二氧化碳加氢制甲烷和甲烷重整对碳资源利用具有重要的战略意义。回答下列问题：
I．CO2加氢选择合成甲烷的主要反应如下：
①CO2(g)+4H2
CH4(g)+2H2O(g) △H1(298K)
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2(298K)
③2CO(g)+2H2(g)CO2(g)+CH4(g) △H3(298K)
在一定温度下，由最稳定单质生成1mol某物质的焓变叫做该物质的标准摩尔生成焓，如表为298K时几种物质的标准摩尔生成焓。
(1)有利于反应①自发进行的条件是_______ (填“高温”或“低温”)；根据表中数据计算反应②的焓变△H2(298K)=_______ kJ·mol-1。
(2)在一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和4molH2发生上述反应，反应20min容器内反应达到平衡时，容器中CH4为amol，CO为bmol，以H2表示的0~20min内平均反应速率v(H2)=_______ mol·L-1·min-1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，此时H2O(g)的浓度为_______ mol·L-1，反应II的平衡常数为_______ (列出计算式)。
II．甲烷重整工艺主要包括甲烷水蒸气重整制氢、甲烷部分氧化重整制氢、甲烷二氧化碳重整制氢、甲烷三重整制氢等。
(3)甲烷三重整制氢的逆反应CO(g)+3H2CH4(g)+H2O(g)。合成总反应在起始物
=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中CH4的物质的量分数为x(CH4)，在t=250℃下的x(CH4)-p、在p=5×105Pa下的x(CH4)-t如图所示。
①当CO的平衡转化率为
时，反应条件可能是_______ 。
②甲烷三重整制氢工业一般将反应温度设置为750℃~920℃，将反应压力设置为2~3MPa并向转化炉内通入空气或氧气，通入空气或氧气的目的是_______ 。
I．CO2加氢选择合成甲烷的主要反应如下：
①CO2(g)+4H2
CH4(g)+2H2O(g) △H1(298K)②CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H2(298K)③2CO(g)+2H2(g)
CO2(g)+CH4(g) △H3(298K)在一定温度下，由最稳定单质生成1mol某物质的焓变叫做该物质的标准摩尔生成焓，如表为298K时几种物质的标准摩尔生成焓。
| 物质 | H2(g) | O2(g) | CO(g) | CO2(g) | H2O(g) | CH4(g) |
| 标准摩尔生成焓(kJ·mol-1) | 0 | 0 | -110.5 | -393.5 | -241.8 | -74.81 |
(1)有利于反应①自发进行的条件是
(2)在一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和4molH2发生上述反应，反应20min容器内反应达到平衡时，容器中CH4为amol，CO为bmol，以H2表示的0~20min内平均反应速率v(H2)=
II．甲烷重整工艺主要包括甲烷水蒸气重整制氢、甲烷部分氧化重整制氢、甲烷二氧化碳重整制氢、甲烷三重整制氢等。
(3)甲烷三重整制氢的逆反应CO(g)+3H2
CH4(g)+H2O(g)。合成总反应在起始物=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中CH4的物质的量分数为x(CH4)，在t=250℃下的x(CH4)-p、在p=5×105Pa下的x(CH4)-t如图所示。①当CO的平衡转化率为
时，反应条件可能是②甲烷三重整制氢工业一般将反应温度设置为750℃~920℃，将反应压力设置为2~3MPa并向转化炉内通入空气或氧气，通入空气或氧气的目的是
更新时间：2023-11-26 13:32:24
|
相似题推荐
【推荐1】苯乙烯是用于生产苯乙烯系列树脂、丁苯橡胶、离子交换树脂及医药品的原料之一，可通过乙苯的分解制备。
(1)标准状态时，由指定单质生成1mol物质的焓变称为标准摩尔生成焓，如氨气的标准摩尔生成焓可用
表示。规定
(C，石墨)和
为0，利用标准摩尔生成焓可以求出化学反应热，已知相关物质的标准摩尔生成焓如表：
乙苯分解反应
的
_______ 
，该反应在_______ (填标号)下有利于自发进行。
a．高温B．低温C．任何温度
(2)向密闭容器中充入1mol气态乙苯发生反应
，其平衡转化率随温度和压强变化的情况如图所示。
①
，
，
由大到小的顺序是_______ ，理由是_______ 。
②A点对应的条件下，
的体积分数为_______ (保留三位有效数字)%，
，下，该反应的物质的量分数平衡常数[用平衡时各物质的物质的量分数(物质的量分数=某组分的物质的量÷总物质的量)来代替各物质的平衡浓度，得到的平衡常数称为物质的量分数平衡常数]
_______ ；
与压强平衡常数
(以分压表示，分压=总压×物质的量分数，表示总压)的关系为
_______ 。
③向A点平衡体系中加入
可提高平衡转化率，欲将平衡转化率提高至80%，需要向反应器中充入_______ 
作为稀释气。
(1)标准状态时，由指定单质生成1mol物质的焓变称为标准摩尔生成焓，如氨气的标准摩尔生成焓可用
表示。规定(C，石墨)和为0，利用标准摩尔生成焓可以求出化学反应热，已知相关物质的标准摩尔生成焓如表：| 物质 |  |  |
 | +29.8 | +147.5 |
的，该反应在a．高温B．低温C．任何温度
(2)向密闭容器中充入1mol气态乙苯发生反应
，其平衡转化率随温度和压强变化的情况如图所示。①
