以、为原料合成是工业上的成熟方法。我国科学家用人工合成淀粉时,第一步就需要将转化为(甲醇)。
(1)和制取的反应,一般认为通过如下步骤实现:
①
②
则_________ 。
(2)某温度的恒容密闭容器中,以和为原料制取,和的起始浓度分别为a和,转化为的平衡转化率为b,则平衡时_________ 。
(3)恒压下,和起始物质的量比为1∶3时,该反应在无分子筛膜和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图1所示,其中分子筛膜能选择性分离出。
①无分子筛膜时,甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因是_________ 。
②有分子筛膜时,随温度升高甲醇平衡产率先升高后降低的原因是_________ 。
(4)用稀硫酸作电解质溶液,电解也可制取,装置如图2所示,电极b为电解池的_________ 极(填“阴”或“阳”),生成的电极反应式是_________ 。
(1)和制取的反应,一般认为通过如下步骤实现:
①
②
则
(2)某温度的恒容密闭容器中,以和为原料制取,和的起始浓度分别为a和,转化为的平衡转化率为b,则平衡时
(3)恒压下,和起始物质的量比为1∶3时,该反应在无分子筛膜和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图1所示,其中分子筛膜能选择性分离出。
①无分子筛膜时,甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因是
②有分子筛膜时,随温度升高甲醇平衡产率先升高后降低的原因是
(4)用稀硫酸作电解质溶液,电解也可制取,装置如图2所示,电极b为电解池的
更新时间:2023-01-06 12:50:56
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【推荐1】捕集技术能有效解决温室效应及能源短缺问题。
(1)催化加氢制的反应体系中,发生的反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
将与按照一定流速通过催化剂反应,测得的转化率与产物的选择性选择性]随温度变化如图所示:
①________ (用含、的式子表示)。
②反应Ⅲ的平衡常数表达式为________ 。
③340℃时,原料气按相同流速通过催化剂反应,出口处测得气体中________ 。
(2)电催化还原生成含碳产物(如CO、等)原理如图所示:
若阴极产物为,则该电极反应式为________ 。
(3)对于反应 ,在一定条件下存在:或,相应的速率与温度关系如图所示。
该反应的平衡常数________ (用含、的代数式表示),图中A、B、C、D四个点中,能表示反应已达到平衡状态的是________ 。
(1)催化加氢制的反应体系中,发生的反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
将与按照一定流速通过催化剂反应,测得的转化率与产物的选择性选择性]随温度变化如图所示:
①
②反应Ⅲ的平衡常数表达式为
③340℃时,原料气按相同流速通过催化剂反应,出口处测得气体中
(2)电催化还原生成含碳产物(如CO、等)原理如图所示:
若阴极产物为,则该电极反应式为
(3)对于反应 ,在一定条件下存在:或,相应的速率与温度关系如图所示。
该反应的平衡常数
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【推荐2】已知混合后在一定条件下能发生如下反应:
I.
II.
(1)试写出与反应合成甲醇的热化学方程式_______
(2)和混合在一定条件下反应,测得平衡转化率、平衡时含碳产物中甲醇和物质的量分数随温度的变化如图所示。则图中的百分含量对应的曲线应该是_______ (填“b”或“c”),理由是_______ ;图中X点的混合体系中甲醇、的物质的量之比为_______ ,的转化率为_______ (保留一位小数)
(3)CO与H2O可以在催化作用下发生上述反应II,其反应机理如图2所示,OH-在该反应过程中的作用是_______ ,若参与反应的是C18O,则生成的CO2成分为_______ (填“只有CO18O”或“只有CO2”或“CO18O和CO2”)
I.
II.
