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。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/1/9/3149192133632000/3149638031056896/STEM/702f48375cd7401b8db0df426242eab4.png?resizew=438)
(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
更新时间:2023-01-10 08:57:53
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【推荐1】Ⅰ.(1)从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)。已知该反应为放热反应,下图能正确表示该反应中能量变化的是__________ 。
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从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化,化学键的键能如下表所示:
则生成1molH2O(g)可以放出热量_________________ kJ。
(2)下列反应中,属于放热反应的是_________ ,属于吸热反应的是_________ 。
a.盐酸与烧碱溶液反应 b.Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑
c.氢气在氧气中燃烧生成水 d.高温煅烧石灰石使其分解
e.铝和盐酸反应 f.葡萄糖在人体内氧化分解
Ⅱ.A、B、C、D 四种金属按下表中装置进行实验。
根据实验现象回答下列问题:
①装置甲中溶液中的阴离子移向_____________ 极(填“正”或“负”)。
②装置乙中正极的电极反应式为_________________________ 。
③装置丙中溶液的pH__________________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
④四种金属活动性由强到弱的顺序是___________________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/27/50388842-877b-4c9c-9b56-28f8a926f1c5.png?resizew=371)
从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化,化学键的键能如下表所示:
化学键 | H—H | O=O | H—O |
键能(kJ·mol-1) | 436 | 496 | 463 |
则生成1molH2O(g)可以放出热量
(2)下列反应中,属于放热反应的是
a.盐酸与烧碱溶液反应 b.Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑
c.氢气在氧气中燃烧生成水 d.高温煅烧石灰石使其分解
e.铝和盐酸反应 f.葡萄糖在人体内氧化分解
Ⅱ.A、B、C、D 四种金属按下表中装置进行实验。
装置 | ![]() | ![]() | ![]() |
现象 | 二价金属A不断溶解 | C的质量增加 | A上有气体产生 |
根据实验现象回答下列问题:
①装置甲中溶液中的阴离子移向
②装置乙中正极的电极反应式为
③装置丙中溶液的pH
④四种金属活动性由强到弱的顺序是
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【推荐2】环己烯()是一种重要的化学试剂,主要用于有机合成和油类萃取。利用环己烷脱氢制备环己烯的反应原理如下。
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氧化脱氢:
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回答下列问题:
(1)已知几种化学键的键能数据如下表所示。
化学键 | H-H | C-H | C-C | ![]() |
键能/(kJ![]() | 436 | 413 | 348 | 615 |
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/75a0d0526f4031c6e5dea1d62035f34f.png)
②
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③环己烷脱氢制备环己烯的副产物可能有
④在恒容密闭容器中充入一定量的环己烷,其初始压强为p
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(3)在压强恒为
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【推荐3】填空。
(1)在一个容积不变的
密闭容器中加入
和合适的催化剂,发生反应
,反应温度对
的平衡转化率[
的平衡转化率
]和催化剂的催化效率的影响如下图所示。
①在催化剂作用下合成
的最佳温度为___________ (填标号)。
A.
B.
C.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b55f70afd5c56541268f87fe84ddd652.png)
②
时,若经过
反应达到平衡,则
内用
表示的平均反应速率为________ 。
(2)某实验小组结合原电池原理设计了如图所示的燃料电池装置,
极为___________ 极(填“正”或“负”),M极的电极反应式为___________ 。
(3)
气体在一定条件下可被氧气氧化,反应的化学方程式为
。已知:键能是指气态分子中
化学键断裂成气态原子所吸收的能量,试利用下表中键能数据计算上述反应中有
被氧化时,该反应___________ (填“吸收”或“放出”)的能量为___________ 。
(4)向温度、体积均相同的两个恒容密闭容器中均充入
,在不同催化剂下发生反应:
,测得不同催化剂下氨气浓度随时间的变化如下表所示。
对比可知,催化效果较好的是催化剂___________ 除催化剂外,对于该反应,请写出一种加快反应速率的方法:___________ 。
(1)在一个容积不变的
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①在催化剂作用下合成
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A.
