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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:477 题号:18266672
甲烷除做燃料外,还可用于化工合成及其他应用。
(1)可用于消除氮氧化物,反应原理如下:
       
       
       _______kJ/mol
(2)可用于生产甲醇,传统反应分两个阶段,原理为(ⅰ),(ⅱ),过程中可能发生的副反应为_______;某条件下按进行反应(ⅰ),各物质的量随时间变化如图,其中表示和CO的曲线分别为_______

(3)也可通过如下途径合成甲醇(ⅰ),(ⅱ);某温度下,向2L恒容密闭容器中充入3mol 和3mol 发生反应,各物质的量变化如下表;

t/min

n/mol
0
321.50.5
321.50.5
CO03
00.51
00.752
_______mol,0~时刻用表示反应(ⅰ)的平均反应速率为_______mol/(L·min)(用含的式子表示),该温度下反应(ⅰ)的平衡常数为_______
(4)科学家研究发现在一种特殊催化剂作用下,水可促进高选择性的直接合成,其中部分反应机理如图所示。

从该部分反应机理分析氧化合成甲醇过程中的作用是_______,决定反应进行的最大能垒(活化能)为_______kJ/mol,该步骤的化学方程式为_______;在催化剂表面,更容易被吸附的是_______
22-23高三下·湖北武汉·阶段练习 查看更多[4]

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解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐1】运用化学反应原理研究氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染有重要意义。
(1)一定温度和压强下,由最稳定的单质生成1mol纯物质的热效应,称为该物质的生成焓(H)。
物质NO2(g)CO2(g)
生成焓(H)/kJ·mol-1+33.2-393.5
则2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)H=_______kJ·mol-1
(2)一定温度下,在起始体积为1L的恒压(20MPa)密闭容器中,1molNO2和足量C发生以上反应。(不考虑2NO2N2O4)
①下列选项能够判断该反应已达到平衡状态的是______(填字母)。
A.混合气体的密度保持不变
B.2v(N2)=v(CO2)
C.混合气体的压强保持不变
D.CO2的体积分数保持不变
②实验测得NO2转化率与时间的关系如图所示:

反应达到平衡时CO2的体积分数为______,平衡常数Kp=______MPa(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。待反应达到平衡后,缩小容器体积,平衡将______ (填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”),混合气体的平均摩尔质量将______ (填“变大”、“变小”、“不变”或“无法判断”)。
(3)工业上用足量NaOH溶液吸收NO和NO2(混合气体平均分子组成表示为NOx),原理如下:2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O;NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
①若x=1.75,则生成NaNO3与NaNO2物质的量之比为______
②若气体被完全吸收,则x取值范围______
2021-04-13更新 | 300次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐2】CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
(1)250 ℃时,以镍合金为催化剂,向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4,发生如下反应:
CO2 (g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。
平衡体系中各组分体积分数如下表:
物质CH4CO2COH2
体积分数0.10.10.40.4

①此温度下该反应的平衡常数K=____________
②已知:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)   ΔH=-890.3 kJ·mol-1
CO(g)+H2O (g)===CO2(g)+H2 (g)   =2.8 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)     =-566.0 kJ·mol-1
反应CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g) 的ΔH=_____________
(2)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下图所示。250~300 ℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是___________________________________________________________________

②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是____________________________________
③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为________________________________________________
(3)①Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质,下列建议合理的是________(填字母)。
a.可在碱性氧化物中寻找
b.可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找
c.可在具有强氧化性的物质中寻找
②Li2O吸收CO2后,产物用于合成Li4SiO4,Li4SiO4用于吸收、释放CO2。原理是在500 ℃,CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3;平衡后加热至700 ℃,反应逆向进行,放出CO2,Li4SiO4再生,说明该原理的化学方程式是_________________________________________
(4)利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。
反应A:CO2+H2OCO+H2+O2
高温电解技术能高效实现反应A,工作原理示意图如下:

CO2在电极a放电的反应式是________________________________________________
2017-08-13更新 | 374次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐3】随着科学技术的发展和环保要求不断提高,CO2的捕集利用技术成为研究的重点。
Ⅰ.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:
NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH1
2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH2
(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3
则ΔH3_________________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。
Ⅱ.目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的化学反应方程式为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g),已知:H2的体积分数随温度的升高而增加。
(1)该反应的ΔS________0(填“>”“<”或“=”),该反应的ΔH________0(填“>”或“<”)。
(2)在恒容密闭容器中通入等物质的量的CO2和H2并发生上述反应,T ℃下,CO2物质的量浓度c(CO2)随时间t变化的曲线如图所示。下列能说明反应达到平衡状态的是________(填字母代号)。

A.体系压强保持不变
B.混合气体密度保持不变
C.甲烷和水蒸气的物质的量之比保持不变
D.H2的质量分数保持不变
(3)T℃下,反应前20 s的平均反应速率v(H2)=______________(用含a、b的代数式表示)。
(4)T℃下,该反应的平衡常数K=_________________________(用含a、b的代数式表示)。
(5)若降低温度,反应重新达到平衡,则v(正)________;CO2转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅲ.工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法使K2CO3溶液再生,其装置示意图如图所示:

(1)在阳极区发生的反应包括___________________________________和H+HCO3=CO2↑+H2O。
(2)简述CO32在阴极区再生的原理:____________________________
(3)NH3·BH3+3H2O2=NH4BO2+4H2O。下列说法正确的是___________

A.电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极
B.BO2通过质子交换膜向正极移动
C.负极附近溶液pH增大
D.正极的反应式为3H2O2+6H+6e=6H2O
2020-03-25更新 | 86次组卷
共计 平均难度:一般