我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。因此,研发二氧化碳的利用技术,将二氧化碳转化为能源是缓解环境和能源问题的方案之一、CO2耦合乙苯(C6H5-C2H5,简称EB)脱氢制备苯乙烯(C6H5-C2H3,简称ST)是综合利用CO2的热点研究领域。制备ST涉及的主要反应如下。回答下列问题:
a.EB(g)=ST(g)+H2(g)ΔH1
b.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ·mol-1
c.EB(g)+CO2(g)=ST(g)+CO(g)+H2O(g)ΔH3=+158.8kJ·mol-1
(1)为提高EB平衡转化率,应选择的反应条件为___________(填标号)。
(2)在一定条件下,选择合适的催化剂只进行b反应:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)。
①调整CO2和H2初始投料比,测得在一定投料比和一定温度下,该反应CO2的平衡转化率如图1。已知:Kx是以物质的量分数表示的化学平衡常数;反应速率v=v正-v逆=k正x(CO2)x(H2)-k逆x(CO)x(H2O),k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数。B、E、F三点反应温度最高的是___________ 点,计算E点所示的投料比在从起始到平衡的过程中,当CO2转化率达到40%时,
=___________ 。
②在容积不变的密闭容器中,分别在温度T1、T2(T2>T1>E点温度)发生上述反应,反应中H2(g)和CO(g)的体积分数(ω)随时间(t)的变化关系如图2所示。已知:起始时密闭容器中ω[CO2(g)]和ω[H2(g)]、ω[CO(g)]和ω[H2O(g)]分别相等。则表示T1时ω[H2(g)]的曲线是___________ (填“甲”“乙”“丙”或“丁”);在温度T2、反应时间20min时,反应的正反应速率v正___________ (填“>”“=”或“<”)逆反应速率v逆。
(3)恒压0.1MPa下,改变原料气配比为下列三种情况:仅EB、n(EB)︰n(CO2)=1︰10、n(EB)︰n(N2)=1︰10进行以上a、b反应,测得EB的平衡转化率与温度的变化关系如图3所示。
①图3中,表示原料气配比n(EB)︰n(N2)=1︰10的曲线是曲线___________ (填“I”或“Ⅱ”)。
②CO2能显著提高EB的平衡转化率,从平衡移动的角度解释CO2的作用:___________ 。
③设
为相对压力平衡常数,其表达式写法:
,在浓度平衡常数表达式中,用相对分压(分压除以p0,p0=0.1MPa)代替浓度进行计算。A点时,H2的物质的量分数为0.01,该条件下反应a的
为___________ 。
a.EB(g)=ST(g)+H2(g)ΔH1
b.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ·mol-1
c.EB(g)+CO2(g)=ST(g)+CO(g)+H2O(g)ΔH3=+158.8kJ·mol-1
(1)为提高EB平衡转化率,应选择的反应条件为___________(填标号)。
A.低温、高压 | B.高温、低压 | C.低温、低压 | D.高温、高压 |
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①调整CO2和H2初始投料比,测得在一定投料比和一定温度下,该反应CO2的平衡转化率如图1。已知:Kx是以物质的量分数表示的化学平衡常数;反应速率v=v正-v逆=k正x(CO2)x(H2)-k逆x(CO)x(H2O),k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数。B、E、F三点反应温度最高的是
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②在容积不变的密闭容器中,分别在温度T1、T2(T2>T1>E点温度)发生上述反应,反应中H2(g)和CO(g)的体积分数(ω)随时间(t)的变化关系如图2所示。已知:起始时密闭容器中ω[CO2(g)]和ω[H2(g)]、ω[CO(g)]和ω[H2O(g)]分别相等。则表示T1时ω[H2(g)]的曲线是
(3)恒压0.1MPa下,改变原料气配比为下列三种情况:仅EB、n(EB)︰n(CO2)=1︰10、n(EB)︰n(N2)=1︰10进行以上a、b反应,测得EB的平衡转化率与温度的变化关系如图3所示。
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①图3中,表示原料气配比n(EB)︰n(N2)=1︰10的曲线是曲线
②CO2能显著提高EB的平衡转化率,从平衡移动的角度解释CO2的作用:
③设
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更新时间:2023-09-16 23:04:43
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【推荐1】(一)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H 1=-49.1 kJ·mol -1
2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) △H 2=-24.5 kJ·mol -1
(1)写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式_______________ 。
(2)二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用,一种二甲醚氧气电池(电解质为KOH溶液)的负极反应式为:_______________________ 。
