到平衡状态的是
A.容积固定的绝热容器中,温度保持不变
B.一定温度和容积固定的容器中,混合气体的密度保持不变
C.一定温度和容积固定的容器中,混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)工业上将CH4与CO2按物质的量1:1投料制取CO和H2时,CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/1/9/3149192133632000/3149638031056896/STEM/1e0a443721cb489ca69802a12a01a9c0.png?resizew=253)
①923K时CO2的平衡转化率大于CH4的原因是
②计算923K时反应II的化学平衡常数K=
(5)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~400℃,乙酸的生成速率先减小后增大的原因
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/1/9/3149192133632000/3149638031056896/STEM/69a22f82c7c2440da6d9c76fe260a48c.png?resizew=253)
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】某学生为了探究影响化学反应速率的外界因素,进行以下实验。
(1)向100 mL稀硫酸中加入过量的锌粉,标准状况下测得数据累计值如下:
①在0~1、1~2、 2~3、3-4、4~-5min各时间段中:
反应速率最大的时间段是____ min,主要的原因可能是____________ 。
反应速率最小的时间段是____ min,主要的原因可能是____________ 。
②为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量,可以在稀硫酸中加入_______ (填序号)。
a Na2CO3溶液 b NaOH溶液 c 稀HNO3 d 蒸馏水
(2)进行以下对比实验,并记录实验现象。
实验I:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/24/f82dd909-48b9-4f96-adee-576345d0c0f4.png?resizew=640)
实验II:另取两支试管分别加入5 mL5%H2O2溶液和5mL10%H2O2溶液,均未观察到有明显的气泡产生。
①双氧水分解的化学方程式是______________ 。
②实验I的目的是_________________ 。
③实验II未观察到预期现象,为了达到该实验的目的,可采取的改进措施是__________ 。
(1)向100 mL稀硫酸中加入过量的锌粉,标准状况下测得数据累计值如下:
时间/min | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
氢气体积/mL | 50 | 120 | 232 | 290 | 310 |
①在0~1、1~2、 2~3、3-4、4~-5min各时间段中:
反应速率最大的时间段是
反应速率最小的时间段是
②为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量,可以在稀硫酸中加入
a Na2CO3溶液 b NaOH溶液 c 稀HNO3 d 蒸馏水
(2)进行以下对比实验,并记录实验现象。
实验I:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/24/f82dd909-48b9-4f96-adee-576345d0c0f4.png?resizew=640)
实验II:另取两支试管分别加入5 mL5%H2O2溶液和5mL10%H2O2溶液,均未观察到有明显的气泡产生。
①双氧水分解的化学方程式是
②实验I的目的是
③实验II未观察到预期现象,为了达到该实验的目的,可采取的改进措施是
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】甲、乙两个实验小组利用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素。设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4):
甲组:通过测定单位时间内生成CO2气体体积的大小来比较化学反应速率的大小。某同学进行实验,实验装置如图。其中A、B的成分见下表:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/14/79c47108-7887-4b6b-9f71-afdb0480589f.png?resizew=404)
(1)该反应的离子方程式为______________ ,实验结束后读数前需要移动量气管,使两个量气管的液面相平。
乙组:通过测定KMnO4溶液褪色所需的时间来比较化学反应速率的大小。为了探究KMnO4溶液与H2C2O4溶液浓度对反应速率的影响,某同学在室温下完成以下实验:
(2)x=____ ,4号实验中始终没有观察到溶液褪色,你认为可能的原因是_______ 。
(3)2号实验中,用H2C2O4表示的反应速率为______ (反应后溶液的总体积变化忽略不计)。
(4)在实验中发现酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液反应时,开始一段时间反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。某同学认为是反应放热导致溶液温度升高,再次进行3号实验,测定反应过程中不同时间溶液的温度,结果如下表:
①结合实验目的与表中数据,你得出的结论是______________ 。
②从影响化学反应速率的因素看,你认为还可能是____ 的影响。若用实验证明你的猜想,除了酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液外,还需要选择的试剂最合理的是____ 。
a.硫酸钾 b.水 c.二氧化锰 d.硫酸锰
甲组:通过测定单位时间内生成CO2气体体积的大小来比较化学反应速率的大小。某同学进行实验,实验装置如图。其中A、B的成分见下表:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/14/79c47108-7887-4b6b-9f71-afdb0480589f.png?resizew=404)
序号 | A | B |
① | 2 mL 0.2 mol/L H2C2O4溶液 | 4 mL 0.01 mol/L KMnO4溶液 |
② | 2 mL 0.1 mol/L H2C2O4溶液 | 4 mL 0.01 mol/L KMnO4溶液 |
③ | 2 mL 0.2 mol/L H2C2O4溶液 | 4 mL 0.01 mol/L KMnO4溶液和少量MnSO4 |
乙组:通过测定KMnO4溶液褪色所需的时间来比较化学反应速率的大小。为了探究KMnO4溶液与H2C2O4溶液浓度对反应速率的影响,某同学在室温下完成以下实验:
实验编号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
水/mL | 10 | 5 | 0 | x |
0.5 mol/L H2C2O4溶液/mL | 5 | 10 | 10 | 5 |
0.2 mol/L KMnO4溶液/mL | 5 | 5 | 10 | 10 |
