利用二氧化碳和氢气合成甲醇可以有效降低二氧化碳的排放量。
已知:①
②
回答下面问题:
(1)利用二氧化碳和氢气合成甲醇的反应为: 。已知该反应能够自发进行,则_______ (填“<”“>”或“=”)0,_______ 0。该反应的平衡常数_______ (用和表示),随着温度逐渐升高,将_______ (填“增大”或“减小”)。
(2)在某密闭容器中只发生反应②
①下面措施一定能提高CO的平衡转化率的是_______ 。
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
②该反应的正活化能(正)_______ (填“<”“>”或“=”)逆活化能(逆)。
(3)在某密闭容器中通入和,只发生反应②,反应中CO的平衡转化率随温度和压强的变化如下:
①随温度逐渐升高CO平衡转化率降低的原因是_______ 。
②压强、、由大到小的顺序是_______ 。
③a、b、c三点对应的压强平衡常数分别为、、,由大到小的顺序是_______ 。
④写出c点的压强平衡常数_______ 。
已知:①
②
回答下面问题:
(1)利用二氧化碳和氢气合成甲醇的反应为: 。已知该反应能够自发进行,则
(2)在某密闭容器中只发生反应②
①下面措施一定能提高CO的平衡转化率的是
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
②该反应的正活化能(正)
(3)在某密闭容器中通入和,只发生反应②,反应中CO的平衡转化率随温度和压强的变化如下:
①随温度逐渐升高CO平衡转化率降低的原因是
②压强、、由大到小的顺序是
③a、b、c三点对应的压强平衡常数分别为、、,由大到小的顺序是
④写出c点的压强平衡常数
更新时间:2024-03-14 13:15:13
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【推荐1】二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚( CH3OCH3)。请回答下列问题:
(1)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H= -90.8kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.3kJ/mol
总反应:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) 的△H= ;
一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是:________(填字母代号)。
a.压缩体积 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度 d.增加CO的浓度e.分离出二甲醚(CH3OCH3)
(2)已知反应②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5kJ/mol
某温度下的平衡常数为400。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
①比较此时正、逆反应速率的大小比较:_________(填“>”、“<”或“=”)。
②该反应的平衡常数的表达式为K=_____,温度升高,该反应的平衡常数K____(填“增大”、“减小”或“不变”)
(1)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H= -90.8kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.3kJ/mol
总反应:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) 的△H= ;
一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是:________(填字母代号)。
a.压缩体积 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度 d.增加CO的浓度e.分离出二甲醚(CH3OCH3)
(2)已知反应②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5kJ/mol
某温度下的平衡常数为400。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
浓度(mol·L-1) | 0.40 | 0.6 | 0.6 |
①比较此时正、逆反应速率的大小比较:_________(填“>”、“<”或“=”)。
②该反应的平衡常数的表达式为K=_____,温度升高,该反应的平衡常数K____(填“增大”、“减小”或“不变”)
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【推荐2】我国政府庄严承诺,到2020年,单位二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。可转化成有机物实现碳循环,有效降低碳排放。
(1)在体积为的恒容密闭容器中,充入和,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ,测得和浓度随时间变化如图所示。
①计算:从到的平均反应速率___________ 。
②能说明上述反应达到平衡状态的是___________ (填序号)。
A. B.混合气体的密度不再发生变化
C.单位时间内消耗,同时生成 D.的体积分数在混合气体中保持不变
③反应达到平衡后,保持其他条件不变,能加快反应速率且使体系中气体的物质的量减少,可采取的措施有___________ (填编号)。
A.升高温度 B.缩小容器体积 C.再充入气体 D.使用合适的催化剂
(2)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物,用甲烷催化氧化可以还原原理为:
①
②;
③适量的和完全反应,每生成标准状况下时,则吸收的热量,则催化还原的热化学反应方程式为___________ 。
(3)已知,反应的平衡常数和温度的关系如下
则:①___________ 0(填“>”或“=”或“<”);
②时,向一个的密闭容器中充入的A和的B,反应至时达到平衡,测得A的转化率为80%,计算时,反应的平衡常数___________ 。
(1)在体积为的恒容密闭容器中,充入和,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ,测得和浓度随时间变化如图所示。
①计算:从到的平均反应速率
②能说明上述反应达到平衡状态的是
A. B.混合气体的密度不再发生变化
C.单位时间内消耗,同时生成 D.的体积分数在混合气体中保持不变
③反应达到平衡后,保持其他条件不变,能加快反应速率且使体系中气体的物质的量减少,可采取的措施有
A.升高温度 B.缩小容器体积 C.再充入气体 D.使用合适的催化剂
(2)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物,用甲烷催化氧化可以还原原理为:
①
②;
③适量的和完全反应,每生成标准状况下时,则吸收的热量,则催化还原的热化学反应方程式为
(3)已知,反应的平衡常数和温度的关系如下
温度 | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
平衡常数 | 1.7 | 1.1 | x | 0.6 | 0.4 |
则:①
②时,向一个的密闭容器中充入的A和的B,反应至时达到平衡,测得A的转化率为80%,计算时,反应的平衡常数
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【推荐3】研究碳、氮、硫等元素化合物的性质或转化对建设生态文明、美丽中国具有重要意义.
