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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:60 题号:21955177
近年来,随着聚酯工业的快速发展,Cl2的需求量和HCl的产出量也随之迅速增长。Deacon发明了直接氧化法(称作Deacon反应):
用O2将HCl转化为Cl2,可提高效益,减少污染。
回答下列问题:
(1)传统上Deacon反应可通过如图所示的催化剂循环实现。

Deacon反应的△H=_______(用△H1和△H2表示)
(2)在恒温、体积为1L的刚性密闭容器中发生Deacon反应,HCl、O2初始投料分别为4mol、1mol。实验测得HCl平衡转化率(α(HCl))随温度变化的曲线如图。

①下列说法能说明Deacon反应在此条件下到达平衡状态的有________
A.             B.H2O的质量分数不变
C.不变        D.不变
②Deacon反应的△H________0(填“>”、“=”或“<”,下同),A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)的大小关系是K(A)________ K(B)。
③Deacon反应在A点的平衡常数K=________
④保持温度及投料比不变,提高HCl的平衡转化率的方法有________。(写出2种)
⑤若HCl、O2初始投料分别为5mol、1mol,画出相应α(HCl)-T曲线的示意图__________
(3)一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下:

0

2.0

4.0

6.0

8.0

0

1.8

3.7

5.4

7.2

2.0~6.0min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率为_______mol·min-1

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【推荐1】某温度下,利用CO2生产甲醇主要涉及以下两个反应。
反应I._______
反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)已知CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3=–90.6kJ·mol-1。反应I的转化原理如图所示。该反应的热化学方程式为_______,在_______条件下反应I可自发发生。

(2)若在恒压条件下密闭容器中发生反应I和Ⅱ,平衡后再充入惰性气体,反应Ⅱ平衡将_______移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)将1molCO2(g)和3molH2(g)充入密闭容器发生反应I和Ⅱ,并达到平衡状态。相同温度下,在不同压强下测得CO2的平衡转化率、CH3OH(g)的选择性和CO的选择性随压强变化曲线如图所示。图中表示CO2的平衡转化率的曲线是_______(填“m”、“n”或“p”),A点时H2的转化率为_______,CH3OH的平衡分压为_______MPa(保留两位有效数字)。

(4)研究表明,CO催化变换反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)   ΔH=–41.2kJ·mol-1。此反应的速率方程为,式中x(CO)、x(H2O)、x(CO2)、x(H2)分别表示各组分的物质的量分数。Kp为平衡常数,k为反应的速率常数,温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时,CO催化变换反应的Kp_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。根据速率方程分析,T>Tm时v逐渐减小的原因是_______

2024-05-19更新 | 379次组卷
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①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1=-90.7kJ•mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) H2=-23.5kJ•mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H3=-41.2kJ•mol-1
(1)一种新合成二甲醚的方法为一定条件下:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g),该反应的H=___kJ•mol-1
判断该反应在一定温度下、体积恒定的密闭容器中,下列不能作为达到化学平衡状态的依据是___
A.平均摩尔质量保持不变
B.容器的密度不变
C.容器内压强保持不变
D.单位时间内消耗2molCO2,同时消耗1mol二甲醚
(2)可采用CO和二甲醚催化合成乙醇。
反应①:CH3OCH3(g)+CO(g)CH3COOCH3(g) H1
反应②:CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3OH(g)+ C2H5OH(g) H2
a.压强为pKpa时,温度对二甲醚和乙酸甲酯平衡转化率的影响如图甲所示,则H1____(填“>”或“<”)0。

b.温度对平衡体系中乙酸甲酯的含量和乙醇的影响如图乙所示,在300~600K范围内,乙酸甲酯的含量逐渐增大,而乙醇的百分含量逐渐减小的原因是:___
c.若压强为pKpa、温度为800K时,向2L恒容密闭容器中充入1molCH3OCH3和1molCO发生反应①,2min时达到平衡,则前2min内CH3COOCH3的平均生成速率为___,该条件下反应①的平衡常数K=___
(3)以铜为原料,利用电解法可制取具有广泛用途的光电材料——纳米Cu2O,其工作原理如图3所示。则b是___极,电解时阳极的电极反应式为___
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I.CO2(g)+2H2(g)CO(g)+H2(g)+O2(g)       △H=+akJ•mol-1
II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)        △H=-bkJ•mol-1
已知:2H2O(l)=O2(g)+2H2(g)       △H=+ckJ•mol-1
(1)2CO2(g)+4H2O(g)2CH3OH(g)+3O2(g)的△H为________kJ/mol。
(2)T℃时,在体积为1L的密闭容器中加入2molCO和4molH2发生反应II,经过5min达到平衡,此时H2的浓度为2mol•L-1。回答下列问题:
①下列叙述不能判断反应达到平衡的是________(填选项符号)。
A.v(CO)=v(CH3OH)             B.混合气体密度不再变化
C.体系的压强不再变化             D.CO与H2转化率相等
②0~5min内用CO表示的反应速率为________mol•L-1•min-1,反应的平衡常数K=________(mol•L-1)-2
③T℃时,再向容器中充入2molCO和4molH2,重新达到平衡时CO的浓度________(填“>”或“<”或“=”)原平衡的2倍。
(3)其它条件不变,CO2平衡转化率与温度的关系如图所示,T1之后CO2平衡转化率随温度升高而降低的原因是________
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