中央工作会议强调“加快新能源、绿色低碳等前沿技术研发和应用推广”,甲烷化是目前研究的热点方向之一,在环境保护方面显示出较大潜力。其主要反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)为标准摩尔生成焓,其定义为标准状态下,由稳定相态的单质生成该物质的焓变。反应I的反应热___________ ,温度越高,反应I正向自发趋势越___________ (填“大”或“小”)。
(2)将一定量的和的混合气体充入密闭容器中,反应相同的时间,、与温度的关系如下图所示,400℃之后降低,但速率仍然增大可能的原因是___________ 。
(3)向恒压密闭装置中充入和,不同温度下同时发生反应I和反应Ⅱ,达到平衡时其中两种含碳物质的物质的量与温度T的关系如图所示。图中缺少___________ (填含碳物质的分子式)的变化曲线,随温度升高该物质的变化趋势为___________ ,800℃时,的选择性为___________ 。(已知:的选择性=×100%)
(4)在酸性条件下可采用电解法还原制。阴极的电极反应式:___________ 。
反应I:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)为标准摩尔生成焓,其定义为标准状态下,由稳定相态的单质生成该物质的焓变。反应I的反应热
物质 | ||||
0 |
(3)向恒压密闭装置中充入和,不同温度下同时发生反应I和反应Ⅱ,达到平衡时其中两种含碳物质的物质的量与温度T的关系如图所示。图中缺少
(4)在酸性条件下可采用电解法还原制。阴极的电极反应式:
更新时间:2023-06-12 20:14:15
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较难
(0.4)
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【推荐1】乙醇是一种很有发展前景的能源替代品,通过CO和催化加氢制乙醇的体系中涉及化学应为:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)则加氢制的热化学方程式为______ ;该反应的化学平衡常数______ (用、或表示)。
(2)反应Ⅲ自发进行趋势很大的原因为______ ,已知,升高温度,该反应自发进行的程度将______ (填“增大”、“减少”或“不变”)。
(3)T℃时,向盛有催化剂的2L恒容密闭容器中充入2mol和4mol,发生上述反应,10min末达到平衡,此时的转化率为80%,和的物质的量浓度分别为和.则0~10min内,平均反应速率______ ;反应Ⅲ的平衡常数______ (保留两位有效数字)。
(4)根据DFT计算和实验分析,在Ti掺杂稳定的Rh单原子催化剂表面进行的加氢制乙醇的反应历程如图所示(其中“*”表示吸附态;TS表示过渡态,对应的数值表示该步骤的活化能),转化为的路径有两条,其优势路径决速步骤的活化能为______ ,劣势路径决速步骤的化学方程式为______ 。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)则加氢制的热化学方程式为
(2)反应Ⅲ自发进行趋势很大的原因为
(3)T℃时,向盛有催化剂的2L恒容密闭容器中充入2mol和4mol,发生上述反应,10min末达到平衡,此时的转化率为80%,和的物质的量浓度分别为和.则0~10min内,平均反应速率
(4)根据DFT计算和实验分析,在Ti掺杂稳定的Rh单原子催化剂表面进行的加氢制乙醇的反应历程如图所示(其中“*”表示吸附态;TS表示过渡态,对应的数值表示该步骤的活化能),转化为的路径有两条,其优势路径决速步骤的活化能为
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【推荐2】氮氧化物是主要大气污染物,可采用多种方法消除,其中氢气选择性催化还原是一种理想的方法。其相关反应如下:
主反应:
副反应:
(1)已知:,,则_______ (用含有和的代数式表示)。
(2)恒温条件下,将、充入某恒容密闭容器中,在催化剂作用下进行反应。
①下列有关说法错误的是_______ 。(填字母序号)
A.当容器内的压强不再变化时说明主、副反应均达到平衡
B.平衡后,若向容器内再充入少量,主、副反应平衡常数均增大
C.平衡后,、和三者的物质的量之比保持不变
D.平衡后,
②在不同温度下,反应相同时间时测得混合气体中、的体积分数随温度的变化关系如图所示,温度高于时,的体积分数随温度的升高而减小的原因可能_______ 。(答一点)
(3)某温度下,将、按物质的量比1∶3充入某恒容密闭容器中,若平衡后与物质的量之比为3∶1,的转化率为80%,则的有效去除率(转化为的的量与起始量的比值)为_______ %,的物质的量分数为_______ %。(结果保留两位有效数字)
(4)在催化剂表面的反应机理如下图:
研究表明,在催化剂中,表面上形成的以的形式被储存。随后在载体上,与和产生,该反应的离子方程式为_______ 。(已知发生反应的、物质的量之比为1∶1)
