“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一,研究甲烷的燃烧技术可减少CO2的排放并实现资源利用。
Ⅰ.甲烷直接燃烧可达到2800℃左右的高温,主要发生反应ⅰ,可能发生副反应ⅱ。
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.……
(1)利用和计算时,反应ⅲ是_______ ;_______ (用表示)。
Ⅱ.化学链燃烧技术有利于的捕获和综合利用。较高温度下,将恒定流速的在时刻通入反应器与载氧体反应,原理如图1所示,流出气体中各组分的浓度随反应时间变化如图2所示。待反应①完成后,时刻向反应器中通入一段时间氩气,时刻再通入一段时间空气,发生反应②,实现载氧体的循环再生。
(2)①的化学反应方程式是_______ ,载氧体的主要作用是_______ (填“提供电子”或“接受电子”)。
(3)恒压条件下,反应①在某密闭容器中反应,平衡后通入气,测得一段时间内物质的量上升,其原因是_______ 。
(4)结合图2,依据时刻产生,用化学方程式及简要文字解释时刻流出速率突然增大的可能原因_______ 。
已知:失重率=
Ⅲ.某同学采用重量分析法探究载氧体的还原产物及循环效果,实验过程如下:在装置中放置一定量的,加热条件下通入足量,充分均匀反应,分析固体失重率。
(5)时载氧体的还原产物主要为。结合简单计算 说明时,载氧体的主要还原产物为_______ ,依据是_______ 。
Ⅳ.有人设想利用“”间的转化实现的化学链燃烧过程,按图1的呈现方式。
(6)将该转化关系在虚线框内画出_______ 。
Ⅰ.甲烷直接燃烧可达到2800℃左右的高温,主要发生反应ⅰ,可能发生副反应ⅱ。
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.……
(1)利用和计算时,反应ⅲ是
Ⅱ.化学链燃烧技术有利于的捕获和综合利用。较高温度下,将恒定流速的在时刻通入反应器与载氧体反应,原理如图1所示,流出气体中各组分的浓度随反应时间变化如图2所示。待反应①完成后,时刻向反应器中通入一段时间氩气,时刻再通入一段时间空气,发生反应②,实现载氧体的循环再生。
(2)①的化学反应方程式是
(3)恒压条件下,反应①在某密闭容器中反应,平衡后通入气,测得一段时间内物质的量上升,其原因是
(4)结合图2,依据时刻产生,用化学方程式及简要文字解释时刻流出速率突然增大的可能原因
已知:失重率=
Ⅲ.某同学采用重量分析法探究载氧体的还原产物及循环效果,实验过程如下:在装置中放置一定量的,加热条件下通入足量,充分均匀反应,分析固体失重率。
(5)时载氧体的还原产物主要为。
Ⅳ.有人设想利用“”间的转化实现的化学链燃烧过程,按图1的呈现方式。
(6)将该转化关系在虚线框内画出
更新时间:2023-12-12 21:02:14
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【推荐1】回答下列问题
(1)甲醇(CH3OH)是重要的溶剂和替代燃料,工业上用CO和H2在一定条件下制备CH3OH的反应为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),在体积为1L的恒容密闭容器中,充入2molCO和4molH2,一定条件下发生上述反应,测得CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图一所示。
①从反应开始到l0min,用一氧化碳表示的平均反应速率v(CO)=____ 。
②下列说法正确的是_____ (填字母序号)。
A.达到平衡时,H2的转化率为65%
B.5min后容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.达到平衡后,再充入氩气,反应速率减小
D.2min前v(正)>v(逆),2min后v(正)<v(逆)
(2)碳与水蒸气反应制取H2的相关反应如下:
Ⅰ:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH =+131.0kJ/mol
Ⅱ:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH = - 43kJ/mol
Ⅲ:CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(S) ΔH = - 178.3kJ/mol
① 计算反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g)的ΔH =___ kJ/mol;若K1、K2、K3分别为反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数,该平衡常数K=____ (用K1、K2、K3表示)。
