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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:67 题号:21420064
“碳达峰”“碳中和”是推动我国经济社会高质量发展的内在要求。通过二氧化碳催化加氢合成二甲醚是一种重要的转化方法,其过程如下:
反应Ⅰ:   
反应Ⅱ:   
回答下列问题:
(1)二氧化碳与氢气合成CH3OCH3时,通常控制温度为 500℃左右,其可能的原因为_____(填字母)。
A.反应速率快B.平衡的转化率高
C.催化剂活性高D.主反应催化剂选择性好

(2)在 1L 恒温密闭容器中充入4molCO2和6molH2 ,初始压强为 p,20min 时反应 Ⅰ、Ⅱ都达到平衡状态,体系压强为 0.8p,测得 c(H2O)=3mol/L。
①0~20min 内v(CO)=________
②反应Ⅱ的化学平衡常数Kp= ________
③平衡时 CH3OCH3的选择性= ________。()
(3)在密闭容器中通入1 nolCO2和3molH2,在铁系催化剂作用下进行反应, 的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。图中,温度大于 800℃时,随着压强的增大, CO2的平衡转化率减小,请解释原因:___________

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【推荐1】采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题
(1)1840年 Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体,其分子式为___________
(2)F. Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应:

其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示(t=∞时,N2O5(g)完全分解):
t/min0408016026013001700
p/kPa35.840.342.5.45.949.261.262.363.1
①已知:2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=−4.4 kJ·mol−1
2NO2(g)=N2O4(g) ΔH 2=−55.3 kJ·mol−1,则反应N2O5(g)=2NO2(g)+1/2O2(g)的ΔH =______ kJ·mol−1
②研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=2×10-3×P(N2O5)(KPa/min)。t=62 min时,测得体系中P(O2)=2.9 kPa,则此时的P(N2O5)=________ kPa,v=_______kPa·min−1
③若提高反应温度至35℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强p(35℃)____63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”)。
④25℃时N2O4(g)⇌2NO2(g)反应的平衡常数Kp=_______kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。
(3)对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程:
第一步 N2O5⇌NO2+NO3快速平衡
第二步 NO2+NO3→NO+NO2+O2慢反应
第三步 NO+NO3→2NO2快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是_______(填标号)。
A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)          B.反应的中间产物只有NO3
C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效          D.第三步反应活化能较高
2018-12-07更新 | 403次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐2】是危害最为严重的大气污染物之一,的含量是衡量大气污染的一个重要指标。工业上常采用催化还原法或吸收法处理。催化还原不仅可以消除污染,而且可得到有价值的单质S。
(1)用还原生成S的反应分两步完成,如图甲所示,该过程中相关物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图乙所示:
   
①分析可知X为_______(写化学式),时间段用表示的化学反应速率为_______
②总反应的化学方程式为_______
(2)焦炭催化还原生成的化学方程式为:,恒容容器中,与足量的焦炭反应,的转化率随温度的变化如图丙(700℃已达最大转化率)所示。
   
①该反应700℃的平衡常数为_______
②反应的_______0(填“>”或“<”)。
(3)以铅蓄电池为电源可将转化为乙烯,其原理如图丁所示,电解所用电极材料均为惰性电极。阴极上的电极反应式为_______;每生成0.5mol乙烯,理论上需消耗铅蓄电池中_______mol单质Pb。
   
2023-05-10更新 | 139次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐3】将CO2转化为高附加值的化学品或液体燃料是CO2资源化利用的有效方法,其中转换为甲醇是最可能的利用路径,主要涉及反应如下(其他副反应忽略不计):
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)   ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)   ΔH2
请回答下列问题:
(1)已知H2的燃烧热ΔH=akJ·mol−1和CO的燃烧热ΔH=bkJ·mol−1,水的汽化热(1molH2O从液体汽化为气体所需要吸收的热量)为ckJ·mol−1,则ΔH2=___________(用含a、b、c的代数式表示)。
(2)若在恒温恒压条件下进行上述反应,下列说法正确的是___________。
A.起始压强越大,平衡时的值越大
B.反应达到平衡时,v(CO2)>v(CH3OH)
C.当n(CO):n(H2O)不变时,反应Ⅰ、Ⅱ均处于平衡状态
D.向平衡体系中充入少量惰性气体,甲醇平衡产率不变
(3)以n(CO2)=1mol、n(H2)=3mol为初始量,进行上述反应,CO2的平衡转化率(X-CO2)、CH3OH的选择性(S-CH3OH)随温度、压强变化如图所示:

已知:
①ΔH1___________ΔH2(填“>”“<”或“=”),原因是___________
②p1___________p2(填“>”“<”或“=”)。
③在温度为T,压强为p1(单位为kPa)时,经10min反应达到平衡。
(i)H2的平衡转化率为___________
(ii)反应Ⅱ的压强平衡常数Kp=___________(列出数字运算表达式即可);
(iii)计算0~10min之间,CO2分压的平均变化速率为___________kPa·min-1(用含p1的代数式表示)。
2023-05-09更新 | 362次组卷
共计 平均难度:一般