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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:171 题号:20706125
二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体排放。涉及的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)_______,该反应一般认为通过反应Ⅱ和反应Ⅲ两步来实现,若反应Ⅱ为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_______(填标号)。
A.      B.
C.      D.
(2)一定条件下,恒容密闭容器中发生上述反应。下列说法正确的是_______。
A.当混合气体密度不变时说明体系达到平衡状态
B.反应达到平衡状态后通入氦气,体系压强增大,反应速率不变,平衡不移动
C.使用高效催化剂,可提高甲醇的生产效率,但不能改变甲醇的平衡产率
D.实际生产中温度越低越有利于甲醇的合成

(3)不同压强下,按照投料,实验测得的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。

已知:的平衡转化率
的平衡产率
其中纵坐标表示平衡转化率的是图_______(填“甲”或“乙”),压强由大到小的顺序为_______,图乙中温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是_______
(4)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。热化学方程式为:C2H4(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)   ΔH=-45.5kJ·mol-1,下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)=1∶1]。

计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。

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【推荐1】某小组同学研究合成氨反应及氨水的性质如下:
(1)已知:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)   ΔH =-92.4 kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)   ΔH =-483.6kJ/mol
则氨气完全燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式________
(2)实验室在固定容积的密闭容器中加入1mol氮气和3mol氢气模拟工业合成氨,反应在一定条件下已达到平衡的标志是________   
a.气体的密度不再发生改变                              b.容器内的压强保持不变
c.N2、H2、NH3的浓度不再发生变化                 d.反应停止,正、逆反应的速率都等于零
(3)工业合成氨的反应温度选择500℃左右的原因是_______
(4)如图是合成氨反应平衡混合气中NH3的体积分数随温度或压强变化的曲线,图中L(L1、L2)、X分别代表温度或压强。其中X代表的是_______(填“温度”或“压强”),判断L1、L2的大小关系:L1______L2(填“<”或“>”)。

(5)在70℃-80℃时,配制饱和的(NH4)2SO4和KCl溶液后混合。经过_______________、干燥就可以得到K2SO4晶体。
2024-02-28更新 | 41次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐2】已知2mol氢气燃烧生成液态水时放出572kJ的热量,反应方程式是2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)。请回答下列问题:
(1)①该反应的生成物能量总和___(填“大于”、“小于”或“等于”)反应物能量总和。
②若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气,则放出的热量___(填“>”、“<”或“=”)572kJ。
(2)FeS2焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101kPa时:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H1=-197kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l)H2=-44kJ·mol-1
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)H3=-545kJ·mol-1
则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是___
(3)已知下列反应的热化学方程式:
①6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)H1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H2
③C(s)+O2(g)=CO2(g)H3
则反应4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)的H为___
(4)氢气可用于制备H2O2。已知:
H2(g)+A(l)=B(l)H1
O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l)H2
其中A、B为有机物,两反应均为自发反应,则H2(g)+O2(g)=H2O2(l)的H___0(填“>”“<”或“=”)。
(5)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应MHx(s)+yH2(g)MHx+2y(s)H<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是___
a.增加反应物MHx的量,平衡不移动
b.吸收ymolH2只需1molMHx
c.若降温,该反应的平衡常数增大
d.若向容器内通入少量氢气,则(放氢)>(吸氢)
2021-10-19更新 | 81次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐3】工业上可利用CO2来制备清洁液体燃料甲醇,有关化学反应如下:
反应①:
反应②:
反应③:
请回答:
I.
(1)___________
(2)反应①可通过反应②、反应③两个步骤实现,若反应②为慢反应、反应③为快反应,下列示意图能体现上述反应能量变化的是___________填标号。
A.   B.   
C.   D.   
(3)向恒温恒压0.1 MPa的密闭容器中充入1 mol CO2、1 mol H2、6 mol He选择合适催化剂按反应②进行,平衡时测得CO2的转化率为20%,则该反应的___________用分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数。
Ⅱ.在CFBR催化下反应①受到反应限度的限制、存在竞争性逆水煤气变换反应反应②和水诱导催化剂失活等影响,导致CO2转化率和甲醇选择性都比较低。某科学团队研发一种具有反应、分离气态水的双功能的分子筛膜催化反应器CMR,提高CO2加氢制备甲醇的效率。
保持一定压强,向密闭容器中投入一定量CO2和H2,只发生反应①②,不同反应模式下CO2的平衡转化率和甲醇选择性的实验数据如下表所示。甲醇的选择性

实验组

反应模式

压强/MPa

温度/℃

CO2转化率/%

CH3OH选择性/%

CFBR

3

5

250

25.6

61.3

CFBR

3

5

230

20.0

70.0

CFBR

3

3

260

21.9

67.3

CMR

3

3

260

36.1

100

(4)下列说法正确的是___________。
A.CFBR模式下,温度低有利于工业生产CH3OH
B.CFBR模式下,在原料气中掺入适量CO,可以提高CH3OH的选择性
C.CMR模式下,适当增加压强,可以提高CO2的平衡转化率
D.CMR模式下,温度越高则反应速率越快
(5)由表中数据可知,CMR模式下CO2的平衡转化率显著提高,结合反应分析原因___________
2023-06-22更新 | 171次组卷
共计 平均难度:一般