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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:92 题号:18781181
近年来,改善环境是科学研究的重要课题,对实现碳循环及废气资源的再利用技术的发展都具有重要意义。
(1)以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1 K1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2 K2
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3 K3
则△H2=______(用含△H1、△H3的代数式表示),K2=______(用含K1、K3的代数式表示)。
(2)一定条件下,CH4和H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H,设起始=Z,在恒压下,反应达到平衡时CH4的体积分数与Z和T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是______(填标号)。
A.若氢气的物质的量分数不再随时间而改变,则该反应达到平衡
B.加入合适的催化剂,该反应的平衡转化率和△H的值均增大
C.当混合气体的平均相对分子质量不再随时间而改变时,该反应达到平衡
D.a>3>b
(3)在T1℃时,往10L的某恒容密闭容器中充入3molCH4(g)和5molH2O(g),发生反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),5min后该反应达到平衡,此时测得混合气体的总压强为起始压强的1.5倍,则:
①0~5min内,v(H2)=______mol•L-1•min-1,H2O(g)的平衡转化率为______%。
②该反应的平衡常数K=______(mol•L-1)2
③反应达到平衡时,再充入1molH2O(g)和2molCO(g),此时v______(填“>”、“<”或“=”)v
(4)CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示。若生成乙烯和乙烷的体积比为7∶3,则消耗CH4和CO2的体积比为______

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【推荐1】工业上常用合成气(主要成分为CO、)在一定条件下制备甲醇,其涉及反应如下:
反应Ⅰ.   
反应Ⅱ.   
反应Ⅲ.   
回答下列问题:
(1)在催化剂作用下也可以由CO2制备甲醇: ,则______;该反应在______(填“高温”“低温”或“任意温度”)下可自发进行。
(2)向容积为2 L的刚性密闭容器中充入2 mol CO和4 mol发生上述反应,测得不同温度下,CO的平衡转化率、的选择性如图所示

①表示甲醇的选择性曲线是______(填“”或“”)。
下,2 min时达到平衡,此时体系压强为aPa,。用的分压变化表示的化学反应速率为______,反应Ⅲ的______,指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数,A的平衡分压的物质的量分数)。
(3)维持CO和的物质的量之和为3 mol,若在1 L恒容密闭容器中只发生上述反应Ⅰ,调整进气比不同,温度不同时,测得相应的CO平衡转化率如图所示。则A和B两点的温度:______(填“<”“>”或“=”),其判断依据是______

2024-04-25更新 | 161次组卷
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【推荐2】转化为能存效减少排放。
(1)已知:Ⅰ.   
Ⅱ.   
Ⅲ.   
   _______
(2)325℃时,水在粉表面产生再与反应生产甲酸。
①由制备甲酸的化学方程式为_______
②直接加热难以生成甲酸,该条件下能较快生成甲酸的原因是_______
(3)科学家利用(与同族)基催化剂上加氢成功制得甲酸,其过程如下图所示。
   
通过加成形成中间体X,画出中间体X的结构式_______
②反应过程中加入的目的是_______
(4)通过电解法转化为的反应机理如图所示,Pt电极上覆盖的Nafion膜是一种阳离子交换膜,对浓度不高的有较好的阻拦作用,可让自由通过。
   
电极上生成的电极反应式为_______
②电路中通过的电量与产率的关系如图所示,相同条件下,Pt电极有Nafion膜产率明显提高,但电量后又显著下降,可能原因是_______
   
③若电解时将Nafon膜置于两个电极中间,保持电流恒定,20h时向阳极区补充,电压与时间关系如图所示,0~20h,电压增大的原因是_______
   
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【推荐3】二氧化碳有效转化是“碳中和”的重要研究方向,在催化剂条件下可转化为。回答下列问题:
Ⅰ.转化为的反应方程式为   
(1)在恒压密闭容器中,起始充入发生反应,该反应在不同的温度下达到平衡时,各组分的体积分数随温度的变化如图1所示。

①图中表示的体积分数随温度变化的曲线是_______(填字母)。357℃时可以证明反应达到平衡状态的标志为_______(填字母)。
a.
b.容器中的体积分数保持不变
c.混合气体的密度保持不变
②A、B、C三点对应的化学平衡常数分别为,则三者从大到小的排列顺序为_______
③B点反应达到平衡后,的平衡转化率为_______(计算结果保留一位小数),若平衡时总压为P,则平衡常数_______(列出计算式,以分压表示,气体分压=总压×气体的物质的量分数)。
(2)其他条件相同,分别在X、Y两种催化剂作用下,将充入体积为1L的密闭容器内,测得反应相同时间时的转化率与温度的关系如图2所示。使用催化剂X,当温度高于320℃时,的转化率逐渐下降,其原因是_______。根据图像,_______(填“能”或“不能”)计算280℃时该反应的平衡常数,其理由是_______

Ⅱ. 在催化剂作用下可转化为。主要反应如下:
反应①:   
反应②:   
(3)反应生成的热化学方程式为_______
2023-01-12更新 | 150次组卷
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