时间/s | 40 | 20 | 10 | — |
(3)2号实验中,用H2C2O4表示的反应速率为
(4)在实验中发现酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液反应时,开始一段时间反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。某同学认为是反应放热导致溶液温度升高,再次进行3号实验,测定反应过程中不同时间溶液的温度,结果如下表:
时间/s | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
温度/℃ | 25 | 26 | 26 | 26 | 26.5 | 27 | 27 |
②从影响化学反应速率的因素看,你认为还可能是
a.硫酸钾 b.水 c.二氧化锰 d.硫酸锰
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐1】一定温度下,在密闭容器中发生反应
,正反应速率表达式为
(k是正反应速率常数,只与温度有关)。测得正反应速率常数与浓度关系如表所示:
(1)n=___________ 。
(2)向容积为2L的恒容密闭容器中仅充入
和
,发生上述反应,测得
随时间的变化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/24/7a6f1e03-c21f-4827-9922-5f78246b9862.png?resizew=168)
①物质D的聚集状态为___________ 。
②a、b、c三点气体C的逆反应速率由大到小的顺序为___________ (用a、b、c表示)。
③T2时,此反应的平衡常数K=___________ (不写单位)。
(3)在恒温、恒容容器中进行反应![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5be8b551397178d862f961e7d59fa53c.png)
。下列不能说明反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9f862909df83e6522fe9d517d789e8cb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c523e50f790218235eae777f95a8a724.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/24308fa35528b3cdaca88330d6413bfe.png)
序号 | ![]() | ![]() | ![]() |
I | 0.10 | 0.10 | 0.15 |
Ⅱ | 0.20 | 0.20 | 2.40 |
Ⅲ | 0.20 | 0.10 | 1.20 |
(1)n=
(2)向容积为2L的恒容密闭容器中仅充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aad63adf11ed709e76c8afbb94b62a25.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/933159e1ef9a399dbe9e77bdd6dacba5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fac0693121a19db0596ba59930b7f0e2.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/24/7a6f1e03-c21f-4827-9922-5f78246b9862.png?resizew=168)
①物质D的聚集状态为
②a、b、c三点气体C的逆反应速率由大到小的顺序为
③T2时,此反应的平衡常数K=
(3)在恒温、恒容容器中进行反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5be8b551397178d862f961e7d59fa53c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7c1600adb04d5ca6546f05f43b9a9b1f.png)
A.混合气体的平均密度不再变化 |
B.混合气体的平均摩尔质量不再变化 |
C.![]() |
D.容器内的气体压强不再变化 |
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐2】利用 CO2 合成甲醇、二甲醚技术是有效利用 CO2 资源,实现“碳中和”目标的重要途径。
(1)开发 CO2 直接催化加氢合成二甲醚技术是很好的一个研究方向。
主反应:2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g)
1=-122.54kJ•mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)
2
①已知 25℃和 101kPa 下,H2 (g)、CO(g)的燃烧热
H 分别为-285.8kJ•mol-1、-283.0kJ•mol-1,H2O(l)=H2O(g)
H=+44kJ•mol-1,则
H2=___________ kJ/mol。
②在催化剂作用下,向恒温恒压(250℃、3.0MPa)的密闭容器中充入反应气,n(CO):(CO2):n(H2)= 1:5:20,反应平衡时测得 CO2 的转化率为 20%,二甲醚的选择性为 80%(已知二甲醚的选择性=
×100%),则副反应CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)的Kp=___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)利用 CO2 合成甲醇也是有效利用 CO2 资源的重要途径。将原料气(CO2):n(H2)=1:3 充入某一恒容密闭容器中,只发生 CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
H3<0,在不同催化剂作用下,反应 t min 时 CO2 的转化率随温度的变化如图所示。___________ 。
A.使用催化剂 I 时,d 点已达到平衡
B.T3 K 的平衡常数大于 T4 K 的平衡常数
C.若 a 点时,v(H2)正 = 3v(CH3OH)逆,则此条件下反应已达到最大限度
D.c 点转化率比 a 点低的原因一定是催化剂活性降低
②若图中 a 点时反应已达平衡,现原料气按(CO2):n(H2)=1:2.8 充入同一恒容密闭容器中,在催化剂 I 的作用下发生反应。请在图中用实线画出了 T3K~T5K 之间 CO2 的平衡转化率变化曲线___________ 。
(3)水煤气变换反应的机理被广泛研究,其中有一种为羧基机理,某催化剂催化CO*+H2O*
CO2*+H2(g) (*表示吸附态、Ea 表示活化能)步骤如下:
I.H2O*→OH*+H* Ea1=141.7kJ/mol
II.___________ Ea2=39.5kJ/mol
III.COOH*→CO2*+H* Ea3=132.1kJ/mol
IV.___________ Ea4=97.4kJ/mol
①请补充其中的一个反应式:II___________ 。
②反应CO*+H2O*
CO2*+H2(g)的决速步骤是___________ (填序号)。
(4)一种新型 Zn-CO2 水介质电池,为解决环境和能源问题提供了一种新途径,其工作示意图如图所示,酸性条件下,正极电极反应式为___________ ;充电时阴极的电极反应式为___________ 。