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②
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(2)某实验小组结合原电池原理设计了如图所示的燃料电池装置,
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(3)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/608d4fb203c6d0c73df34a7e90a62a37.png)
共价键 | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
键能![]() | 366 | 498 | 464 | 193 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9f5fb1fc83e29538fcacc1571d780df9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cd00c5508351241bcb62708008aa464e.png)
编号 | ![]() | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
① | 催化剂1 | 0.00 | 0.40 | 0.78 | 1.13 | 1.44 |
② | 催化剂2 | 0.00 | 0.20 | 0.38 | 0.54 | 0.67 |
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解答题-实验探究题
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【推荐1】某同学探究同周期元素性质的递变规律,并讨论影响化学反应速率的因素,选用的试剂如下:镁条、铝条、铝粉、钠、新制的Na2S溶液、新制的氯水、0.5mol/L的盐酸、3mol/L的盐酸、酚酞试液,其设计的实验方案及部分实验现象如下表:
请回答下列问题:
(1)实验③的现象是_________ ,该反应的离子方程式为_____________ ;
(2)由实验③得出的实验结论是___________ ;
(3)由实验②可得出决定化学反应快慢的主要因素是______________ ;
(4)实验④中,因为铝粉消失所用的时间短,因此,该同学得出结论:铝比镁易失电子,该结论是否正确?___________ (填是或否);
(5)通过实验④说明要加快化学反应速率可___________ 或___________ 。
实验步骤 | 实验现象 |
①将一小块金属钠放入滴有酚酞试液的冷水中 | 钠块浮在水面上,熔化成闪亮的小球,做不定向移动,随之消失,溶液变红色 |
②将表面积大致相同的镁条和铝条(均已用砂纸打磨过,分别投入足量的相同体积的0.5mol/L的盐酸中 | 镁条剧烈反应,迅速产生大量的无色气体,而铝条反应不十分剧烈,产生无色气体,镁条消失比铝条快 |
③将新制的氯水滴加到新制的Na2S溶液中 | |
④将相同质量的镁条(已用砂纸打磨过)和铝粉分别投入到足量的相同体积的0.5mol/L的盐酸和3mol/L的盐酸中 | 剧烈反应产生气体,但铝粉消失比镁条快 |
(1)实验③的现象是
(2)由实验③得出的实验结论是
(3)由实验②可得出决定化学反应快慢的主要因素是
(4)实验④中,因为铝粉消失所用的时间短,因此,该同学得出结论:铝比镁易失电子,该结论是否正确?
(5)通过实验④说明要加快化学反应速率可
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解答题-工业流程题
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【推荐2】某矿石中含有硅、铁、铝的氧化物,为综合开发资源提高矿石的利用率,化工厂采取如图工艺制备铁红和
。
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该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表:
请回答下列问题:
(1)提高酸浸效率的措施_______ (答出一种即可),最适合选择_______ 进行酸浸。
(2)“氧化”步骤一般采用双氧水,且分多次添加的方式。其涉及的离子方程式_______ 。
(3)调节pH的范围为_______ 。
(4)“洗涤”滤渣B的操作是_______ 。
(5)由
溶液制备
的操作步骤为_______ ,蒸发浓缩、冷却结晶、_______ 、干燥。
(6)写出滤渣A与氢氟酸反应的化学反应方程式_______ 。
(7)若矿石
kg,最后获得
,则矿石中铝元素的含量为_______ ×100%。(用最简分数表示)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ef3eaf20da5ac48d229ca0f18137266b.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/13/e69d827b-08ae-41df-9c2b-2480f27827c8.png?resizew=468)
该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表:
金属离子 | ![]() | ![]() | ![]() |
开始沉淀的pH | 2.2 | 3.7 | 9.5 |
沉淀完全的pH(![]() | 3.1 | 4.7 | 11.1 |
(1)提高酸浸效率的措施
(2)“氧化”步骤一般采用双氧水,且分多次添加的方式。其涉及的离子方程式
(3)调节pH的范围为
(4)“洗涤”滤渣B的操作是
(5)由
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3de9f182dbe682a477876b55c0ab514f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ef3eaf20da5ac48d229ca0f18137266b.png)
(6)写出滤渣A与氢氟酸反应的化学反应方程式
(7)若矿石
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0d679674eb5f11425219b7fc6e4760e3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e2790f5be97fbe380fd79d2761677fee.png)