(1)海水中无机碳的存在形式及分布如下图所示:
用离子方程式表示海水呈弱碱性的原因______________ .已知春季海水pH=8.1,预测夏季海水碱性将会_____________ (填写“增强”或“减弱”),理由是_________________________ .
(2)工业上以CO和H2为原料合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H<0,在容积为1L的恒容容器中,分别在T1、T2、T3三种温度下合成甲醇.如图是上述三种温度下不同H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系.下列说法正确的是_______________ .
A.a、b、c三点H2转化率:c>a>b
B.上述三种温度之间关系为T1>T2>T3
C.a点状态下再通入0.5 mol co和0.5 mol CH3OH,平衡不移动
D.c点状态下再通入1 mol co和4mol H2,新平衡中H2的体积分数增大
(3)NO加速臭氧层被破坏,其反应过程如图所示:
①NO的作用是___________________ 。
②已知:O3(g)+0(g)=202(g) △H=-143kJ·mol-l
反应1: O3(g)+NO(g)⇌NO2(g)+O2(g) △H1=-200.2kJ·mol-l
反应2:热化学方程式为_____________________ 。
(4)大气污染物SO2可用NaOH吸收.已知pKa=-lgKa,25℃时,H2SO3的pKa1=1.85,pKa2=7.19。该温度下用0.1mol· L-1 NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1H2SO3溶液的滴定曲线如图所示.b点所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是________________ ;c点所得溶液中:c(Na+)___________ 3c(HSO3-)(填“>”、“<”或“=”).
(1)海水中无机碳的存在形式及分布如下图所示:
用离子方程式表示海水呈弱碱性的原因
(2)工业上以CO和H2为原料合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H<0,在容积为1L的恒容容器中,分别在T1、T2、T3三种温度下合成甲醇.如图是上述三种温度下不同H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系.下列说法正确的是
A.a、b、c三点H2转化率:c>a>b
B.上述三种温度之间关系为T1>T2>T3
C.a点状态下再通入0.5 mol co和0.5 mol CH3OH,平衡不移动
D.c点状态下再通入1 mol co和4mol H2,新平衡中H2的体积分数增大
(3)NO加速臭氧层被破坏,其反应过程如图所示:
①NO的作用是
②已知:O3(g)+0(g)=202(g) △H=-143kJ·mol-l
反应1: O3(g)+NO(g)⇌NO2(g)+O2(g) △H1=-200.2kJ·mol-l
反应2:热化学方程式为
(4)大气污染物SO2可用NaOH吸收.已知pKa=-lgKa,25℃时,H2SO3的pKa1=1.85,pKa2=7.19。该温度下用0.1mol· L-1 NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1H2SO3溶液的滴定曲线如图所示.b点所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是
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【推荐1】在800℃2L密闭容器中,反应2NO+O22NO2,n(NO)随时间的变化如下表:
(1)如图表示各物质浓度的变化曲线。
A点处,v(正)__ v(逆),A点正反应速率__ B点正反应速率。(用“>”、“<”、“=”填空)
(2)图中表示O2变化的曲线是__ 。用NO2表示从0~2s内该反应的平均速率v=__ 。
(3)能使该反应的反应速率增大的是__ 。
A.及时分离出NO2气体 B.升高温度
C.减小O2的浓度 D.选择高效的催化剂
(4)能说明该反应已经达到平衡状态的是__ 。
A.容器内压强保持不变 B.v(NO)=2v(O2)
C.容器内的密度保持不变 D.v逆(NO2)=2v正(O2)
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)/mol | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
A点处,v(正)
(2)图中表示O2变化的曲线是
(3)能使该反应的反应速率增大的是
A.及时分离出NO2气体 B.升高温度
C.减小O2的浓度 D.选择高效的催化剂
(4)能说明该反应已经达到平衡状态的是
A.容器内压强保持不变 B.v(NO)=2v(O2)
C.容器内的密度保持不变 D.v逆(NO2)=2v正(O2)
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【推荐2】甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
① CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1 =-99kJ·mol-1
② CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-58 kJ·mol-1
③ CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
(1)CO2的电子式是________________ 。
(2)ΔH3=______ kJ·mol-1,②反应正向的熵变ΔS______ 0(填“>”“<”或“=”)。
(3)在容积为2 L的密闭容器中,充入一定量CO2和H2合成甲醇(上述②反应),在其他条件不变时,温度T1、T2对反应的影响图象如图。
①温度为T1时,从反应到平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=_____ mol·L-1·min-1。
②图示的温度T1______ T2(填写“>”、“<”或“=”)
(4)T1温度时,将2 mol CO2和6 mol H2充入2 L密闭容器中,充分反应(上述②反应)达到平衡后,若CO2转化率为50%,此时容器内的压强与起始压强之比为________ ;反应②在该温度达到平衡时,其平衡常数的数值为_______ 。
(5)若反应②在原电池条件下实现,请写出酸性条件下惰性电极上由CO2生成CH3OH的电极反应式:____________________ ,该电极为原电池的_______ 极。
① CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1 =-99kJ·mol-1
② CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-58 kJ·mol-1
③ CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
(1)CO2的电子式是
(2)ΔH3=
(3)在容积为2 L的密闭容器中,充入一定量CO2和H2合成甲醇(上述②反应),在其他条件不变时,温度T1、T2对反应的影响图象如图。
①温度为T1时,从反应到平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=
②图示的温度T1
(4)T1温度时,将2 mol CO2和6 mol H2充入2 L密闭容器中,充分反应(上述②反应)达到平衡后,若CO2转化率为50%,此时容器内的压强与起始压强之比为
(5)若反应②在原电池条件下实现,请写出酸性条件下惰性电极上由CO2生成CH3OH的电极反应式:
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【推荐3】建设“美丽中国”首先要做好环境保护与治理。下列分别采用了不同措施对有害气体做了处理
(1)利用CO在催化剂条件下还原NO2:2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g)∆H。向容积均为2L的甲(温度为T1)、乙(温度为T2)两个恒容密闭容器中分别充入2molNO2(g)和3molCO(g)。反应过程中两容器内CO2的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示:
T1___________ T2(填“>”或“<”);H___________ 0(填“>”或“<”),容器___________ 先达到平衡,t分钟___________ (填是或者不是)平衡时刻;温度升高,该反应的平衡常数K___________ (填增大,减小或不变);保持恒温恒容充入惰性气体,该平衡___________ (填向左,向右或者不)移动;
(2)T1温度时,NO2的转化率为___________ ;该反应的平衡常数K=___________ 列出对应物质平衡时浓度表达式即可,无须计算);
(3)一定条件下,在密闭容器中发生反应,2CO(g)C(s)+CO2(g)。下列能说明该反应达到平衡的是___________。
(1)利用CO在催化剂条件下还原NO2:2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g)∆H。向容积均为2L的甲(温度为T1)、乙(温度为T2)两个恒容密闭容器中分别充入2molNO2(g)和3molCO(g)。反应过程中两容器内CO2的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示:
T1
(2)T1温度时,NO2的转化率为
(3)一定条件下,在密闭容器中发生反应,2CO(g)C(s)+CO2(g)。下列能说明该反应达到平衡的是___________。
A.容器内气体的质量不再变化 |
B.CO和CO2的浓度之比不再变化 |
C.混合气体的平均摩尔质量不再变化 |
D.生成amolCO2的同时消耗2amolCO |
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【推荐1】氮的化合物应用广泛,但氮氧化物是重要的空气污染物,应降低其排放。