(1)试写出与反应合成甲醇的热化学方程式
(2)和混合在一定条件下反应,测得平衡转化率、平衡时含碳产物中甲醇和物质的量分数随温度的变化如图所示。则图中的百分含量对应的曲线应该是
(3)CO与H2O可以在催化作用下发生上述反应II,其反应机理如图2所示,OH-在该反应过程中的作用是
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【推荐3】丙烷的价格低廉且产量大,而丙烯及其衍生物具有较高的经济附加值,因此丙烷脱氢制丙烯具有重要的价值。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
直接脱氢
反应①:
反应②:
计算氧化丙烷脱氢反应③:的___________ 。
(2)已知下列键能数据,结合反应①数据,计算的键能是___________ 。
(3)一定温度下,向密闭容器中充入1mol ,发生反应①。
①若该反应在恒压环境中进行,常通过向体系中通入稀有气体Ar的方式来提高的平衡转化率,原因是___________ 。
②若该反应在恒容环境中进行,用压强传感器测出容器内体系压强随时间的变化关系如图a所示,计算该温度下反应①的平衡常数___________ kPa(为用平衡时各气体分压代替气体的浓度表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。若保持相同反应时间,在不同温度下,丙烯产率如图b所示,丙烯产率在425℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________ 、___________ ,随着温度继续升高,丙烷可能分解为其他产物。
(4)研究人员利用作催化剂,对反应③的机理展开研究。以和为原料,初期产物中没有检测到;以含有的(D为)和为原料,反应过程中没有检测到。下列推断合理的是___________ (填标号)。
A.先吸附氧气,吸附的氧气直接与吸附的丙烷反应
B.直接氧化吸附的丙烷,吸附的氧气补充中反应掉的氧
C.催化丙烷脱氢过程中,碳氢键的断裂是可逆的
(5)基于电化学原理,我国科学家利用固体氧化物电解池实现高选择性电化学脱氢制的工艺,装置如图c,则生成的电极反应式为___________ 。
(1)已知下列反应的热化学方程式:
直接脱氢
反应①:
反应②:
计算氧化丙烷脱氢反应③:的
(2)已知下列键能数据,结合反应①数据,计算的键能是
化学键 | |||
键能/() | 347.7 | 413.4 | 436.0 |
(3)一定温度下,向密闭容器中充入1mol ,发生反应①。
①若该反应在恒压环境中进行,常通过向体系中通入稀有气体Ar的方式来提高的平衡转化率,原因是
②若该反应在恒容环境中进行,用压强传感器测出容器内体系压强随时间的变化关系如图a所示,计算该温度下反应①的平衡常数
(4)研究人员利用作催化剂,对反应③的机理展开研究。以和为原料,初期产物中没有检测到;以含有的(D为)和为原料,反应过程中没有检测到。下列推断合理的是
A.先吸附氧气,吸附的氧气直接与吸附的丙烷反应
B.直接氧化吸附的丙烷,吸附的氧气补充中反应掉的氧
C.催化丙烷脱氢过程中,碳氢键的断裂是可逆的
(5)基于电化学原理,我国科学家利用固体氧化物电解池实现高选择性电化学脱氢制的工艺,装置如图c,则生成的电极反应式为
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【推荐1】绿水青山就是金山银山。冶金工业、硝酸工业的废气废液中含氮化合物污染严重,必须处理达标后才能排放。
(1)用活性炭处理工厂尾气中的氮氧化物。已知:
①
②
③
则反应的___________ 。
(2)在容积不变的密闭容器中,一定量的与足量的发生反应: ,平衡时与温度的关系如图甲所示,下列说法正确的是___________(填序号)。
(3)已知某温度时,反应的平衡常数,在该温度下的密闭容器中投入足量的活性炭和发生反应,时刻达到平衡,在图乙中画出反应过程中随时间的变化曲线___________ 。
(4)工业上实际处理含氮废气时,常用活性炭作催化剂,用还原,同时通入一定量的以提高处理效果。当通入的物质的量等于废气中的物质的量时,写出体系中总反应的化学方程式:___________ 。
(5)纳米铁粉处理污水中的离子方程式为。实验证实,偏低将会导致的去除率下降,其原因是___________ 。相同条件下,纳米铁粉去除不同水样中的速率有较大差异(见图丙)产生该差异的可能原因是___________ 。
(1)用活性炭处理工厂尾气中的氮氧化物。已知:
①
②
③
则反应的
(2)在容积不变的密闭容器中,一定量的与足量的发生反应: ,平衡时与温度的关系如图甲所示,下列说法正确的是___________(填序号)。