(3)欲用2LNa2CO3溶液将4.66 g BaSO4 (233 g/moL)固体全都转化为BaCO3,则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为__________________ 。[已知:常温下Ksp(BaSO4)=1×10-11,Ksp (BaCO3)=1×10 -10]。(忽略溶液体积的变化)
(二)向20 mL硫酸和盐酸的混合溶液中,逐滴加入0.05 mol·L-1Ba(OH)2溶液时,生成沉淀的质量变化及由此而引起的溶液的pH的变化如图所示。
计算:(1)原混合溶液中c(Cl-)=________ 。
(2)A点的pH=________ 。
CO2(g)+3H2(g)
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2CH3OH(g)
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(1)写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式
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(3)欲用2LNa2CO3溶液将4.66 g BaSO4 (233 g/moL)固体全都转化为BaCO3,则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为
(二)向20 mL硫酸和盐酸的混合溶液中,逐滴加入0.05 mol·L-1Ba(OH)2溶液时,生成沉淀的质量变化及由此而引起的溶液的pH的变化如图所示。
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【推荐2】氮及其化合物在生活和生产中应用广泛。
(1)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生反应:2N2(g)+6H2O(1)
4NH3(g)+3O2(g)
H=+1530 kJ·mol-1,又知:H2O(g) = H2O(1)
H=-44.0 kJ·mol-1,则4NH3(g)+3O2(g)
2N2(g)+6H2O(g)
H =_____ kJ·mol-1。在恒温恒容密闭容器中,当该反应处于平衡状态时,欲使平衡向正反应方向移动且反应速率加快,下列措施可行的是_____ 。(填字母)
A.向平衡混合物中充入Ar B.向平衡混合物中充入O2
C.采用更好的催化剂 D.降低反应的温度
(2)①用氨气制取尿素[CO(NH2)]的反应为:2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H<0,某温度下,向容器为1L的密闭容器中通入4 mol NH3和2molCO2,该反应进行到40s时,达到平衡,此时CO2的转化率为50%。下图中的曲线表示在前25s内NH3的浓度随时间的变化。如果保持其他条件不变的情况下使用催化剂,请在下图中用实线画出c(NH3)随时间的变化曲线。_______________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/5/1854076728303616/1855163390631936/STEM/97738ee1ca4040348dd216706a7c76cc.png?resizew=225)
② 若保持温度和容器体积不变,向平衡体系中再通入2molNH3和2molH2O,此时v正______ v逆(填“>”、“=”或“<”)
(3)叠氮酸钠(NaN3)常用于汽车安全气囊中,工业 生产NaN3主要是在175℃时把NaNO3粉末加到熔化的NaNH2中,此外还生成两种常见的碱性物质,请写出上述过程的化学方程式_______________________ 。
(4)羟胺NH2OH可以看作是NH3分子内的一个氢原子被羟基取代的衍生物。以硝酸、硫酸水溶液作电解质进行电解,在汞电极上NO3-可转化为NH2OH,以铂为另一极,则该电解反应的总化学方程式_______ 。
(1)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生反应:2N2(g)+6H2O(1)
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A.向平衡混合物中充入Ar B.向平衡混合物中充入O2
C.采用更好的催化剂 D.降低反应的温度
(2)①用氨气制取尿素[CO(NH2)]的反应为:2NH3(g)+CO2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/5/1854076728303616/1855163390631936/STEM/8986ac773d094c8cbbdaefd333611f8d.png?resizew=32)
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② 若保持温度和容器体积不变,向平衡体系中再通入2molNH3和2molH2O,此时v正
(3)叠氮酸钠(NaN3)常用于汽车安全气囊中,工业 生产NaN3主要是在175℃时把NaNO3粉末加到熔化的NaNH2中,此外还生成两种常见的碱性物质,请写出上述过程的化学方程式
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【推荐3】1-丁烯[
]为重要的基础化工原料之一,可以利用正丁烷(
)催化脱氢制备,催化脱氢分为无氧催化脱氢和有氧催化脱氢。回答下列问题:
Ⅰ.无氧催化脱氢反应原理:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
(1)已知
、
、
的燃烧热分别为2878
,2720
,286
,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
___________
。
(2)一定温度下,向1L恒容密闭容器中充入1 mol
,发生上述无氧催化脱氢反应。正丁烷和1-丁烯在平衡时的体积分数与T、p的关系如图所示(图中的压强分别为
和
)。___________ (填字母)。
A.
