氨在国民经济中占有重要地位。
(1)合成氨工业中,合成塔中每产生2molNH3,放出92.2kJ热量。
①工业合成氨的热化学方程式是_______ 。
②若起始时向容器内放入2molN2和6molH2,达平衡时放出的热量为Q,则Q(填“>”“<”或“=”)_______ 184.4kJ。
③已知:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/11/20/3372292950515712/3446901546590208/STEM/20d1a5d1593c4135a155fdb0a42a2110.png?resizew=284)
1molN-H键断裂吸收的能量等于_______ kJ。
④理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是_______ (填序号)。
a.增大压强 b.使用合适的催化剂
c.升高温度 d.及时分离出产物中的NH3
(2)原料气H2可通过反应CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)获取,已知该反应中,当初始混合气中的
恒定时,温度、压强对平衡混合气中CH4含量的影响如下图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/11/20/3372292950515712/3446901546590208/STEM/154aa41df4f94846a160ca9ef49e475c.png?resizew=170)
上图中两条曲线表示的压强的关系是:P1_______ P2(填“>”“=”或“<”)。
(3)原料气H2还可通过反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)获取。
①T℃时,向容积固定为5L的容器中充入1mol水蒸气和1molCO,反应达平衡后,测得CO的浓度为0.08mol•L-1,则该温度下反应的平衡常数K为_______ 。
②保持温度仍为T℃,改变水蒸气和CO的初始物质的量之比,充入容器进行反应,下列描述能够说明体系处于平衡状态的是_______ (填序号)。
a.混合气体的平均相对分子质量不随时间改变
b.混合气体的密度不随时间改变
c.单位时间内生成amolCO2的同时消耗amolH2
d.混合气中P(CO)、P(H2O)不随时间改变
(4)工业上以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(1)+H2O(1),在一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)
=x,下图是氨碳比(x)与CO2平衡转化率(α:%)的关系。下图中的B点处,NH3的平衡转化率为_______ 。
(1)合成氨工业中,合成塔中每产生2molNH3,放出92.2kJ热量。
①工业合成氨的热化学方程式是
②若起始时向容器内放入2molN2和6molH2,达平衡时放出的热量为Q,则Q(填“>”“<”或“=”)
③已知:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/11/20/3372292950515712/3446901546590208/STEM/20d1a5d1593c4135a155fdb0a42a2110.png?resizew=284)
1molN-H键断裂吸收的能量等于
④理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是
a.增大压强 b.使用合适的催化剂
c.升高温度 d.及时分离出产物中的NH3
(2)原料气H2可通过反应CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)获取,已知该反应中,当初始混合气中的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b578cda1c6075b3f6f5264cb7d39c00a.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/11/20/3372292950515712/3446901546590208/STEM/154aa41df4f94846a160ca9ef49e475c.png?resizew=170)
上图中两条曲线表示的压强的关系是:P1
(3)原料气H2还可通过反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)获取。
①T℃时,向容积固定为5L的容器中充入1mol水蒸气和1molCO,反应达平衡后,测得CO的浓度为0.08mol•L-1,则该温度下反应的平衡常数K为
②保持温度仍为T℃,改变水蒸气和CO的初始物质的量之比,充入容器进行反应,下列描述能够说明体系处于平衡状态的是
a.混合气体的平均相对分子质量不随时间改变
b.混合气体的密度不随时间改变
c.单位时间内生成amolCO2的同时消耗amolH2
d.混合气中P(CO)、P(H2O)不随时间改变
(4)工业上以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(1)+H2O(1),在一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)
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更新时间:2024-03-16 10:45:37
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐1】我国力争2030年前完成碳达峰,2060年前实现碳中和,含碳化合物的合成与转化具有重要意义。
(1)
催化加氢可以合成甲醇,该过程主要发生下列反应:
i.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f2debad2ccd31e06f8ab35c36d91c19e.png)
ii.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d259ddc075733a33f765aae6d5b131e2.png)
iii.CO和
也可合成甲醇,其热化学方程式为___________ 。
(2)若在绝热条件下,将
、
按体积比1∶2充入恒容密闭容器中只发生反应ii,下列能判断反应ii达到平衡状态的是___________。
(3)若在一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入3mol
和5mol
同时发生反应i和ii,达到平衡时
的总转化率为80%,体系压强减小了25%,则
的选择性为___________ (
的选择性
),该温度下,反应i的化学平衡常数数值![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09b51ee6fe038c30ffb16019af67a9fe.png)
___________ 。
(4)向容积可变的密闭容器中充入一定量的CO和
发生反应iii,在图中画出在压强
和
下(
),CO的平衡转化率随温度的变化图。___________
转化为甲醇,原理如图所示。若右侧溶液中
溶液浓度不变(忽略体积的变化)且溶液中不产生
,则①阴极反应为电极___________ 。(填写a或b)(2)电极a上发生的电极反应式为___________ 。