(5)除了,还有其他有效的方法消除氮氧化物,例如可用电解法将转变为,其工作原理如图。N极的电极反应式为_______ 。
主反应:
副反应:
(1)已知:,,则
(2)恒温条件下,将、充入某恒容密闭容器中,在催化剂作用下进行反应。
①下列有关说法错误的是
A.当容器内的压强不再变化时说明主、副反应均达到平衡
B.平衡后,若向容器内再充入少量,主、副反应平衡常数均增大
C.平衡后,、和三者的物质的量之比保持不变
D.平衡后,
②在不同温度下,反应相同时间时测得混合气体中、的体积分数随温度的变化关系如图所示,温度高于时,的体积分数随温度的升高而减小的原因可能
(3)某温度下,将、按物质的量比1∶3充入某恒容密闭容器中,若平衡后与物质的量之比为3∶1,的转化率为80%,则的有效去除率(转化为的的量与起始量的比值)为
(4)在催化剂表面的反应机理如下图:
研究表明,在催化剂中,表面上形成的以的形式被储存。随后在载体上,与和产生,该反应的离子方程式为
(5)除了,还有其他有效的方法消除氮氧化物,例如可用电解法将转变为,其工作原理如图。N极的电极反应式为
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(0.4)
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解题方法
【推荐3】甲醇(CH3OH)和二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,具有清洁、高效等性能。
(1)CO2可用于合成二甲醚(CH3OCH3),有关反应的热化学方程式如下:
CO2(g) + 3H2(g)=CH3OH(g) + H2O(g) △H=-49.0 kJ·mol-1
2CH3OH(g)=CH3OCH3(g) + H2O(g) △H=-23.5 kJ·mol-1
H2O(l)=H2O(g) △H= + 44 kJ·mol-1
则CO2与H2反应合成二甲醚生成液态水的热化学方程式为:____________________ 。
(2)工业上合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.8 kJ·mol-1。 下列不能 说明该反应在恒温恒容条件下已达化学平衡状态的是___________
A.v正(H2) = 2v逆(CH3OH) B.n(CO):n(H2):n(CH3OH)=1:2:1
C.混合气体的密度不变 D.混合气体的平均相对分子质量不变 E.容器的压强不变
(3)若反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g) + H2O(g)在某温度下的化学平衡常数为400,此温度下,在密闭容器中加入一定量甲醇,反应进行到某时刻,测得各物质的浓度如下表所示:
①比较该时刻正、逆反应速率的大小:v(正)_____ v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
②若加入甲醇后,经10 min反应达到平衡,则平衡后c(CH3OH)=______________ ,
该时间内反应速率v(CH3OCH3)=_____________ 。
(4)利用二甲醚(CH3OCH3)设计一个燃料电池,用KOH溶液作电解质溶液,石墨做电极,该电池负极电极反应式为___________________________ 。以此燃料电池作为外接电源按如图所示电解硫酸铜溶液,如果起始时盛有1000mLpH=5的硫酸铜溶液(25℃,CuSO4足量),一段时间后溶液的pH变为1,若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变,忽略溶液体积的变化),可向溶液中加入______ 其质量约为_____ g。
(1)CO2可用于合成二甲醚(CH3OCH3),有关反应的热化学方程式如下:
CO2(g) + 3H2(g)=CH3OH(g) + H2O(g) △H=-49.0 kJ·mol-1
2CH3OH(g)=CH3OCH3(g) + H2O(g) △H=-23.5 kJ·mol-1
H2O(l)=H2O(g) △H= + 44 kJ·mol-1
则CO2与H2反应合成二甲醚生成液态水的热化学方程式为:
(2)工业上合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.8 kJ·mol-1。 下列
A.v正(H2) = 2v逆(CH3OH) B.n(CO):n(H2):n(CH3OH)=1:2:1
C.混合气体的密度不变 D.混合气体的平均相对分子质量不变 E.容器的压强不变
(3)若反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g) + H2O(g)在某温度下的化学平衡常数为400,此温度下,在密闭容器中加入一定量甲醇,反应进行到某时刻,测得各物质的浓度如下表所示:
物质 | CH3OH(g) | CH3OCH3(g) | H2O(g) |