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.
D.容器内气体的总质量保持不变
②
时,表示
的曲线是___________ (填图中字母序号,下同),
时,表示
的曲线是___________ 。
Ⅱ.有氧催化脱氢通常选择
或
为氧化剂,反应原理如下:
ⅰ.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/957aecd0b32c7414a4fdf23c6be25688.png)
ⅱ.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fa19e6f8d1ee9166e7bc132fddd66be0.png)
(3)其他条件相同,与无氧脱氢相比,有氧脱氢(
为氧化剂)时,
的平衡转化率要高一些的可能原因是___________ 。
(4)一定温度和压强下,向初始体积为2L的密闭容器中加入2 mol
、l mol
、1 mol
,同时仅发生反应ⅰ、ⅱ,测得平衡时
,体积增大20%,则平衡时
①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b823ac663e0018980bae1e7a1fe321a.png)
___________
;
②该温度下,反应ⅰ的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3ed32214c012559bd9dc1f48aca0d9d7.png)
___________ 。
(5)有氧催化脱氢时,假设上述反应ⅰ和反应ⅱ均有副反应发生。已知
为氧化剂时,
的选择性(生成
的物质的量与转化的
的物质的量之比)明显低于
为氧化剂时的选择性,可能原因是___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2dd33e9bd0674d349215dd89e33c6da3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fc8f8846f99281c9c38d93e91b3c3e91.png)
Ⅰ.无氧催化脱氢反应原理:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7ad436c37ff48bacb9786bdcfc779711.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
(1)已知
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fc8f8846f99281c9c38d93e91b3c3e91.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0e6a9652fa8e1aa287204383aca9d67d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)一定温度下,向1L恒容密闭容器中充入1 mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fc8f8846f99281c9c38d93e91b3c3e91.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/21f21447fe12269f8f42a6bd9cfd9d9b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4eb413d574aabc03fe1dc27c0cfe69f8.png)
A.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/00bcd6de1b1690e34266103c437a0bbd.png)
C.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4d3a7616237155f6c7cc2b3f477353cc.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/21f21447fe12269f8f42a6bd9cfd9d9b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fc8f8846f99281c9c38d93e91b3c3e91.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4eb413d574aabc03fe1dc27c0cfe69f8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0e6a9652fa8e1aa287204383aca9d67d.png)
Ⅱ.有氧催化脱氢通常选择
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ⅰ.
