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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:759 题号:19428139
我国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。的捕集利用已成为科学家们研究的重要课题。加氢可转化为二甲醚(CH3OCH3),反应原理为。该反应的能量变化如图所示。

请回答下列问题:
(1)该反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)在固定体积的密闭容器中发生该反应,能说明该反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
a.的含量保持不变       b.混合气体的密度不变
c.混合气体的平均相对分子质量不变       d.
(3)在体积为密闭容器中充入,测得的物质的量随时间变化如图所示。

      

①反应到达3min时,___________(填“>”“<”或“=”)。
②0~5min内,___________
③反应达到平衡状态时,的体积分数为___________%(保留1位小数)。
④“二甲醚(CH3OCH3)酸性燃料电池”的工作原理示意图如图所示。X电极为___________(填“正”或“负”)极;电路中电子移动方向是___________;Y电极的电极反应式为___________

   

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【推荐1】甲醇是重要的化工原料。回答下列问题:
(1)以Na2CO3固体为催化剂,甲醇脱氢可制得甲醛。反应机理如下:
(i)
(ii)
(iii)
①(i)中反应物的总能量___________(填“>”“=”或“<”)生成物的总能量。
②某温度时反应(i)、(ii)、(iii)的平衡常数依次为K1、K2、K3的平衡常数为K,则K=___________(用含K1、K2、K3的代数式表示)。
(2)向体积为1L恒容反应器中加入2mlCH3OH及适量催化剂,发生反应,在T1、T2(T1<T2)时,CH3OH转化率与时间关系如图所示。
   
①T2温度下,20min时甲醇的体积分数为___________%(保留三位有效数字),前20min平均反应速率v(HCHO)=___________
②T1温度下该反应的平衡常数Kp=___________kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数,反应器内的初始压强为1103kPa)。
(3)固体氧化物甲醇燃料电池是能效高、环境友好地转化成电能的全固态电源,工作原理如图所示。
   
①石墨极上的反应式为___________
②若通过用电器的电子的物质的量为1.2mol,则消耗标准状况下O2的体积为___________L。
2023-09-18更新 | 254次组卷
【推荐2】X、Y、Z均为短周期元素,X元素的气态氢化物的水溶液滴入无色酚酞变红,Y元素的最外层电子数是次外层电子数的2倍,Z元素是短周期元素中原子半径最大的元素(He、Ne、Ar除外)。
(1)写出X的元素符号___________,其原子结构示意图为__________________
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(3)Z元素的最高价氧化物对应的水化物的电子式为_________________________
(4)X元素最高价氧化物对应的水化物与氧化铝反应的离子方程式为_______________
(5)Y元素的最高价氧化物和Z元素的过氧化物发生氧化还原反应的化学方程式为____________________
(6)在2 L密闭容器中进行下列反应:CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH>0 (吸热),其他条件不变,只改变下列某一反应条件,分析化学反应速率的变化趋势并进行相关计算。
①增加C,化学反应速率_______________(填“增大”、“减小”或“不变”)
②减小密闭容器的体积,化学反应速率____________(填“增大”、“减小”或“不变”)
③若起始时将2 mol CO充入容器发生反应,2S后测得CO2为0.6 mol,则2S内CO的平均反应速率为________________
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【推荐3】将不同量的H2O(g)和CO气体分别通入到1L的恒容密闭容器中进行反应: ;得到以下三组数据,据此回答下列问题:

实验

温度

起始量

平衡量

达到平衡所需时间

H2O

CO

CO

1

650℃

1mol

2mol

0.8mol

1.2mol

5min

2

900℃

0.5mol

1mol

0.2mol

0.8mol

3min

3

900℃

a

b

c

d

t


(1)①由以上数据计算,0~5min内实验1中以表示的反应速率为___________
②该反应在650℃时平衡常数数值为___________,该反应的逆反应为___________ (填“吸” 或“放”)热反应。
③若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),且t<3min,则a、b应满足的关系是___________
(2)图1、2 表示上述反应在时刻t1达到平衡,在时刻t2因改变某个条件而发生变化的情况:

①图1中时刻t2发生改变的条件可能是___________ (写2条)。
②图2中时刻t2发生改变的条件可能是___________ (写2条)。
(3)在850℃时,其平衡常数K=1,相同温度下,在该容器中同时充入1.0mol CO,3.0mol H2O,1.0mol CO2,5.0mol H2,此时反应向___________(填“正反应” 或“逆反应”)方向进行,平衡时CO2的物质的量为___________
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