浓度(mol·L-1) | 0.44 | 0.60 | 0.60 |
①比较该时刻正、逆反应速率的大小:v(正)
②若加入甲醇后,经10 min反应达到平衡,则平衡后c(CH3OH)=
该时间内反应速率v(CH3OCH3)=
(4)利用二甲醚(CH3OCH3)设计一个燃料电池,用KOH溶液作电解质溶液,石墨做电极,该电池负极电极反应式为
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(0.4)
【推荐1】二甲醚(CH3OCH3)常作为甲基化试剂用于生产硫酸二甲酯,CO2催化加氢合成二甲醚的过程中主要发生下列反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41.2kJ·mol-1
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH2=-122.5kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=______ ,欲提高该反应中CH3OCH3(g)的平衡产率,理论上应采取的措施是______ (填标号)。
A.低压高温B.高压低温C.高压高温D.低压低温
(2)一定温度下,在恒容密闭器容中发生反应Ⅱ,下列能判断反应达到平衡状态的有______ (填标号)。
A.v正(CO2)=2v逆(CH3OCH3)
B.气体的压强不再变化
C单位时间每消耗2molCO2,同时产生1molCH3OCH3
D.H2与H2O的物质的量之比为2:1
(3)在恒压、CO2和H2的起始量一定条件下,CO2平衡转化率和平衡时CO的选择性(CO的选择性=×100%)随温度的变化如图。T℃时,起始投入2molCO2、6molH2,达到平衡时,反应I理论上消耗H2的物质的量为______ ;合成二甲醚时较适宜的温度为260℃,其原因是______ 。
(4)一定温度下,向容积为2L的恒容密闭器容中充入CO(g)和H2O(g),发生反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)。CO和H2O的平衡转化率(a)与起始充入的的关系如图所示:
①a:b=______ 。
②图中表示CO变化趋势的曲线为______ (填“L1”或“L2”);该温度下,反应的平衡常数K=______ 。
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41.2kJ·mol-1
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH2=-122.5kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=
A.低压高温B.高压低温C.高压高温D.低压低温
(2)一定温度下,在恒容密闭器容中发生反应Ⅱ,下列能判断反应达到平衡状态的有
A.v正(CO2)=2v逆(CH3OCH3)
B.气体的压强不再变化
C单位时间每消耗2molCO2,同时产生1molCH3OCH3
D.H2与H2O的物质的量之比为2:1
(3)在恒压、CO2和H2的起始量一定条件下,CO2平衡转化率和平衡时CO的选择性(CO的选择性=×100%)随温度的变化如图。T℃时,起始投入2molCO2、6molH2,达到平衡时,反应I理论上消耗H2的物质的量为
(4)一定温度下,向容积为2L的恒容密闭器容中充入CO(g)和H2O(g),发生反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)。CO和H2O的平衡转化率(a)与起始充入的的关系如图所示:
①a:b=
②图中表示CO变化趋势的曲线为
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(0.4)
【推荐2】催化重整的反应:
Ⅰ.
主要副反应:
Ⅱ.
Ⅲ.
在恒容反应器中按体积分数充入气体,加入催化剂,测得反应器中平衡时各物质的体积分数与温度的关系如图所示。回答下列问题:
(1)___________ (用含、的代数式表达),___________ 0(填“>”“=”或“<”)。
(2)300~580℃时,的体积分数不断增大,是由于___________ 。
(3)氯钯酸钙()固体加热时部分分解为、Pd、,500K时平衡常数。500K温度下,在一硬质玻璃烧瓶中加入过量,抽真空后,用针管向玻璃烧瓶通入溴蒸气。溴蒸气初始压强为20.0kPa,500K平衡时,测得烧瓶中压强为30.2kPa,则___________ Pa,反应2的平衡常数___________ 。
(4)利用重整废气中的、CO联合制取烧碱、氯代烃和甲醇的流程如图。已知B中的装置使用了阳离子交换膜。①B中发生的总反应的离子方程式为___________ 。
②若某废气中含有的和CO的体积比为1∶1,废气中和CO的体积分数共为8.96%。假设A中处理了标准状况下10的废气,其中和CO全部转化成,理论上可制得___________ kg。
Ⅰ.