(1)用CO2和NH3可合成氮肥尿素
已知:①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH=-159.5kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+116.5kJ·mol-1
③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ·mol-1
用CO2和NH3合成尿素(副产物是液态水)的热化学方程式为___________ 。
(2)工业上常用如下反应消除氮氧化物的污染:CH4(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH,在温度为T1和T2时,分别将0.40molCH4和1.0molNO2充入体积为1L的密闭容器中,n(CH4)随反应时间的变化如图所示:
①根据如图象判断该反应的ΔH______ (填“>”“<”或“=”)0。
②温度为T1时,0~10min内NO2的平均反应速率v(NO2)=____ ,反应的平衡常数K=____ (保留三位小数)。
③该反应达到平衡后,为再提高反应速率同时提高NO2的转化率,可采取的措施有_____ 。
A.改用高效催化剂 B.升高温度 C.缩小容器的体积 D.增加CH4的浓度
(3)利用原电池反应可实现NO2的无害化,总反应为6NO2+8NH3=7N2+12H2O,电解质溶液为NaOH溶液,该电池正极的电极反应式为_____ ,工作一段时间后,负极区附近溶液pH_____ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)氮的一种氢化物HN3,其水溶液酸性与醋酸相似,则NaN3溶液中各离子浓度由大到小的顺序为______ ;常温下将amol·L-1的HN3与bmol·L-1的Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(),则该混合溶液呈______ (填“酸”“碱”或“中”)性,溶液中c(HN3)=______ mol·L-1。
(1)用CO2和NH3可合成氮肥尿素
已知:①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH=-159.5kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+116.5kJ·mol-1
③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ·mol-1
用CO2和NH3合成尿素(副产物是液态水)的热化学方程式为
(2)工业上常用如下反应消除氮氧化物的污染:CH4(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH,在温度为T1和T2时,分别将0.40molCH4和1.0molNO2充入体积为1L的密闭容器中,n(CH4)随反应时间的变化如图所示:
①根据如图象判断该反应的ΔH
②温度为T1时,0~10min内NO2的平均反应速率v(NO2)=
③该反应达到平衡后,为再提高反应速率同时提高NO2的转化率,可采取的措施有
A.改用高效催化剂 B.升高温度 C.缩小容器的体积 D.增加CH4的浓度
(3)利用原电池反应可实现NO2的无害化,总反应为6NO2+8NH3=7N2+12H2O,电解质溶液为NaOH溶液,该电池正极的电极反应式为
(4)氮的一种氢化物HN3,其水溶液酸性与醋酸相似,则NaN3溶液中各离子浓度由大到小的顺序为
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【推荐2】(1)在、时,已知:;
;
;则正确的是____________ 。
A. B.
C. D.
(2)一定温度下,恒容容器进行如下化学反应:
①下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是________________ 。
a.
b.容器中气体的密度不随时间而变化
容器中气体的分子总数不随时间而变化
容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
②其平衡常数K与温度T的关系如表:试判断K1______ K2(填写“>”、“=”“<”)。
③若在1L的密闭容器中,充入和发生反应,并维持容积恒定,10 min达到平衡时,气体的总物质的量为原来的,则的转化率________________ ,以表示该过程的反应速率____________________ 。
(3)水煤气是重要燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的碳层制得:
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)△H=+131.3 kJ•mol﹣1
①若某温度下,K值的大小为0.5,此时向体积为1L的密闭容器中加入1 mol H2O(g)和足量C(s),H2O(g)的平衡转化率为______________
②对于该反应,一定可以提高平衡体系中H2的物质的量浓度,又能加快反应速率的措施是_________________________ .