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ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fa19e6f8d1ee9166e7bc132fddd66be0.png)
(3)其他条件相同,与无氧脱氢相比,有氧脱氢(
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(4)一定温度和压强下,向初始体积为2L的密闭容器中加入2 mol
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
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①
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②该温度下,反应ⅰ的平衡常数
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fc8f8846f99281c9c38d93e91b3c3e91.png)
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【推荐1】碳的氧化物在金属冶炼、有机合成中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)已知有关热化学方程式如下:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH =-566kJ·mol-1
Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g) ΔH =+646kJ·mol-1
则铁在O2中燃烧的热化学方程式为___________ 。
(2)向某密闭实验炉中加入足量Fe2O3(s)、适量的CO(g),控制适当条件使其反应得到Fe(s)、CO2(g),实验表明,无论如何调控反应条件及反应时间,最终混合气体中总会含有一定量的CO(设体积分数为a%),最可能的原因是___________ 。若维持温度不变,再向该容器中充入一定量的CO,经过充分反应,体系中CO的体积分数___________ a%(填“>”、y或“=”)。
(3)在催化剂存在下,反应开始时,向密闭容器中加入6molH2、2molCO2,发生反应:6H2(g)+2CO2(g)⇌CH2=CH2(g)+4H2O(g) ΔH。在恒压(4MPa)下测得CO2的平衡转化率、催化剂催化效率与温度的关系如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/12/19/3392484658135040/3412290054979584/STEM/8cffefe8dced473abc17558a0c03c17e.png?resizew=331)
①该反应的△H___________ 0.(填“>”、“<”或“=”),转化中应将温度控制在___________ ℃较好。
②已知在恒压(4MPa)、恒温(250℃)下,经过10min后反应达到平衡状态,则v(H2)=___________ MPa·min-1(保留到小数点后三位数字)。用气体分压代替浓度计算出的平衡常数用Kp表示,某气体的分压等于总压与其物质的量分数的乘积,则Kp=___________ (列出算式即可)。
(1)已知有关热化学方程式如下:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH =-566kJ·mol-1
Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g) ΔH =+646kJ·mol-1
则铁在O2中燃烧的热化学方程式为
(2)向某密闭实验炉中加入足量Fe2O3(s)、适量的CO(g),控制适当条件使其反应得到Fe(s)、CO2(g),实验表明,无论如何调控反应条件及反应时间,最终混合气体中总会含有一定量的CO(设体积分数为a%),最可能的原因是
(3)在催化剂存在下,反应开始时,向密闭容器中加入6molH2、2molCO2,发生反应:6H2(g)+2CO2(g)⇌CH2=CH2(g)+4H2O(g) ΔH。在恒压(4MPa)下测得CO2的平衡转化率、催化剂催化效率与温度的关系如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/12/19/3392484658135040/3412290054979584/STEM/8cffefe8dced473abc17558a0c03c17e.png?resizew=331)
①该反应的△H
②已知在恒压(4MPa)、恒温(250℃)下,经过10min后反应达到平衡状态,则v(H2)=
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解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】当今研发二氧化碳利用技术降低空气中二氧化碳含量成了研究热点。
Ⅰ.二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体
,总反应可表示为:
。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cbe0ba919dd7741d9b7b0325d41d1951.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f27e57dff59c03d7b44986260a70f999.png)
(1)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
_______
。
(2)一定条件下,向体积为1L的恒容密闭容器中通入1![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
和3![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
发生上述反应,达到平衡时,容器中
为a
,
为b
,反应①的平衡常数为_______ (用含a,b的代数式表示)。
(3)总反应
在Ⅰ、Ⅱ两种不同催化剂作用下建立平衡过程中,
的转化率[
]随时间(t)的变化曲线如图。活化能:过程Ⅰ_______ 过程Ⅱ(填“<”,“>”,“=”),
时刻改变了某一反应条件,下列说法正确的是_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/24/1979db51-e9a2-49f2-a671-8826e423f216.png?resizew=170)
A.恒温恒压,
时刻通入惰性气体
B.恒温恒容,
时刻通入一定量氢气
C.n点的v(正)一定大于m点的v(逆)
D.