，，由大到小的顺序是②A点对应的条件下，
的体积分数为，下，该反应的物质的量分数平衡常数[用平衡时各物质的物质的量分数(物质的量分数=某组分的物质的量÷总物质的量)来代替各物质的平衡浓度，得到的平衡常数称为物质的量分数平衡常数]与压强平衡常数(以分压表示，分压=总压×物质的量分数，表示总压)的关系为。③向A点平衡体系中加入
可提高平衡转化率，欲将平衡转化率提高至80%，需要向反应器中充入作为稀释气。
您最近一年使用：0次
【推荐2】Ⅰ.页岩气中含有
、
、
等气体，是可供开采天然气资源。页岩气的有效利用需要处理其中所含的和。
(1)和在Cu/ZnO催化下发生反应可合成清洁能源甲醇：
，该反应实际上分两步进行。
断开(或形成)1mol化学键的能量变化数据如下表所示，利用下表中的数据可知，该反应每生成1mol甲醇，需要___________ (填“吸收”或“放出”)___________ kJ的热量。
(2)可利用热分解制备，已知下列反应的热化学方程式：
①
②
③
计算热分解反应④
___________ 。
(3)
重整技术是实现“碳中和”的一种理想的利用技术，反应为：
。在pMPa时，将和按物质的量之为1：1：充入密闭容器中，分别在无催化剂及
催化下反应相同时间，测得的转化率与温度的关系如图所示：
在pMPa、900℃、催化条件下，将、、
按物质的量之比为
充入密闭容器，的平衡转化率为
，此时平衡常数___________ (以分压表示，分压=总压×物质的量分数；写出含、
、
的计算表达式)。
Ⅱ.回收利用工业废气中的和
，实验原理示意图如下。
(4)①装置b中参与反应的电极为___________ 极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”)
②反应后装置b中溶液pH变化___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)
③装置b中的总反应的离子方程式为___________ 。
、、等气体，是可供开采天然气资源。页岩气的有效利用需要处理其中所含的和。(1)
和在Cu/ZnO催化下发生反应可合成清洁能源甲醇：，该反应实际上分两步进行。断开(或形成)1mol化学键的能量变化数据如下表所示，利用下表中的数据可知，该反应每生成1mol甲醇，需要
| 化学键 | H-H | C-O | C=O | O-H | C-H |
 | 436 | 326 | 803 | 464 | 414 |
(2)可利用
热分解制备，已知下列反应的热化学方程式：①
②
③
计算
热分解反应④ 。(3)
重整技术是实现“碳中和”的一种理想的利用技术，反应为：。在pMPa时，将和按物质的量之为1：1：充入密闭容器中，分别在无催化剂及催化下反应相同时间，测得的转化率与温度的关系如图所示：在pMPa、900℃、
催化条件下，将、、按物质的量之比为充入密闭容器，的平衡转化率为，此时平衡常数、、的计算表达式)。Ⅱ.回收利用工业废气中的
和，实验原理示意图如下。(4)①装置b中
参与反应的电极为②反应后装置b中溶液pH变化
③装置b中的总反应的离子方程式为
您最近一年使用：0次
解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐3】I.研究催化剂使CO2在一定条件下合成有机燃料，是力争2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和的方向之一、
(1)已知：①CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔΗ1=+41.2kJ/mol
②CO(g)+2H2(g)=
CH2=CH2(g)+H2O(g) ΔΗ2=-166kJ/mol
则CO2在一种含铁催化剂的条件下与氢气催化合成乙烯的热化学方程式为_______ 。
(2)含铁催化剂可用作CO2与氢气反应的催化剂。已知某种催化剂可用来催化反应CO2(g)+H2(g)→CH2=CH2(g)+H2O(g)(未配平)。在T℃、106Pa时，将1molCO2和3molH2加入容积不变的密闭容器中，实验测得CO2的体积分数φ(CO2)如表所示：
①能判断反应CO2(g)+H2(g)→CH2=CH2(g)+H2O(g)(未配平)达到平衡的是_______ (填字母)。
a.容器内压强不再发生变化
b.混合气体的密度不再发生变化
c.v正(CO2)=3v逆(H2)
d.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②达到平衡时CO2的转化率为_______ %(保留至小数点后1位)。
③一定压强下，将1molCO2和3molH2加入1L容积不变的密闭容器中，已知温度对CO2的平衡转化率、实际转化率和催化剂催化效率的影响如图甲所示，结合图象分析该反应实际反应温度定于250℃的原因是_______ ；250℃时，该反应达到平衡时的平衡常数K=_______ (用最简分式表示)。
II.甲醇是一种可再生能源，具有广阔的开发和应用前景，可用Pt/Al2O3、Pd/C、Rh/SiO2等作催化剂，采用如下反应来合成甲醇：2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)。
(3)将CO和H2加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH<0。平衡时CO的体积分数(%)与温度和压强的关系如下图所示(虚线框表示没有测定该条件下的数据)。
T1、T2、T3由大到小的关系是_______ ，判断理由是_______ 。
(4)美国的两家公司合作开发了多孔硅甲醇直接燃料电池，其工作原理如图。
①石墨2为_______ (填“正”或“负”)极。
②石墨1极发生的电极反应式为_______ 。