②对于可逆反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g),采取以下措施可以提高H2产率的是____ 。(填字母)
A.降低体系的温度 B.压缩容器的体积
C.增加CaO的量 D.选用适当的催化剂
(3)甲醇作为一种燃料还可用于燃料电池。在温度为650℃的熔融盐燃料电池中用甲醇、空气与CO2的混合气体作反应物,镍作电极,用Li2CO3和Na2CO3混合物作电解质。该电池的负极反应式为______ 。
(1)甲醇(CH3OH)是重要的溶剂和替代燃料,工业上用CO和H2在一定条件下制备CH3OH的反应为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),在体积为1L的恒容密闭容器中,充入2molCO和4molH2,一定条件下发生上述反应,测得CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图一所示。
①从反应开始到l0min,用一氧化碳表示的平均反应速率v(CO)=
②下列说法正确的是
A.达到平衡时,H2的转化率为65%
B.5min后容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.达到平衡后,再充入氩气,反应速率减小
D.2min前v(正)>v(逆),2min后v(正)<v(逆)
(2)碳与水蒸气反应制取H2的相关反应如下:
Ⅰ:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH =+131.0kJ/mol
Ⅱ:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH = - 43kJ/mol
Ⅲ:CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(S) ΔH = - 178.3kJ/mol
① 计算反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g)的ΔH =
②对于可逆反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g),采取以下措施可以提高H2产率的是
A.降低体系的温度 B.压缩容器的体积
C.增加CaO的量 D.选用适当的催化剂
(3)甲醇作为一种燃料还可用于燃料电池。在温度为650℃的熔融盐燃料电池中用甲醇、空气与CO2的混合气体作反应物,镍作电极,用Li2CO3和Na2CO3混合物作电解质。该电池的负极反应式为
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【推荐2】丙烯是一种重要的化工原料,可通过丁烯催化裂解或丁烯与甲醇耦合制备。
Ⅰ.丁烯催化裂解生产丙烯的反应方程式是2C4H8(g)→2C3H6(g)+ C2H4(g)。
(1)已知C4H8、C3H6、C2H4的燃烧热分别为2710.0 kJmol-1、2050.0 kJmol-1、1410.0 kJmol-1,则该反应的ΔH=_______ kJmol-1。下列操作既能提高C4H8的平衡转化率,又能加快反应速率的是_________ 。
A.升高温度 B.增大压强
C.增大C4H8的浓度 D.使用更高效的催化剂
(2)某温度下,在体积为2 L的刚性密闭容器中充入2.00 mol C4H8进行上述反应,容器内的总压强p随时间t的变化如下表所示:
则0~10 min内υ(C4H8)=_______ molL-1min-1,该温度下的平衡常数K=_______ kPa(用气体的分压表示)。
Ⅱ.将甲醇转化耦合到丁烯裂解过程中生产丙烯,主要涉及下列反应:
① 2C4H8(g)→2C3H6(g)+ C2H4(g) ΔH>0
② 2CH3OH(g)→C2H4(g) + 2H2O(g) ΔH<0
③ C2H4(g)+ C4H8(g)→2C3H6(g) ΔH<0
已知:甲醇吸附在催化剂上,可以活化催化剂;甲醇浓度过大也会抑制丁烯在催化剂上的转化。
(3)图1是C3H6及某些副产物的产率与n(CH3OH)/n(C4H8)的关系曲线。最佳的n(CH3OH)/n(C4H8)约为_________ 。
(4)图2是某压强下,将CH3OH和C4H8按一定的物质的量之比投料,反应达到平衡时C3H6的体积分数随温度的变化曲线。由图可知平衡时C3H6的体积分数随温度的升高呈现先升高后降低,其原因可能是__________________________________________________ 。
(5)下列有关将甲醇转化耦合到丁烯裂解过程中生产丙烯的说法正确的是________ 。
A.增大甲醇的通入量一定可以促进丁烯裂解
B.甲醇转化生成的水可以减少催化剂上的积碳,延长催化剂的寿命
C.提高甲醇与丁烯的物质的量的比值不能提高丙烯的平衡组成