时刻,可能是移走了一部分水蒸气
Ⅱ.以
和
为原料合成尿素[
]是固定和利用
的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应(均自发进行)可表示:
反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
反应Ⅲ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a95d800b889e9e22aa00ec16b7f0a794.png)
(4)某研究小组为探究反应Ⅲ影响
转化率的因素,在其它条件一定时,下图为
转化率受温度变化影响的曲线。当温度高于T℃后,
转化率变化趋势如图所示,其原因是_______ 。(不考虑催化剂活性变化)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/24/bd02a1b9-fb92-45a7-84e8-b16b7961f9c7.png?resizew=158)
(5)在某恒定温度下,将
和
物质的量之比按2:1充入一体积为10L的密闭容器中(假设容器体积不变,生成物的体积忽略不计且只发生反应Ⅰ),经15min达到平衡,各物质浓度的变化曲线下图所示。若保持平衡的温度和体积不变,25min时再向该容器中充入2![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
和1![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
,在40min时重新达到平衡,请在下图中画出25-50min内
的浓度变化趋势曲线_______ 。
Ⅰ.二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ceb77b8ad2adc2b9dc86a417bd636f3d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/005347070dffab62c10dba68c72af84e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cbe0ba919dd7741d9b7b0325d41d1951.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/448214d120a423ca1014cde0d1eaefc8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f27e57dff59c03d7b44986260a70f999.png)
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/17ac68c255ad454565a22fca2d29ac35.png)
(2)一定条件下,向体积为1L的恒容密闭容器中通入1
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d44074982980cd8e0e9d474bb88195de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
(3)总反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ceb77b8ad2adc2b9dc86a417bd636f3d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bff67d91cd8a6e9ff1ea10357165fa90.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5cd84a8f95166367063218ee03ffd5a7.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/24/1979db51-e9a2-49f2-a671-8826e423f216.png?resizew=170)
A.恒温恒压,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5cd84a8f95166367063218ee03ffd5a7.png)
B.恒温恒容,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5cd84a8f95166367063218ee03ffd5a7.png)
C.n点的v(正)一定大于m点的v(逆)
D.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5cd84a8f95166367063218ee03ffd5a7.png)
Ⅱ.以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3b8fdb72557361bef4acdf249b489044.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/47b1fc1db9bc4766d7eb105b6f78f120.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/11784d26e2139af5764096ba30a916f3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
反应Ⅲ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9b457c2019ee9b8c5387bcfcc0dd1d43.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a95d800b889e9e22aa00ec16b7f0a794.png)
(4)某研究小组为探究反应Ⅲ影响
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/24/bd02a1b9-fb92-45a7-84e8-b16b7961f9c7.png?resizew=158)
(5)在某恒定温度下,将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/24/f0bf2da3-c976-4814-895b-b1cc867bf428.png?resizew=178)
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较难
(0.4)
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【推荐3】甲烷及其衍生物在国民经济中有着重要的作用。
I.
(1)工业上甲烷可用于制造合成气,常温常压下其反应为
。
的燃烧热依次为
。常温常压下,
甲烷完全燃烧生成液态水放出的热量为_______
。
(2)天然气制氢气是工业制氢气的主要方法之一,其主要反应如下:
i.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5042c738b0d8dd940648f7be0d171678.png)
ii.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a71f873dc357dff2ff44973372c43923.png)
在一定温度下,恒容的密闭容器中加入
CH4和
发生反应,
min时反应达平衡。下列可判断体系达到平衡状态的是_______。
II.工业上还可以用催化还原
可以消除氮氧化物的污染。
(3)
,在恒容的密闭容器中不同温度下发生该反应,
的浓度变化如图所示,下列说法正确的是_______(填序号)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/14/11629d78-4636-4fb7-9830-66b11671a1e6.png?resizew=272)
III.
