硫酸有着广泛的用途。硫酸工业在国民经济中占有重要地位。
(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量:。判断该反应的自发性并说明理由___________ 。
(2)我国古籍记载了硫酸的制备方法—“炼石胆()取精华法”。
①借助现代仪器分析,该制备过程中分解的TG曲线(热重曲线,即受热分解过程中固体质量变化曲线)及DSC曲线(反映体系热量变化情况,数值已省略)如图所示。700℃左右有两个吸热峰,则此时分解生成的氧化物有___________ 、___________ (填化学式)和。
②已知下列热化学方程式:
则的△H=__________ 。
(3)接触法制硫酸的关键反应为的催化氧化:
①为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度,绘制不同转化率()下反应速率(数值已略去)与温度的关系如图,下列说法正确的是__________ 。
A.温度越高,反应速率越大 B.的曲线代表平衡转化率
C.越大,反应速率最大值对应温度越低 D.可根据不同下的最大速率,选择最佳生产温度
②固定投料比,在压强分别为0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa下,得到的平衡转化率随温度的变化如图所示。则在5.0MPa、550℃时,该反应的平衡转化率=__________ 。
③对于气体参与的反应,可用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)来表示平衡常数。设的平衡分压为p,的平衡转化率为,则上述催化氧化反应的_____________ (用含p和的代数式表示)。
(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量:。判断该反应的自发性并说明理由
(2)我国古籍记载了硫酸的制备方法—“炼石胆()取精华法”。
①借助现代仪器分析,该制备过程中分解的TG曲线(热重曲线,即受热分解过程中固体质量变化曲线)及DSC曲线(反映体系热量变化情况,数值已省略)如图所示。700℃左右有两个吸热峰,则此时分解生成的氧化物有
②已知下列热化学方程式:
则的△H=
(3)接触法制硫酸的关键反应为的催化氧化:
①为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度,绘制不同转化率()下反应速率(数值已略去)与温度的关系如图,下列说法正确的是
A.温度越高,反应速率越大 B.的曲线代表平衡转化率
C.越大,反应速率最大值对应温度越低 D.可根据不同下的最大速率,选择最佳生产温度
②固定投料比,在压强分别为0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa下,得到的平衡转化率随温度的变化如图所示。则在5.0MPa、550℃时,该反应的平衡转化率=
③对于气体参与的反应,可用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)来表示平衡常数。设的平衡分压为p,的平衡转化率为,则上述催化氧化反应的
23-24高二上·安徽淮北·阶段练习 查看更多[2]
更新时间:2024-01-20 14:01:17
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【推荐1】为实现“碳达峰”、“碳中和”目标,可将CO2催化加氢制甲醇。该反应体系中涉及以下两个主要反应:
反应I: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49kJ/mol
反应II: CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ/mol
(1)反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的反应热ΔH3=_______ 。
(2)在密闭容器中,上述反应混合体系建立平衡后,下列说法正确的是_______。
(3)不同条件下,相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图。
CH3OH的选择性= 100%
①由图可知,合成甲醇的适宜条件为_______ (填标号)
A.CZT催化剂 B. CZ(Zr-1)T 催化剂 C.230°C D.290 °C
②在230°C以上,升高温度,CO2的平衡转化率增大,但甲醇的产率降低,原因是_______ 。
(4)恒温恒压密闭容器中,加入2molCO2和4molH2,发生反应I和反应II,反应达平衡时,CO2的转化率为50%,气体体积减小10%,则在达到平衡时, CH3OH的选择性=_______ ,反应II的平衡常数K=_______ 。
(5)利用电催化可将CO2同时转化为多种燃料,装置如图:
①铜电极上产生HCOOH的电极反应式为_______ 。
②若铜电极上只生成5.6gCO,则铜极区溶液质量变化了_______ g。
反应I: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49kJ/mol
反应II: CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ/mol
(1)反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的反应热ΔH3=
(2)在密闭容器中,上述反应混合体系建立平衡后,下列说法正确的是_______。
A.增大压强,CO的浓度一定保持不变 |
B.降低温度,反应II的逆反应速率增大,正反应速率减小 |
C.增大CH3OH的浓度,反应II的平衡向正反应方向移动 |
D.恒温恒容下充入氦气,反应I的平衡向正反应方向移动 |
CH3OH的选择性= 100%
①由图可知,合成甲醇的适宜条件为
A.CZT催化剂 B. CZ(Zr-1)T 催化剂 C.230°C D.290 °C
②在230°C以上,升高温度,CO2的平衡转化率增大,但甲醇的产率降低,原因是
(4)恒温恒压密闭容器中,加入2molCO2和4molH2,发生反应I和反应II,反应达平衡时,CO2的转化率为50%,气体体积减小10%,则在达到平衡时, CH3OH的选择性=
(5)利用电催化可将CO2同时转化为多种燃料,装置如图:
①铜电极上产生HCOOH的电极反应式为
②若铜电极上只生成5.6gCO,则铜极区溶液质量变化了
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【推荐2】回答下列问题:
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g) ΔH1
已知:②C4H10(g)+O2(g)=C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH3=-242 kJ·mol-1.则反应①的ΔH1为___________ kJ·mol-1.