a.升高温度 b.增大水蒸气的浓度 c.加入催化剂 d.降低压强
;
;则正确的是
A. B.
C. D.
(2)一定温度下,恒容容器进行如下化学反应:
①下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是
a.
b.容器中气体的密度不随时间而变化
容器中气体的分子总数不随时间而变化
容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
②其平衡常数K与温度T的关系如表:试判断K1
T/K | 298 | 398 | 498 |
平衡常数K | 4.1×106 | K1 | K2 |
③若在1L的密闭容器中,充入和发生反应,并维持容积恒定,10 min达到平衡时,气体的总物质的量为原来的,则的转化率
(3)水煤气是重要燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的碳层制得:
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)△H=+131.3 kJ•mol﹣1
①若某温度下,K值的大小为0.5,此时向体积为1L的密闭容器中加入1 mol H2O(g)和足量C(s),H2O(g)的平衡转化率为
②对于该反应,一定可以提高平衡体系中H2的物质的量浓度,又能加快反应速率的措施是
a.升高温度 b.增大水蒸气的浓度 c.加入催化剂 d.降低压强
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【推荐3】合成氨反应实现工业化后,人类社会得到快速发展。回答问题:
(1)已知部分化学键的键能如下表:
工业上合成氨反应的热化学方程式为___________ 。
(2)不同催化剂下合成氨反应的历程如下图,吸附在催化剂表面的物种用“*”表示。
①下列说法正确的是___________ (填选项序号)。
a.工业合成氨的耗能高,寻找优良的催化剂依然是当前的重要课题
b.常温常压下,合成氨反应速率慢的根本原因是N≡N的键能太大
c.反应过程中增大压强能加快合成氨反应的速率
d.催化剂A的催化效率比B更好
②使用催化剂A时,根据反应历程决定总反应速率的步骤是第___________ 步。
(3)向某容器中充入物质的量之比为1:3的N2和H2,在不同条件下反应相同的时间,得到NH3的体积分数如下图所示。
①图中的曲线Ⅰ与Ⅱ___________ (填“能”或“不能”)表示不同的压强条件下反应得出的两条曲线。
②若容器体积恒为1L,N2和H2的总物质的量为4mol,则T4K时该反应的平衡常数K为___________ 。
(4)工业合成氨有工艺能耗高、转换率低等缺点,电化学合成氨借助电能突破了合成氨在热力学上的限制,能够在低温、常压下进行,从而引起研究者广泛关注,一种固态体系电化学合成氨装置如图所示。
①M极连接电源___________ (填“正极”或“负极”)。
②N极发生的电极反应式为___________ 。
(1)已知部分化学键的键能如下表:
化学键 | N≡N | H-H | N-H |
键能/(kJ/mol) | 946 | 436 | 391 |
(2)不同催化剂下合成氨反应的历程如下图,吸附在催化剂表面的物种用“*”表示。
①下列说法正确的是
a.工业合成氨的耗能高,寻找优良的催化剂依然是当前的重要课题
b.常温常压下,合成氨反应速率慢的根本原因是N≡N的键能太大
c.反应过程中增大压强能加快合成氨反应的速率
d.催化剂A的催化效率比B更好
②使用催化剂A时,根据反应历程决定总反应速率的步骤是第
(3)向某容器中充入物质的量之比为1:3的N2和H2,在不同条件下反应相同的时间,得到NH3的体积分数如下图所示。
①图中的曲线Ⅰ与Ⅱ
②若容器体积恒为1L,N2和H2的总物质的量为4mol,则T4K时该反应的平衡常数K为
(4)工业合成氨有工艺能耗高、转换率低等缺点,电化学合成氨借助电能突破了合成氨在热力学上的限制,能够在低温、常压下进行,从而引起研究者广泛关注,一种固态体系电化学合成氨装置如图所示。
①M极连接电源
②N极发生的电极反应式为
您最近一年使用:0次
【推荐1】利用CO2可合成尿素、醇等系列重要化工原料。回答下列有关问题:
(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应1:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) △H1=-159.47kJ·mol-1
反应2:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+72.49kJ·mol-1
反应3:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3