也是一种重要的化工原料,用煤化工生产中产生的
和
制取
的反应为:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7ba73f1861c907d5731f38d2f727812f.png)
已知相关物质的化学键键能数据如下表所示(视
与
中
键的键能相等):
(4)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41a0c6971b36d0629239b4e185ecad3a.png)
_______
。(用含字母的代数式表示)
(5)将
和
按物质的量之比为
通入某刚性密闭容器中,只发生反应![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eea946fc6ec064aebf1d56364e2f7b5c.png)
,平衡状态时
的体积分数与温度、气体总压强的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/14/620170aa-9ea6-4225-a99a-b44cb4657593.png?resizew=245)
从大到小的顺序是_______ 。温度为
、气体总压强为
的条件下,反应达到平衡时
的转化率为_______ ,
点的平衡常数
=_______
(
结果保留2位有效数字;已知:混合气体中某组分的分压
总压
该组分的物质的量分数,
总
)
(6)用
与
制备
时有副产物
生成。其他条件相同时,测得不同温度下
平衡转化率及含碳生成物的选择性数据如下表:
制备
的适宜温度为_______ ,理由是_______ 。
I.
(1)工业上甲烷可用于制造合成气,常温常压下其反应为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/45c48e337c9348bd1c50d15ae03ae8e8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/63c67ed0f1ba0b8519cf760b136a5143.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e0a0857fd37e1c7dc6334fad491acfc0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f52d25a1a191f00e3d8c44e952755051.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9235414bc13fe2ad07f1f6fd8f14c9ad.png)
(2)天然气制氢气是工业制氢气的主要方法之一,其主要反应如下:
i.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5042c738b0d8dd940648f7be0d171678.png)
ii.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a71f873dc357dff2ff44973372c43923.png)
在一定温度下,恒容的密闭容器中加入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c779dacf5256dce6204c2f83f3455de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/37add88effa5a82465448fdc0ef0dbc6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e748d705450bf9f54559be777f8c50af.png)
A.![]() | B.容器内气体密度不变 |
C.![]() | D.![]() |
II.工业上还可以用催化还原
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b6089680fa5d4a676b42ee7d310f3267.png)
(3)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/609b7e3533683437856eea35147f1b49.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/340c7708c885e4ffc3360ff1ba0545a9.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/14/11629d78-4636-4fb7-9830-66b11671a1e6.png?resizew=272)
A.![]() ![]() |
B.c点时二氧化碳的浓度为![]() |
C.a点正反应速率大于![]() |
D.![]() ![]() |
III.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d6fb0a1c5019a3371c7cd8d470dbdff9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff6fbc7af26ed91e4dfe5869acdbd485.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7ba73f1861c907d5731f38d2f727812f.png)
已知相关物质的化学键键能数据如下表所示(视
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/af5009c1fd0e39b003c339280658e3e1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/48db79cf1c4a01493006ba298b0a9e88.png)
化学键 | C=O | H-H | C-O | H-O | C-H |
E/(kJ∙mol-1) | a | b | c | d | e |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41a0c6971b36d0629239b4e185ecad3a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bcc968bc491639763713679d1e759c89.png)
(5)将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d6fb0a1c5019a3371c7cd8d470dbdff9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff6fbc7af26ed91e4dfe5869acdbd485.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3ece0891f70a6b4dcea9a7be410cf74a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eea946fc6ec064aebf1d56364e2f7b5c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/05436bde26a57d10ee414da6845f2b39.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/14/620170aa-9ea6-4225-a99a-b44cb4657593.png?resizew=245)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e4202b3fcc2ef9959305475f2d89f5b7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c4dc9dacd18ce84bbbd0d91f46a5ab98.