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【推荐3】氢能是一种理想的绿色能源,有科学家预言,氢能有可能成为人类未来的主要能源。高纯氢的制备是目前的研究热点,包括氢的制备、储存和应用三个环节。
(1)适量H2(g)在1molO2(g)中完全燃烧,生成2molH2O(l),放出571.6kJ的热量,请写出表示H2燃烧热的热化学方程式_______ 。
(2)与汽油相比,氢气作为燃料的优点是_______ 。
(3)下列反应均可获取H2
反应1:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H1=+205.9kJ/mol
反应Ⅱ:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H2=+571.6kJ/mol
反应Ⅲ:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H3=+131.5kJ/mol
反应IV:CH4(g)=C(s)+2H2(g)△H4
①计算△H4=_______ 。
②利用太阳能光解水制备H2,下图为反应Ⅱ在半导体光催化剂水中发生光催化反应的原理示意图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/22/2878070567206912/2926319688073216/STEM/df3994a3-5a8f-4164-9179-21663b13c262.jpg?resizew=166)
光解水能量转化形式为_______ ;若将该催化剂置于Na2SO3溶液中,产物除了Na2SO4、NaOH外还有_______ ;若将该催化剂置于AgNO3溶液中,光解结束后的溶液的pH_______ (填“增大”或“减小”)。
(4)HCOOH催化释氢,在催化剂作用下,HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/22/2878070567206912/2926319688073216/STEM/73237d6e-8a87-46ac-8fa8-382ff9cbb210.jpg?resizew=288)
以HCOOK溶液代替HCOOH催化释氢的效果更佳,反应除生成CO2外,还生成_______ 。
(1)适量H2(g)在1molO2(g)中完全燃烧,生成2molH2O(l),放出571.6kJ的热量,请写出表示H2燃烧热的热化学方程式
(2)与汽油相比,氢气作为燃料的优点是
(3)下列反应均可获取H2
反应1:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H1=+205.9kJ/mol
反应Ⅱ:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H2=+571.6kJ/mol
反应Ⅲ:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H3=+131.5kJ/mol
反应IV:CH4(g)=C(s)+2H2(g)△H4
①计算△H4=
②利用太阳能光解水制备H2,下图为反应Ⅱ在半导体光催化剂水中发生光催化反应的原理示意图。
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光解水能量转化形式为
(4)HCOOH催化释氢,在催化剂作用下,HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/22/2878070567206912/2926319688073216/STEM/73237d6e-8a87-46ac-8fa8-382ff9cbb210.jpg?resizew=288)
以HCOOK溶液代替HCOOH催化释氢的效果更佳,反应除生成CO2外,还生成
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解题方法
【推荐1】研究碳及其化合物的资源化利用具有重要的意义。回答下列问题:
(1)已知下列热化学方程式:
反应I:CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-164.9kJ/mol。
反应II:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ/mol
则反应CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)的ΔH3=_______ kJ/mol。
(2)在T°C时,将1molCO2和3molH2加入容积不变的密闭容器中,发生反应I:CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g),实验测得CO2的体积分数φ(CO2)如表所示:
①能判断反应CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)达到平衡的是_______ (填标号)。
A.CO2的消耗速率和CH4的生成速率相等
B.混合气体的密度不再发生变化
C.容器内气体压强不再发生变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②达到平衡时CO2的转化率为_______ %(结果保留三位有效数字)。
(3)将n(CO2):n(H2)=1:4的混合气体充入密闭容器中发生上述反应I、II,在不同温度和压强时,CO2的平衡转化率如图。0.1MPa时,CO2的转化率在600°C之后,随温度升高而增大的主要原因是_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/10/2933144186134528/2933248189898752/STEM/738f8007-1ea1-4253-8c4a-dcad66ce016d.png?resizew=313)
(4)在T°C时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入1molCO2和一定量的H2发生反应:CO2(g)+2H2(g)
=HCHO(g)+H2O(g)。达到平衡时,HCHO的分压与起始
的关系如图所示:(分压=总压×物质的量分数)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/10/2933144186134528/2933248189898752/STEM/561e2560-e8b8-4cc6-a61c-1f5a06c25690.png?resizew=190)
