组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应速率与化学平衡 > 影响化学反应速率的因素 > 影响化学反应速率的外因 > 催化剂对化学反应速率的影响
题型:解答题-结构与性质 难度:0.4 引用次数:248 题号:18544294
碳酸二甲酯( )是一种绿色化工原料。用于汽车、医疗器械等领域。以甲醇为原料生产碳酸二甲酯的反应过程如下。
i.
ii.
(1)碳酸二甲酯分子中碳原子的杂化类型是___________
(2)CuCl中,基态的价电子排布式为___________,CuCl在生产碳酸二甲酯的反应过程中所起的作用是___________
(3)上述方法中,甲醇单位时间内的转化率较低。为分析原因,查阅如下资料。
i.甲醇单位时间内的转化率主要受(+1价铜元素)浓度的影响。
ii.CuCl在甲醇中溶解度较小,且其中的易被氧化为难溶的CuO。
iii.加入4-甲基咪唑( )可与形成配合物, 可提高甲醇的转化率。4-甲基咪唑中,1号N原子的孤电子对因参与形成大π键,电子云密度降低。
请结合信息回答以下问题。
①4-甲基咪唑中,1~4号原子___________(填“在”或“不在”)同一平面上,___________(填“1”或“3”)号N原子更容易与形成配位键。
②加入4-甲基咪唑后,甲醇转化率提高,可能的原因是___________(填序号)。
a.配合物中的-NH结构可增大其在甲醇中的溶解度
b.通过形成配合物,避免被氧化为难溶的CuO
c.形成的配合物能增大反应的限度
(4)配位原子提供孤电子对的能力是影响配体与之间配位键强度的一个重要因素。若用某结构相似的含O配体与配位,所得配合物的稳定性比含N配体低,可能的原因是___________

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【推荐1】我国力争于2030年前完成碳达峰。2060年前实现碳中和,含碳化合物的合成与转化具有重要的研究价值和现实意义。
Ⅰ.甲烷化反应是碳循环利用的重要路径之一。
甲烷化主反应:
副反应:a.
b.
c.
(1)副反应b所生成的CO也能发生甲烷化反应,则化学方程式为___________
(2)催化剂的选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下,反应时间相同测得转化率和生成选择性随温度变化的影响如下图所示。
   
提示:甲烷的选择性是指转化为甲烷的在全部反应物中所占的比例。
高于320℃后,以为催化剂转化率略有下降,而以Ni为催化剂转化率仍在上升,其原因是___________
(3)二氧化碳甲烷化反应在某催化剂催化下的反应机理如图所示。下列叙述不正确的是________。
   
A.氢气在Pd表面被吸附解离成氢原子B.MgO是反应的中间体
C.图中碳元素的价态有多种D.浊液加热生成

Ⅱ.甲醚()是重要的化工原料,可用CO和制得,热化学方程式为
生产甲醚过程中存在副反应: 。将反应物混合气按进料比通入反应装置,选择合适的催化剂。在不同温度和压强下,测得甲醚的选择性分别为如图1、图2所示。
   
(4)图1中,温度一定,压强增大,甲醚选择性增大的原因是___________
(5)图2中,温度高于265℃后,甲醚选择性降低的原因是___________
(6)向容积可变的密闭容器中充入mmol CO和在恒温恒压条件下发生反应:,在图中画出CO的平衡转化率随温度、压强()的变化图。___________
   
2023-08-20更新 | 623次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐2】工业上,以为原料,通过不同反应生产更高价值的
I.直接分解生产
反应①:       
反应②:       
请回答:
(1)恒温下,往恒容(10L)反应釜中通入4mol (g)(仅考虑发生上述反应)。某时刻转化率为20%,选择性为40%,则该时刻反应①的浓度商_______
(2)下列说法正确的是_______。
A.反应①能自发进行的条件是低温
B.温度升高,反应②的平衡常数增大
C.压强增大,活化分子百分数增多,导致反应①速率加快
D.可通过C(s)的物质的量不再变化判断反应②达到平衡状态
(3)研究表明,在固体催化剂N存在下,反应①分三步进行,生成步骤的活化能远大于生成步骤的活化能,且开始一段时间内的生成速率几乎相同(不考虑反应②)。画出步骤2和步骤3生成产物的反应过程能量示意图_______
   
II.辅助生产
反应③:       
恒温恒压下,按物质的量之比1:1以一定流速通入装有某复合催化剂的反应器中,反应过程如图所示:
   
(4)关于反应过程,下列说法正确的是_______。
A.M可循环利用,   不可循环利用
B.过程1作用力a是氢键,过程2涉及极性键的形成和断裂
C.温度升高,过程1和过程2的反应速率均加快,总反应速率一定加快
D.其他条件不变,更换不同催化剂,同样生产1mol (g)所需能量不一定相同
(5)对该反应器催化剂表面上CO的生成速率和的消耗速率进行测定,所得实验结果如图2,请结合具体反应说明CO的生成速率和的消耗速率不相等的可能原因_______
   
2023-05-31更新 | 273次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐3】苯乙烯是一种很重要的有机化学原料,用途十分广泛。在以水蒸气做稀释剂、存在催化剂的条件下,乙苯催化脱氢可生成苯乙烯。可能发生如下两个反应;
主反应:
副反应:
回答下列问题:
(1)已知,在条件下,的燃烧热分别为。则_______
(2)在某温度、pkPa的条件下,向反应器中充入气态乙苯发生主反应:,其平衡转化率为50%,若向该反应器中充入水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应),可将平衡转化率提高至_______
(3)在不同的温度条件下,以水烃比投料,在膜反应器中发生乙苯催化脱氢反应。膜反应器可以通过多孔膜移去,提高乙苯的平衡转化率,工作原理如图所示:

已知:移出率×100%。
①忽略副反应,维持体系总压强p恒定,在温度T时,已知乙苯的平衡转化率为的移出率为b,则在该温度下主反应的平衡常数_______(用含、b、p的代数式表示)。
②乙苯的平衡转化率增长百分数与的移出率在不同温度条件下的关系如表所示:
温度/℃
增长百分数/%
移出率/%
7009501000
608.434.382.77
8016.86.13.8
90277.14.39
高温下副反应程度极小,试说明当温度高于950℃时,乙苯的平衡转化率随的移出率的变化改变程度不大的原因:_______
③下列说法正确的是_______(填选项字母)。
A.生成的总物质的量与苯乙烯相等
B.因为被分离至隔离区,故反应器中不发生副反应
C.在恒容的膜反应器中,其他条件不变,增大水烃比,可提高乙苯的转化率
D.当的分压不再发生变化时,说明主副反应均达到平衡状态
(4)有研究者发现,在气氛中乙苯催化脱氢制苯乙烯更容易进行,反应历程如图所示:

①该过程的总反应的化学方程式为_______
②根据反应历程分析,催化剂表面酸碱性对乙苯脱氢反应影响较大,如果催化剂表面碱性太强,会降低乙苯的转化率,碱性太强使乙苯转化率降低的原因是_______(写一点即可)。
③从资源综合利用角度分析,氧化乙苯脱氢制苯乙烯的优点是_______
2024-04-20更新 | 119次组卷
共计 平均难度:一般