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5a72a63e4dea5fba4d7465c22fc280f8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff6fbc7af26ed91e4dfe5869acdbd485.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fe4e63a482a0bb3be6d670ab6f2635db.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/febe6ae46e15c2df1772464535e1ce23.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56b9af960e56c6af3aa9049faf91f468.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/febe6ae46e15c2df1772464535e1ce23.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6706fe00b4e231e62d9ecbec567d526b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2468403b3eba9e40bfa36f464e927738.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e46d4ed31f423fb2285dc17dd5e359e8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d819fe9a2bd512f701a6e6fe90d8ec44.png)
(6)用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d6fb0a1c5019a3371c7cd8d470dbdff9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff6fbc7af26ed91e4dfe5869acdbd485.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
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T/℃ | CO2的平衡转化率/% | 选择性/% | |
CO | CH3OH | ||
230 | 12.83 | 47.75 | 52.25 |
250 | 17.63 | 36.22 | 63.77 |
270 | 15.96 | 59.78 | 40.22 |
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【推荐1】回答下列问题:
(1)泡沫灭火器(里面装饱和
溶液和
溶液)的工作原理(用离子方程式表示)______ 。
(2)
是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成
固体和
。已知室温下2g
自燃放出热量89.2kJ,该反应的热化学方程式为:______ 。
(3)氨基甲酸铵
是合成尿素的一种中间产物。已知某温度下,往一密闭容器中加入a mol
,反应
在45min时达到平衡,
的平衡转化率为45%,此时容器容积为V L,则该温度下此反应的平衡常数为______ (用含a、V的式子表示)。
(4)25℃时,部分弱碱、弱酸的电离平衡常数如下表:
①向
溶液中加入少量的
溶液反应的离子方程式是______ 。
②
的
溶液中离子浓度大小关系是______ 。
(1)泡沫灭火器(里面装饱和
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(2)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4df3f49c50adf60369763e4182f94b30.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b29e5890a882a946f99eb379b94801b1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e32583b55542ef36b552d55ccc9e57d5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4df3f49c50adf60369763e4182f94b30.png)
(3)氨基甲酸铵
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c3e762a03ecea9877bda488a99ddd9de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/97c3eff71d427aa449eb95402131a232.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/11784d26e2139af5764096ba30a916f3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/97c3eff71d427aa449eb95402131a232.png)
(4)25℃时,部分弱碱、弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸 | ||||
电离平衡常数(25℃) |
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b63833891ae3826b1810db990b3ffddd.png)
②
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c420919c773bd802b901d9156d1fb65a.png)
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解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】将
应用于生产清洁燃料甲醇,既能缓解温室效应的影响,又能为能源的制备开辟新的渠道。其合成反应为
。
回答下列问题:
(1)如图为
平衡转化率和温度、压强的关系,其中压强分别为
、4.0MPa和5.0MPa。________ (填“放热”或“吸热”)。设
的初始浓度为
,根据
时的数据计算该反应的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cfcebdab17a9687a514412dca458ce26.png)
________ (列出计算式即可)。若在
时减小投料比
,则
的平衡转化率曲线可能位于Ⅱ线的________ (填“上方”或“下方”)。实际工业生产中往往按照化学计量比进料,原因是________ (任写一点)。
(2)已知:
;
;
。
利用
和
计算
时,还需要知道反应________ (填方程式)的
。
(3)一定温度下,下列措施一定能加快反应
的速率的是________ (填选项字母)。
A.及时移去甲醇 B.改进催化剂 C.提高反应物浓度 D.增大容器压强
(4)电解法制取有广泛用途的
,同时获得氢气,工作原理如图所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的