D.将甲醇转化引入丁烯的裂解中,可以实现反应热效应平衡,降低能耗
Ⅰ.丁烯催化裂解生产丙烯的反应方程式是2C4H8(g)→2C3H6(g)+ C2H4(g)。
(1)已知C4H8、C3H6、C2H4的燃烧热分别为2710.0 kJmol-1、2050.0 kJmol-1、1410.0 kJmol-1,则该反应的ΔH=
A.升高温度 B.增大压强
C.增大C4H8的浓度 D.使用更高效的催化剂
(2)某温度下,在体积为2 L的刚性密闭容器中充入2.00 mol C4H8进行上述反应,容器内的总压强p随时间t的变化如下表所示:
反应时间t/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 |
总压强p/kPa | 4.00 | 4.51 | 4.80 | 4.91 | 4.96 | 5.00 | 5.00 |
Ⅱ.将甲醇转化耦合到丁烯裂解过程中生产丙烯,主要涉及下列反应:
① 2C4H8(g)→2C3H6(g)+ C2H4(g) ΔH>0
② 2CH3OH(g)→C2H4(g) + 2H2O(g) ΔH<0
③ C2H4(g)+ C4H8(g)→2C3H6(g) ΔH<0
已知:甲醇吸附在催化剂上,可以活化催化剂;甲醇浓度过大也会抑制丁烯在催化剂上的转化。
(3)图1是C3H6及某些副产物的产率与n(CH3OH)/n(C4H8)的关系曲线。最佳的n(CH3OH)/n(C4H8)约为
(4)图2是某压强下,将CH3OH和C4H8按一定的物质的量之比投料,反应达到平衡时C3H6的体积分数随温度的变化曲线。由图可知平衡时C3H6的体积分数随温度的升高呈现先升高后降低,其原因可能是
(5)下列有关将甲醇转化耦合到丁烯裂解过程中生产丙烯的说法正确的是
A.增大甲醇的通入量一定可以促进丁烯裂解
B.甲醇转化生成的水可以减少催化剂上的积碳,延长催化剂的寿命
C.提高甲醇与丁烯的物质的量的比值不能提高丙烯的平衡组成
D.将甲醇转化引入丁烯的裂解中,可以实现反应热效应平衡,降低能耗
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【推荐3】研究氮氧化物的反应机理,NOx之间的转化对于消除环境污染具有重要意义。
(1)已知:N2O4(g)⇌2NO2(g) ΔH>0,将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中,控制反应温度为T1。
① 达到平衡后,再充入1 mol 的NO2,则NO2的平衡转化率_______ (“增大”、“减小”或者“不变”)。
② t1时刻反应达到平衡,混合气体平衡总压强为p,N2O4气体的平衡转化率为75%,则反应N2O4(g)⇌2NO2(g)的平衡常数Kp=________ (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)也可表示平衡常数,记作Kp,如p(B)=p·x(B),p为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。
(2)升高温度,绝大多数的化学反应速率增大,但是2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)(ΔH<0)的速率却随温度的升高而减小。某化学小组为研究特殊现象的实质原因,查阅资料知,NO氧化反应:2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的反应历程分两步:
Ⅰ.2NO(g)⇌N2O2(g) (快) v1正=k1正c2(NO) v1逆=k1逆c(N2O2) ΔH1<0
Ⅱ.N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g) (慢) v2正=k2正c(N2O2)c(O2) v2逆=k2逆c2(NO2) ΔH2<0
①一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)达到平衡状态,写出此反应的ΔH=____ (用ΔH1和ΔH2来表示);写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K=_____ 。
②决定NO氧化反应速率的步骤是________ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
③在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O2气体,保持其它条件不变,控制反应温度分别为T3和T4(T4>T3),测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图。转化相同量的NO,在温度________ (填“T3”或“T4”)下消耗的时间较长,试结合反应历程分析其原因______ 。