主要副反应:
Ⅱ.
Ⅲ.
在恒容反应器中按体积分数充入气体,加入催化剂,测得反应器中平衡时各物质的体积分数与温度的关系如图所示。回答下列问题:
(1)
(2)300~580℃时,的体积分数不断增大,是由于
(3)氯钯酸钙()固体加热时部分分解为、Pd、,500K时平衡常数。500K温度下,在一硬质玻璃烧瓶中加入过量,抽真空后,用针管向玻璃烧瓶通入溴蒸气。溴蒸气初始压强为20.0kPa,500K平衡时,测得烧瓶中压强为30.2kPa,则
(4)利用重整废气中的、CO联合制取烧碱、氯代烃和甲醇的流程如图。已知B中的装置使用了阳离子交换膜。①B中发生的总反应的离子方程式为
②若某废气中含有的和CO的体积比为1∶1,废气中和CO的体积分数共为8.96%。假设A中处理了标准状况下10的废气,其中和CO全部转化成,理论上可制得
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解题方法
【推荐3】随着我国“碳达峰”、“碳中和”目标的确定,二氧化碳资源化利用倍受关注。
Ⅰ.以和为原料合成尿素: 。
(1)有利于提高平衡转化率的措施是_______(填标号)。
(2)研究发现,合成尿素反应分两步完成,其能量变化如图甲所示。
第一步:
第二步:
反应速率较快的是反应_______ (填“第一步”或“第二步”)。
Ⅱ.以和催化重整制备合成气:。
(3)在密闭容器中通入物质的量均为0.2mol的和,在一定条件下发生反应,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图乙所示:
①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,下列叙述能说明反应到达平衡状态的是_______ (填标号)。
A.容器中混合气体的密度保持不变 B.容器内混合气体的压强保持不变
C.反应速率: D.同时断裂2mol C—H和1mol H—H
②由图乙可知,压强_______ (填“>”“<”或“=”)。
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数,则X点对应温度下的_______ (用含的代数式表示)。
Ⅲ.电化学法还原二氧化碳制乙烯。
在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图丙所示:
(4)阴极电极反应为_______ ;该装置中使用的是_______ (填“阳”或“阴”)离子交换膜。
Ⅰ.以和为原料合成尿素: 。
(1)有利于提高平衡转化率的措施是_______(填标号)。
A.高温低压 | B.低温高压 | C.高温高压 | D.低温低压 |
第一步:
第二步:
反应速率较快的是反应
Ⅱ.以和催化重整制备合成气:。
(3)在密闭容器中通入物质的量均为0.2mol的和,在一定条件下发生反应,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图乙所示:
①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,下列叙述能说明反应到达平衡状态的是
A.容器中混合气体的密度保持不变 B.容器内混合气体的压强保持不变
C.反应速率: D.同时断裂2mol C—H和1mol H—H
②由图乙可知,压强
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数,则X点对应温度下的
Ⅲ.电化学法还原二氧化碳制乙烯。
在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图丙所示:
(4)阴极电极反应为
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【推荐1】载氧体化学链燃烧技术(CLC)是一种燃烧效率更高的新技术。以为燃料气,为载氧体的CLC体系的工作原理如图所示。
已知:“燃料反应器”中发生反应的热化学方程式为
反应1 。
(1)该CLC体系反应条件下: ,则“空气反应器”中发生反应的为______ 。
(2)随着温度的升高,“燃料反应器”中还可能发生如下副反应:
反应2:
武汉某大学教育部重点实验室利用HSC软件绘制出1mol 和1mol 在不同温度下反应平衡体系中部分物质的组成如图所示:
①该CLC体系工作时,“燃料反应器”中应该采用______ (填标号),否则不但会影响燃烧效率而且会有污染物生成。
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
②在标准状态下,“”是化学反应等温式的一种表达形式,其中、可以视为与温度无关的定值,R是常数。我国研究人员根据化学反应等温式利用HSC软件计算出不同温度下反应1的平衡常数和反应2的平衡常数如下:
ⅰ.比较______ (填“>”或“<”)理由是______ 。
ⅱ.1000℃时,平衡体系中和的物质的量分别为______ mol和______ mol。
ⅲ.保持1000℃不变,将“燃料反应器”的容积压缩,重新达到平衡后,、的物质的量的变化情况为:______ ,______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
