工业上加氢制,为的减排与再利用提供了一种新策略,该过程中存在如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)已知: ,则反应________ (用含、、的代数式表示)。
(2)关于反应Ⅰ,下列说法正确的有___________(填标号)。
(3)向恒压(p)密闭装置中充入和,在不同温度下同时发生反应Ⅰ和Ⅱ,达平衡时,测得和的物质的量随温度变化关系如图所示。
①曲线对应物质为____ (填化学式)。
②达平衡时,反应Ⅰ的平衡常数Kp=____ (列计算式即可)。
③结合图像分析,达平衡时装置中随温度升高的变化趋势为____ (填标号)。
A.减小 B.增大 C.先减小后增大 D.先增大后减小
④工业制备通常控制温度在℃之间的原因是____ 。
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下:
①Pt电极上发生的是______ 反应(填“氧化”或“还原”)。
②写出NiO电极的电极反应式:________ 。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)已知: ,则反应
(2)关于反应Ⅰ,下列说法正确的有___________(填标号)。
A.反应物的键能之和高于生成物的键能之和 |
B.低温条件有利于该反应自发进行 |
C.混合气体的平均摩尔质量不再改变,说明反应已达平衡 |
D.恒容条件下,充入更多的能提高单位体积活化分子的百分数 |
(3)向恒压(p)密闭装置中充入和,在不同温度下同时发生反应Ⅰ和Ⅱ,达平衡时,测得和的物质的量随温度变化关系如图所示。
①曲线对应物质为
②达平衡时,反应Ⅰ的平衡常数Kp=
③结合图像分析,达平衡时装置中随温度升高的变化趋势为
A.减小 B.增大 C.先减小后增大 D.先增大后减小
④工业制备通常控制温度在℃之间的原因是
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下:
①Pt电极上发生的是
②写出NiO电极的电极反应式:
更新时间:2024-01-24 15:17:15
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解题方法
【推荐1】一定条件下,CO与水蒸气反应生成和的热化学方程式为,kJ·mol。
回答下列问题:
(1)已知1molC完全转化成水煤气(CO、混合物)时吸收热量131.5kJ,则1molC与反应生成CO的焓变是___________ kJ·mol。
(2)反应达到平衡状态的标志是___________(填字母)。
(3)研究表明反应的平衡常数随温度的变化如下表所示:
在500℃下,CO和的起始浓度均为2mol·L,达到平衡时,CO的平衡转化率为___________ 。
(4)在T℃、5MPa下,将0.1molCO与0.12mol混合气体充入1L密闭容器发生反应,反应过程中的物质的量浓度随时间的变化如图所示:
①在0~2min内,___________ mol·L-1·min-1。
②T℃时该反应的平衡常数___________ (压强代替浓度,分压=总压×物质的分数)。
③平衡后,若向容器中再充入0.2mol和0.02mol,则再次平衡后容器内的压强与充入CO和前的压强比为___________ 。
回答下列问题:
(1)已知1molC完全转化成水煤气(CO、混合物)时吸收热量131.5kJ,则1molC与反应生成CO的焓变是
(2)反应达到平衡状态的标志是___________(填字母)。
A.容器内压强不随时间变化 |
B.容器内各物质的浓度不随时间变化 |
C.容器内CO、的浓度之比为1:1 |
D.单位时间消耗0.1molCO同时生成0.1mol |
温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常数K | 15 | 9 | 5 |
在500℃下,CO和的起始浓度均为2mol·L,达到平衡时,CO的平衡转化率为
(4)在T℃、5MPa下,将0.1molCO与0.12mol混合气体充入1L密闭容器发生反应,反应过程中的物质的量浓度随时间的变化如图所示:
①在0~2min内,
②T℃时该反应的平衡常数
③平衡后,若向容器中再充入0.2mol和0.02mol,则再次平衡后容器内的压强与充入CO和前的压强比为