(2)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯在刚性容器内发生反应:(g)+I2(g)(g)+2HI(g) ΔH>0,起始总压为105 Pa,平衡时总压增加了20%,环戊烯的转化率为___________ 该反应的平衡常数Kp=___________ Pa.达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可采取的措施有___________ (填标号)。
A.通入惰性气体 B.提高温度 C.增加环戊烯浓度 D.增加碘浓度
(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是___________(填标号)。
(4)环戊二烯可用于制备二茂铁[Fe(C5H5)2],结构简式为),后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。
该电解池的阳极为___________ ,电解制备需要在无水条件下进行,原因为___________ 。
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g) ΔH1
已知:②C4H10(g)+O2(g)=C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH3=-242 kJ·mol-1.则反应①的ΔH1为
(2)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯在刚性容器内发生反应:(g)+I2(g)(g)+2HI(g) ΔH>0,起始总压为105 Pa,平衡时总压增加了20%,环戊烯的转化率为
A.通入惰性气体 B.提高温度 C.增加环戊烯浓度 D.增加碘浓度
(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是___________(填标号)。
A.T1>T2 |
B.a点的反应速率小于c点的反应速率 |
C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率 |
D.b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L-1 |
该电解池的阳极为
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解题方法
【推荐3】甲醇是重要的有机化工原料,目前世界甲醇年产量超过 2.1×107吨,在能源紧张的今天, 甲醇的需求也在增大。甲醇的合成方法是:(i) CO(g) + 2H2(g)=CH3OH(g) ΔH= -90.1 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)已知:(ii) 2CO(g) + O2(g)=2CO2(g) ΔH= -566.0 kJ·mol-1
(iii) 2H2(g) + O2(g)=2H2O(l) ΔH= -572.0 kJ·mol-1
甲醇的燃烧热为_____ kJ·mol-1。
(2)若反应在密闭恒容绝热容器中进行,反应(iv)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.1kJ·mol-1对合成甲醇反应中 CO 的转化率的影响是_____
A.增大 B.减小 C.无影响 D.无法判断
(3)在恒温恒容的密闭容器中发生反应(i),各物质的浓度如表:(单位 mol/L)
① x =_____ 。
② 前 2min 内 H2的平均反应速率为 v(H2) =_____ 。该温度下,反应(i)的平衡常数 K =_____ 。(保留 1 位小数)
③ 反应进行到第 2min 时,改变了反应条件,改变的这个条件可能是_____
A.使用催化剂 B.降低温度 C.增加 H2的浓度
(4)如图是温度、压强与反应(i)中 CO 转化率的关系:由图象可知,温度越低,压强越大,CO 转化率越高,但实际生产往往采用 300~400℃和 10MPa 的条件,其原因是_____ 。
回答下列问题:
(1)已知:(ii) 2CO(g) + O2(g)=2CO2(g) ΔH= -566.0 kJ·mol-1
(iii) 2H2(g) + O2(g)=2H2O(l) ΔH= -572.0 kJ·mol-1
甲醇的燃烧热为
(2)若反应在密闭恒容绝热容器中进行,反应(iv)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.1kJ·mol-1对合成甲醇反应中 CO 的转化率的影响是
A.增大 B.减小 C.无影响 D.无法判断
(3)在恒温恒容的密闭容器中发生反应(i),各物质的浓度如表:(单位 mol/L)
时间/min | c(CO) | c(H2) | c(CH3OH) |
0 | 0.8 | 1.6 | 0 |
2 | 0.6 | x | 0.2 |
4 | 0.3 | 0.6 | 0.5 |
6 | 0.3 | 0.6 | 0.5 |
② 前 2min 内 H2的平均反应速率为 v(H2) =
③ 反应进行到第 2min 时,改变了反应条件,改变的这个条件可能是
A.使用催化剂 B.降低温度 C.增加 H2的浓度