④由实验数据得到v2正~c(O2)的关系可用如图表示。当x点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则变为相应的点为______ (填字母)。
(1)已知:N2O4(g)⇌2NO2(g) ΔH>0,将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中,控制反应温度为T1。
① 达到平衡后,再充入1 mol 的NO2,则NO2的平衡转化率
② t1时刻反应达到平衡,混合气体平衡总压强为p,N2O4气体的平衡转化率为75%,则反应N2O4(g)⇌2NO2(g)的平衡常数Kp=
(2)升高温度,绝大多数的化学反应速率增大,但是2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)(ΔH<0)的速率却随温度的升高而减小。某化学小组为研究特殊现象的实质原因,查阅资料知,NO氧化反应:2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的反应历程分两步:
Ⅰ.2NO(g)⇌N2O2(g) (快) v1正=k1正c2(NO) v1逆=k1逆c(N2O2) ΔH1<0
Ⅱ.N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g) (慢) v2正=k2正c(N2O2)c(O2) v2逆=k2逆c2(NO2) ΔH2<0
①一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)达到平衡状态,写出此反应的ΔH=
②决定NO氧化反应速率的步骤是
③在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O2气体,保持其它条件不变,控制反应温度分别为T3和T4(T4>T3),测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图。转化相同量的NO,在温度
④由实验数据得到v2正~c(O2)的关系可用如图表示。当x点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则变为相应的点为
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【推荐1】氨是一种重要化工产品,研究有关氨反应规律具有重要意义。
已知、298K时:
(1)工业以氨为原料制取硝酸的流图如图所示。
①设备②中发生主要反应的热化学方程式:________ 。
②设备②中生成的难与大量转化为的原因是________ 。
(2)研究人员以为催化剂研究将工业废气中的氨转化为的方案.实验将及载气(惰性气体)以一定流速通过催化反应床,研究了不同含量对催化氧化的影响,实验结果如图(代表相应氧化物)。
已知:的选择性(生成消耗的的物质的量消耗的总物质的量)
①分析上述实验结果,下列说法正确的是________ 。
A.的加入,降低了催化剂的活化温度
B.含量越大,催化剂的活性越好
C.运用该技术消除废气中的最佳条件为:、
D.一定温度范围,的加入使得生成副产物反应活化能降低更为显著
②某实验条件下,维持反应系统压强为,原料气中、O2、载气的物质的量分别为、;测得的转化率和的选择性均为80%,氧化的副产物仅为。反应用气体分压表示的平衡常数为________ (代入数据,不要求计算结果;组分分压总压组分物质的量分数)
(3)关于催化氧化为的反应机理有诸多研究,其中一种为“”机理:吸附在催化剂表面活性位的解离为和H,同时活性O参与反应;请用方程式将反应过程补充完整:①,②,③_________ ,④。
已知、298K时:
(1)工业以氨为原料制取硝酸的流图如图所示。
①设备②中发生主要反应的热化学方程式:
②设备②中生成的难与大量转化为的原因是
(2)研究人员以为催化剂研究将工业废气中的氨转化为的方案.实验将及载气(惰性气体)以一定流速通过催化反应床,研究了不同含量对催化氧化的影响,实验结果如图(代表相应氧化物)。
已知:的选择性(生成消耗的的物质的量消耗的总物质的量)
①分析上述实验结果,下列说法正确的是
A.的加入,降低了催化剂的活化温度
B.含量越大,催化剂的活性越好
C.运用该技术消除废气中的最佳条件为:、
D.一定温度范围,的加入使得生成副产物反应活化能降低更为显著
②某实验条件下,维持反应系统压强为,原料气中、O2、载气的物质的量分别为、;测得的转化率和的选择性均为80%,氧化的副产物仅为。反应用气体分压表示的平衡常数为
(3)关于催化氧化为的反应机理有诸多研究,其中一种为“”机理:吸附在催化剂表面活性位的解离为和H,同时活性O参与反应;请用方程式将反应过程补充完整:①,②,③