A.其他条件不变,改变的用量,平衡不移动,图中A、B、C坐标也不变 |
B.该反应的,、、对应的平衡常数: |
C.温度为时,若反应体系处于状态,则此时v(正)(逆) |
D.若状态B、C、D对应体系的压强分别为、、,则 |
(4)工业上实际处理含氮废气时,常用活性炭作催化剂,用还原,同时通入一定量的以提高处理效果。当通入的物质的量等于废气中的物质的量时,写出体系中总反应的化学方程式:
(5)纳米铁粉处理污水中的离子方程式为。实验证实,偏低将会导致的去除率下降,其原因是
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【推荐2】化学反应速率、化学平衡理论可通过大量化学实验进行验证,回答下列相关问题。
(1)橙色在溶液中与黄色存在一平衡体系,平衡体系的离子方程式_______ ,若向体系中加入一定量的硫酸,溶液呈______ 色。
(2)是煤气的主要成分,可与水蒸气反应生成氢气:。
查阅资料得出相关数据如下:
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___ (填“”或“”)0。
在容积为的密闭容器中通入和发生反应,在时反应达到平衡,此时的转化率为______ 。
(3)将和通入容积为的恒容密闭容器中,发生反应:。的平衡转化率与温度、压强的变化关系如图所示。
压强:____ 填“大于”“小于”或“等于”。
、B、C三点的平衡常数、、从大到小关系是_______ 。
(1)橙色在溶液中与黄色存在一平衡体系,平衡体系的离子方程式
(2)是煤气的主要成分,可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K | 9 |
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
在容积为的密闭容器中通入和发生反应,在时反应达到平衡,此时的转化率为
(3)将和通入容积为的恒容密闭容器中,发生反应:。的平衡转化率与温度、压强的变化关系如图所示。
压强:
、B、C三点的平衡常数、、从大到小关系是
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【推荐3】实现碳中和方法之是 二氧化碳捕捉再利用。
(1)二氧化碳可用于重整天然气制合成气(CO和H2)。
①已知下列热化学方程式:
CH4(g)+H2O(g) CO(g) +3H2(g) ∆H1= +206 kJ ·mol-1
CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ∆H2=-165 kJ· mol-1
则反应CH4(g) + CO2(g) 2CO(g)+ 2H2(g)的∆H =___________ kJ·mol-1
②最近我国学者采用电催化方法用CO2重整CH4制取合成气,装置如图所示。装置工作时,阳极的电极反应式为___________ 。
(2)在体积为2 L的恒容密闭容器中,起始充入1 mol CO2(g)和3 mol H2(g),发生反应:2CO2(g) +6H2(g) C2H4(g) +4H2O(g) ∆H<0;该反应在不同温度下达到平衡时,各组分的体积分数随温度的变化如图所示。
①若513K时,反应达到平衡所用时间为2 min,则该温度下,从开始到平衡时的平均反应速率 v(CO2)=___ ;H2 (g)的平衡转化率为 ___________ 。
②630 K时,该反应的化学平衡常数K=___________ (用分数表示)L3·mol-3;A、B、C三点对应的化学平衡常数KA、KB、KC从大到小的顺序为___________ 。
(3)用二氧化碳与氢气催化加氢制乙醇,其反应原理为2CO2(g) +6H2(g)=CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H<0。 经实验测定在不同投料比x1、x2、x3时CO2的平衡转化率与温度的关系如图曲线所示[x= ]:
①x1、x2、x3由大到小的顺序为___________ 。
②从平衡角度分析,随温度升高,不同投料比时CO2的平衡转化率趋于相近的原因是___________ 。
(1)二氧化碳可用于重整天然气制合成气(CO和H2)。
①已知下列热化学方程式:
CH4(g)+H2O(g) CO(g) +3H2(g) ∆H1= +206 kJ ·mol-1
CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ∆H2=-165 kJ· mol-1
则反应CH4(g) + CO2(g) 2CO(g)+ 2H2(g)的∆H =
②最近我国学者采用电催化方法用CO2重整CH4制取合成气,装置如图所示。装置工作时,阳极的电极反应式为