已知:“燃料反应器”中发生反应的热化学方程式为
反应1 。
(1)该CLC体系反应条件下: ,则“空气反应器”中发生反应的为
(2)随着温度的升高,“燃料反应器”中还可能发生如下副反应:
反应2:
武汉某大学教育部重点实验室利用HSC软件绘制出1mol 和1mol 在不同温度下反应平衡体系中部分物质的组成如图所示:
①该CLC体系工作时,“燃料反应器”中应该采用
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
②在标准状态下,“”是化学反应等温式的一种表达形式,其中、可以视为与温度无关的定值,R是常数。我国研究人员根据化学反应等温式利用HSC软件计算出不同温度下反应1的平衡常数和反应2的平衡常数如下:
温度/℃ | 600 | 800 | 1000 | 1200 |
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ⅱ.1000℃时,平衡体系中和的物质的量分别为
ⅲ.保持1000℃不变,将“燃料反应器”的容积压缩,重新达到平衡后,、的物质的量的变化情况为:
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【推荐2】含氮化合物对工业生产有多种影响,化学工作者设计了如下再利用的方案:
(1)以NH3和CO2为原料合成化肥-尿素,两步反应的能量变化如图:
①该反应在_______ (填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
②已知第二步反应决定了生产尿素的快慢,可推测_______ (填“>”“<”或“=”)。
③该反应达到化学平衡后,下列措施能提高NH3转化率的是_______ 。
A.选用更有效的催化剂 B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度 D.缩小容器的体积
(2)氨的催化氧化过程可发生以下两种反应,该过程易受催化剂选择性影响。
I:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ∆H<0;
II:;
在容积固定的密闭容器中充入和,一定时间段内,在催化剂作用下发生上述反应。生成物NO和的物质的量随温度的变化曲线如图。
①当温度处于400℃~840℃时,的物质的量减少,NO的物质的量增加,其原因是_______ 。
②840℃时,的转化率为_______ 。(保留小数点后2位,下同);若520℃时起始压强为p0,恒温下反应II的平衡常数_______ 。(为以分压表示的平衡常数)
(3)肼(N2H4)-空气燃料电池是一种新型环保型碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。肼-空气燃料电池放电时,负极的电极反应式:_______ 。假设使用肼-空气燃料电池电解精炼铜,阴极质量变化为128 g,则肼-空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气_______ L(假设空气中氧气体积分数为20%)。
(1)以NH3和CO2为原料合成化肥-尿素,两步反应的能量变化如图:
①该反应在
②已知第二步反应决定了生产尿素的快慢,可推测
③该反应达到化学平衡后,下列措施能提高NH3转化率的是
A.选用更有效的催化剂 B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度 D.缩小容器的体积
(2)氨的催化氧化过程可发生以下两种反应,该过程易受催化剂选择性影响。
I:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ∆H<0;
II:;
在容积固定的密闭容器中充入和,一定时间段内,在催化剂作用下发生上述反应。生成物NO和的物质的量随温度的变化曲线如图。
①当温度处于400℃~840℃时,的物质的量减少,NO的物质的量增加,其原因是
②840℃时,的转化率为
(3)肼(N2H4)-空气燃料电池是一种新型环保型碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。肼-空气燃料电池放电时,负极的电极反应式:
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(0.4)
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解题方法
【推荐3】二甲醚CH3OCH3又称甲醚,简称DME, 熔点-141.5℃,沸点-24.9℃,与石油液化气(LPG)相似,被誉为“21世纪的清洁燃料“。由合成气(CO、H2)制备二甲醚的反应原理如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.0 kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H2= -20.0 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应①在_____________ (填“低温”或“高温”)下易自发进行。