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【推荐2】我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。与重整是利用的研究热点之一、该重整反应体系主要涉及以下反应:
(a)
(b)
(c)
(1)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_______。
(2)一定条件下,分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分_______ 步进行,其中,第_______ 步的正反应活化能最大。
(3)设为压力平衡常数,反应a、b、c的随(温度的倒数)的变化如图所示。
①反应a、b、c中,属于吸热反应的有_______ (填字母)。
②反应b的相对压力平衡常数表达式为_______ 。
③在图中A点对应温度下、原料组成为、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时的分压为4kPa。计算的平衡转化率_______ 。
(4)用途广泛,写出基于其物理性质的一种用途:_______ 。
(a)
(b)
(c)
(1)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_______。
A.增大与的浓度,反应a、b、c的正反应速率都增加 |
B.移去部分C(s),反应a、b、c的平衡均向右移动 |
C.加入反应a的催化剂,可提高的平衡转化率 |
D.降低反应温度,反应a~c的正、逆反应速率都减小 |
(3)设为压力平衡常数,反应a、b、c的随(温度的倒数)的变化如图所示。
①反应a、b、c中,属于吸热反应的有
②反应b的相对压力平衡常数表达式为
③在图中A点对应温度下、原料组成为、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时的分压为4kPa。计算的平衡转化率
(4)用途广泛,写出基于其物理性质的一种用途:
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【推荐3】按要求完成下列问题。
(1)二氧化硫在工业上和生活中有广泛的用途。工业用SO2和O2反应合成SO3反应的反应热(ΔH)、活化能(Ea正)为:
SO2(g)+O2(g) SO3(g) ΔH=-98.0kJ·mol-1 Ea正=125.5kJ·mol-1
①三氧化硫的分解反应SO3(g) SO2(g)+O2(g)的活化能Ea正=_______ 。
②下列关于工业用SO2和O2反应合成SO3反应的理解正确的是_______ 。
A.增大氧气浓度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增大,反应速率加快
B.该反应的实际工业生产条件是高温、高压、合适的催化剂
C.当温度、压强一定时,在原料气(SO2和O2的比例不变)中添加少量惰性气体,会使平衡转化率减小
D.反应过程中,可将SO3液化,并不断将液态SO3移去,有利于提高正反应速率
(2)CO和H2在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0获得甲醇。向2L的密闭容器中通入1mol CO(g)和2mol H2(g),发生反应合成甲醇,反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如下图所示。
①若容器容积不变,下列措施可提高CO转化率的是_______ 。
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大 D.再充入1mol CO(g)和2molH2(g)
②500℃的此反应的平衡常数K=_______ 。相同温度下若某时刻,测得该反应的反应物与生成物的浓度分别为c(CO)=0.4mol·L-1、c(H2)=0.4mol· L-1、c(CH3OH)= 0.8mol·L-1,则此时v正_______ v逆(填“>”、“<”或“=”)。
③在500℃恒压条件下,请在上图画出反应体系中n(CH3OH)随时间t变化的总趋势图_______ 。
(1)二氧化硫在工业上和生活中有广泛的用途。工业用SO2和O2反应合成SO3反应的反应热(ΔH)、活化能(Ea正)为:
SO2(g)+O2(g) SO3(g) ΔH=-98.0kJ·mol-1 Ea正=125.5kJ·mol-1
①三氧化硫的分解反应SO3(g) SO2(g)+O2(g)的活化能Ea正=
②下列关于工业用SO2和O2反应合成SO3反应的理解正确的是
A.增大氧气浓度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增大,反应速率加快
B.该反应的实际工业生产条件是高温、高压、合适的催化剂
C.当温度、压强一定时,在原料气(SO2和O2的比例不变)中添加少量惰性气体,会使平衡转化率减小