(1)已知：①CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔΗ1=+41.2kJ/mol
②CO(g)+2H2(g)=
CH2=CH2(g)+H2O(g) ΔΗ2=-166kJ/mol则CO2在一种含铁催化剂的条件下与氢气催化合成乙烯的热化学方程式为
(2)含铁催化剂可用作CO2与氢气反应的催化剂。已知某种催化剂可用来催化反应CO2(g)+H2(g)→CH2=CH2(g)+H2O(g)(未配平)。在T℃、106Pa时，将1molCO2和3molH2加入容积不变的密闭容器中，实验测得CO2的体积分数φ(CO2)如表所示：
| t/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| φ(CO2) | 0.25 | 0.23 | 0.214 | 0.202 | 0.200 | 0.200 |
①能判断反应CO2(g)+H2(g)→CH2=CH2(g)+H2O(g)(未配平)达到平衡的是
a.容器内压强不再发生变化
b.混合气体的密度不再发生变化
c.v正(CO2)=3v逆(H2)
d.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②达到平衡时CO2的转化率为
③一定压强下，将1molCO2和3molH2加入1L容积不变的密闭容器中，已知温度对CO2的平衡转化率、实际转化率和催化剂催化效率的影响如图甲所示，结合图象分析该反应实际反应温度定于250℃的原因是
II.甲醇是一种可再生能源，具有广阔的开发和应用前景，可用Pt/Al2O3、Pd/C、Rh/SiO2等作催化剂，采用如下反应来合成甲醇：2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)。
(3)将CO和H2加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH<0。平衡时CO的体积分数(%)与温度和压强的关系如下图所示(虚线框表示没有测定该条件下的数据)。
T1、T2、T3由大到小的关系是
(4)美国的两家公司合作开发了多孔硅甲醇直接燃料电池，其工作原理如图。
①石墨2为
②石墨1极发生的电极反应式为
您最近一年使用：0次
解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐1】1，2—二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)是一种重要的化工原料，工业上可用丙烯加成法制备，主要副产物为3—氯丙烯(CH2=CHCH2Cl)，反应原理为：
Ⅰ.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)
CH2ClCHClCH3(g)△H1=-134kJ/mol
Ⅱ.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)△H2=-102kJ/mol
请回答下列问题：
(1)已知CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)CH2ClCHClCH3(g)的活化能Ea(逆)为164kJ/mol-1，则该反应的活化能Ea(正)为__ kJ/mol-1。
(2)一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)，在催化剂作用下发生反应Ⅰ、Ⅱ，容器内气体的压强随时间的变化如表所示：
①若用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率，即v=
，则前60min内平均反应速率v(CH2ClCHClCH3)=__ kPa∙min-1(保留小数点后3位)。
②该温度下，若平衡时HCl的分压为9.6kPa，则丙烯的平衡总转化率α=__ ；反应Ⅰ的平衡常数Kp=__ kPa-1(Kp为以分压表示的平衡常数)。
(3)某研究小组向密闭容器中充入一定量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)，分别在A、B两种不同催化剂作用下发生反应，一段时间后测得CH2ClCHClCH3(g)的产率与温度的关系如图所示。
①下列说法错误的是__ (填代号)
a.使用催化剂A的最佳温度约为250℃
b.相同条件下，改变压强会影响CH2ClCHClCH3(g)的产率
c.点p是对应温度下CH2ClCHClCH3(g)的平衡产率
d.提高CH2ClCHClCH3(g)反应选择性的关键因素是控制催化剂的种类
②在催化剂A作用下，温度低于200℃时，CH2ClCHClCH3的产率随温度升高变化不大，主要原因是__ 。
Ⅰ.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)
CH2ClCHClCH3(g)△H1=-134kJ/molⅡ.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)
CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)△H2=-102kJ/mol请回答下列问题：
(1)已知CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)
CH2ClCHClCH3(g)的活化能Ea(逆)为164kJ/mol-1，则该反应的活化能Ea(正)为(2)一定温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)，在催化剂作用下发生反应Ⅰ、Ⅱ，容器内气体的压强随时间的变化如表所示：