①起始时容器内气体的总压强为1.2pkPa,若5min时反应到达c点,v(H2)=_______ mol/(L·min)。
②b点时反应的平衡常数Kp=_______ (kPa)-1(以分压表示)。
③c点时,再加入CO2(g)和H2O(g),使二者分压均增大0.05pkPa,则H2的转化率_______ (填“增大”“不变”或减小”)。
(1)已知下列热化学方程式:
反应I:CO2(g)+4H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
反应II:CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
则反应CH4(g)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
(2)在T°C时,将1molCO2和3molH2加入容积不变的密闭容器中,发生反应I:CO2(g)+4H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
t/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
φ(CO2) | 0.25 | 0.23 | 0.214 | 0.202 | 0.200 | 0.200 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
A.CO2的消耗速率和CH4的生成速率相等
B.混合气体的密度不再发生变化
C.容器内气体压强不再发生变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②达到平衡时CO2的转化率为
(3)将n(CO2):n(H2)=1:4的混合气体充入密闭容器中发生上述反应I、II,在不同温度和压强时,CO2的平衡转化率如图。0.1MPa时,CO2的转化率在600°C之后,随温度升高而增大的主要原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/10/2933144186134528/2933248189898752/STEM/738f8007-1ea1-4253-8c4a-dcad66ce016d.png?resizew=313)
(4)在T°C时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入1molCO2和一定量的H2发生反应:CO2(g)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3c6623b2015c223c5d7ca447766a23b5.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/10/2933144186134528/2933248189898752/STEM/561e2560-e8b8-4cc6-a61c-1f5a06c25690.png?resizew=190)
①起始时容器内气体的总压强为1.2pkPa,若5min时反应到达c点,v(H2)=
②b点时反应的平衡常数Kp=
③c点时,再加入CO2(g)和H2O(g),使二者分压均增大0.05pkPa,则H2的转化率
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解题方法
【推荐2】
和乙烷反应是实现碳减排目标、利用非常规能源的重要手段。涉及的反应如下:
(i)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e029cc1f7d07eeb136bd3946a7eb23e3.png)
(ii)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/32410867843f1a7ef11410da8f3f8dab.png)
(1)反应
的平衡常数可表示为
,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/608dac33274ccc2ee2cd75279bb5b1f5.png)
_______ (用
、
表示)。
(2)在恒温恒容条件下,
在密闭容器中发生反应(i)。下列说法中能表明反应体系已达平衡状态的有_______(填标号)。
(3)与反应(i)相比,加入
发生反应(ii)后,
的转化率明显增大,其原因为_______ 。
(4)
在催化剂表面反应时有多种可能的路径,如图所示。其中最主要的路径为路径_______ (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”),该路径中的速控步为_______ (用方程式表示)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/24/44d79bd2-bea1-42c4-8af2-a21eeb34dfdd.png?resizew=349)
(5)一定温度和压强下,向密闭容器中充入一定量的
和
进行模拟实验,部分物质的相关信息如下表:
达到平衡时,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4ec0618ae3a4fde6d6220010af229b9a.png)
_______ ,
的物质的量分数为_______ ,反应(ii)的化学平衡常数为_______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
(i)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/59330853affd79a50bfe0eb9c52a699c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e029cc1f7d07eeb136bd3946a7eb23e3.png)
(ii)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/97d979f2b91ea403c50df259bcdc1d23.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/32410867843f1a7ef11410da8f3f8dab.png)