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
i.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/61127a206e8bc4be15d6fd3472a8b52e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f2debad2ccd31e06f8ab35c36d91c19e.png)
ii.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b1b1d40ebbc1f613d901159f2ee2f045.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d259ddc075733a33f765aae6d5b131e2.png)
iii.CO和
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
(2)若在绝热条件下,将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7885a02a48d61bbb2dcecffee289187e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8212acc497cf31c0a01dfb64de1afb7f.png)
A.容器内混合气体的密度不变 | B.容器内混合气体的压强不变 |
C.![]() | D.![]() |
(3)若在一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入3mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/177e7b060cec898b67734f10427ef2ad.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09b51ee6fe038c30ffb16019af67a9fe.png)
(4)向容积可变的密闭容器中充入一定量的CO和
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4a0d6a39870b3530fb8d83b4758dbcb2.png)
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【推荐2】随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前,消除大气污染有多种方法。
(1)处理NO2的一种方法是利用氨气催化还原法将NO2还原为N2。反应中每转移1.2mol电子,消耗的NO2在标准状况下的体积为_______ L。
(2)处理NOx的另一种方法是利用甲烷催化还原NOx。已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160kJ·mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为_______ 。
(3)降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器,发生如下反应: 2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g);ΔH<0。
①若在一定温度下,将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中,反应过程中各物质的浓度变化如图所示。若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol,平衡将_______ 移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
②20min时,若改变反应条件,导致N2浓度发生如图所示的变化,则改变的条件可能是_______ (填序号)。
A.加入催化剂 B.降低温度 C.缩小容器体积 D.增加CO2的量
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/4/9fbd4e92-2502-4891-bda5-dd7f3c79c129.png?resizew=231)
(4)设想以如图所示装置用电化学原理去除SO2并生产硫酸,写出通入SO2的电极的电极反应式_______ 。
(1)处理NO2的一种方法是利用氨气催化还原法将NO2还原为N2。反应中每转移1.2mol电子,消耗的NO2在标准状况下的体积为
(2)处理NOx的另一种方法是利用甲烷催化还原NOx。已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160kJ·mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为
(3)降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器,发生如下反应: 2NO(g)+2CO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
①若在一定温度下,将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中,反应过程中各物质的浓度变化如图所示。若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol,平衡将
②20min时,若改变反应条件,导致N2浓度发生如图所示的变化,则改变的条件可能是
A.加入催化剂 B.降低温度 C.缩小容器体积 D.增加CO2的量
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/4/9fbd4e92-2502-4891-bda5-dd7f3c79c129.png?resizew=231)
(4)设想以如图所示装置用电化学原理去除SO2并生产硫酸,写出通入SO2的电极的电极反应式
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/4/65626f4f-a5dc-42d2-9cf8-d7b57894f740.png?resizew=281)
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】大气污染越来越成为人们关注的问题,烟气中的NOx必须脱除(即脱硝)后才能排放。
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-890.3 kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)===2NO(g);ΔH=+180 kJ·mol-1
CH4可用于脱硝,其热化学方程式为CH4(g)+4NO(g)===CO2(g)+2N2(g)+2H2O(l),ΔH=________ 。
(2)C2H4也可用于烟气脱硝。为研究温度、催化剂中Cu2+负载量对其NO去除率的影响,控制其他条件一定,实验结果如图1所示。为达到最高的NO去除率,应选择的反应温度和Cu2+负载量分别是________ 。
(3)臭氧也可用于烟气脱硝。
①O3氧化NO结合水洗可产生HNO3和O2,该反应的化学方程式为____ 。