(1)开发 CO2 直接催化加氢合成二甲醚技术是很好的一个研究方向。
主反应:2CO2(g)+6H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
副反应:CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
①已知 25℃和 101kPa 下,H2 (g)、CO(g)的燃烧热
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7ec4b4a628ce4482e16a3edc2953fc8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7ec4b4a628ce4482e16a3edc2953fc8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7ec4b4a628ce4482e16a3edc2953fc8.png)
②在催化剂作用下,向恒温恒压(250℃、3.0MPa)的密闭容器中充入反应气,n(CO):(CO2):n(H2)= 1:5:20,反应平衡时测得 CO2 的转化率为 20%,二甲醚的选择性为 80%(已知二甲醚的选择性=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/348eaae1ea35fb7d06e7092627a17e50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(2)利用 CO2 合成甲醇也是有效利用 CO2 资源的重要途径。将原料气(CO2):n(H2)=1:3 充入某一恒容密闭容器中,只发生 CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7ec4b4a628ce4482e16a3edc2953fc8.png)
A.使用催化剂 I 时,d 点已达到平衡
B.T3 K 的平衡常数大于 T4 K 的平衡常数
C.若 a 点时,v(H2)正 = 3v(CH3OH)逆,则此条件下反应已达到最大限度
D.c 点转化率比 a 点低的原因一定是催化剂活性降低
②若图中 a 点时反应已达平衡,现原料气按(CO2):n(H2)=1:2.8 充入同一恒容密闭容器中,在催化剂 I 的作用下发生反应。请在图中用实线画出了 T3K~T5K 之间 CO2 的平衡转化率变化曲线
(3)水煤气变换反应的机理被广泛研究,其中有一种为羧基机理,某催化剂催化CO*+H2O*
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
I.H2O*→OH*+H* Ea1=141.7kJ/mol
II.___________ Ea2=39.5kJ/mol
III.COOH*→CO2*+H* Ea3=132.1kJ/mol
IV.___________ Ea4=97.4kJ/mol
①请补充其中的一个反应式:II
②反应CO*+H2O*
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(4)一种新型 Zn-CO2 水介质电池,为解决环境和能源问题提供了一种新途径,其工作示意图如图所示,酸性条件下,正极电极反应式为
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适中
(0.65)
【推荐3】应对雾霾污染、改善空气质量需要从多方面入手,如开发利用清洁能源。甲醇是一种可再生的清洁能源,具有广阔的开发和应用前景。
(1)已知反应:①
;
②
。
则③
中的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b389850b8f92b8e740e0401da614f832.png)
_______ (用含
的式子表示),![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/562d5985f000517164f888e6f322784b.png)
_______ (用含
的式子表示),该反应中每消耗
,此时转移的电子数为_______
。
(2)一定条件下用
和
合成
。在
恒容密闭容器中充入
和
,在催化剂作用下充分反应,平衡时混合物中
的体积分数随温度变化的曲线如图所示:
的说法正确的是_______ (填标号)。
A.该反应的反应物的键能总和小于生成物的键能总和
B.当混合气体的密度不再随时间改变时,该反应达到平衡
C.升高温度,有利于增大
的平衡转化率
D.无论反应进行到何种程度,
为某一定值
②平衡常数
由大到小的顺序为_______ 。
③反应速率:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e139c7d10415bea4b1bb98eaf3a88791.png)
_______ (填“>”“<”或“=”)
。
④
,b点的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be67926dcdcae9406c284c19b51258b9.png)
_______ 。
(1)已知反应:①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e85dc7bf8ea74ee3897a7a51d4f4b6f5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7aebc1797a4f369ff9612e4963f96e20.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09fe474f145e3febf27638234e7b308e.png)
则③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cd7e573a472b312f45bcffddca8f6a3d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b389850b8f92b8e740e0401da614f832.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0e11f4dd36e2bb11a936521a49241d4e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/562d5985f000517164f888e6f322784b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a0afc6977298d92458fb20234695ce22.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4bb10736b117ed89d2efa100ac989d5c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0bbbfc69cfd78a89c450bdb65076e431.png)