| 时间/min | 0 | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 360 |
| 压强/kPa | 80 | 74.2 | 69.4 | 65.2 | 61.6 | 57.6 | 57.6 |
①若用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率，即v=
，则前60min内平均反应速率v(CH2ClCHClCH3)=②该温度下，若平衡时HCl的分压为9.6kPa，则丙烯的平衡总转化率α=
(3)某研究小组向密闭容器中充入一定量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)，分别在A、B两种不同催化剂作用下发生反应，一段时间后测得CH2ClCHClCH3(g)的产率与温度的关系如图所示。
①下列说法错误的是
a.使用催化剂A的最佳温度约为250℃
b.相同条件下，改变压强会影响CH2ClCHClCH3(g)的产率
c.点p是对应温度下CH2ClCHClCH3(g)的平衡产率
d.提高CH2ClCHClCH3(g)反应选择性的关键因素是控制催化剂的种类
②在催化剂A作用下，温度低于200℃时，CH2ClCHClCH3的产率随温度升高变化不大，主要原因是
您最近一年使用：0次
解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】地球是我们入类共同的家园，保护环境人人有责。请根据要求回答下列环境治理有关问题：
(1)关于汽车尾气三元催化原理分析
已知：碳的燃烧热为393.5kJ/mol。
。
则反应
_______ kJ/mol。
(2)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物，某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应
，在
℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下表：
①根据上表数据分析℃时，该反应在0~10min内的平均反应速率
_______ 
；计算该反应在℃时的平衡常数
_______ 。
②若30min后只改变某一条件，据上表中的数据判断改变的条件可能是_______ (填序号)。
A.适当缩小容器的体积 B.加入合适的催化剂
C.通入一定量的NO D.加入一定量的活性炭
③若30min后将温度降低至
℃，达到平衡时，容器中NO、、的浓度之比为2∶5∶5，则达到新平衡时NO的转化率_______ (填“升高”或“降低”)，_______ 0(填“>”或“<”)。
(3)据文献报道，一种利用微生物处理有机废水(废水中的有机物以
代替)并实现海水脱盐综合利用的原电池装置如图所示，其中X、Y为选择性离子交换膜，请回答下列问题：
①电极A为_______ 极，其电极反应是_______ 。
②该装置中Y为_______ 离子交换膜(填“阴”或“阳”)，工作一段时间后左室溶液的pH会_______ (填“升高”“降低”或“不变”)。
③当电路中转移2mol电子时，可以脱去海水(假设只含有NaCl)中氯化钠的质量是_______ g。
(1)关于汽车尾气三元催化原理分析
已知：碳的燃烧热为393.5kJ/mol。
。则反应
(2)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物，某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应
，在℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下表：| 时间/min 浓度  | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
| NO | 2.0 | 1.16 | 0.40 | 0.40 | 0.6 |
| 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 1.2 |
| 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 1.2 |
℃时，该反应在0~10min内的平均反应速率；计算该反应在℃时的平衡常数②若30min后只改变某一条件，据上表中的数据判断改变的条件可能是
A.适当缩小容器的体积 B.加入合适的催化剂
C.通入一定量的NO D.加入一定量的活性炭
③若30min后将温度降低至
℃，达到平衡时，容器中NO、、的浓度之比为2∶5∶5，则达到新平衡时NO的转化率(3)据文献报道，一种利用微生物处理有机废水(废水中的有机物以
代替)并实现海水脱盐综合利用的原电池装置如图所示，其中X、Y为选择性离子交换膜，请回答下列问题：①电极A为
②该装置中Y为
③当电路中转移2mol电子时，可以脱去海水(假设只含有NaCl)中氯化钠的质量是
您最近一年使用：0次
解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】苯乙烯是制备聚苯乙烯的单体。工业上，利用乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应：
(g)+CO2（g）
（g）+CO(g)+ H2O（g） △H
（1）已知CO分子中化学键为C≡O。相关的化学键键能数据如下：
利用上表数据估算△H为___________ 。
（2）在三个体积相同的恒容密闭容器中充入CO2和乙苯蒸气发生上述反应，有关数据如下：
①T1______ T2（填“＞”“＜”或“＝”，下同），a___________ 2.0。