(2)在体积为2 L的恒容密闭容器中,起始充入1 mol CO2(g)和3 mol H2(g),发生反应:2CO2(g) +6H2(g) C2H4(g) +4H2O(g) ∆H<0;该反应在不同温度下达到平衡时,各组分的体积分数随温度的变化如图所示。
①若513K时,反应达到平衡所用时间为2 min,则该温度下,从开始到平衡时的平均反应速率 v(CO2)=
②630 K时,该反应的化学平衡常数K=
(3)用二氧化碳与氢气催化加氢制乙醇,其反应原理为2CO2(g) +6H2(g)=CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H<0。 经实验测定在不同投料比x1、x2、x3时CO2的平衡转化率与温度的关系如图曲线所示[x= ]:
①x1、x2、x3由大到小的顺序为
②从平衡角度分析,随温度升高,不同投料比时CO2的平衡转化率趋于相近的原因是
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【推荐1】煤的综合利用包括煤的干馏、气化、液化等。煤的气化用于生产各种气体燃料,有利于环境保护和提高煤的利用效率;煤的液化产品将替代目前的石油,最常见的液化方法是用煤生产,对优化终端能源结构具有重要的战略意义。
(1)工业上可利用煤气化后的产物CO或来制备清洁液体燃料甲醇。已知:800时
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
写出用与反应制备甲醇的热化学方程式:___________ 。
①对于反应Ⅰ,在体积一定的密闭容器中按物质的量之比为1∶2充入CO和,测得平衡混合物中的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图所示。据此判断:
压强___________ (填“”、“”或“”,下同);反应速率:(状态A)___________ (状态B)。
②对于反应Ⅱ,在体积一定的密闭容器中加入一定量的和进行反应。下列说法正确的是___________ 。
A.若该反应在恒容、绝热容器中进行,当容器中压强保持不变时表明反应达到平衡状态
B.该反应达到平衡时,向平衡体系中充入一定量的氦气,平衡可能发生移动
C.恒温恒容条件下,若改变反应物的投入量,的值不发生变化
D.恒温恒容条件下,若投入气体的总量保持不变,设起始投料比,当或1/2时,的体积分数不变
(2)煤干馏产物焦炭常用于冶炼工业。已知反应①:;反应②:,反应①、②的反应趋势与温度关系如图所示。
对应反应是___________ ;当温度低于983K时,过量焦炭的氧化产物以为___________ 主。
(3)燃煤烟道气常用溶液充分吸收得到溶液,然后电解该溶液可制得硫酸。原理如图,写出电解时阳极的电极反应式___________ 。
(1)工业上可利用煤气化后的产物CO或来制备清洁液体燃料甲醇。已知:800时
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
写出用与反应制备甲醇的热化学方程式:
①对于反应Ⅰ,在体积一定的密闭容器中按物质的量之比为1∶2充入CO和,测得平衡混合物中的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图所示。据此判断:
压强
②对于反应Ⅱ,在体积一定的密闭容器中加入一定量的和进行反应。下列说法正确的是
A.若该反应在恒容、绝热容器中进行,当容器中压强保持不变时表明反应达到平衡状态
B.该反应达到平衡时,向平衡体系中充入一定量的氦气,平衡可能发生移动
C.恒温恒容条件下,若改变反应物的投入量,的值不发生变化
D.恒温恒容条件下,若投入气体的总量保持不变,设起始投料比,当或1/2时,的体积分数不变
(2)煤干馏产物焦炭常用于冶炼工业。已知反应①:;反应②:,反应①、②的反应趋势与温度关系如图所示。
对应反应是
(3)燃煤烟道气常用溶液充分吸收得到溶液,然后电解该溶液可制得硫酸。原理如图,写出电解时阳极的电极反应式
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【推荐2】近年碳中和理念成为热门,通过“→合成气→高附加值产品”的工艺路线,可有效实现的资源化利用。请回答下列问题:
(1)加复制合成气(CO、)时发生下列反应:
已知:①
②
则___________
(2)经催化加氢可合成烯烃: 。在0.1MPa时,按投料,如下图所示为不同温度(T)下,平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系。
①在一个恒温恒容的密闭容器中,该可逆反应达到平衡的标志是___________ (填字母)
A.容器内各物质的浓度不随时间变化 B.