反应1、2和3的△G(自由能变化)随温度的变化关系如图所示。图中对应于反应3的线条是____ 。提高尿素产率的方法有____ 、____ 。一定条件下,恒容容器中,充入原料气3molNH3和1molCO2,平衡时CO2的转化率为0.5,容器内总压强为pkPa,已知反应2的Kp=ap则上述反应3的平衡常数Kp=____ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。以惰性电极电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液,阳极有N2产生,写出阳极的电极反应方程式____ 。
(2)工业上利用CO2可以制备甲醇,某一刚性容器中充入1molCO2和3molH2,在催化剂存在的条件下进行反应,测得温度与平衡转化率、产物选择性的关系如图所示。反应1:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1
反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
已知:CH3OH选择性=,反应1为____ (填“放热”或“吸热”)反应,有研究表明,在原料气中掺入适量的CO有利于提高CH3OH选择性,说明其可能的原因是____ ,有利于提高CH3OH选择性反应条件还可以是____ (填标号)。
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应1:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) △H1=-159.47kJ·mol-1
反应2:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+72.49kJ·mol-1
反应3:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3
反应1、2和3的△G(自由能变化)随温度的变化关系如图所示。图中对应于反应3的线条是
(2)工业上利用CO2可以制备甲醇,某一刚性容器中充入1molCO2和3molH2,在催化剂存在的条件下进行反应,测得温度与平衡转化率、产物选择性的关系如图所示。反应1:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1
反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
已知:CH3OH选择性=,反应1为
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
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【推荐2】研究CO、CO2的转化既可减少碳排放,又可获得许多实用的含碳物质。回答下列问题:
(1)以CO2、H2为原料,在铜基催化剂作用下可合成甲醇,反应如下(不考虑副反应): ,反应在恒容密闭容器中进行。反应时间一定,甲醇的产率随温度的变化如图所示(不考虑此过程中催化剂活性的变化)。
①该反应自发进行的条件是___________ (填“高温”“低温”或“任意温度”)。
②甲醇产率随温度升高先增大后减小的原因是___________ 。
(2)以CO、H2为原料在一定条件下也可合成甲醇,发生的反应如下:
主反应:
副反应:
一定条件下,向体积为V L的恒容密闭容器中投入和,发生上述反应,平衡时容器内CH3OH的物质的量为,C的物质的量为。则主反应的平衡常数K=___________ 。
(3)我国科学家设计熔盐捕获与转化装置如图所示:
①d极的电极反应式为___________ 。
②若电源使用铅蓄电池,当电路中转移2 mol电子时,Pb电极的质量理论上___________ (填“增加”或“减少”)了____ g。
(4)水煤气变换是重要的化工过程,反应为:。已知该反应的平衡常数K与热力学温度T的关系为(m、n均为正数)。
①水煤气变换是____ (填“吸热”或“放热”)反应。
②热力学温度为时,在恒温密闭容器中将等物质的量的CO和H2O(g)混合,选择适当的催化剂进行反应。平衡时体系中H2的物质的量分数为,则____ (填标号)。
A. B. C.
(1)以CO2、H2为原料,在铜基催化剂作用下可合成甲醇,反应如下(不考虑副反应): ,反应在恒容密闭容器中进行。反应时间一定,甲醇的产率随温度的变化如图所示(不考虑此过程中催化剂活性的变化)。
①该反应自发进行的条件是
②甲醇产率随温度升高先增大后减小的原因是
(2)以CO、H2为原料在一定条件下也可合成甲醇,发生的反应如下:
主反应:
副反应:
一定条件下,向体积为V L的恒容密闭容器中投入和,发生上述反应,平衡时容器内CH3OH的物质的量为,C的物质的量为。则主反应的平衡常数K=
(3)我国科学家设计熔盐捕获与转化装置如图所示:
①d极的电极反应式为
②若电源使用铅蓄电池,当电路中转移2 mol电子时,Pb电极的质量理论上
(4)水煤气变换是重要的化工过程,反应为:。已知该反应的平衡常数K与热力学温度T的关系为(m、n均为正数)。
①水煤气变换是
②热力学温度为时,在恒温密闭容器中将等物质的量的CO和H2O(g)混合,选择适当的催化剂进行反应。平衡时体系中H2的物质的量分数为,则
A. B. C.
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐3】氨在生活、生产、科研中有广泛用途。
(1)已知反应Ⅰ:2NH3(g) +CO2(g) =NH2CO2NH4(s) △H=−159.5 kJ/mol
反应Ⅱ:NH2CO2NH4(s) =CO(NH2)2 (s)+ H2O(g) △H=+116.5 kJ/mol
反应Ⅲ:H2O(l) = H2O(g) △H=+44.0 kJ/mol
则工业上以CO2、NH3为原料合成尿素和液态水的热化学方程式为___________________ ,该反应在____________ 条件下可以自发进行(填“高温”、“低温”或“任何温度下”);
(2)用NH3催化还原NxOy可以消除氮氧化物的污染。如有反应4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(l) △H<0,相同条件下在2 L密闭容器内,选用不同的催化剂,反应产生N2的量随时间变化如图所示。
①0~4分钟在A催化剂作用下,反应速率υ(N2)=______ ;
②下列说法正确的是____________ ;
A.该反应的活化能大小顺序是:Ea(A)>Ea(B)>Ea (C)
B.使用催化剂A达平衡时,N2最终产率更大
C.单位时间内氢氧键与氮氢键断裂的数目相等时,说明反应已经达到平衡
D.若在恒容绝热的密闭容器中发生反应,当平衡常数不变时,说明反应已经达到平衡
(3)查阅资料可知:常温下,K稳[Ag(NH3)2+]=1.00×107,Ksp[AgCl]=2.50×10-10。
①银氨溶液中存在平衡:Ag+(aq)+2NH3(aq) Ag(NH3)2+ (aq),该反应平衡常数的表达式为K稳=______________________ ;
②计算得到可逆反应AgCl (s)+2NH3(aq) Ag(NH3)2+ (aq)+Cl-(aq)的化学平衡常数K=_________ ,1 L 1 mol/L氨水中最多可以溶解AgCl________ mol(保留2位有效数字);
(4)工业上以氨、丙烯和空气为原料,一定条件下合成丙烯腈(CH2=CH—CN),该反应的化学方程式为____________________________________ 。
(1)已知反应Ⅰ:2NH3(g) +CO2(g) =NH2CO2NH4(s) △H=−159.5 kJ/mol
反应Ⅱ:NH2CO2NH4(s) =CO(NH2)2 (s)+ H2O(g) △H=+116.5 kJ/mol
反应Ⅲ:H2O(l) = H2O(g) △H=+44.0 kJ/mol
则工业上以CO2、NH3为原料合成尿素和液态水的热化学方程式为
(2)用NH3催化还原NxOy可以消除氮氧化物的污染。如有反应4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(l) △H<0,相同条件下在2 L密闭容器内,选用不同的催化剂,反应产生N2的量随时间变化如图所示。
①0~4分钟在A催化剂作用下,反应速率υ(N2)=
②下列说法正确的是
A.该反应的活化能大小顺序是:Ea(A)>Ea(B)>Ea (C)
B.使用催化剂A达平衡时,N2最终产率更大
C.单位时间内氢氧键与氮氢键断裂的数目相等时,说明反应已经达到平衡
D.若在恒容绝热的密闭容器中发生反应,当平衡常数不变时,说明反应已经达到平衡
(3)查阅资料可知:常温下,K稳[Ag(NH3)2+]=1.00×107,Ksp[AgCl]=2.50×10-10。
①银氨溶液中存在平衡:Ag+(aq)+2NH3(aq) Ag(NH3)2+ (aq),该反应平衡常数的表达式为K稳=
②计算得到可逆反应AgCl (s)+2NH3(aq) Ag(NH3)2+ (aq)+Cl-(aq)的化学平衡常数K=
(4)工业上以氨、丙烯和空气为原料,一定条件下合成丙烯腈(CH2=CH—CN),该反应的化学方程式为
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