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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:187 题号:18197542
资源化利用CO2,不仅可以减少温室气体的排放,还可以获得燃料或重要的化工产品。回答下列问题。
(1)理论研究表明,在101 kPa和298 K下,HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示:计算可得HCN(g)HNC(g)   ΔH=_______kJ/mol。HCN与HNC稳定性较强的是_______

(2)聚合离子液体是目前广泛研究的CO2吸附剂。结合下图分析聚合离子液体吸附CO2的有利条件是_______

(3)生产尿素:
工业上以CO2、NH3为原料生产尿素[CO(NH2)2],该反应分为二步进行:
第一步:2NH3(g)+CO2(g)⇌ H2NCOONH4(s) △H = - 159.5 kJ·mol-1
第二步:H2NCOONH4(s)⇌CO(NH2)2(s)+ H2O(g) △H = +116.5 kJ·mol-1
①写出上述合成尿素的热化学方程式_______
②某实验小组模拟工业上合成尿素,在一定体积的密闭容器中投入4mol NH3和1mol CO2,实验测得反应中各组分物质的量随时间的变化如下图所示:

已知总反应的快慢由慢的一步反应决定,则合成尿素总反应的快慢由第_______步反应决定,总反应进行到_______min时到达平衡。
(4)合成乙酸:
中国科学家首次以CH3OH、CO2和H2为原料高效合 成乙酸,其反应路径如下图所示:

①原料中的CH3OH可通过电解法由CO2制取,用稀硫酸作电解质溶液,写出生成CH3OH的电极反应式_______
根据图示,写出总反应的化学方程式_______

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【推荐1】CO2的资源化利用能有效减少CO2排放缓解能源危机。用CO2、H2为原料合成甲醇(CH3OH)过程主要涉及以下反应:
a)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1
b)CO2g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol
c)CO(g)+H2(g)CH3OH(g) △H3=-45.1kJ/mol
(1)根据盖斯定律,反应a的△H1=___________
(2)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了CO2与H2在TiO2/Cu催化剂表面生成CH3OH和H2O的部分反应历程,如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。

反应历程中最小能垒(活化能)E___________eV。写出历程②的化学方程式___________
(3)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有___________。
A.升高温度,反应b正向移动,反应c逆向移动
B.加入反应a的催化剂,可以降低反应的活化能及反应热
C.增大H2的浓度,有利于提高CO2的平衡转化率
D.及时分离除CH3OH,可以使得反应a的正反应速率增大
(4)加压,甲醇产率将___________;若原料二氧化碳中掺混一氧化碳,随一氧化碳含量的增加,甲醇产率将___________。(填“升高”、“不变”、“降低”或“无法确定”)。
(5)使用新型催化剂,让1molCO2和3molH2在1L密闭容器中只发生反应a、b,CO2平衡转化率和甲醇选择率(甲醇选择率是指转化生成甲醇的CO2物质的量分数)随温度的变化趋势如图所示。

553K时,若反应后体系的总压为p,反应a的Kp=___________(列出计算式)。(Kp为压强平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中用气体分压代替浓度,气体的分压等于总压乘以物质的量分数),由上图可知,适宜的反应温度为___________
2022-01-18更新 | 362次组卷
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【推荐2】汽车尾气净化中的一个反应如下:2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g),请回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+180.5kJ·mol−1
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol−1
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol−1
则2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)的ΔH____________kJ·mol−1
(2)一定温度下,向容积为1L的密闭容器中充入一定量的NO和CO。在t1时刻达到平衡状态,此时n(CO)=0.1mol,n(NO)=0.2mol,n(N2)=a mol,且平衡时混合气体压强为初始气体压强的0.8。
①则该反应的平衡常数K=____________。若保持温度及容器容积不变,平衡后在此基础上再向容器中充入2a mol的N2、0.2mol的NO,平衡将____________(填“向左”“向右”或“不”)移动。
②下列各种情况,可说明该反应已经达到平衡状态的是____________(填字母)。
A.v(CO2)生成=v(CO)消耗
B.混合气体的密度不再改变
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.NO、CO、N2、CO2的浓度均不再变化
E.单位时间内生成2n mol碳氧双键的同时消耗n mol N≡N
③在t2时刻,改变某一外界条件,正反应速率的变化曲线如图所示:可能改变的条件是_____________________
   
(3)有人提出可以用如图所示的电解原理的方法消除汽车尾气,写出阳极发生的电极反应式:________________________________________
(4)如果要净化汽车尾气同时提高该反应的速率和NO的转化率,采用的措施是__________
A.降低温度
B.增大压强同时加催化剂
C.升高温度同时充入N2
D.及时将CO2和N2从反应体系中移走
2019-03-18更新 | 364次组卷
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【推荐3】砷及其化合物在半导体、农药制造等方面用途非常广泛。回答下列问题:
(1)ASH3的电子式为___;AsH3通入AgNO3溶液中可生成Ag, As2 O3和HNO3,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___
(2)改变O. 1 mol · L1三元弱酸H3 AsO4溶液的pH,溶液中的H3 AsO4、H2 AsO4、HAsO42-以及AsO43-的物质的量分布分数随pH的变化如图所示:

①1gKal ( H3 AsO4)=___;用甲基橙作指示剂,用NaOH溶液滴定H3 ASO4发生的主要反应的离子方程式为___
②反应H2 AsO4+AsO43-=2HAsO42-的lgK=_____
(3)焦炭真空冶炼砷的其中两个热化学反应如下:
As2O3(g)+3C(s)=2As(g)+3CO(g) H1=akJ/mol
As2O3(g)+3C(s)=1/2As4(g)+3CO(g) H2=bkJ/mol
则反应4As(g)=As4(g) H=_______kJ/mol(用含a、b的代数式表示)。
(4)反应2As2S3(s)=4AsS(g)+S2(g)达平衡时气体总压的对数值lg(p/kPa)与温度的关系如图所示:

①对应温度下,B点的反应速率v() ___v()(填“>’,’’<”或“一”)。
②A点处,AsS(g)的分压为___kPa,该反应的Kp=___kPa5 (Kp为以分压表示的平衡常数)。
2019-04-18更新 | 930次组卷
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