(4)如图是温度、压强与反应(i)中 CO 转化率的关系:由图象可知,温度越低,压强越大,CO 转化率越高,但实际生产往往采用 300~400℃和 10MPa 的条件,其原因是
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【推荐1】CO2是一种温室气体,对人类的生存环境产生巨大的影响,维持大气中CO2的平衡对生态环境保护有着重要意义。
I.可利用CH4与CO2制备合成气(CO、H2),在某一刚性密闭容器中加入CH4和CO2,容器中CH4和CO2的分压分别为15kPa、20kPa,加入Ni/α—A12O3催化剂并加热至1123K使其发生反应:CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)
(1)达到平衡后,测得CO的产率为50%,则该反应的平衡常数Kp=___ 。
(2)科学家提出制备“合成气反应历程分两步:
反应①:CH4(g)=C(ads)+2H2(g) (慢反应)
反应②:C(ads)+CO2(g)=2CO(g) (快反应)
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图所示,CH4与CO2制备合成气的热化学方程式为___ 。
II.CO2催化加氢制甲醇,向某恒容的密闭容器中,按投料比n(H2):n(CO2)=3:1,充入H2和CO2,发生如下反应:
i.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.4kJ·mol-1
ii.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ·mol-1
iii.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H3=-90.6kJ·mol-1
反应达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
(3)①体系中CO2的物质的量分数受温度的影响不大,原因是___ 。
②下列措施中,无法提高甲醇平衡产率的是___ (填标号)。
A.加入适量CO B.增大压强 C.循环利用原料气 D.升高温度
③如图X、Y分别代表___ 、___ (填化学式)。
III.利用铜基配合物1,10—phenanthroline—Cu催化剂电催化CO2还原制备碳基燃料(包括CO、烷烃和酸等)是减少CO2在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段之,其装置原理如图所示。
(4)①电解池工作过程中,阴极的电极反应式为___ 。
②每转移2mol电子,阴极室溶液质量增加___ g。
I.可利用CH4与CO2制备合成气(CO、H2),在某一刚性密闭容器中加入CH4和CO2,容器中CH4和CO2的分压分别为15kPa、20kPa,加入Ni/α—A12O3催化剂并加热至1123K使其发生反应:CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)
(1)达到平衡后,测得CO的产率为50%,则该反应的平衡常数Kp=
(2)科学家提出制备“合成气反应历程分两步:
反应①:CH4(g)=C(ads)+2H2(g) (慢反应)
反应②:C(ads)+CO2(g)=2CO(g) (快反应)
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图所示,CH4与CO2制备合成气的热化学方程式为
II.CO2催化加氢制甲醇,向某恒容的密闭容器中,按投料比n(H2):n(CO2)=3:1,充入H2和CO2,发生如下反应:
i.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.4kJ·mol-1
ii.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ·mol-1
iii.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H3=-90.6kJ·mol-1
反应达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
(3)①体系中CO2的物质的量分数受温度的影响不大,原因是
②下列措施中,无法提高甲醇平衡产率的是
A.加入适量CO B.增大压强 C.循环利用原料气 D.升高温度
③如图X、Y分别代表
III.利用铜基配合物1,10—phenanthroline—Cu催化剂电催化CO2还原制备碳基燃料(包括CO、烷烃和酸等)是减少CO2在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段之,其装置原理如图所示。
(4)①电解池工作过程中,阴极的电极反应式为
②每转移2mol电子,阴极室溶液质量增加
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(0.4)
解题方法
【推荐2】CO2催化加氢是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题:
(1)以CO2、H2为原料合成CH3OH,体系中发生如下反应:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.5kJ•mol-1
反应II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
已知键能:E(H-H)=436kJ•mol-1、E(C≡O)=1071kJ•mol-1、E(O-H)=464kJ•mol-1、E(C=O)=803kJ•mol-1,则△H2=______ kJ•mol-1。
②下列操作中,能提高CO2(g)平衡转化率的是______ (填标号)。
A.增加CO2(g)用量 B.恒温恒容下通入惰性气体
C.移除H2O(g) D.加入催化剂
③在催化剂作用下,发生上述反应I、II,达平衡时CO2的转化率随温度和压强的变化如图,压强P1、P2、P3由大到小的顺序为______ 。解释压强一定时,CO2的平衡转化率呈现如图变化的原因______ 。
(2)以CO2、H2为原料合成二甲醚,反应如下:
主反应:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)
副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
向恒温恒压(250℃、3.0MPa)的密闭容器中,通入物质的量之比为n(CO):n(CO2):n(H2)=1:5:20的混合气体,平衡时测得CO2的转化率为20%,二甲醚的选择性为80%(已知二甲醚的选择性=×100%),则副反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的Kp=______ (以分压表示,分压=总压×物质的量分数,保留2位有效数字)。
(3)工业上利用废气中的CO2、CO联合制取烧碱、氯代烃和甲醇的流程如图。已知B中的电解装置使用了阳离子交换膜。
①B中发生的总反应的离子方程式为_______ 。
②若某废气中含有的CO2和CO的体积比为2∶1,废气中CO2和CO体积分数共为13.44%。假设A中处理了标准状况下10m3的废气,其中CO2和CO全部转化成CH3OH,理论上可制得CH3OH______ kg。
(1)以CO2、H2为原料合成CH3OH,体系中发生如下反应:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.5kJ•mol-1
反应II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
已知键能:E(H-H)=436kJ•mol-1、E(C≡O)=1071kJ•mol-1、E(O-H)=464kJ•mol-1、E(C=O)=803kJ•mol-1,则△H2=
②下列操作中,能提高CO2(g)平衡转化率的是
A.增加CO2(g)用量 B.恒温恒容下通入惰性气体
C.移除H2O(g) D.加入催化剂
③在催化剂作用下,发生上述反应I、II,达平衡时CO2的转化率随温度和压强的变化如图,压强P1、P2、P3由大到小的顺序为
(2)以CO2、H2为原料合成二甲醚,反应如下:
主反应:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)
副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
向恒温恒压(250℃、3.0MPa)的密闭容器中,通入物质的量之比为n(CO):n(CO2):n(H2)=1:5:20的混合气体,平衡时测得CO2的转化率为20%,二甲醚的选择性为80%(已知二甲醚的选择性=×100%),则副反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的Kp=
(3)工业上利用废气中的CO2、CO联合制取烧碱、氯代烃和甲醇的流程如图。已知B中的电解装置使用了阳离子交换膜。
①B中发生的总反应的离子方程式为
②若某废气中含有的CO2和CO的体积比为2∶1,废气中CO2和CO体积分数共为13.44%。假设A中处理了标准状况下10m3的废气,其中CO2和CO全部转化成CH3OH,理论上可制得CH3OH
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【推荐3】大气中CO2含量的增加会加剧温室效应,秉承“低碳环保,绿色出行”的生活理念,CO2的综合利用也成为热门研究领域。
I.CO2可用于生产乙烯。
(1)依据图1写出CO2和H2生成C2H4和H2O(l)的热化学方程式________ 。
(2)以稀硫酸作电解质溶液,利用电解法将CO2转化为乙烯的装置如图2所示。M电极的电极反应式为_____ ,工作一段时间后,阳极室中溶液的pH_____ (填“增大”“不变”或“减小”)。
Ⅱ.CO2与H2在一定条件下可生产二甲醚:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) Δ H<0
(3)在2.0L恒容密闭容器中,加入2.0molCO2和6.0molH2,恒温条件下经过5min达到平衡状态,此时的压强是起始压强的2/3
①0~5min内反应的平均速率v(H2)=____ ,此温度下的平衡常数K=______ .