(2)写出由合成气(CO、H2)直接制备CH3OCH3的热化学方程式:______________ 。
(3)温度为500K时,在2L的密闭容器中充入2mol CO和6molH2发生反应①、②,5min时达到平衡,平衡时CO的转化率为60%,c(CH3OCH3) = 0.2 mol·L-1,用H2表示反应①的速率是________ ,反应②的平衡常数K=____________ 。
若在500K时,测得容器中n(CH3OCH3)=2n(CH3OH),此时反应②的v正_____ v逆(填“>”、“<”或“=”)。
(4)研究发现,在体积相同的容器中加入物质的量相同的CO和H2出发生反应①、②,在不同温度和有无催化剂组合下经过相同反应时间测得如下实验数据:
【备注】二甲醚选择性:转化的CO中生成CH3OCH3百分比
①相同温度下,选用Cu/ZnO作催化剂,该催化剂能_______ (填标号)。
A.促进平衡正向移动B.提高反应速率C.降低反应的活化能
D.改变反应的焓变E.提高CO的平衡转化率
②表中实验数据表明,在500K时,催化剂Cu/ZnO对CO转化成CH3OCH3的选择性有显著的影响,其原因是__________________________ 。
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.0 kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H2= -20.0 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应①在
(2)写出由合成气(CO、H2)直接制备CH3OCH3的热化学方程式:
(3)温度为500K时,在2L的密闭容器中充入2mol CO和6molH2发生反应①、②,5min时达到平衡,平衡时CO的转化率为60%,c(CH3OCH3) = 0.2 mol·L-1,用H2表示反应①的速率是
若在500K时,测得容器中n(CH3OCH3)=2n(CH3OH),此时反应②的v正
(4)研究发现,在体积相同的容器中加入物质的量相同的CO和H2出发生反应①、②,在不同温度和有无催化剂组合下经过相同反应时间测得如下实验数据:
T (K) | 催化剂 | CO转化率(%) | CH3OCH3选择性(%) |
473 | 无 | 10 | 36 |
500 | 无 | 12 | 39 |
500 | Cu/ZnO | 20 | 81 |
【备注】二甲醚选择性:转化的CO中生成CH3OCH3百分比
①相同温度下,选用Cu/ZnO作催化剂,该催化剂能
A.促进平衡正向移动B.提高反应速率C.降低反应的活化能
D.改变反应的焓变E.提高CO的平衡转化率
②表中实验数据表明,在500K时,催化剂Cu/ZnO对CO转化成CH3OCH3的选择性有显著的影响,其原因是
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【推荐1】我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰(甲烷的水合物)试采获得成功。甲烷是一种重要的化工原料。甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式。
回答下列问题:
(1)高温下,在1 L密闭容器中通入1 mol甲烷发生如下反应:。反应在初期阶段的速率方程为,其中为反应速率常数。
①设反应开始时的反应速率为,甲烷的转化率为时的反应速率为,则___________ 。
②对于处于初期阶段的该反应,下列说法正确的是___________ (填字母)。
A.与甲烷浓度成正比
B.压强不变时,反应到达平衡状态
C.乙烷的生成速率逐渐增大
D.与温度无关
③平衡时,再通入1 mol甲烷,则反应的平衡常数K___________ (填“增大”“减小”或“不变”,下同),甲烷的转化率___________ 。
(2)—通过催化重整反应转化为合成气(CO和H2),不仅可以达到天然气高效利用目的,还可有效减少温室气体排放。已知:
水蒸气重整: ①
水煤气变换: ②
写出—通过催化重整反应的热化学方程式:___________ 。
反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为___________ 。
(3)在压强为1 atm的恒压密闭容器中加入l mol CH4(g)和l mol H2O(g),在某温度下只发生水蒸气重整反应,达到平衡时,H2的平衡分压为0.5 atm。此温度下反应的lnKp=___________ (已知:ln3≈1.l,ln4≈1.4)。
(4)CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示。若生成的乙烯和乙烷的体积比为1:1,则阳极的电极反应式为___________ 。
回答下列问题:
(1)高温下,在1 L密闭容器中通入1 mol甲烷发生如下反应:。反应在初期阶段的速率方程为,其中为反应速率常数。
①设反应开始时的反应速率为,甲烷的转化率为时的反应速率为,则
②对于处于初期阶段的该反应,下列说法正确的是
A.与甲烷浓度成正比