②T1K时，容器I中平衡混合气体中苯乙烯体积分数为___________ ，假设容器I中起始压强为p0，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝___________ 。[气体分压（p分）＝气体总压（p总）×气体体积分数]
（3）一定温度下，在某催化剂作用下发生上述反应，其反应历程如下：
①由原料到状态I__________ （填“放出”或“吸收”）能量，判断依据是_______ 。
②如果其他条件不变，再通入CO2，如图所示的四幅图象中，符合乙苯平衡转化率与p（CO2）的关系的是___________ 。（填选项）
(g)+CO2（g）（g）+CO(g)+ H2O（g） △H（1）已知CO分子中化学键为C≡O。相关的化学键键能数据如下：
| 化学键 | H-O |  | C=O | H-H | C-H | C-C | C=C |
 | 463 | 1075 | 803 | 436 | 413 | 348 | 615 |
（2）在三个体积相同的恒容密闭容器中充入CO2和乙苯蒸气发生上述反应，有关数据如下：
| 容器 | 温度 | 起始反应物的物质的量/mol | 平衡时物质的物质的量/mol | |
| CO2(g) | 乙苯(g) | 苯乙烯(g) | ||
| I | T1 K | 2.0 | 2.0 | 1.0 |
| II | T2 K | 2.0 | 2.0 | 0.75 |
| III | T1 K | 4.0 | 4.0 | a |
②T1K时，容器I中平衡混合气体中苯乙烯体积分数为
（3）一定温度下，在某催化剂作用下发生上述反应，其反应历程如下：
①由原料到状态I
②如果其他条件不变，再通入CO2，如图所示的四幅图象中，符合乙苯平衡转化率与p（CO2）的关系的是
您最近一年使用：0次
解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】2016年9月，“乔歌里1号”中国首台静默移动发电站MFC30正式问世，MFC30是基于甲醇重整制氢燃料电池发电技术。
（1）甲醇制氢方式主要有以下三种：
反应Ⅰ甲醇水蒸气重整制氢：CH3OH(g)+H2O(g)
CO2(g)+3H2(g) △H1=+49.4 kJ/mol
反应Ⅱ甲醇分解制氢：CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) △H2=+90.6 kJ/mol
反应Ⅲ气态甲醇氧化重整制氢同时生成二氧化碳和氢气：
①已知CO的燃烧热为283.0 kJ/mol，则反应Ⅲ的热化学反应方程式为____________ 。
②该三种制氢方式中，等量的甲醇产生氢气最多的是反应____________ 。(填“Ⅰ”、“Ⅱ”、“Ⅲ”）
（2）实验室模拟反应Ⅰ甲醇水蒸气重整制制氢观察，合成气组成n(CH3OH): n(H2O)=1∶1时，体系中甲醇的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。
①该反应的平衡常数表达式为____________________ 。
②当温度为250℃、压强为P2时，反应达平衡时H2的体积分数为____________ 。
③图中的压强由小到大的顺序是____________ 。
（3）MFC30燃料电池是以氢为燃料，Li2CO3与K2CO3混合的碳酸盐为电解质的高温型燃料电池，其负极的电极反应式为____________ ，正极上通入的气体为____________ 。
（1）甲醇制氢方式主要有以下三种：
反应Ⅰ甲醇水蒸气重整制氢：CH3OH(g)+H2O(g)
CO2(g)+3H2(g) △H1=+49.4 kJ/mol反应Ⅱ甲醇分解制氢：CH3OH(g)
CO(g)+2H2(g) △H2=+90.6 kJ/mol反应Ⅲ气态甲醇氧化重整制氢同时生成二氧化碳和氢气：
①已知CO的燃烧热为283.0 kJ/mol，则反应Ⅲ的热化学反应方程式为
②该三种制氢方式中，等量的甲醇产生氢气最多的是反应
（2）实验室模拟反应Ⅰ甲醇水蒸气重整制制氢观察，合成气组成n(CH3OH): n(H2O)=1∶1时，体系中甲醇的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。
①该反应的平衡常数表达式为
②当温度为250℃、压强为P2时，反应达平衡时H2的体积分数为
③图中的压强由小到大的顺序是
（3）MFC30燃料电池是以氢为燃料，Li2CO3与K2CO3混合的碳酸盐为电解质的高温型燃料电池，其负极的电极反应式为
您最近一年使用：0次
【推荐2】工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、CO、SO2等气体，严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
Ⅰ．脱硝：已知：H2的燃烧热为285.8kJ/mol
①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H1=+133kJ/mol
②H2O(g)=H2O(l) △H2=－44 kJ/mol
写出在催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为___ 。
Ⅱ．脱碳：
（1）向2L恒容密闭容器中加入2molCO2、6molH2，在适当的催化剂作用下，发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l) +H2O(l)。
下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是___ 。
A．混合气体的平均式量保持不变 B．CO2和H2的体积分数保持不变
C．CO2和H2的转化率相等 D．混合气体的密度保持不变
E．1 molCO2生成的同时有3molH—H键断裂