②平衡常数K(800K)______ K(900K)(填“>”“=”或“<”)
(4)分别以Cat.1和Cat.2作催化剂发生该反应,反应进行相同的时间后,测得CO2的转化率a(CO2)随反应温度T的变化情况如图3所示(忽略温度对催化剂活性的影响)。
①该反应的活化能Ea(Cat.1)________ Ea(Cat.2)(填“>”或“<”)。
②a、b、c、d、e五个状态中一定是平衡状态的是_______ (填字母)。
I.CO2可用于生产乙烯。
(1)依据图1写出CO2和H2生成C2H4和H2O(l)的热化学方程式
(2)以稀硫酸作电解质溶液,利用电解法将CO2转化为乙烯的装置如图2所示。M电极的电极反应式为
Ⅱ.CO2与H2在一定条件下可生产二甲醚:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) Δ H<0
(3)在2.0L恒容密闭容器中,加入2.0molCO2和6.0molH2,恒温条件下经过5min达到平衡状态,此时的压强是起始压强的2/3
①0~5min内反应的平均速率v(H2)=
②平衡常数K(800K)
(4)分别以Cat.1和Cat.2作催化剂发生该反应,反应进行相同的时间后,测得CO2的转化率a(CO2)随反应温度T的变化情况如图3所示(忽略温度对催化剂活性的影响)。
①该反应的活化能Ea(Cat.1)
②a、b、c、d、e五个状态中一定是平衡状态的是
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(0.4)
解题方法
【推荐1】我国力争2030年前二氧化碳排放达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和目标,的综合利用低碳减排有着重要意义。请回答:
Ⅰ.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:
①
②
③
(1)反应①的___________ (含、的代数式)。
(2)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___________。
Ⅱ.已知二氧化碳加氢制乙醇的总反应可表示为: 。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
④
⑤
现控制和初始投料比为1:3,在总压为8MPa的恒压条件下,经过反应,平衡时各物质的物质的量分数与温度的关系如下图所示:
(3)上图中曲线d代表的物质为___________ (填化学式),温度时,该反应的平衡常数___________ 。(对于气相反应,用某组分B的平衡压强代替物质的量浓度也可表示平衡常数,记作,如,p为平衡总压强,为平衡系统中B的物质的量分数)。
(4)若反应⑤为慢反应,在图中绘制出CO的“浓度~时间”示意图。_______
Ⅲ.研究表明,在电解质水溶液中,气体可被电化学还原。
(5)请写出在碱性介质中被还原为正丙醇()的电极反应式___________ 。
Ⅰ.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:
①
②
③
(1)反应①的
(2)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CO的浓度,反应①、②、③的正反应速率都增加 |
B.恒温恒压下向体系中通入氦气,反应①的平衡向右移动,平衡常数增大 |
C.加入反应①的催化剂,可加快反应①的反应速率,提高的平衡转化率 |
D.移去全部C(s),反应②、③的平衡均向右移动 |
Ⅱ.已知二氧化碳加氢制乙醇的总反应可表示为: 。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
④
⑤
现控制和初始投料比为1:3,在总压为8MPa的恒压条件下,经过反应,平衡时各物质的物质的量分数与温度的关系如下图所示:
(3)上图中曲线d代表的物质为
(4)若反应⑤为慢反应,在图中绘制出CO的“浓度~时间”示意图。
Ⅲ.研究表明,在电解质水溶液中,气体可被电化学还原。
(5)请写出在碱性介质中被还原为正丙醇()的电极反应式
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(0.4)
【推荐2】实现碳中和任务艰巨,二氧化碳加氢制甲醇将成为实现目标的有效路径。已知:
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
③CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-90kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)△H2=_______ kJ·mol-1。