B.压强不变时,反应到达平衡状态
C.乙烷的生成速率逐渐增大
D.与温度无关
③平衡时,再通入1 mol甲烷,则反应的平衡常数K
(2)—通过催化重整反应转化为合成气(CO和H2),不仅可以达到天然气高效利用目的,还可有效减少温室气体排放。已知:
水蒸气重整: ①
水煤气变换: ②
写出—通过催化重整反应的热化学方程式:
反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为
(3)在压强为1 atm的恒压密闭容器中加入l mol CH4(g)和l mol H2O(g),在某温度下只发生水蒸气重整反应,达到平衡时,H2的平衡分压为0.5 atm。此温度下反应的lnKp=
(4)CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示。若生成的乙烯和乙烷的体积比为1:1,则阳极的电极反应式为
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐2】煤炭燃烧后产生大量的和等气体,采用适当方法吸收后可将和变废为宝。方法之一是利用饱和碳酸钠溶液吸收含有一定体积比的和的烟气。已知:
(1)当通入少量烟气时,发生的离子方程式为___________ ;___________ 。
(2)当吸收一定量烟气后,测定,则此时溶液的___________ ,测得,则___________ 。
(3)库仑测硫仪可测定烟气中气体含量。已知:库仑测硫仪中电解原理示意图如下。检测前,电解质溶液中保持定值时,电解池不工作。待测气体进入电解池后,溶解并将还原:,测硫仪便立即自动进行电解到又回到原定值,测定结束,通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。
①通入的Pt电极连接电源的___________ (填正极或负极)。
②测硫仪工作时电解池的阴极反应式为___________ 。
③当通入a升烟气(已折算成标准状况下,下同)时,电解池中溢出的为2.0升,则烟气中的体积分数为___________ 。
弱酸 | ||
电离平衡常数(25℃) |
(2)当吸收一定量烟气后,测定,则此时溶液的
(3)库仑测硫仪可测定烟气中气体含量。已知:库仑测硫仪中电解原理示意图如下。检测前,电解质溶液中保持定值时,电解池不工作。待测气体进入电解池后,溶解并将还原:,测硫仪便立即自动进行电解到又回到原定值,测定结束,通过测定电解消耗的电量可以求得煤中含硫量。
①通入的Pt电极连接电源的
②测硫仪工作时电解池的阴极反应式为
③当通入a升烟气(已折算成标准状况下,下同)时,电解池中溢出的为2.0升,则烟气中的体积分数为
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】、的消除和利用是越来越多科学家关注的重要课题。
(1)已知: ;
;
。
试写出(g)和(g)反应生成两种无毒气体的热化学方程式:_______ 。
(2)在某恒压的密闭容器中充入,发生反应:。下列有关说法正确的是_______ (填序号)。
a.反应的化学平衡常数表达式为
b.当反应达平衡时,(g)与(g)的物质的量之比保持不变
c.当密闭容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变时,说明反应已达平衡
d.当降低压强时,混合气体颜色加深
(3)利用合成二甲醚的原理为。在2L恒容密闭容器中充入(g)和(g),在一定条件下发生上述反应,测得的转化率与温度的关系如图所示。
①W点:正反应速率_______ (填“>”“<”或“=”)逆反应速率。
②该反应的_______ (填“>”“<”或“=”)0。
③温度下,计算反应在内的平均速率__ 。温度下,上述反应的平衡常数_ 。
④其他条件不变,下列措施能同时提高化学反应速率和平衡转化率的是_______ (填序号)。
a.通入 b.升高温度 c.及时分离出体系中的(g) d.增大压强
(4)如图为电解精炼银的示意图,若b极有无色气体生成,该气体遇到空气变为红棕色,则b极生成无色气体的电极反应式为_______ 。
(1)已知: ;
;
。
试写出(g)和(g)反应生成两种无毒气体的热化学方程式:
(2)在某恒压的密闭容器中充入,发生反应:。下列有关说法正确的是
a.反应的化学平衡常数表达式为
b.当反应达平衡时,(g)与(g)的物质的量之比保持不变
c.当密闭容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变时,说明反应已达平衡
d.当降低压强时,混合气体颜色加深
(3)利用合成二甲醚的原理为。在2L恒容密闭容器中充入(g)和(g),在一定条件下发生上述反应,测得的转化率与温度的关系如图所示。
①W点:正反应速率
②该反应的
③温度下,计算反应在内的平均速率
④其他条件不变,下列措施能同时提高化学反应速率和平衡转化率的是
a.通入 b.升高温度 c.及时分离出体系中的(g) d.增大压强
(4)如图为电解精炼银的示意图,若b极有无色气体生成,该气体遇到空气变为红棕色,则b极生成无色气体的电极反应式为
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