（2）在T1℃时，体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO，发生反应CO(g) +2H2(g)CH3OH(g)反应达到平衡时CH3OH的体积分数（V%）与n(H2)/n(CO)的关系如图所示。
①当起始n(H2)/n(CO)=2，经过5min达到平衡，CO的转化率为0.4，则0～5min内平均反应速率v(H2)=____ 。若此时再向容器中加入CO（g）和CH3OH（g）各0.4mol，达新平衡时H2的转化率将____ （选填“增大”、“减小”或“不变”）；
②当起始n(H2)/n(CO)=3.5时，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数可能是图象中的___ 点（选填“D”、“E”或“F”）。
（3）已知反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)的平衡常数K值与温度的关系如表所示。830℃时，向一个2L的密闭容器中充入0.20molA和0.20molB，10s时达到平衡。
该反应是____ 反应(填“吸热反应”或“放热反应”)；反应初始至平衡，A的平均反应速率v(A)＝_____ 。达到平衡后，B的转化率为____ 。
Ⅰ．脱硝：已知：H2的燃烧热为285.8kJ/mol
①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H1=+133kJ/mol
②H2O(g)=H2O(l) △H2=－44 kJ/mol
写出在催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为
Ⅱ．脱碳：
（1）向2L恒容密闭容器中加入2molCO2、6molH2，在适当的催化剂作用下，发生反应：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(l) +H2O(l)。下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是
A．混合气体的平均式量保持不变 B．CO2和H2的体积分数保持不变
C．CO2和H2的转化率相等 D．混合气体的密度保持不变
E．1 molCO2生成的同时有3molH—H键断裂
（2）在T1℃时，体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO，发生反应CO(g) +2H2(g)
CH3OH(g)反应达到平衡时CH3OH的体积分数（V%）与n(H2)/n(CO)的关系如图所示。 ①当起始n(H2)/n(CO)=2，经过5min达到平衡，CO的转化率为0.4，则0～5min内平均反应速率v(H2)=
②当起始n(H2)/n(CO)=3.5时，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数可能是图象中的
（3）已知反应A(g)＋B(g)
C(g)＋D(g)的平衡常数K值与温度的关系如表所示。830℃时，向一个2L的密闭容器中充入0.20molA和0.20molB，10s时达到平衡。| 温度/℃ | 700 | 830 | 1200 |
| K值 | 1.7 | 1.0 | 0.4 |
该反应是
您最近一年使用：0次
解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
【推荐3】合成氨对人类的生存和发展有着重要意义，1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨，实现了人工固氮。
(1)反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的化学平衡常数表达式为_______ 。
(2)请结合下列数据分析，工业上选用氮气与氢气反应固氮，而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是_______ 。
(3)对于反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，在一定条件下氨的平衡含量如下表。
①该反应为_______ (填“吸热”或“放热”)反应。
②其他条件不变时，温度升高氨的平衡含量减小的原因是_______ (填字母序号)。
a.温度升高，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡逆向移动
b.温度升高，浓度商(Q)变大，Q>K，平衡逆向移动
c.温度升高，活化分子数增多，反应速率加快
d.温度升高，K变小，平衡逆向移动
③哈伯选用的条件是550℃、10MPa，而非200℃、10MPa，可能的原因是_______ 。
(4)一定温度下，在容积恒定的密闭容器中充入1mol氮气和3mol氢气，一段时间后达化学平衡状态。若保持其他条件不变，向上述平衡体系中再充入1mol氮气和3mol氢气，氮气的平衡转化率_______ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)T℃时，在有催化剂的恒容密闭容器中充入N2和H2。下图为不同投料比[n(H2)/n(N2)]时某反应物X的平衡转化率变化曲线。
①反应物X是_______ (填“N2”或“H2”)。
②判断依据是_______ 。
(6)在其他条件相同时，下图为分别测定不同压强、不同温度下，N2的平衡转化率。L表示_______ ，其中X1_______ X2(填“>”或“<”)。
(1)反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的化学平衡常数表达式为