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解题方法
【推荐2】工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。迄今为止,人类仍然在追求低成本、高产率的合成氨技术。
(1)已知时,的燃烧热;
。
①某种新型储氢材料的晶胞如图1所示,八面体中心为某价态铁的离子,顶点均为配体;四面体中心为硼原子,顶点均为氢原子。该化合物的化学式为___________ ,化合物中铁的电子排布式为___________ 。
②有人提出利用反应制备的思路。请结合有关数据说明该反应难以实现的原因:___________ 。
(2)经过理论计算并结合实验测量得出铁触媒表面合成氨反应全过程的能量变化如图2所示。其中(ad)表示吸附在催化剂表面。我国科学家提出了一种使用双温双控催化剂提高合成氨产率的新方法。该催化剂是在纳米铁表面复合少量具有光学活性的,通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时,的温度能达到547℃,而表面为415℃)。其催化合成氨机理如图3所示。
①500℃下的平衡浓度较400℃低的原因是___________ 。
②与传统的催化合成氨(铁触媒、400~500℃)相比,双催化剂双温催化合成氨更具优势的原因是___________ 。
(3)若将2.0mol和6.0mol通入体积为1L的密闭容器中,分别在和温度下进行反应。曲线A表示温度下的变化,曲线B表示温度下的变化,温度下反应到a点恰好达到平衡。
①温度___________ (填“>”、“<”或“=”,下同)。温度下恰好平衡时,曲线B上的点为,则m___________ 12,n___________ 3。
②温度下,若某时刻容器内气体的压强为起始时的80%,则此时_______ (填“>”、“<”或“=”)。
③计算温度下,Kc=___________ 。
(1)已知时,的燃烧热;
。
①某种新型储氢材料的晶胞如图1所示,八面体中心为某价态铁的离子,顶点均为配体;四面体中心为硼原子,顶点均为氢原子。该化合物的化学式为
②有人提出利用反应制备的思路。请结合有关数据说明该反应难以实现的原因:
(2)经过理论计算并结合实验测量得出铁触媒表面合成氨反应全过程的能量变化如图2所示。其中(ad)表示吸附在催化剂表面。我国科学家提出了一种使用双温双控催化剂提高合成氨产率的新方法。该催化剂是在纳米铁表面复合少量具有光学活性的,通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时,的温度能达到547℃,而表面为415℃)。其催化合成氨机理如图3所示。
①500℃下的平衡浓度较400℃低的原因是
②与传统的催化合成氨(铁触媒、400~500℃)相比,双催化剂双温催化合成氨更具优势的原因是
(3)若将2.0mol和6.0mol通入体积为1L的密闭容器中,分别在和温度下进行反应。曲线A表示温度下的变化,曲线B表示温度下的变化,温度下反应到a点恰好达到平衡。
①温度
②温度下,若某时刻容器内气体的压强为起始时的80%,则此时
③计算温度下,Kc=
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【推荐3】甲醇是一种重要的有机原料,在催化剂的作用下,和反应可生成甲醇和副产物,反应如下:
反应①
反应②
反应③
反应④
、、、分别表示反应①、②、③、④的平衡常数.
回答下列问题:
(1)反应②的_____ ,与和的关系为______ .
(2)图1中能正确表示反应①的平衡常数随温度变化的曲线为________ (填曲线字母),其判断理由为____________ .
(3)为探究不同催化剂对和生成的选择性效果,某实验室控制和的初始投料比为进行实验,得到如下表1数据:
①由表1可知,反应Ⅰ的最佳催化剂为_______________ .
②图2中,时转化率最大的原因是_________________ .
③有利于提高转化为的平衡转化率的措施有__________ .
A.使用催化剂
B.适当降低反应温度
C.增大和的初始投料比
D.恒容下,再充入和
(4)已知,反应.该温度下,在某时刻体系中、、、的浓度分别为、、、,则此时上述反应的_______ (填“>”、“<”或“=”)达到平衡时_____ .
反应①
反应②
反应③
反应④
、、、分别表示反应①、②、③、④的平衡常数.