D.反应过程中,可将SO3液化,并不断将液态SO3移去,有利于提高正反应速率
(2)CO和H2在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0获得甲醇。向2L的密闭容器中通入1mol CO(g)和2mol H2(g),发生反应合成甲醇,反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如下图所示。
①若容器容积不变,下列措施可提高CO转化率的是
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大 D.再充入1mol CO(g)和2molH2(g)
②500℃的此反应的平衡常数K=
③在500℃恒压条件下,请在上图画出反应体系中n(CH3OH)随时间t变化的总趋势图
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解题方法
【推荐1】C、CO是常见的还原剂,碳与氧气的反应涉及以下三个:
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
请回答:
(1)___________ ,___________ (用表示)。
(2)①碳与氧气反应的与T的关系如下图,反应Ⅱ对应的曲线是___________ 。
A.a B.b C.c D.无法确定
②下列说法不正确 的是___________ 。
A.熵增有利于反应的进厅,工业生产中可将BaCO3与碳混合煅烧以制取BaO
B.反应的自发性由共同决定
C.随着反应温度的升高,碳被氧化为CO的倾向明显的增强
D.冶金生产中,都可以用碳作还原剂
(3)水煤气反应:,工业生产水煤气时,通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应,其理由是___________ 。
(4)在作催化剂的条件下合成甲醇:,向恒容密闭容器中通入和,反应过程中转化率与时间、温度的关系如下图所示。
①若初始压强为下该反应平衡常数___________ (为以分压表示的平衡常数)
②在500℃恒压条件下,请画出反应体系中a(CO)与时间(t)变化趋势图。______
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
请回答:
(1)
(2)①碳与氧气反应的与T的关系如下图,反应Ⅱ对应的曲线是
A.a B.b C.c D.无法确定
②下列说法
A.熵增有利于反应的进厅,工业生产中可将BaCO3与碳混合煅烧以制取BaO
B.反应的自发性由共同决定
C.随着反应温度的升高,碳被氧化为CO的倾向明显的增强
D.冶金生产中,都可以用碳作还原剂
(3)水煤气反应:,工业生产水煤气时,通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应,其理由是
(4)在作催化剂的条件下合成甲醇:,向恒容密闭容器中通入和,反应过程中转化率与时间、温度的关系如下图所示。
①若初始压强为下该反应平衡常数
②在500℃恒压条件下,请画出反应体系中a(CO)与时间(t)变化趋势图。
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【推荐2】I.已知:①NaHCO3(s)= Na+(aq)+(aq) ΔH=+18.81 kJ·mol-1
②Na2CO3(s)= 2Na+(aq)+(aq) ΔH=-16.44 kJ· mol-1
③2NaHCO3(s)= Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(l) ΔH=+92.34 kJ·mol-1
请回答:
(1)资料显示,NaHCO3固体加热到100℃发生分解,但是加热 NaHCO3溶液不到80℃就有大量CO2气体放出,用反应热角度说明原因_______ 。
(2)NaHCO3溶液中主要存在2种化学平衡:
a.+H2O⇌H2CO3+OH-,
b.2⇌+H2O+CO2。
根据理论计算0.10 mol·L-1NaHCO3溶液中2个反应的转化率随温度变化如图1所示(不考虑相互影响):
计算25℃0.10 mol·L-1NaHCO3溶液中CO2与H2CO3的总浓度最大可能为_______ mol·L-1。
II. SO2和NOx都是大气污染物
(3)利用图2所示装置(电极均为惰性电极)也可吸收SO2,并用阴极排出的溶液吸收NO2。b极的电极反应式为_______ 。
(4)其他条件相同,以一定流速分别向含催化剂A和B的反应管中通入一定比例O2、NH3、NO和N2的模拟烟气,测得NO的去除率与温度的关系图3所示。使用催化剂B,当温度高于360℃,NO的去除率下降的原因是_______ 。
(5)O2在一定条件下能有效去除烟气中的SO2、NO,可能的反应机理图4所示,该过程可描述为_______ 。