(2)把1mol CO2和1mol H2充入体积为V的容器中进行上述反应。反应达到平衡时,测得各组分的物质的量随温度变化的曲线如下图所示。
①图中X代表_______ (填化学式)。
②由图可知温度为T时,反应②的平衡常数K_______ 1(填“>”“<”或“=”)。
(3)下列措施中,一定无法提高甲醇平衡产率的是_______ (填字母)。
A.加入适量CO B.使用高效催化剂 C.循环利用原料气 D.升高温度 E.增大压强
(4)一定条件下,向恒容密闭容器中以物质的量之比为1:1充入CO2(g)和H2(g),测得总压强为P0kPa;10min时反应达到平衡,测得H2O(g)的分压为P1kpa,CH3OH(g)的分压为P2kPa。
①平衡后,反应①的平衡常数Kp为_______ kPa-2(用平衡分压代替平衡浓度来表示)。
②实验表明:在二氧化碳和氢气的混合气体中掺混一氧化碳有助于提高甲醇产率。甲醇的平衡产率随着CO/(CO+CO2)变化如图所示:
从平衡移动角度分析,甲醇平衡产率上升的原因_______ ;当CO/(CO+CO2)为0.4时,改为在体积可变的容器中进行此反应,则甲醇的平衡产率最有可能是_______ (填“a”、“b”、“c”或“d”)。
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
③CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-90kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)△H2=
(2)把1mol CO2和1mol H2充入体积为V的容器中进行上述反应。反应达到平衡时,测得各组分的物质的量随温度变化的曲线如下图所示。
①图中X代表
②由图可知温度为T时,反应②的平衡常数K
(3)下列措施中,一定无法提高甲醇平衡产率的是
A.加入适量CO B.使用高效催化剂 C.循环利用原料气 D.升高温度 E.增大压强
(4)一定条件下,向恒容密闭容器中以物质的量之比为1:1充入CO2(g)和H2(g),测得总压强为P0kPa;10min时反应达到平衡,测得H2O(g)的分压为P1kpa,CH3OH(g)的分压为P2kPa。
①平衡后,反应①的平衡常数Kp为
②实验表明:在二氧化碳和氢气的混合气体中掺混一氧化碳有助于提高甲醇产率。甲醇的平衡产率随着CO/(CO+CO2)变化如图所示:
从平衡移动角度分析,甲醇平衡产率上升的原因
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【推荐3】目前,节约能源,再生资源,减轻环境污染是我们重点关注的科研课题。由CO制备CO2再到制备甲醇可以实现以上的课题。回答下列问题:
I.可有效降低汽车尾气污染物的排放。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段,反应历程如图所示(TS表示过渡态、IM表示中间产物)。
(1)三个基元反应中,属于放热反应的是_______ (填标号);图中,则该反应的_______ 。
(2)探究温度(298K、398K)、压强对反应的影响,如图所示,表示398K的是_______ (填标号)。
II.用H2还原CO2可以在一定条下合成CH3OH(不考虑副反应)可以实现资源的再生:
(3)某条件下该反应速率,,该反应的平衡常数,则a=_______ ,b=_______ 。
(4)某温度下,恒容密闭容器中,CO2和H2的起始浓度分别为a和3a,反应平衡时,CH3OH的产率为b,该温度下反应平衡常数的值为_______ (用字母a,b表示)。
(5)恒压下,CO2和H2的起始物质的量比为1:3时,该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和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。
①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为_______ 。
②P点甲醇产率高于T点的原因为_______ 。
③根据图示,在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为_______ ℃。
(6)调节溶液pH可实现工业废气CO2的捕获和释放,已知25℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2,当溶液pH=12时,1:_______ 。
I.可有效降低汽车尾气污染物的排放。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段,反应历程如图所示(TS表示过渡态、IM表示中间产物)。
(1)三个基元反应中,属于放热反应的是