回答下列问题:
(1)反应②的
(2)图1中能正确表示反应①的平衡常数随温度变化的曲线为
(3)为探究不同催化剂对和生成的选择性效果,某实验室控制和的初始投料比为进行实验,得到如下表1数据:
时间/ | 催化剂种类 | 甲醇的含量(%) | |
450 | 10 | 78 | |
450 | 10 | 88 | |
450 | 10 | 46 |
②图2中,时转化率最大的原因是
③有利于提高转化为的平衡转化率的措施有
A.使用催化剂
B.适当降低反应温度
C.增大和的初始投料比
D.恒容下,再充入和
(4)已知,反应.该温度下,在某时刻体系中、、、的浓度分别为、、、,则此时上述反应的
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【推荐1】在一个体积为2 L的真空密闭容器中加入0.5 mol CaCO3,发生反应:CaCO3(s) ⇌CaO (s)+CO2(g),测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如图所示,图中A表示CO2的平衡浓度与温度的关系曲线,B表示不同温度下反应经过相同时间时CO2的物质的量浓度的变化曲线。请按要求回答下列问题:
(1)该反应正反应为___________ 热反应(填“吸”或“放”),温度为T5℃时,该反应耗时40 s达到平衡,则T5℃时,该反应的平衡常数数值为___________ 。
(2)如果该反应的平衡常数K值变大,该反应___________ (选填编号)。
a.一定向逆反应方向移动 b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c.一定向正反应方向移动 d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(3)请说明随温度的升高,曲线B向曲线A逼近的原因:___________ 。
(4)保持温度,体积不变,充入CO2气体,则CaCO3的质量___________ ,CaO的质量___________ ,CO2的浓度___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)在T5℃下,维持温度和容器体积不变,向上述平衡体系中再充入0.5 mol N2,则最后平衡时容器中的CaCO3的质量为___________ g。
(1)该反应正反应为
(2)如果该反应的平衡常数K值变大,该反应
a.一定向逆反应方向移动 b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c.一定向正反应方向移动 d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(3)请说明随温度的升高,曲线B向曲线A逼近的原因:
(4)保持温度,体积不变,充入CO2气体,则CaCO3的质量
(5)在T5℃下,维持温度和容器体积不变,向上述平衡体系中再充入0.5 mol N2,则最后平衡时容器中的CaCO3的质量为
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【推荐2】氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱的原料,也是一种常用的制冷剂。
(1)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L 的密闭容器内充入1mol N2和3mol H2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
则从反应开始到25 min 时,以N2 表示的平均反应速率=__________ ;该温度下 平衡常数K=___________ 。
(2)工业合成氨的反应方程式为: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH 下图1是合成氨反应的能量与反应过程相关图(未使用催化剂);图D 是合成氨反应在2L 容器中、相同投料情况下、其它条件都不变时,某一反应条件的改变对反应的影响图。
下列说法正确的是________________ 。
A.ΔH=-92.4kJ/mol
B.使用催化剂会使E1的数值增大
C.为了提高转化率,工业生产中反应的浓度越低越好
D.图II是不同压强下反应体系中氨的物质的量与反应时间关系图,且PAB
E.图II是不同温度下反应体系中氨的物质的量与反应时间关系图,且TA>TB;
F.该反应的平銜常数KAB
G.在曲线A条件下,反应从开始到平衡,消耗N2的平均速率为mol·L-1·min-1
(3)一定温度下,向一个容积为2 L的密闭容器中通入2 mol N2和7 mol H2,达到平衡时测得容器的压强为起始时的倍,则此温度下的平衡常数为_______ 。在同一温度,同一容器中,将起始物质改为amol N2 ,b molH2,c mol NH3 (a,b,c均不为零)欲使平衡混合物中各物质的质量与原平衡相同,则a,b,c满足的关系为_____________ (用含a,b,c的表达式表示),且欲使反应在起始时向逆反应方向进行,c的取值范围是_______
(1)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L 的密闭容器内充入1mol N2和3mol H2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
反应时间 /min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
压强/MPa | 16.80 | 14.78 | 13.86 | 13.27 | 12.85 | 12.60 | 12.60 |
则从反应开始到25 min 时,以N2 表示的平均反应速率=