②Na2CO3(s)= 2Na+(aq)+(aq) ΔH=-16.44 kJ· mol-1
③2NaHCO3(s)= Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(l) ΔH=+92.34 kJ·mol-1
请回答:
(1)资料显示,NaHCO3固体加热到100℃发生分解,但是加热 NaHCO3溶液不到80℃就有大量CO2气体放出,用反应热角度说明原因
(2)NaHCO3溶液中主要存在2种化学平衡:
a.+H2O⇌H2CO3+OH-,
b.2⇌+H2O+CO2。
根据理论计算0.10 mol·L-1NaHCO3溶液中2个反应的转化率随温度变化如图1所示(不考虑相互影响):
计算25℃0.10 mol·L-1NaHCO3溶液中CO2与H2CO3的总浓度最大可能为
II. SO2和NOx都是大气污染物
(3)利用图2所示装置(电极均为惰性电极)也可吸收SO2,并用阴极排出的溶液吸收NO2。b极的电极反应式为
(4)其他条件相同,以一定流速分别向含催化剂A和B的反应管中通入一定比例O2、NH3、NO和N2的模拟烟气,测得NO的去除率与温度的关系图3所示。使用催化剂B,当温度高于360℃,NO的去除率下降的原因是
(5)O2在一定条件下能有效去除烟气中的SO2、NO,可能的反应机理图4所示,该过程可描述为
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适中
(0.65)
【推荐3】我国对世界郑重承诺:2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。研发针对二氧化碳的碳捕捉和碳利用技术是其中的关键。
(1)工业尾气中的可以用NaOH溶液捕获。常温下,如果实验测得捕获后的溶液中,则此时溶液的_______ (已知常温下,的;)。
(2)利用制备甲醇,其反应方程式为。
已知 kJ·mol
kJ·mol
则该反应的__________________ 。
(3)为探究用生产甲醇的反应原理,现进行如下实验:在2 L恒温密闭容器中,充入0.04 mol 和0.08 mol ,测得其压强(p)随时间(t)变化(如图1)曲线I所示。
①用来表示5 min内的化学反应速率_______ 。
②其他条件相同时,若只改变某一条件,曲线由I变化为II,则改变的条件是_______ 。
③该温度下,此反应的平衡常数_______ (保留三位有效数字)。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压)
(4)工业上利用太阳能电池将转化为乙烯,以稀硫酸为电解质溶液,工作原理如图2所示。则N极上的电极反应式为_________________ ;该电解池中所发生的总反应的化学方程式为_________________ 。
(1)工业尾气中的可以用NaOH溶液捕获。常温下,如果实验测得捕获后的溶液中,则此时溶液的
(2)利用制备甲醇,其反应方程式为。
已知 kJ·mol
kJ·mol
则该反应的
(3)为探究用生产甲醇的反应原理,现进行如下实验:在2 L恒温密闭容器中,充入0.04 mol 和0.08 mol ,测得其压强(p)随时间(t)变化(如图1)曲线I所示。
①用来表示5 min内的化学反应速率
②其他条件相同时,若只改变某一条件,曲线由I变化为II,则改变的条件是
③该温度下,此反应的平衡常数
(4)工业上利用太阳能电池将转化为乙烯,以稀硫酸为电解质溶液,工作原理如图2所示。则N极上的电极反应式为
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】二氧化硫和氮氧化物都是常见的大气污染物、回答下列相关问题。
Ⅰ.某温度下氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时,涉及如下反应:
ⅰ.
ⅱ.
(1)现有反应,则此反应的平衡常数的表达式___________ ,反应热___________ (用、表示)。
(2)为研究不同条件对反应ⅱ的影响,在恒温条件下,向恒容密闭容器中加入和足量的,时反应ⅱ达到平衡。测得平衡时的转化率,则内反应速率___________ ,平衡常数___________ 。
Ⅱ.除氮氧化物外,也是重要的大气污染物,需要对其进行吸收处理。
(3)工业上也可以用溶液吸收,并用电解法处理吸收后所得溶液以实现吸收液的回收再利用,装置如图所示,则
①工作一段时间后,阴极区溶液的___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
②写出阳极的电极反应式___________ 。
Ⅰ.某温度下氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时,涉及如下反应:
ⅰ.
ⅱ.