(2)一定条件下用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a04e21758e7be05ee76c4cd2b66b724f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e09bb10a7ac62c5d2391f87db7f25616.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e7a100531c529107f3a71c53c28ad950.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2babb18143e438dfa757c72a57bf4e42.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/05f14e1a0d163b40205c51742a8fb2e6.png)
A.该反应的反应物的键能总和小于生成物的键能总和
B.当混合气体的密度不再随时间改变时,该反应达到平衡
C.升高温度,有利于增大
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
D.无论反应进行到何种程度,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8a9a1c9c64a64dbcf48a4fab8ff9a3de.png)
②平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/807cc0f6d70fc8560978593a998af02f.png)
③反应速率:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e139c7d10415bea4b1bb98eaf3a88791.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e1ba2efc51c51223bb5076e210883505.png)
④
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/99df923c10350db4c5af049f31186cad.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be67926dcdcae9406c284c19b51258b9.png)
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【推荐1】国内外目前生产苯乙烯的方法主要是乙烯脱氢法,反应原理为
(g)
(g)+ H2(g)
。
(1)已知:部分化学键的键能数据如下表所示:
则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8c887da835a90499bb1f37d08e6f25ab.png)
_____ 。
(2)实际生产过程中,通常向乙苯中掺入水蒸气,保持体系总压为常压
的条件下进行反应、乙苯的平衡转化率与温度、投料比
的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/23/2878704833396736/2879553427496960/STEM/840f2132-28d6-4c6e-aa3d-3604322663e8.png?resizew=241)
①掺入水蒸气的目的是_____ 。
②投料比
由大到小的顺序为_____ 。
③若投料比
,反应温度为
,并保持体系总压为常压的条件下进行反应,下列事实不能作为该反应达到平衡的依据的是_____ (填字母)。
a、![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dd4e5230e0029cba832d627969adfcd0.png)
b、容器内气体密度不再变化
c、容器内气体的平均相对分子质量不再变化
d、苯乙烯的体积分数不再变化
e、容器内苯乙烯与
的物质的量之比不再变化
④若
,保持体系总压为常压
,则A点温度下,该反应的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
_____
(列出计算式即可,
为用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);若其他条件不变,将A点对应起始反应物置于某恒容密闭容器中,则乙苯的平衡转化率_____ (填“>”“<”或“=”)
。
(3)近年来,用
作为温和氧化剂,选择性氧化乙苯制苯乙烯的绿色反应体系不断取得新进展,在
气氛下,乙苯脱氢反应可能存在一步法和二步法两种途径,如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/23/2878704833396736/2879553427496960/STEM/298c9439-c127-4147-bca4-e85ae252395d.png?resizew=424)
则CO2(g)+
(g)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/589309b440187bc3138bb977edae43c0.png)
(g)+CO(g)+H2O(g),反应的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/df12ceeae2398a29530f39949889fbe4.png)
_____ (用含
、
的代数式表示)。
(4)某光电催化反应器如图所示,A极是
电极,B极是
电极。写出A极由
制异丙醇的电极反应式:_____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/23/2878704833396736/2879553427496960/STEM/353f7b78-ee3d-4d3f-9003-bf91618e018d.png?resizew=73)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/589309b440187bc3138bb977edae43c0.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/23/2878704833396736/2879553427496960/STEM/20830f80-86f2-4038-8918-b737d3f10f16.png?resizew=74)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
(1)已知:部分化学键的键能数据如下表所示:
共价键 | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
键能![]() | 347.7 | 413.4 | 615 | 436 |
则
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8c887da835a90499bb1f37d08e6f25ab.png)
(2)实际生产过程中,通常向乙苯中掺入水蒸气,保持体系总压为常压
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/05262a1b4f7b58e2400ce1efa76b8ba2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ea1a09b764d50abefb69d09e6589092c.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/23/2878704833396736/2879553427496960/STEM/840f2132-28d6-4c6e-aa3d-3604322663e8.png?resizew=241)