(1)反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/94063719ccaca092ef9751980958d068.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b994a3d0126e44d032969365e6ebc25.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/608dac33274ccc2ee2cd75279bb5b1f5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e029cc1f7d07eeb136bd3946a7eb23e3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/32410867843f1a7ef11410da8f3f8dab.png)
(2)在恒温恒容条件下,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0e5d9e2c6a98546c6c16f4a0c58f8251.png)
A.混合气体的压强不再改变 |
B.混合气体的平均相对分子质量不变 |
C.每消耗![]() ![]() |
D.![]() |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0e5d9e2c6a98546c6c16f4a0c58f8251.png)
(4)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/24/44d79bd2-bea1-42c4-8af2-a21eeb34dfdd.png?resizew=349)
(5)一定温度和压强下,向密闭容器中充入一定量的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0e5d9e2c6a98546c6c16f4a0c58f8251.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
物质 | ![]() | ![]() | ![]() |
n(投料)/mol | 1 | 1.5 | 0 |
n(平衡)/mol | 0.5 | x | 0.2 |
达到平衡时,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4ec0618ae3a4fde6d6220010af229b9a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e9b0547b553bc0c6d94299341006c14.png)
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(0.65)
解题方法
【推荐3】1000℃时,硫酸钠与氢气发生下列反应:Na2SO4(s) + 4H2(g)
Na2S(s) + 4H2O(g) 。
(1)该反应的平衡常数表达式为____________________ 。
已知K1000℃<K1200℃,则该反应是________ 反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)该温度下,在2L盛有1.42 g Na2SO4的密闭容器中通入H2气体,5分钟后测得固体质量为1.10 g。则5分钟内H2的平均反应速率为_________________ 。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是______ (填序号)。
a.容器内压强保持不变 b.容器内气体密度保持不变
c.c(H2) =c(H2O) d.υ正(H2) =υ逆(H2O)
(4)向平衡体系中加入焦炭,下列图象正确的是___________ (填序号)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2010/4/30/1575972414824448/1575972415332352/STEM/7c5d622dfa1f4845899f4c64b362a991.png?resizew=554)
(5)用有关离子方程式说明上述反应产物水溶液的酸碱性______________________________ ,欲使该溶液中S2—浓度增大,平衡逆向移动,可加入的物质是____________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2010/4/30/1575972414824448/1575972415332352/STEM/0ed8278f04104b97816afc2ce36ff04f.png?resizew=26)
(1)该反应的平衡常数表达式为
已知K1000℃<K1200℃,则该反应是
(2)该温度下,在2L盛有1.42 g Na2SO4的密闭容器中通入H2气体,5分钟后测得固体质量为1.10 g。则5分钟内H2的平均反应速率为
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是
a.容器内压强保持不变 b.容器内气体密度保持不变
c.c(H2) =c(H2O) d.υ正(H2) =υ逆(H2O)
(4)向平衡体系中加入焦炭,下列图象正确的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2010/4/30/1575972414824448/1575972415332352/STEM/7c5d622dfa1f4845899f4c64b362a991.png?resizew=554)
(5)用有关离子方程式说明上述反应产物水溶液的酸碱性
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(0.65)
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解题方法
【推荐1】工业上常用天然气作为制备CH3OH的原料。已知:
①
△H=-321.5 kJ/ mol
②
△H=+250. 3 kJ/mol
③
△H=-90.0 kJ/mol
(1)CH4(g)与O2(g)化合生成CH3OH(g)的热化学方程式是_______ 。
(2)利用③的原理,向密闭容器中充入1 mol CO与2mol H2,在不同压强下合成甲醇。CO的平衡转化率与温度、压强(p)的关系如下图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/1/2648571830681600/2650357806415872/STEM/e66c7e669bf84674852589d6a4933b8e.png?resizew=256)
