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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:174 题号:21461707
CO广泛应用于冶金工业,是合成羰基类有机产品的重要原料。工业上常利用水蒸气和炽热焦炭制备CO:
i.   
体系中还存在水煤气变换反应:
ii.   
(1)已知,则___________
(2)在一定温度下,向某恒容密闭容器中加入,发生反应。已知起始时体系的压强为,在不同条件下测定体系的总压强如下表所示。
条件          T/℃
p/kPa
700720740760780800
I催化剂1,2h140110108112117125
II催化剂2,2h125132140150163170
III催化剂2,h140150163172180185
①下列说法正确的是___________
A.混合气体的平均摩尔质量保持不变,说明反应体系已达到平衡
B.平衡时CO2的体积分数可能为
C.采用对反应i选择性高的催化剂有利于提高CO的平衡产率
②条件I中,700—800℃范围内体系总压变化的原因可能为___________
③条件II中,740℃时测得体系中的CO2分压p(CO2)=15kPa,该条件下H2O的消耗速率为___________kPa·h-1,780℃时,测得体系中H2的平衡分压p(H2)=90kPa,则反应i在该温度下用平衡分压表示的平衡常数Kp=___________
(3)电解还原CO2也是合成CO的重要途径,同时可实现CO2的资源化利用。以Au为电极材料、KHCO3溶液为电解质,往M极持续通入CO2,其他条件不变,恒定通过电解池的电量,测得M极含碳产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图所示。

①电解时M极与电源的___________极相连。
②a点时,CO2发生电解反应的电极方程式为___________

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名校
【推荐1】氨是最重要的化学品之一,我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题:
(1)根据如图数据计算反应_______kJ/mol
   
(2)合成氨气的氢气可由天然气制备。
①其反应如下      =+206kJ/mol,该反应自发的条件是_______________(填“低温自发”“高温自发”或“任意温度自发”);
②为提高 的平衡转化率,可采用的措施是_______________(填序号);
A.使用合适的催化剂          B.采用较高的温度            C.采用较高的压强            D.延长反应时间
③ 某温度下,在1L密闭容器中充入 进行反应,达到平衡时再往容器内充入, 则该反应CH4转化率_________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)催化剂的选择是合成氨的核心技术之一,使用催化剂1或催化剂2合成氨,产氨速率与温度的关系如图甲。
   
①由图判断,相同温度下,活化能Ea1_____________Ea2(填“>”“<”或 “=”,下同)。
②在一定条件下,向某反应容器中投入 5mol N2和15mol H2,在不同温度下反应,平衡体系中氨的质量分数随压强变化曲线如图乙所示,温度 中,最大的是____ 的转化率为____
③1939年捷姆金和佩热夫推出氨合成反应在接近平衡时净速率方程式为分别为正反应和逆反应的速率常数,代表各组分的分压(分压 总压×物质的量分数);为常数,工业上以铁为催化剂时,。由点数据计算 _________(MPa)-2
(4)以氨作为燃料的固体氧化物(含有O2-)燃料电池,具有全固态结构、能量效率高、无污染等特点。工作原理如图所示:
   
写出该电池的负极电极反应方程式________________________________________
2023-10-07更新 | 138次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
名校
【推荐2】研究CO2的转化可实现碳的循环利用。在反应器内CO2和H2在催化剂作用下可发生如下反应:
I.   
Ⅱ.   
(1)反应I的历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。
   
下列说法不正确的是_______。
A.该反应的,能低温自发
B.该历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为:
C.催化剂可以降低反应活化能和反应热,但对反应物的转化率无影响
D.最后一步是从催化剂表面的解吸过程,
(2)若反应Ⅱ的正、逆反应速率分别表示为分别为正、逆反应速率常数,c为物质的量浓度。,如图中有表示反应Ⅱ的正、逆反应速率常数随温度变化的图像,若A、B、C、D点的纵坐标分别为,则温度时反应Ⅱ的化学平衡常数_______
   
(3)在恒压条件下,CO2和H2发生反应I、反应Ⅱ,反应相同时间,测得不同温度下CO2的转化率和CH3OH的选择性如下图中实验值所示。图中平衡值表示相同条件下平衡状态CO2的转化率和CH3OH的选择性随温度的变化[CH3OH的选择性]
   
时,测得反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比,则该温度下CO2转化率_______。(结果保留1位小数)。
甲醇的平衡选择性随温度升高而降低的原因可能是_______
时,甲醇产率的实验值是_______
(4)若只考虑反应I,在有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示,其中分子筛膜能选择性分离出H2O,甲醇产率先增大后减小的原因是_______;请在下图中画出无分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化曲线_______
   
2023-05-16更新 | 242次组卷
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【推荐3】随着科学技术的发展和环保要求不断提高,CO2的捕集利用技术成为研究的重点。
Ⅰ.工业上使用的捕碳剂有NH3和(NH4)2CO3,它们与CO2可发生如下可逆反应:
NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH1
2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH2
(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)ΔH3
则ΔH3=___________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。
Ⅱ.目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的化学反应方程式为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g),已知:H2的体积分数随温度的升高而增加。
(1)该反应的ΔS___________0(填“>”“<”或“=”),该反应的ΔH___________0(填“>”或“<”)。
(2)在恒容密闭容器中通入等物质的量的CO2和H2并发生上述反应,T ℃下,CO2物质的量浓度c(CO2)随时间t变化的曲线如图所示。下列能说明反应达到平衡状态的是___________(填字母代号)。

A.体系压强保持不变
B.混合气体密度保持不变
C.甲烷和水蒸气的物质的量之比保持不变
D.H2的质量分数保持不变
(3)T ℃下,反应前20 s的平均反应速率v(H2)=___________(用含a、b的代数式表示)。
(4)T ℃下,该反应的平衡常数K=___________(用含a、b的代数式表示)。
(5)若降低温度,反应重新达到平衡,则v(正)___________;CO2转化率___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
2021-01-13更新 | 132次组卷
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