(2)探究温度(298K、398K)、压强对反应的影响,如图所示,表示398K的是
II.用H2还原CO2可以在一定条下合成CH3OH(不考虑副反应)可以实现资源的再生:
(3)某条件下该反应速率,,该反应的平衡常数,则a=
(4)某温度下,恒容密闭容器中,CO2和H2的起始浓度分别为a和3a,反应平衡时,CH3OH的产率为b,该温度下反应平衡常数的值为
(5)恒压下,CO2和H2的起始物质的量比为1:3时,该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和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。
①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为
②P点甲醇产率高于T点的原因为
③根据图示,在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为
(6)调节溶液pH可实现工业废气CO2的捕获和释放,已知25℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2,当溶液pH=12时,1:
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【推荐1】(1)能源危机是当前全球问题,开源节流是应对能源危机的重要举措。下列做法有助于能源“开源节流”的是________ (填序号)。
a.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
b.大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
c.开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源、减少使用煤、石油等化石燃料
d.减少资源消耗,增加资源的重复使用、资源的循环再生
(2)金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们燃烧氧气不足时生成一氧化碳,充分燃烧生成二氧化碳,反应中放出的热量如下图所示。
①在通常状况下,金刚石和石墨中_______ 更稳定,石墨的燃烧热为__________ 。
②12 g石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36 g,该过程放出的热量为_______ 。
(3)由石墨转变成金刚石的反应的ΔS=+1.6J·mol-1·K-1,则为了保持此反应自发进行,温度应______ (填“低于”或“高于”)______ K。
(4)已知熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如下图所示:
①放电过程中K+和Na+向电极_______ (填“A”或“B”)移动。
②该电池的负极反应式为_________________________ 。
a.大力发展农村沼气,将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
b.大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
c.开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源、减少使用煤、石油等化石燃料
d.减少资源消耗,增加资源的重复使用、资源的循环再生
(2)金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们燃烧氧气不足时生成一氧化碳,充分燃烧生成二氧化碳,反应中放出的热量如下图所示。
①在通常状况下,金刚石和石墨中
②12 g石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36 g,该过程放出的热量为
(3)由石墨转变成金刚石的反应的ΔS=+1.6J·mol-1·K-1,则为了保持此反应自发进行,温度应
(4)已知熔融碳酸盐燃料电池的工作原理如下图所示:
①放电过程中K+和Na+向电极
②该电池的负极反应式为
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(0.4)
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【推荐2】按要求回答下列问题。
I.乙苯是一种用途广泛的有机原料,可制备多种化工产品。
制备苯乙烯原理:△H=+124kJ/mol,
(1)反应在_______ 更易自发进行(填“高温”或“低温”)。
(2)lmol苯乙烯在一定条件下最多与_______ mol氢气发生加成反应。
