组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应速率与化学平衡 > 化学平衡 > 化学平衡的移动及其影响因素
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:72 题号:21325323
甲醇是重要的化工原料,发展前景广阔。
(1)研究表明CO2加氢可以合成甲醇。CO2和H2可发生如下两个反应:
I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)   ΔH1
II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)   ΔH2
(1)在一定体积的密闭容器中进行化学反应I:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数和温度的关系如下表所示:
t/℃70080083010001200
K0.60.91.01.72.6
回答下列问题:
①该反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应。
②某温度下,平衡浓度符合下式c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O),试判断此时的温度___________℃。
③在800℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为,则下一时刻,反应向___________(填“正向”或“逆向”)进行。
(2)①反应II的化学平衡常数表达式为___________
②有利于提高反应II中CO2的平衡转化率的措施有___________(填序号)。
a.使用催化剂   b.加压   c.增大H2和CO2的初始投料比
③反应I的化学平衡常数表达式K=___________
④有利于提高反应I中CO2的平衡转化率的措施有___________(填序号)。
a.使用催化剂         b.加压    c.增大CO2和H2的初始投料比
⑤研究温度对于甲醇产率的影响。在210℃~290℃,保持原料气中CO2和H2的投料比不变,按一定流速通过催化剂甲,主要发生反应I,得到甲醇的实际产率、平衡产率与温度的关系如图所示。

ΔH1___________0(填“>”、“=”或“<”),其依据是___________
⑥某实验控制压强一定,CO2和H2初始投料比一定,按一定流速通过催化剂乙,经过相同时间测得如下实验数据(反应未达到平衡状态):
T(K)CO2实际转化率(%)甲醇选择性(%)【注】
54312.342.3
55315.339.1
【注】甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比
表中实验数据表明,升高温度,CO2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低,其原因是___________

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I.氮氧化物间的相互转化
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第一步 2NO(g)N2O2(g) (快速平衡)
第二步 N2O2(g) +O2(g) =2NO2(g) (慢反应)
①用O2表示的速率方程为v(O2)= kc2(NO)·c(O2);NO2表示的速率方程为v(NO2)=kc2(NO)·c(O2),k1与k2分别表示速率常数(与温度有关),则=________
②下列关于反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的说法正确的是_________(填序号)。
A.增大压强,反应速率常数一定增大
B.第一步反应的活化能小于第二步反应的活化能
C.反应的总活化能等于第一步和第二步反应的活化能之和
(2)容积均为1L的甲、乙两个容器,其中甲为绝热容器,乙为恒温容器.相同温度下,分别充入0.2mol的NO2,发生反应:2NO2(g)N2O4(g) ∆H<0,甲中NO2的相关量随时间变化如图所示。
   
①0~3s内,甲容器中NO2的反应速率增大的原因是______________________
②甲达平衡时,温度若为T℃,此温度下的平衡常数K=____________________
③平衡时,K_____KP_____P(填“>”、“<” 或“=”)。
(3)以NH3为还原剂在脱硝装置中消除烟气中的氮氧化物。
主反应:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)= 4N2(g)+6H2O(g) H1
副反应:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)  H2=-1267.1kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H3=-907.3 kJ/mol
①△H1=____________
②将烟气按一定的流速通过脱硝装置,测得出口NO的浓度与温度的关系如图1,试分析脱硝的适宜温度是______(填序号)。
a.<850℃               b.900~1000℃          c.>1050 ℃
   
(4)以连二亚硫酸盐(S2O42)为还原剂脱除烟气中的NO,并通过电解再生,装置如图2。阴极的电极反应式为____________,电解槽中的隔膜为____________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
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(1)此流程的第II步反应为: CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应的化学平衡常数表达式为K=__________; 反应的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃4005008301000
平衡常数K10910.6
从上表可以推断:此反应是___________ (填“吸”或“放”) 热反应。在830 ℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入CO与H2O均为1mol,则达到平衡后CO的转化率为______
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