①掺入水蒸气的目的是
②投料比
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/53dc9f6778c053cd9e2796e752050a56.png)
③若投料比
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e9df52d06dd246fc7c19bd943d9779b5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bf6354d84f1537d28ba7b7c1b6afab8d.png)
a、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dd4e5230e0029cba832d627969adfcd0.png)
b、容器内气体密度不再变化
c、容器内气体的平均相对分子质量不再变化
d、苯乙烯的体积分数不再变化
e、容器内苯乙烯与
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
④若
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eb8ac9df5157852eb637c60d8a36e1ff.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9c54a81b3cfcd4d81c3cbbd330bd317c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8d06ee61e4cb925cb80f41de2564ada0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/febe6ae46e15c2df1772464535e1ce23.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cf67b30054aed292672f42db10675f99.png)
(3)近年来,用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/23/2878704833396736/2879553427496960/STEM/298c9439-c127-4147-bca4-e85ae252395d.png?resizew=424)
则CO2(g)+
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/23/2878704833396736/2879553427496960/STEM/330479e0-a4bf-4300-87a4-481fe6923acd.png?resizew=69)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/589309b440187bc3138bb977edae43c0.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/23/2878704833396736/2879553427496960/STEM/7d88e462-229c-4c8c-8c0a-45e253194c7b.png?resizew=74)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/df12ceeae2398a29530f39949889fbe4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7aebc1797a4f369ff9612e4963f96e20.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dde368c6ccef4dd2865f7e6163f45cce.png)
(4)某光电催化反应器如图所示,A极是
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7b5a2ae6ee88ea01a18ade34d2021af1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b81fcccb8b1700a22d49b6f9bc997854.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/23/2878704833396736/2879553427496960/STEM/a635922b-3345-4213-bba2-e2c624bd2749.png?resizew=335)
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐2】二氧化碳的捕集与利用是实现温室气体减排的重要途径之一。
(1)目前工业上使用的捕碳剂有 NH3 和(NH4)2CO3,它们与 CO2 可发生如下可逆反应:
2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)
(NH4)2CO3(aq) K1
NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)
NH4HCO3(aq) K2
(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)
2NH4HCO3(aq) K3
则 K3=________ (用含 K1、K2的代数式表示)。
(2)利用 CO2 制备乙烯是我国能源领域的一个重要战略方向,具体如下:
方法一:
CO2 催化加氢合成乙烯,其反应为:2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g) △H=a kJ·mol-1起始时按 n(CO2)∶n(H2)=1∶3的投料比充入20 L的恒容密闭容器中,不同温度下平衡时H2和H2O的物质的量如图甲所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/7/29/2257073171906560/2258065538727936/STEM/eac2d82e-e54c-4e69-a525-026aeb9f15b6.jpg?resizew=601)
①a______ 0(选填“>”或“<”)。
②下列说法正确的是______ (填字母序号)。
A 、使用催化剂,可降低反应活化能,加快反应速率
B 、其它条件不变时,若扩大容器容积,则 v正减小,v逆增大
C 、测得容器内混合气体密度不随时间改变时,说明反应已达平衡
③393 K下,H2的平衡转化率为________ (保留三位有效数字)。
④393 K下,该反应达到平衡后,再向容器中按 n(CO2)∶n(H2)=1∶3 投入 CO2 和 H2,则n(H2)/n(C2H4)将____ (填“变大”、“不变”或“变小”)。
方法二:
用惰性电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯,其原理如图乙所示。
⑤b电极上的电极反应式为_______ 。
⑥该装置中使用的是__________ (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(1)目前工业上使用的捕碳剂有 NH3 和(NH4)2CO3,它们与 CO2 可发生如下可逆反应:
