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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:89 题号:21280081
“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。其中技术固碳是化学家不断探索的方向,主要应用碳捕集、利用与封存技术。下面是一些利用为原料制备物质的反应,根据所学知识回答下列问题:
Ⅰ.合成尿素的反应为    kJ⋅mol-1,如图是上述反应合成尿素的机理及能量变化(单位:kJ/mol),TS表示过渡态。

(1)若 kJ⋅mol-1,则___________kJ/mol。
(2)分别向等温等容、绝热等容(起始温度相同)的密闭容器中加入0.2 mol的和0.1 mol的,若达平衡时等温等容容器中百分含量为a%,绝热等容容器中百分含量为b%,则a___________b(填“大于”“小于”或“等于”),理由是___________
Ⅱ.在一定条件下主要发生以下反应:
    kJ⋅mol-1
    kJ⋅mol-1
向恒压密闭容器中充入物质的量之比为1∶4的,发生上述反应,实验测得平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示。(已知:的选择性)

(3)其中表示平衡时的选择性的曲线是___________(填“①”或“②”);A点时的转化率为___________(保留小数点后一位)
(4)若在一定温度下,投料比例相同(充入物质的量之比为1∶4的),通入恒容密闭容器中,发生上述反应达到平衡,测得反应前容器内压强为,平衡时压强为,甲烷压强为。则甲烷的选择性为___________(用中相关字母表示,下同),反应②的压强平衡常数的值为___________

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【推荐1】І.甲醇作为一种较好的可再生能源,具有广泛的应用前景。
已知在常温常压下反应的热化学方程式:
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)     ∆H1=-90kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g) CO2(g) + H2(g)     ∆H2=-41kJ·mol-1
写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式:___________________
Ⅱ. 已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应平衡
常数
温度
500℃700℃800℃
2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)K12.50.340.15
H2(g) + CO2(g) H2O(g) + CO(g)K211.72.52
3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)K3

请回答下列问题:
(1)反应①是__________(填“吸热”或“放热“)反应
(2)观察①②③可推导出K1、K2、K3之间的关系,则K3=_______(用K1、K2表示)
(3)某温度时,反应①式中各物质的平衡浓度符合下式:20×c(CH2OH)=3×c(CO)×c3(H2),试判断此时的温度为____________
(4)500℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为0.4 mol· L-1、1 mol·L-1、0.5 mol·L-1、0.4 mol·L-1mol۰L-1,则此时V(正)______V(逆)(填“>”、 “=”或“<”)。
(5)对应反应③,一定条件下将H2(g)和CO2(g)以体积比3:1置于恒温恒容的密闭容器发生反应,下列能说明该反应达到平衡状态的有_____________
A.体系密度保持不变
B.H2和CO2的体积比保持不变
C.混合气体的平均相对分子量不变时,反应一定达到平衡状态
D.当破坏CO2中2个碳氧双键,同时破坏H2O中的2个氧氢键,反应一定达到平衡状态
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【推荐2】Ⅰ.消除汽车尾气中的NO、CO,有利于减少PM2.5的排放。已知如下信息:
a.   
b.①N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH1
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2=-565 kJ·mol-1
(1)ΔH1________
(2)在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体,写出反应的热化学方程式:_________
Ⅱ. SO2、CO、NOx是对环境影响较大的气体,对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。请回答下列问题:
(1)已知25℃、101 kPa时:
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-197 kJ·mol-1
②H2O(g)===H2O(l) ΔH2=-44 kJ·mol-1
③2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)===2H2SO4(l) ΔH3=-545 kJ·mol-1
则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是______________________
(2)若反应2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)
ΔH=-241.8 kJ·mol-1,根据下表数据求x_______kJ·mol-1
化学键H—HO=OO—H
断开1 mol化学
键所需的能量/kJ
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Ⅰ.已知汽车气缸中氮及其化合物发生如下反应:
(常温下平衡常数为)
(常温下平衡常数为)
(1)则_______;常温下平衡常数_______(用来表示)
Ⅱ.四氧化二氮可作为运载火箭的推进剂,将放入恒容密闭容器中发生反应,平衡体系中的体积分数随温度的变化如图所示:

(2)D点v(正)_______v(逆)(填“>”“=”或“<”)。
(3)A、B、C点中平衡常数K的值最大的是_______点。时,的平衡转化率为_______;若达平衡时间为,则此时间内的平均反应速率为_______
(4)若其条件不变,在原平衡基础上,再加入一定量,达到新平衡时,与原平衡相比,的体积分数_______(填“增大”“不变”或“减小”)。
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