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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:91 题号:17325071
甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一、反应如下:
反应i.
反应ii.
回答下列问题:
(1)反应ⅲ:_______ ;若在一定温度下的容积固定的密闭容器中进行该反应,则可以提高平衡转化率的措施有_______(写出一条即可)
(2)对于反应i,向体积为的恒容密闭容器中,按投料。
①若在恒温条件下,反应达到平衡时的转化率为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。a点_______(填“是”或“不是”)化学平衡状态,的转化率:c点>b点,原因可能是_______
(3)某科研小组研究了反应ⅱ的动力学,获得其速率方程,k为速率常数(只受温度影响),m为的反应级数。在某温度下进行实验,测得各组分初浓度和反应初速率如下:
实验序号
10.1000.100
20.1000.200
的反应级数_______,当实验2进行到某时刻,测得,则此时的反应速率_______(保留3位有效数字,已知)。

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
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【推荐1】回答下列问题:
(1)已知在一定温度下,下列各反应的焓变和平衡常数如下:
①C(s)+CO2(g)2CO(g)       ΔH1       K1
②CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)       ΔH2       K2
③C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)       ΔH3       K3
则ΔH1、ΔH2、ΔH3三者关系为ΔH3=_______,K1、K2、K3三者关系为K3=_______
(2)2021年1月,中国按照国际标准研制的拥有自主知识产权的大型客机C919完成了高寒试验试飞任务,科学家在实验室中研究的利用催化技术将飞机尾气中的NO和CO转变成的反应为       
①假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时,下列措施能提高NO转化率的是_______(填序号)。
A.选用更有效的催化剂             B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度             D.缩小容器的容积
②若将1molNO和2molCO通入2L的恒容密闭容器中,在一定条件下发生上述反应,反应中生成的物质的量浓度随时间的变化情况如图所示。则NO从反应开始到平衡时的平均反应速率v(NO)=_______

(3)某密闭容器中存在反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)       ΔH<0,起始时容器中只有amol/LCO和bmol/LH2,平衡时测得混合气体中CH3OH的物质的量分数[φ(CH3OH)]与温度(T)、压强(p)之间的关系如图所示。

①温度T1和T2时对应的平衡常数分别为K1、K2,则K1_______(填“>”“<”或“=”)K2;若恒温(T1)恒容条件下,起始时a=1、b=2,测得平衡时混合气体的压强为p1,则T1时该反应的压强平衡常数Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,用含p1的代数式表示)。
②若恒温恒容条件下,起始时充入1molCO和2molH2,达平衡后,CO的转化率为α1,此时,若再充入1molCO和2molH2,再次达平衡后,CO的转化率为α2,则α1_______(填“>”“<”或“=”)α2
2023-12-11更新 | 89次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
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【推荐2】我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。因此,研发CO2和CH4等利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)N2H4(肼)常用作火箭推进剂。
已知:①

请写出气态N2H4(肼)在NO2气体中燃烧,生成N2、液态H2O反应的热化学方程式___________
(2)TK时,向2L恒容密闭容器中充入,发生反应:,10min时反应达到平衡,此时CH3OH(g)的体积分数为,容器内压强为pMPa。
①0~10min内,___________,平衡后,______________________(用平衡分压代替平衡浓度计算称为气体分压平衡常数,用Kp为表示,其中分压=总压×物质的量分数)。
2023-09-02更新 | 223次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐3】利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3
回答下列问题:
(1)反应①的化学平衡常数K的表达式为__________
(2)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:
化学键H-HC-OCOH-OC-H
E/(kJ·mol1)4363431076465413

由此计算△H1______kJ·mol1,已知△H2=-58kJ·mol1,则△H3________kJ·mol1
(3)科学家提出制备“合成气反应历程分两步:
反应①:CH4(g)=C(ads)+2H2(g)(慢反应)
反应②:C(ads)+CO2(g)=2CO(g)(快反应)
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图所示:

CH4与CO2制备合成气的热化学方程式为__________________
(4)利用铜基配合物1,10-phenanthroline-Cu催化剂电催化CO2还原制备碳基燃料(包括CO、烷烃和酸等)是减少CO2在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段之,其装置原理如图所示。

①电池工作过程中,图中Pt电极附近溶液的pH_______(填“变大”或“变小”),阴极的电极反应式为________________
②每转移2mol电子,阴极室溶液质量增加______g。
2020-11-10更新 | 286次组卷
共计 平均难度:一般