,镍电极有气泡产生。阳极区的电极反应式为________ ,当铁电极质量减少11.2g时,镍电极产生气体的体积为________ L(标准状况)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de64fd10243f0e111856307d2f0ea91c.png)
回答下列问题:
(1)如图为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/95fcc76d1d595d7a2f89148e5e770b18.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4afcafb29e06bf689b3b3ddf046070c6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6eb0871772c307d36717d86b2715273e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cfcebdab17a9687a514412dca458ce26.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5aa3e8f74a200322c1420e2b27a8698b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/538ba7ad2f435d64d2fedbafd53d2452.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(2)已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b4af9b621d298a30348bf7f5edb0fac3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e40df644a5737a11675f2a7e4acfdc65.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7044bc7e5e2bd0d89ebc293ac61a62ba.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0df5a4a7e0c342b24977292d1c7c0811.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/636c5d007de3358443ccb8e38cacc511.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/895d89e30323a2cd5231f4d34f1cf8cd.png)
利用
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/895d89e30323a2cd5231f4d34f1cf8cd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/156a14b6c558db1b5fee2444011075e1.png)
(3)一定温度下,下列措施一定能加快反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de64fd10243f0e111856307d2f0ea91c.png)
A.及时移去甲醇 B.改进催化剂 C.提高反应物浓度 D.增大容器压强
(4)电解法制取有广泛用途的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d1c59a3c4598016f4f14fdd514e35c8e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a5f9314c0d350051f565f2041c0c02f.png)
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】将甲烷转化为既可作为液体燃料又可用作化工基本原料的甲醇,具有广泛的应用前景以及重要的经济价值和社会意义。甲烷部分氧化反应主要有气固相催化氧化、液相催化氧化等。回答下列问题:
(1)科研人员对O2直接将CH4氧化为甲醇的气固相催化体系进行了多年探索,在密闭容器中充入2molCH4和1molO2,在不同条件下发生反应:2CH4(g)+O2(g)
2CH3OH(g),平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示,根据图象填空。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/8/2974848723566592/2975018688200704/STEM/2a0e40dd-359e-4067-a1e8-72e52845cf8a.png?resizew=186)
①p1_______ p2(选填“>”、“<”或“=”),该反应的△H_______ 0(选填“>”或“<”)。
②A、B、C点对应的化学反应速率由大到小的顺序为_______ 。[用v(A)、v(B)、v(C)表示]
③若A点,n(CH3OH)=1mol,总压强为2.5MPa,则T0时A点用分压强代替浓度表示的平衡常数Kp=_______ 。
(2)CH4在102%发烟硫酸溶剂中以配合物Pt(bpym)Cl2为催化剂的气液相催化体系,能达到较大的CH4转化率及选择性,原理为:CH4先转化为CH3OSO3H(CH4+H2SO4+SO3
CH3OSO3H+H2SO4+SO2),SO2再与O2生成H2SO4,CH3OSO3H再水解生成甲醇,写出该水解反应的方程式:_______ 。Pt(bpym)Cl2成本昂贵,HgSO4也可以作为该反应的催化剂,且催化活性及稳定性较好,HgSO4的突出缺点是_______ 。
(3)Osadchi等合成了Fe/MIL-53催化剂,并用于H2O2催化氧化甲烷合成甲醇的研究(CH4+H2O2
CH3OH+H2O),反应历程如图所示,其中催化剂用M表示,•CH3为甲基自由基,结合在催化剂表面上的物质或基团用*标注。该历程中“H2O2活化”与“CH4氧化”较难发生的是_______ ,试解释你的理由_______ 。
(1)科研人员对O2直接将CH4氧化为甲醇的气固相催化体系进行了多年探索,在密闭容器中充入2molCH4和1molO2,在不同条件下发生反应:2CH4(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/8/2974848723566592/2975018688200704/STEM/2a0e40dd-359e-4067-a1e8-72e52845cf8a.png?resizew=186)
①p1
②A、B、C点对应的化学反应速率由大到小的顺序为
③若A点,n(CH3OH)=1mol,总压强为2.5MPa,则T0时A点用分压强代替浓度表示的平衡常数Kp=
(2)CH4在102%发烟硫酸溶剂中以配合物Pt(bpym)Cl2为催化剂的气液相催化体系,能达到较大的CH4转化率及选择性,原理为:CH4先转化为CH3OSO3H(CH4+H2SO4+SO3
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4228f456ba742bc7dd73c2f2c8b7802.png)
(3)Osadchi等合成了Fe/MIL-53催化剂,并用于H2O2催化氧化甲烷合成甲醇的研究(CH4+H2O2
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/8/2974848723566592/2975018688200704/STEM/b6cd0d09-8640-4e8a-afb1-e733d3825ef5.png?resizew=443)
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