(2)请结合下列数据分析，工业上选用氮气与氢气反应固氮，而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是
| 序号 | 化学反应 | K(298K)的数值 |
| ① | N2(g)+O2(g)⇌2NO(g) | 5×10-31 |
| ② | N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) | 4.1×106 |
(3)对于反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，在一定条件下氨的平衡含量如下表。
| 温度/℃ | 压强/MPa | 氨的平衡含量 |
| 200 | 10 | 81.5% |
| 550 | 10 | 8.25% |
①该反应为
②其他条件不变时，温度升高氨的平衡含量减小的原因是
a.温度升高，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡逆向移动
b.温度升高，浓度商(Q)变大，Q>K，平衡逆向移动
c.温度升高，活化分子数增多，反应速率加快
d.温度升高，K变小，平衡逆向移动
③哈伯选用的条件是550℃、10MPa，而非200℃、10MPa，可能的原因是
(4)一定温度下，在容积恒定的密闭容器中充入1mol氮气和3mol氢气，一段时间后达化学平衡状态。若保持其他条件不变，向上述平衡体系中再充入1mol氮气和3mol氢气，氮气的平衡转化率
(5)T℃时，在有催化剂的恒容密闭容器中充入N2和H2。下图为不同投料比[n(H2)/n(N2)]时某反应物X的平衡转化率变化曲线。
①反应物X是
②判断依据是
(6)在其他条件相同时，下图为分别测定不同压强、不同温度下，N2的平衡转化率。L表示
您最近一年使用：0次
解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐1】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-1②2CH3OH(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
您最近一年使用：0次
【推荐2】氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济占有重要地位。
(1)1913年成为工业现实的合成氨反应又称为“哈珀-博施法”，反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol。
①在500℃、20MPa时，将1molN2、4molH2和固体催化剂置于一个容积为2L的密闭容器中发生反应，15min后反应达到平衡状态，容器内气体压强变为起始的80%，则15min内的v(H2)=___ ，平衡常数K=___ L2/mol2(计算结果可用分数表示)。
②在绝热恒容密闭容器中进行合成氨反应，下列能表示反应达到平衡状态的是___ (填序号)。
A.平衡常数K不再发生变化
B.混合气体的密度不再发生变化
C.单位时间内断开3amolH-H键的同时断开2amolN-H键
D.3v逆(NH3)=2v正(H2)
(2)根据最新“人工固氮”的研究报道，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应：N2(g)+3H2O(l)2NH3(g)+1.5O2(g)△H=akJ/mol，进一步研究NH3生成量与温度的关系，测得部分实验数据如表：
此合成反应的a___ 0(填“＞”、“＜”或“=”)，该反应可以自发进行的理由是___ 。
(3)工业上通常利用NH3的催化氧化反应合成硝酸。
①图1是氨氧化率与氧氨比的关系，直线表示理论值，曲线表示实际情况。实际生产时要将r值维持在1.7-2.2之间的原因是___ 。
②N2O是硝酸生产过程中的副产物，可用反应N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N(g)进行消除，反应历程如图2所示。该反应的催化剂是___ ，已知总反应达平衡的时间主要由第I步反应决定，由此推知第II步反应的活化能___ (填“＞”、“＜”或“=”)第I步反应活化能。
(4)NH3还常用于合成尿素。
已知：2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)△H1=-151.5kJ/mol
CO(NH2)2(s)+H2O(g)=NH2CO2NH4(s)△H2=-120.5kJ/mol
H2O(l)=H2O(g)△H3=+44kJ/mol
用CO2和NH3合成尿素(副产物是液态水)的热化学方程式为___ 。
(1)1913年成为工业现实的合成氨反应又称为“哈珀-博施法”，反应为：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol。①在500℃、20MPa时，将1molN2、4molH2和固体催化剂置于一个容积为2L的密闭容器中发生反应，15min后反应达到平衡状态，容器内气体压强变为起始的80%，则15min内的v(H2)=
②在绝热恒容密闭容器中进行合成氨反应，下列能表示反应达到平衡状态的是
A.平衡常数K不再发生变化
B.混合气体的密度不再发生变化
C.单位时间内断开3amolH-H键的同时断开2amolN-H键
D.3v逆(NH3)=2v正(H2)
(2)根据最新“人工固氮”的研究报道，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应：N2(g)+3H2O(l)
2NH3(g)+1.5O2(g)△H=akJ/mol，进一步研究NH3生成量与温度的关系，测得部分实验数据如表：| T/K | 303 | 313 | 323 |