(2)工业合成氨的反应方程式为: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH 下图1是合成氨反应的能量与反应过程相关图(未使用催化剂);图D 是合成氨反应在2L 容器中、相同投料情况下、其它条件都不变时,某一反应条件的改变对反应的影响图。
下列说法正确的是
A.ΔH=-92.4kJ/mol
B.使用催化剂会使E1的数值增大
C.为了提高转化率,工业生产中反应的浓度越低越好
D.图II是不同压强下反应体系中氨的物质的量与反应时间关系图,且PAB
E.图II是不同温度下反应体系中氨的物质的量与反应时间关系图,且TA>TB;
F.该反应的平銜常数KAB
G.在曲线A条件下,反应从开始到平衡,消耗N2的平均速率为mol·L-1·min-1
(3)一定温度下,向一个容积为2 L的密闭容器中通入2 mol N2和7 mol H2,达到平衡时测得容器的压强为起始时的倍,则此温度下的平衡常数为
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解题方法
【推荐3】和重整制取和,是实现“碳中和”的理想技术。该工艺涉及以下反应;
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
反应Ⅳ:
回答下列问题:
(1)已知和的燃烧热分别为、和,___________ 。
(2)刚性密闭容器中,进料比分别为1.5、2.0,起始压强为,只发生反应Ⅰ和Ⅱ。平衡时甲烷的质量分数、与温度关系如图。
①进料比为2.0时对应的甲烷质量分数和的曲线分别为___________ 和___________ 。随温度升高而增大的原因是___________ 。
②时,反应经达到平衡点,反应Ⅱ的平衡常数,则点对应的转化率为___________ ,的平均消耗速率为___________ (保留2位有效数字)。
(3)积碳是导致催化剂失活的主要原因。在时,将相同组成的混合气体,以恒定流速分别通过反应器,测得数据如图所示。
注:表示反应进行到某一时刻的催化剂活性与反应初始催化剂活性之比。
下列对催化剂失活的分析错误的是___________。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
反应Ⅳ:
回答下列问题:
(1)已知和的燃烧热分别为、和,
(2)刚性密闭容器中,进料比分别为1.5、2.0,起始压强为,只发生反应Ⅰ和Ⅱ。平衡时甲烷的质量分数、与温度关系如图。
①进料比为2.0时对应的甲烷质量分数和的曲线分别为
②时,反应经达到平衡点,反应Ⅱ的平衡常数,则点对应的转化率为
(3)积碳是导致催化剂失活的主要原因。在时,将相同组成的混合气体,以恒定流速分别通过反应器,测得数据如图所示。
注:表示反应进行到某一时刻的催化剂活性与反应初始催化剂活性之比。
下列对催化剂失活的分析错误的是___________。
A.由数据推知,压强越大,催化剂越易失活 |
B.该条件下,失活的主要原因是发生反应Ⅲ |
C.恒压时,高温区催化剂失活的主要原因是发生反应Ⅳ |
D.保持其他条件不变,适当增大进料比,可减缓的衰减 |
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(0.4)
解题方法
【推荐1】高温下用H2还原CuCl制备活性铜,反应原理如下:
2Cu(s)+Cl2 (g)2CuCl(s) △H1=-36 kJ·mol-1 ①
H2(g)+2CuCl( s)=2Cu(s)+2HCl(g) △H2 ②
有关物质的键能数据如下表:
(1)求△H2=_______ kJ·mol-1。
(2)经测定反应②制备活性铜的反应趋势大,原因是_______________ 。
(3)在某温度下,反应①达到平衡状态,在tl时,增加压强到原来的2倍(Cu的量足够),在图中画出Cl2浓度的变化趋势线。_______________
(4)白色不溶于水的CuCl可以由电解法制得,如图所示:
①装置中用的交换膜为_____________ 。
A.阳离子交换膜 B.阴离子交换膜 C.质子交换膜 D.氢氧根离子交换膜
②阳极的电极反应式为_________________ 。
(5)已知CuCl可溶解于稀硝酸,写出该反应的化学方程式:_________________ 。
(6)根据已学知识写出制取CuCl的一种方法,用化学方程式表示:_________________ 。
2Cu(s)+Cl2 (g)2CuCl(s) △H1=-36 kJ·mol-1 ①
H2(g)+2CuCl( s)=2Cu(s)+2HCl(g) △H2 ②
有关物质的键能数据如下表:
物质 | H2 | Cl2 | HCl |
键能(kJ·mol-1) | 436 | 243 | 432 |
(1)求△H2=
(2)经测定反应②制备活性铜的反应趋势大,原因是
(3)在某温度下,反应①达到平衡状态,在tl时,增加压强到原来的2倍(Cu的量足够),在图中画出Cl2浓度的变化趋势线。
(4)白色不溶于水的CuCl可以由电解法制得,如图所示:
①装置中用的交换膜为
A.阳离子交换膜 B.阴离子交换膜 C.质子交换膜 D.氢氧根离子交换膜
②阳极的电极反应式为
(5)已知CuCl可溶解于稀硝酸,写出该反应的化学方程式:
(6)根据已学知识写出制取CuCl的一种方法,用化学方程式表示:
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【推荐2】在物理化学中,某一物种的绝对能量可以通过标准自由能表示,表示时该物质的能量。与焓变的计算类似,对于反应,其标准摩尔自由能变。回答下列问题:
(1)对于:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
则反应Ⅲ:的摩尔自由能变为_______ 。