(3)工业上,在恒压设备中进行反应I时,常在乙苯蒸气中通入一定量的水蒸气。请用化学平衡理论解释通入水蒸气的原因:_______ 。
Ⅱ.将一定量氨基甲酸铵()加入体积为2L密闭容器中,发生反应 △H=a。该反应的平衡常数的负对数()值随温度(T)的变化曲线如图所示。
(1)某温度时,若测得3min时容器内氨气的物质的量为,则3min内平均速率_______ 。
(2)a_______ 0(填“>”“<”或“=”)。
(3)30℃,B点对应状态的v(正)_______ v(逆) (填“>”“<”或“=”)。
Ⅲ.工业上以、为原料生产尿素,,时,在1L的密闭容器中充入和模拟工业生产,,图为平衡转化率()与x的关系图。
(1)该反应的平衡常数表达式为_______ 。
(2)时,起始压强为,根据图中提供信息,求该反应的平衡常数_______ (为以分压表示的平衡常数,分压总压体积分数)。
I.乙苯是一种用途广泛的有机原料,可制备多种化工产品。
制备苯乙烯原理:△H=+124kJ/mol,
(1)反应在
(2)lmol苯乙烯在一定条件下最多与
(3)工业上,在恒压设备中进行反应I时,常在乙苯蒸气中通入一定量的水蒸气。请用化学平衡理论解释通入水蒸气的原因:
Ⅱ.将一定量氨基甲酸铵()加入体积为2L密闭容器中,发生反应 △H=a。该反应的平衡常数的负对数()值随温度(T)的变化曲线如图所示。
(1)某温度时,若测得3min时容器内氨气的物质的量为,则3min内平均速率
(2)a
(3)30℃,B点对应状态的v(正)
Ⅲ.工业上以、为原料生产尿素,,时,在1L的密闭容器中充入和模拟工业生产,,图为平衡转化率()与x的关系图。
(1)该反应的平衡常数表达式为
(2)时,起始压强为,根据图中提供信息,求该反应的平衡常数
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【推荐3】碘及其化合物是重要的物质。
(1)已知: △S;(g)、(g)和HI(g)都具有一定的相对能量和相对熵。相关物质的相对熵数据如下:
0℃,101kPa时相对熵数据
①_____ ;
②该反应自发进行的条件为_______ 。
(2)室温下,烧杯甲:将mg(s)加入VmL水中(含沉淀);烧杯乙:将mg(s)加入VmLKI溶液(含沉淀)。假设过程中可能发生如下反应(不考虑碘与水的反应以及其它反应);
①;
②
已知甲中存在平衡①,乙中存在平衡①和②,下列说法不正确的是_______。
(3)298K时,(s)分别在、中存在下列平衡(不考虑和水的反应):
①计算的平衡常数_______ 。
②用等体积的一次性萃取碘水[用(s)配制],萃取效率(萃取效率等于在有机相中的总含量与在两相中的总含量的百分比)为(保留1位小数)_______ 。
(4)已知,用NO做催化剂可以加速ICl的分解,用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理):请补充步骤I。
步骤I:_______ ;
步骤II:;
(5)Landolt时钟反应又称为碘钟反应,将稍过量的溶液、适量的溶液和淀粉加入反应容器,依次发生下列三个反应:
①
②
③
反应一段时间后溶液突然变蓝色且不褪去。比较大小:_______ ;分析反应一段时间后才突然变蓝色的原因_______ 。
(1)已知: △S;(g)、(g)和HI(g)都具有一定的相对能量和相对熵。相关物质的相对熵数据如下:
0℃,101kPa时相对熵数据
物质 | (g) | (g) | HI(g) |
相对熵S() | 130.7 | 260.7 | 206.6 |
②该反应自发进行的条件为
(2)室温下,烧杯甲:将mg(s)加入VmL水中(含沉淀);烧杯乙:将mg(s)加入VmLKI溶液(含沉淀)。假设过程中可能发生如下反应(不考虑碘与水的反应以及其它反应);
①;
②
已知甲中存在平衡①,乙中存在平衡①和②,下列说法不正确的是_______。
A.其它条件不变,若改变甲中溶液的温度,则甲的碘水浓度也发生改变 |
B.室温下,甲中加水稀释,溶液中(aq)浓度一定减小 |
C.乙中沉淀的质量比甲中沉淀的质量小 |
D.乙中(aq)浓度比甲中(aq)浓度大 |
①计算的平衡常数
②用等体积的一次性萃取碘水[用(s)配制],萃取效率(萃取效率等于在有机相中的总含量与在两相中的总含量的百分比)为(保留1位小数)
(4)已知,用NO做催化剂可以加速ICl的分解,用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理):请补充步骤I。
步骤I:
步骤II:;
(5)Landolt时钟反应又称为碘钟反应,将稍过量的溶液、适量的溶液和淀粉加入反应容器,依次发生下列三个反应:
①
②
③
反应一段时间后溶液突然变蓝色且不褪去。比较大小:
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