C.容器内压强不随时间变化 D.混合气体的密度不再改变
②该反应的___________ 0(填“>”或“<”)。
③曲线b表示的物质为___________ (用化学式表示)。
(3)由与反应合成甲醇: 。某温度下,将1mol和3mol充入体积不变的2L密闭容器中,初始总压为8MPa,发生上述反应,测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如下表:
该条件下的分压平衡常数为___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)电催化制备燃料可实现资源综合利用。如图所示装置工作时,阳极的电极反应式为___________ 。
(1)加复制合成气(CO、)时发生下列反应:
已知:①
②
则
(2)经催化加氢可合成烯烃: 。在0.1MPa时,按投料,如下图所示为不同温度(T)下,平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系。
①在一个恒温恒容的密闭容器中,该可逆反应达到平衡的标志是
A.容器内各物质的浓度不随时间变化 B.
C.容器内压强不随时间变化 D.混合气体的密度不再改变
②该反应的
③曲线b表示的物质为
(3)由与反应合成甲醇: 。某温度下,将1mol和3mol充入体积不变的2L密闭容器中,初始总压为8MPa,发生上述反应,测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如下表:
时间/h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
0.92 | 0.85 | 0.79 | 0.75 | 0.75 |
该条件下的分压平衡常数为
(4)电催化制备燃料可实现资源综合利用。如图所示装置工作时,阳极的电极反应式为
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【推荐3】化学变化中的能量转换对于生产具有重大意义和研究价值。回答下列问题:
(l)中科院大连化学物理研究所的科研人员在新型纳米催化剂Na-Fe3O4和HMCM-22的表面将CO2转化为烷烃,其过程如图。
①过程Ⅰ能量__ (填“释放”或“吸收”。
②已知:CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g) △H═+41kJ•mol-1:
2CO2(g)+6H2(g)═C2H4(g)+4H2O(g) △H═-128kJ•mol-1:
3CO2(g)+9H2(g)═C3H6(g)+6H2O(g) △H═+157.5kJ•mol-l
C2H4(g)+C3H6(g)+H2(g)═C5H12(异戊烷,g) △H=+267.6kJ•mol-1。
则5CO(g)+11H2(g)═C5H12(异戊烷,g)+5H2O(g)△H=__ kJ•mol-1。
(2)一种铜版画雕刻用的酸性蚀刻液的有效成份是CuCl2,蚀刻反应为:Cu2++Cu+6Cl-═2CuCl32-。工业上用电解法将CuCl32-转化为Cu2+,使蚀刻液再生并回收金属Cu。装置如图(电极不参与反应)。
①再生的CuCl2蚀刻液为流出液__ (填“a”或“b”)。
②写出N极的电极反应:__ 。
③装置中使用___ 离子交换膜(填“阳”或“阴”)。若电解池工作前,阴极室和阳极室中电解液质量相等,当转移0.1mol电子,流出液未流出时,两侧电解液的质量差为__ g。
(l)中科院大连化学物理研究所的科研人员在新型纳米催化剂Na-Fe3O4和HMCM-22的表面将CO2转化为烷烃,其过程如图。
①过程Ⅰ能量
②已知:CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g) △H═+41kJ•mol-1:
2CO2(g)+6H2(g)═C2H4(g)+4H2O(g) △H═-128kJ•mol-1:
3CO2(g)+9H2(g)═C3H6(g)+6H2O(g) △H═+157.5kJ•mol-l
C2H4(g)+C3H6(g)+H2(g)═C5H12(异戊烷,g) △H=+267.6kJ•mol-1。
则5CO(g)+11H2(g)═C5H12(异戊烷,g)+5H2O(g)△H=
(2)一种铜版画雕刻用的酸性蚀刻液的有效成份是CuCl2,蚀刻反应为:Cu2++Cu+6Cl-═2CuCl32-。工业上用电解法将CuCl32-转化为Cu2+,使蚀刻液再生并回收金属Cu。装置如图(电极不参与反应)。
①再生的CuCl2蚀刻液为流出液
②写出N极的电极反应:
③装置中使用
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