(2)对于反应:,当各个物种的浓度不再为时,其摩尔自由能变(R为常数,T为热力学温度,Q为浓度商)。若反应的平衡常数为,且已知当反应达到平衡时,,则_______ (用R,T,表示)。当时,反应将会_______ (填“正向”或“逆向”)进行。物理化学家和生物化学家对溶液中溶质标准态的选择有所不同:在物理化学中,溶质的标准态是指;而在生物化学中,对除氢离子外溶质标准态的定义仍为,但规定氢离子的标准态为,因为人体内的大部分反应都是在左右下进行的。在生物化学过程中,涉及氢离子反应的标准摩尔自由能变用符号表示,以示区别。
(3)对于生物反应和的关系为_______ (用R,T表示,保留对数符号);该反应在时比时更_______ (填“易”或“难”)正向进行。
(4)对于一类生物反应,有,此时就不需要使用表示了,这一类反应的共同特点是_______ 。
(5)对于生物反应:(和分别代表烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的氧化态和还原态),在反应直到平衡的过程中的浓度近似为不变,的浓度近似为c不变(与外界平衡),的浓度从变为的初始浓度为,则该反应的生物标准摩尔自由能变_______ (用,c,,R,T表示,保留对数符号)。
(1)对于:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
则反应Ⅲ:的摩尔自由能变为
(2)对于反应:,当各个物种的浓度不再为时,其摩尔自由能变(R为常数,T为热力学温度,Q为浓度商)。若反应的平衡常数为,且已知当反应达到平衡时,,则
(3)对于生物反应和的关系为
(4)对于一类生物反应,有,此时就不需要使用表示了,这一类反应的共同特点是
(5)对于生物反应:(和分别代表烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的氧化态和还原态),在反应直到平衡的过程中的浓度近似为不变,的浓度近似为c不变(与外界平衡),的浓度从变为的初始浓度为,则该反应的生物标准摩尔自由能变
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【推荐3】(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)
【推荐1】当前,二氧化碳排放量逐年增加,CO2的利用和转化成为研究热点。
I.二氧化碳加氢合成二甲醚反应包括三个相互关联的反应过程:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.01kJ/mol
反应II:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-24.52kJ/mol
反应III:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41.17kJ/mol
(1)2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=__ kJ/mol。
(2)在压强3.0MPa,=4,不同温度下CO2的平衡转化率和产物的选择性如图1所示(选择性是指生成某物质消耗的CO2占CO2消耗总量的百分比):
①当温度超过290℃,CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是___ 。除了改变温度外,能提高二甲醚选择性的措施为__ (只要求写一种)。
②根据图1中数据计算300℃时,CH3OCH3的平衡产率为___ 。
II.在席夫碱(含“一RC=N一"的有机物)修饰的金纳米催化剂上,CO2直接催化加氢成甲酸的反应历程,如图2所示,其中吸附在佛化剂表面上的物种用※标注。
(3)决速步反应为___ (填“吸热反应"或“放热反应")。
(4)席夫碱的作用是吸附和活化CO2,当CO2浓度超过某数化后,继续增大CO2的浓度,反应速率基本保持不变的原因是___ 。
III.我国科学家研制成功一种以Al箔为负极、含Al3+的离子液体为电解质、Pd包覆纳米多孔金为正极的Al—CO2充电电池,其总反应式为4Al+9CO22Al2(CO3)3+3C。
(5)电池放电时,正极反应式为___ 。
(6)不用水溶液做电解质的主要原因是___ 。
I.二氧化碳加氢合成二甲醚反应包括三个相互关联的反应过程:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.01kJ/mol
反应II:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-24.52kJ/mol
反应III:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41.17kJ/mol
(1)2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=
(2)在压强3.0MPa,=4,不同温度下CO2的平衡转化率和产物的选择性如图1所示(选择性是指生成某物质消耗的CO2占CO2消耗总量的百分比):
①当温度超过290℃,CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是
②根据图1中数据计算300℃时,CH3OCH3的平衡产率为
II.在席夫碱(含“一RC=N一"的有机物)修饰的金纳米催化剂上,CO2直接催化加氢成甲酸的反应历程,如图2所示,其中吸附在佛化剂表面上的物种用※标注。
(3)决速步反应为
(4)席夫碱的作用是吸附和活化CO2,当CO2浓度超过某数化后,继续增大CO2的浓度,反应速率基本保持不变的原因是
III.我国科学家研制成功一种以Al箔为负极、含Al3+的离子液体为电解质、Pd包覆纳米多孔金为正极的Al—CO2充电电池,其总反应式为4Al+9CO22Al2(CO3)3+3C。
(5)电池放电时,正极反应式为
(6)不用水溶液做电解质的主要原因是
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】天然气的主要成分为,一般还含有等,是重要的燃料和化工原料。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