(1)现有反应,则此反应的平衡常数的表达式
(2)为研究不同条件对反应ⅱ的影响,在恒温条件下,向恒容密闭容器中加入和足量的,时反应ⅱ达到平衡。测得平衡时的转化率,则内反应速率
Ⅱ.除氮氧化物外,也是重要的大气污染物,需要对其进行吸收处理。
(3)工业上也可以用溶液吸收,并用电解法处理吸收后所得溶液以实现吸收液的回收再利用,装置如图所示,则
①工作一段时间后,阴极区溶液的
②写出阳极的电极反应式
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】温室气体的利用是当前环境和能源领域的研究热点。
Ⅰ、与重整可以同时利用两种温室气体,其工艺过程中涉及如下反应:
①
②
③
(1)_______
(2)一定条件下,向体积为的密闭容器中通入、各和少量,测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图所示。
①图中a代表产物_______ ,并说明理由_______ 。
②时,与的转化率分别为90%和95%,反应③的平衡常数_______ (写出计算式)。
Ⅱ.催化加形成的反应.含碳产物中的物质的量百分数(Y)及的转化率随温度的变化如图所示。
(3)在甲烷化的过程中,保持与的体积比为1∶4,反应气的总流量控制在,320℃时用表示的反应速率为_______ 。
Ⅲ.科学家利用电化学装置实现与的耦合转化,其原理如图所示:
(4)阴极上的反应式为:_______ 。
Ⅰ、与重整可以同时利用两种温室气体,其工艺过程中涉及如下反应:
①
②
③
(1)
(2)一定条件下,向体积为的密闭容器中通入、各和少量,测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图所示。
①图中a代表产物
②时,与的转化率分别为90%和95%,反应③的平衡常数
Ⅱ.催化加形成的反应.含碳产物中的物质的量百分数(Y)及的转化率随温度的变化如图所示。
(3)在甲烷化的过程中,保持与的体积比为1∶4,反应气的总流量控制在,320℃时用表示的反应速率为
Ⅲ.科学家利用电化学装置实现与的耦合转化,其原理如图所示:
(4)阴极上的反应式为:
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【推荐3】利用甲烷和水蒸气生成合成气(主要成分为CO和H2)在化学工业中有极为重要的地位。其热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.4 kJ·mol-1。
(1)工业生产中为解决合成气中H2过量而CO不足的问题,原料气中需添加CO2。利用合成气在催化剂作用下合成甲醇,可能发生的反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.67 kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2 kJ·mol-1
为了使合成气生成甲醇的配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳的体积比为____ 。
(2)CH4与CO2经过催化重整也可制得合成气,该反应的热化学方程式为____ 。在1.0 L密闭容器中充入1.0 mol CH4和1.0 mol CO2,在一定条件下发生上述反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。
①比较压强大小:P1____ (填“>”、“<”或“=”)P3。
②若要提高CH4的平衡转化率,可采取的措施有____ 、___ 。(任写两条)
③若P4=2.0 MPa,则x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)。
(3)研究表明二氧化碳加氢可合成甲醇,其热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.47 kJ·mol-1二氧化碳合成甲醇的原料气中加入一氧化碳可以降低CO2与H2反应的活化能。在200~360℃、9 MPa时,合成气初始组成H2、CO、CO2的物质的量之比为7:2:1的条件下研究甲醇的合成反应。CO2的平衡转化率随温度的变化如图所示,其先减小的原因是____ ,后增大的原因是____ 。
(1)工业生产中为解决合成气中H2过量而CO不足的问题,原料气中需添加CO2。利用合成气在催化剂作用下合成甲醇,可能发生的反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.67 kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2 kJ·mol-1
为了使合成气生成甲醇的配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳的体积比为
(2)CH4与CO2经过催化重整也可制得合成气,该反应的热化学方程式为
①比较压强大小:P1
②若要提高CH4的平衡转化率,可采取的措施有
③若P4=2.0 MPa,则x点的平衡常数KP=
(3)研究表明二氧化碳加氢可合成甲醇,其热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.47 kJ·mol-1二氧化碳合成甲醇的原料气中加入一氧化碳可以降低CO2与H2反应的活化能。在200~360℃、9 MPa时,合成气初始组成H2、CO、CO2的物质的量之比为7:2:1的条件下研究甲醇的合成反应。CO2的平衡转化率随温度的变化如图所示,其先减小的原因是
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