①压强p1_______ p2(填“<”或“>”)。
②根据图中a点的数据(此时容器体积为V L),将下表中空格处填写完整。
③若反应刚好至a点时,所需时间为t min,则t min内用H2表示该反应的化学反应速率v(H2)=____ 。
④b点时,该反应的平衡常数K=_______ 。
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a5b13c38e40db75eb8ae966f7d121c29.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7995fd589f6a9fa45f01eb5d66c8df18.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1d340b882d90e9489786e7533767705d.png)
(1)CH4(g)与O2(g)化合生成CH3OH(g)的热化学方程式是
(2)利用③的原理,向密闭容器中充入1 mol CO与2mol H2,在不同压强下合成甲醇。CO的平衡转化率与温度、压强(p)的关系如下图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/1/2648571830681600/2650357806415872/STEM/e66c7e669bf84674852589d6a4933b8e.png?resizew=256)
①压强p1
②根据图中a点的数据(此时容器体积为V L),将下表中空格处填写完整。
c(CO) | c(H2) | c(CH3OH) | |
起始时 |
|
| 0 |
转化 | |||
平衡时 |
④b点时,该反应的平衡常数K=
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【推荐2】2019年厦门大学王野教授课题组在合成气(主要成分CO和H2)催化转化制乙醇方面实施可控接力催化,按照:合成气→甲醇→乙酸→乙醇的方式,成功实现乙醇的高选择性合成。
(1)已知:①H2(g)+
O2(g)=H2O(l) △H1=-285.8KJ/mol;②CO(g)+
O2(g)=CO2(g) △H2=-283KJ/mol;③CH3OH(g)+
O2(g)= CO2(g)+2 H2O(l) △H3=-764.6 KJ/mol;
则工业上利用合成气制备甲醇的可逆反应热化学方程式为______________________ ;
(2)恒温恒容条件下,下列能说明合成气制甲醇的反应已达平衡状态的是_______ ;
A.单位时间内生成n mol CO的同时生成2n mol H2
B. v(H2)正= 2v(CH3OH)逆
C.容器内气体的密度保持不变
D.容器中气体的平均摩尔质量保持不变
(3)利用天然气制取合成气的原理为: CO2(g)+CH4(g)= 2CO(g)+ 2H2(g),在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1 molL-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示,则压强P1______ P2 (填“大于”或“小于”);压强为P2时,在Y点:v(正)_____ v(逆) (填“大于”、“小于”或“等于”),求Y点对应温度下的该反应的平衡常数K=________ (计算结果保留两位有效数字)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/13/ac66dac0-93ab-4348-92ae-54ed26b9ae2b.png?resizew=275)
(4)以二氧化钛表面覆盖CuAlO4为催化剂,可以将CH4和CO2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下图所示。250-300°C时,温度升高面乙酸的生成速率降低的原因是____ ;
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/13/b564e3aa-4254-4ac0-9300-97fcd4594bbf.png?resizew=259)
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是_____________________ ;
(5)一定条件下,甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。常温条件下,将a mol/L的CH3COOH溶液与b mol/ Ba(OH)2溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba2+)=c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示,该混合溶液中醋酸的电离常数为________ 。
(1)已知:①H2(g)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b8503f4706b8321e4e79a87eadea84.png)
则工业上利用合成气制备甲醇的可逆反应热化学方程式为
(2)恒温恒容条件下,下列能说明合成气制甲醇的反应已达平衡状态的是
A.单位时间内生成n mol CO的同时生成2n mol H2
B. v(H2)正= 2v(CH3OH)逆
C.容器内气体的密度保持不变
D.容器中气体的平均摩尔质量保持不变
(3)利用天然气制取合成气的原理为: CO2(g)+CH4(g)= 2CO(g)+ 2H2(g),在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1 molL-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示,则压强P1
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/13/ac66dac0-93ab-4348-92ae-54ed26b9ae2b.png?resizew=275)