写出与反应生成液态甲醇和的热化学方程式_______ 。
(2)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。电喷雾电离等方法得到的(等)与反应可得。与反应能高选择性地生成甲醇。分别与反应,体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似,图中以示例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是_______ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,则与反应的能量变化应为图中曲线_______ (填“c”或“d”)。
(ⅲ)与反应,氚代甲醇的产量_______ (填“>”“=”或“<”)。
(3)乙烷在一定条件下可发生如下反应制得乙烯:。下列说法不正确的是_______(填字母)。
(4)将丙烷通入质子导体固体氧化物燃料电池脱氢可得丙烯,实现“烯烃—电力”联产。装置如图所示:
负极上发生的电极反应为_______ 。
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
写出与反应生成液态甲醇和的热化学方程式
(2)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。电喷雾电离等方法得到的(等)与反应可得。与反应能高选择性地生成甲醇。分别与反应,体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似,图中以示例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,则与反应的能量变化应为图中曲线
(ⅲ)与反应,氚代甲醇的产量
(3)乙烷在一定条件下可发生如下反应制得乙烯:。下列说法不正确的是_______(填字母)。
A.压缩容器体积或升温都能提高该反应的正反应速率 |
B.寻找合适的催化剂,可以提高一定时间内乙烷的分解率 |
C.乙烯和氢气的物质的量比值不再改变,可以判断该反应达到平衡 |
D.保持温度不变,在ⅤL密闭容器中充入乙烷和氢气各,若达到平衡时乙烷的转化率为,则平衡常数 |
负极上发生的电极反应为
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】我国提出2060年前实现碳中和,降低大气中含量是当今世界重要科研课题之一,以为原料制备甲烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。回答下列问题:
(1)在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:
副反应:
①已知 ,则燃烧的热化学方程式___________ 。
②500℃时,向恒容密闭容器中充入和,主、副反应都达到平衡状态时,测得%,副反应的平衡常数,主反应的平衡常数___________ ,平衡时选择性=___________ (选择性=×100%,保留两位有效数字)。
(2)某研究小组采用双合金团簇催化甲烷干法重整法(DRM)取得了良好的效果。通过大量的研究、、三种双金属合金团簇可用于催化DRM反应,在催化剂表面涉及多个基元反应,分别为过程1:甲烷逐步脱氢,过程2:的活化(包括直接活化和氢诱导活化),过程3:和的氧化,过程4:扩散吸附反应。其反应机理如图所示。
则过程3的最终产物为___________ ,过程4发生扩散吸附反应的微粒为___________ 。
(3)甲醇也是新能源的重要组成部分,以、为原料合成涉及的反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
在不同压强下、按照进行投料,在器容中发生上述3个反应,平衡时,CO和在含碳产物(即和CO)中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图,压强、、由大到小的顺序为___________ ,曲线___________ (填“m”或“n”)代表在含碳产物中物质的量分数。
(4)光催化制甲醇技术也是研究热点。铜基纳米光催化材料还原的机理为:光照时,低能价带失去电子并产生空穴(,具有强氧化性)。
光催化原理与电解原理类似,写出高能导带的电极反应式:___________ 。
(1)在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:
副反应:
①已知 ,则燃烧的热化学方程式
②500℃时,向恒容密闭容器中充入和,主、副反应都达到平衡状态时,测得%,副反应的平衡常数,主反应的平衡常数
(2)某研究小组采用双合金团簇催化甲烷干法重整法(DRM)取得了良好的效果。通过大量的研究、、三种双金属合金团簇可用于催化DRM反应,在催化剂表面涉及多个基元反应,分别为过程1:甲烷逐步脱氢,过程2:的活化(包括直接活化和氢诱导活化),过程3:和的氧化,过程4:扩散吸附反应。其反应机理如图所示。
则过程3的最终产物为
(3)甲醇也是新能源的重要组成部分,以、为原料合成涉及的反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
在不同压强下、按照进行投料,在器容中发生上述3个反应,平衡时,CO和在含碳产物(即和CO)中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图,压强、、由大到小的顺序为
(4)光催化制甲醇技术也是研究热点。铜基纳米光催化材料还原的机理为:光照时,低能价带失去电子并产生空穴(,具有强氧化性)。
光催化原理与电解原理类似,写出高能导带的电极反应式:
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