| NH3生成量(10-6mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
此合成反应的a
(3)工业上通常利用NH3的催化氧化反应合成硝酸。
①图1是氨氧化率与氧氨比的关系，直线表示理论值，曲线表示实际情况。实际生产时要将r值维持在1.7-2.2之间的原因是
②N2O是硝酸生产过程中的副产物，可用反应N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N(g)进行消除，反应历程如图2所示。该反应的催化剂是
(4)NH3还常用于合成尿素。
已知：2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)△H1=-151.5kJ/mol
CO(NH2)2(s)+H2O(g)=NH2CO2NH4(s)△H2=-120.5kJ/mol
H2O(l)=H2O(g)△H3=+44kJ/mol
用CO2和NH3合成尿素(副产物是液态水)的热化学方程式为
您最近一年使用：0次
解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】费托合成是以合成气为原料，在催化作用下合成液态烃的工艺流程，是我国煤化工的重点发展方向。催化剂的选择性、高稳定性是研究重点，目前主要以纳米铁系催化剂以及钴系催化剂为主，实验室常以固定床或者搅拌釜作为该反应的研究装置，已知该反应的机理如图所示：
已知2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g)△H=-237kJ/mol反应Ⅰ
CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)△H=-178kJ/mol反应Ⅱ
(1)C是一种良好的还原剂，可用来还原各种金属氧化物，如图为C和Al分别和氧气反应的吉布斯自由能变与温度的关系，已知ΔG<0，反应自发，写出C在2000K以上还原Al2O3的化学方程式：__ ，由如图推测2000K以上该反应是反应___ (填“自发”或者“不自发”)。
(2)在固定床反应器中，生产条件为5MPa，200℃~250℃，流速100mL/min，若不考虑其它产物的情况，下列说法错误 的是___ 。
A.采用纳米铁催化剂可以提高催化剂表面积，加快化学反应速率
B.合成气在催化剂表面没有化学键的形成，催化剂改变了化学反应历程
C.固定床反应器中合成气的流速影响产物的转化率和选择性
D.适当升高温度(不考虑催化剂失活)可以提高CO的平衡转化率
E.反应开始前往往先通入H2处理一段时间是为了激活催化剂，去除表面氧化膜
(3)已知固定床反应器中增加装置压强会导致产物中C2H4选择性上升，可能的原因是___ 。
(4)实验中通常也以搅拌釜作为恒容反应容器，在搅拌釜中加入铁系催化剂，再通入10MPa合成气后关闭进气，升温到200℃维持稳定，开启搅拌桨，一直反应到约10~20h后装置内气压不再发生改变(不考虑装置漏气)。在保持其他条件不变的情况下，为了提高C2H4的选择性可以采取的措施是___ 。
A.适当升高温度 B.改变催化剂 C.适当降低温度 D.加快搅拌速度
(5)搅拌釜反应器中按照投料比
=3：1通入气体，起始压强为8MPa，关闭进气阀，控制反应温度为200℃，反应结束后测得CO的转化率为20%，C2H4的选择性为50%，求该条件下反应Ⅱ的Kp=___ (MPa)-2(对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)表示的平衡常数记作Kp)。
(6)某课题小组采用气相色谱研究该反应中C1到C4的各种烃类分布，以N2作为载气(流动相)，已知不同气体在同一色谱柱中出峰时间不相同，如图为该产物色谱图中的部分内容，请利用气相色谱设计一种方法判断哪一个峰是乙烯___ 。
已知2CO(g)+4H2(g)
C2H4(g)+2H2O(g)△H=-237kJ/mol反应ⅠCO(g)+3H2(g)
CH4(g)+H2O(g)△H=-178kJ/mol反应Ⅱ(1)C是一种良好的还原剂，可用来还原各种金属氧化物，如图为C和Al分别和氧气反应的吉布斯自由能变与温度的关系，已知ΔG<0，反应自发，写出C在2000K以上还原Al2O3的化学方程式：
(2)在固定床反应器中，生产条件为5MPa，200℃~250℃，流速100mL/min，若不考虑其它产物的情况，下列说法
A.采用纳米铁催化剂可以提高催化剂表面积，加快化学反应速率
B.合成气在催化剂表面没有化学键的形成，催化剂改变了化学反应历程
C.固定床反应器中合成气的流速影响产物的转化率和选择性
D.适当升高温度(不考虑催化剂失活)可以提高CO的平衡转化率
E.反应开始前往往先通入H2处理一段时间是为了激活催化剂，去除表面氧化膜
(3)已知固定床反应器中增加装置压强会导致产物中C2H4选择性上升，可能的原因是
(4)实验中通常也以搅拌釜作为恒容反应容器，在搅拌釜中加入铁系催化剂，再通入10MPa合成气后关闭进气，升温到200℃维持稳定，开启搅拌桨，一直反应到约10~20h后装置内气压不再发生改变(不考虑装置漏气)。在保持其他条件不变的情况下，为了提高C2H4的选择性可以采取的措施是
A.适当升高温度 B.改变催化剂 C.适当降低温度 D.加快搅拌速度
(5)搅拌釜反应器中按照投料比
=3：1通入气体，起始压强为8MPa，关闭进气阀，控制反应温度为200℃，反应结束后测得CO的转化率为20%，C2H4的选择性为50%，求该条件下反应Ⅱ的Kp=(6)某课题小组采用气相色谱研究该反应中C1到C4的各种烃类分布，以N2作为载气(流动相)，已知不同气体在同一色谱柱中出峰时间不相同，如图为该产物色谱图中的部分内容，请利用气相色谱设计一种方法判断哪一个峰是乙烯
您最近一年使用：0次