(4)以二氧化钛表面覆盖CuAlO4为催化剂,可以将CH4和CO2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下图所示。250-300°C时,温度升高面乙酸的生成速率降低的原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/13/b564e3aa-4254-4ac0-9300-97fcd4594bbf.png?resizew=259)
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是
(5)一定条件下,甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。常温条件下,将a mol/L的CH3COOH溶液与b mol/ Ba(OH)2溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba2+)=c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示,该混合溶液中醋酸的电离常数为
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【推荐3】甲醇制烯烃(MTO)是煤制烯烃工艺路线的核心技术。煤制烯烃主要包括煤的气化、液化、烯烃化三个阶段。
(1)煤的液化发生的主要反应之一为2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g) △H=akJ·mol-1,在不同温度下,K(500℃)=2.5(ml·L-1)-2,K(700℃)=0.2(mol·L-1)-2。
①△H___________ 0(填“>”、“<”、“=”)。
②若反应在容积为2L的密闭容器中进行,500℃测得某一时刻体系内H2、CO、CH3OH物质的量分别为2mol、1mol、3mol,则此时生成CH3OH的速率____________ 消耗CH3OH的速率(填“>”、“<”、“=”)
(2)通过研究外界条件对反应的影响,尽可能提高甲醇生成乙烯或丙烯的产率。甲醇制烯烃的主要反应有:
i 2CH3OH(g)
C2H4(g)+2H2O(g) △H1=-20.9 kJ·mol-1
ii 3CH3OH(g)
C3H6(g)+3H2O (g) △H2=-98.1 kJ·mol-1
iii 4CH3OH(g)
C4H8(g)+4H2O(g) △H3=-118.1 kJ·mol-1
①C3H6转化为C2H4的热化学方程式为iv:2C3H6(g)
3C2H4(g) △H4___________ 。
②加入N2作为稀释剂,反应i中C2H4的产率将___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)为研究不同条件对反应的影响,测得不同温度下平衡时C2H4、C3H6和C4H8的物质的量分数变化,如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/17/2120514363326464/2140589034348544/STEM/ff129887-d9e7-497c-b399-6240c233987f.png?resizew=263)
①随着温度的升高,C3H6的物质的量分数呈现先增大后减小的趋势。温度高于400℃时,原因是_________________________________ 。
②体系总压为0.1MPa,400℃时反应iv的平衡常数Kp=___________ (列式计算,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
③为了获得更高的C2H4在产物中的比例,控制的条件较适宜的是___________ 。
A.较低温度 B.较高温度 C.增加水醇比 D.降低水醇比
(1)煤的液化发生的主要反应之一为2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g) △H=akJ·mol-1,在不同温度下,K(500℃)=2.5(ml·L-1)-2,K(700℃)=0.2(mol·L-1)-2。
①△H
②若反应在容积为2L的密闭容器中进行,500℃测得某一时刻体系内H2、CO、CH3OH物质的量分别为2mol、1mol、3mol,则此时生成CH3OH的速率
(2)通过研究外界条件对反应的影响,尽可能提高甲醇生成乙烯或丙烯的产率。甲醇制烯烃的主要反应有:
i 2CH3OH(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/17/2120514363326464/2140589034348544/STEM/1a27c5d78d21472babe972e1b4fe0239.png?resizew=33)
ii 3CH3OH(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/17/2120514363326464/2140589034348544/STEM/1a27c5d78d21472babe972e1b4fe0239.png?resizew=33)
iii 4CH3OH(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/17/2120514363326464/2140589034348544/STEM/1a27c5d78d21472babe972e1b4fe0239.png?resizew=33)
①C3H6转化为C2H4的热化学方程式为iv:2C3H6(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/17/2120514363326464/2140589034348544/STEM/1a27c5d78d21472babe972e1b4fe0239.png?resizew=33)
②加入N2作为稀释剂,反应i中C2H4的产率将
(3)为研究不同条件对反应的影响,测得不同温度下平衡时C2H4、C3H6和C4H8的物质的量分数变化,如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/17/2120514363326464/2140589034348544/STEM/ff129887-d9e7-497c-b399-6240c233987f.png?resizew=263)
①随着温度的升高,C3H6的物质的量分数呈现先增大后减小的趋势。温度高于400℃时,原因是
②体系总压为0.1MPa,400℃时反应iv的平衡常数Kp=
③为了获得更高的C2H4在产物中的比例,控制的条件较适宜的是
A.较低温度 B.较高温度 C.增加水醇比 D.降低水醇比
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