2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/7/29/2257073171906560/2258065538727936/STEM/7cbff4f8d1774093a514ceec17a6b2ab.png?resizew=50)
NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/7/29/2257073171906560/2258065538727936/STEM/7cbff4f8d1774093a514ceec17a6b2ab.png?resizew=50)
(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/7/29/2257073171906560/2258065538727936/STEM/7cbff4f8d1774093a514ceec17a6b2ab.png?resizew=50)
则 K3=
(2)利用 CO2 制备乙烯是我国能源领域的一个重要战略方向,具体如下:
方法一:
CO2 催化加氢合成乙烯,其反应为:2CO2(g)+6H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/7/29/2257073171906560/2258065538727936/STEM/7cbff4f8d1774093a514ceec17a6b2ab.png?resizew=50)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/7/29/2257073171906560/2258065538727936/STEM/eac2d82e-e54c-4e69-a525-026aeb9f15b6.jpg?resizew=601)
①a
②下列说法正确的是
A 、使用催化剂,可降低反应活化能,加快反应速率
B 、其它条件不变时,若扩大容器容积,则 v正减小,v逆增大
C 、测得容器内混合气体密度不随时间改变时,说明反应已达平衡
③393 K下,H2的平衡转化率为
④393 K下,该反应达到平衡后,再向容器中按 n(CO2)∶n(H2)=1∶3 投入 CO2 和 H2,则n(H2)/n(C2H4)将
方法二:
用惰性电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯,其原理如图乙所示。
⑤b电极上的电极反应式为
⑥该装置中使用的是
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
【推荐3】CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。请回答:
(1)CH4超干重整CO2的催化转化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/21/2e5b23d3-3246-4097-a681-2d5ad721a6b6.png?resizew=400)
①已知相关反应的能量变化如图所示,过程Ⅰ的热化学方程式为_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/21/2a04873a-4b1d-4617-853d-2503e884c529.png?resizew=591)
②关于上述过程Ⅱ的说法不正确的是_______ (填序号)。
a.实现了含碳物质与含氢物质的分离 b.可表示为CO2+H2=H2O(g)+CO
c.CO未参与反应 d. Fe3O4、CaO为催化剂,降低了反应的△H
③其他条件不变,在不同催化剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ作用下,反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)进行相同时间后,CH4的转化率随反应温度的变化如图所示。a点所代表的状态_______ (填“是”或“不是”)平衡状态;b点CH4的转化率高于c点,原因是_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/21/72cd21a4-1988-4e00-b3db-b3fa01b63cbe.png?resizew=213)
(2)在一刚性密闭容器中,CH4和CO2的分压分别为20kPa、25kPa,加入Ni/α- Al2O3催化剂并加热至1123K使其发生反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),若达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8倍,则该反应的平衡常数的计算式为Kp=_______ (kPa)2。(用各物质的分压代替物质的量浓度计算,列出计算式)
(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(C2O
),则此时溶液的pH=_______ 。(已知常温下H2C2O4的Ka1=6×10-2,Ka2=6×10-5,lg6=0.8)
(1)CH4超干重整CO2的催化转化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/21/2e5b23d3-3246-4097-a681-2d5ad721a6b6.png?resizew=400)
①已知相关反应的能量变化如图所示,过程Ⅰ的热化学方程式为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/21/2a04873a-4b1d-4617-853d-2503e884c529.png?resizew=591)
②关于上述过程Ⅱ的说法不正确的是
a.实现了含碳物质与含氢物质的分离 b.可表示为CO2+H2=H2O(g)+CO
c.CO未参与反应 d. Fe3O4、CaO为催化剂,降低了反应的△H
③其他条件不变,在不同催化剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ作用下,反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)进行相同时间后,CH4的转化率随反应温度的变化如图所示。a点所代表的状态
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/21/72cd21a4-1988-4e00-b3db-b3fa01b63cbe.png?resizew=213)
(2)在一刚性密闭容器中,CH4和CO2的分压分别为20kPa、25kPa,加入Ni/α- Al2O3催化剂并加热至1123K使其发生反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),若达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8倍,则该反应的平衡常数的计算式为Kp=
(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(C2O
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18816f9b3f9fde6e6b87d5ca93476073.png)
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