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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:35 题号:21039298
CO2催化加氢制甲醇(CH3OH)是实现碳达峰、碳中和的途径之一。回答下列问题:
(1)该反应分两步进行:
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)       △H1=+41kJ/mol;
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)        △H2=-90kJ/mol。
CO2催化加氢制甲醇反应的热化学方程式为_______
(2)一定条件下,向体积为1L的恒容密闭容器中通入2molCO2和6molH2发生反应生成甲醇,每次反应10分钟,测得CO2转化率随温度变化关系如图所示:

①CO2催化加氢制甲醇的平衡常数表达式K=_______
②已知A点为平衡状态。260℃时从反应开始到恰好平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)=_______。该温度下的平衡常数K=_______
③260℃时,某时刻反应混合物中CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、1mol/L、1mol/L,此时反应进行的方向为________(填“正反应方向”“逆反应方向”或“平衡状态”),理由是_______(计算说明)。
(3)210℃~240℃时,CO2的转化率逐渐增大的原因是________

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【推荐1】TiO2和TiCl4均为重要的工业原料。已知:
      
      
请回答下列问题:
(1)反应生成和氯气的热化学方程式为___________;升高温度对该反应的影响为___________
(2)若反应Ⅱ的逆反应的活化能为,则E___________(填“>”“<”或“=”)220.9。
(3)t℃时,向恒容密闭容器中充入,发生反应Ⅰ。时达到平衡,测得的物质的量为
内,用表示的反应速率___________
的平衡转化率为___________
③该反应的平衡常数为___________(用分数表示)。
④下列措施,既能加快逆反应速率又能增大平衡转化率的是___________(填字母)。
A.缩小容器容积       B.加入催化剂       C.分离出部分             D.增大浓度
(4)实验室各种浓度的硫酸是由浓硫酸稀释而得,
①以下配制过程中各操作的先后顺序是___________

②下列情况会使配制结果偏大的是___________
a.溶解后未冷却即转移、定容
b.定容时仰视容量瓶刻度线
c.用量筒量取一定体积的浓硫酸时俯视
d.将量筒、烧杯、玻璃棒洗涤2~3次,转移至容量瓶
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【推荐2】CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。回答下列问题:
(1)CH4超干重整CO2的催化转化如图所示:

①已知相关反应的能量变化如图所示:

过程I的热化学方程式为____
②关于上述过程II的说法正确的是____(填序号)。
a.实现了含碳物质与含氢物质的分离       b.可表示为CO2+H2=H2O(g)+CO
c.CO未参与反应 d.Fe3O4、CaO为催化剂,降低了反应的H
③其他条件不变,在不同催化剂(I、II、III)作用下,反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)进行相同时间后,CH4的转化率随反应温度的变化如图所示。a点所代表的状态____(填“是”或“不是”)平衡状态;b点CH4的转化率高于c点,原因是____

(2)在一刚性密闭容器中,CH4和CO2的分压分别为20kPa、25kPa,加入Ni/α-A12O3催化剂并加热至1123K使其发生反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
①研究表明CO的生成速率v(CO)=1.3×10-2•p(CH4)•p(CO2)mol•g-1•s-1,某时刻测得p(CO)=20kPa,则p(CO2)=_____kPa,v(CO)=_____mol•g-1•s-1
②达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8倍,则该反应的平衡常数的计算式为:Kp=____(kPa)2。(用各物质的分压代替物质的量浓度计算)。
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【推荐3】【加试题】污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2,另含少量铁,铝,铜,镍等金属化合物)作脱硫剂,通过如下简化流程,既脱除燃煤尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。

请回答下列问题:
(1)上述流程脱硫实现了_______(选填下列字母编号)。
A.废弃物的综合利用B.白色污染的减少C.酸雨的减少
(2)用MnCO3能除去溶液中Al3和Fe3,其原因是_______
(3)已知:25℃、101kPa时,



SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是_______
(4)MnO2可作超级电容材料。用惰性电极电解MnSO4溶液可制得MnO2,其阳极的电极反应式是_______
(5)假设脱除的SO2只与软锰矿浆中MnO2反应。按照图示流程,将5 m3(标准状况)含SO2的体积分数为3 %的尾气通入矿浆,若SO2的脱除率为89.6%,最终每得到MnO2的质量1 kg,则除去铁、铝、铜、镍等杂质时,所引入的锰元素相当于MnO2_______kg。
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