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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:378 题号:18951586
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”)。
物质
0
(2)将一定量的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,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。阴极的电极反应式:___________

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名校
【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%,的物质的量浓度分别为.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______
2023-05-27更新 | 174次组卷
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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,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)催化剂表面的反应机理如下图:

研究表明,在催化剂中,表面上形成的的形式被储存。随后在载体上,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_______
2023-02-20更新 | 140次组卷
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【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(H2) = 2v(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-10.440.600.60

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。
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