②一种臭氧发生装置原理如图2所示。阳极(惰性电极)的电极反应式为________ 。
(4)图3是一种用NH3脱除烟气中NO的原理。
①该脱硝原理中,NO最终转化为________ (填化学式)和H2O。
②当消耗2 mol NH3和0.5 mol O2时,除去的NO在标准状况下的体积为________ 。
(5)NO直接催化分解(生成N2与O2)也是一种脱硝途径。在不同条件下,NO的分解产物不同。在高压下,NO在40 ℃下分解生成两种化合物,体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图4所示。写出Y和Z的化学式:____ 。
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-890.3 kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)===2NO(g);ΔH=+180 kJ·mol-1
CH4可用于脱硝,其热化学方程式为CH4(g)+4NO(g)===CO2(g)+2N2(g)+2H2O(l),ΔH=
(2)C2H4也可用于烟气脱硝。为研究温度、催化剂中Cu2+负载量对其NO去除率的影响,控制其他条件一定,实验结果如图1所示。为达到最高的NO去除率,应选择的反应温度和Cu2+负载量分别是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/5/a604b96f-d06f-4cc7-8c75-280f6539abbd.png?resizew=584)
(3)臭氧也可用于烟气脱硝。
①O3氧化NO结合水洗可产生HNO3和O2,该反应的化学方程式为
②一种臭氧发生装置原理如图2所示。阳极(惰性电极)的电极反应式为
(4)图3是一种用NH3脱除烟气中NO的原理。
①该脱硝原理中,NO最终转化为
②当消耗2 mol NH3和0.5 mol O2时,除去的NO在标准状况下的体积为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/5/69984c5a-4781-4c14-ba2d-db0eccb4d5f0.png?resizew=511)
(5)NO直接催化分解(生成N2与O2)也是一种脱硝途径。在不同条件下,NO的分解产物不同。在高压下,NO在40 ℃下分解生成两种化合物,体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图4所示。写出Y和Z的化学式:
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】煤的气化与液化是实现煤清洁利用的基本途径;
的资源化利用有利于碳中和目标的实现。回答下列问题:
(1)煤制备乙烯的途径之一如下:
;
;
。
已知:①
;
②
。
则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/380bbacf854e30e2e747fc286d2b9997.png)
___________ ,反应
的自发性与温度的关系是___________ 。
(2)
催化加氢可得到甲烷:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
,从速率与平衡移动两方面考虑,反应温度不宜过低或过高,理由是___________ 。
(3)向某密闭容器中充入一定量的
和
,在
条件下发生反应:
。当充入量
时
的平衡转化率~
的关系与
时
的平衡转化率~
的关系如图所示:
时
平衡转化率~
的关系是___________ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②当充入量
、温度为
时,反应开始后经过
达到平衡状态,若最初充人
,则
内![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a56bbbb7935d8f20988f7f540aaa0e44.png)
___________ ![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d24f36a4e983bdc14aff6dfbe1e85f31.png)
___________
;实际生产中从反应炉出来的气体中
的转化率总是低于图中表示的相应值,最可能的原因是___________ 。
③下列事实不能说明在一定温度下该反应已经达到平衡状态的是___________ (填选项字母)。
A.容器中气体总体积保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.相同时间内
键与
键断裂的数目相等
D.
与
比值保持不变
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(1)煤制备乙烯的途径之一如下:
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/51fb613bd4f6437ab893937f5168c7cd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/05f14e1a0d163b40205c51742a8fb2e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2365f692ddeb60bcf6d2e58dd5418484.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ddabff991b11c895b062ec9a5c69775e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1d3aec0235e665b485b613144b7837a0.png)
已知:①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cdf94a7384ca97ba7784760212584334.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/83a85b6fba33646097a0759cc7ead476.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7fec8268fb0f75241a6b7e835dac9ef6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cdb7904ca81c88bc3dad69f2e2207e4b.png)
则
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/380bbacf854e30e2e747fc286d2b9997.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ddabff991b11c895b062ec9a5c69775e.png)
(2)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/75993a79f17ebef159afdb3c3e5f3bb8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9cef71b3e90a305f3dd7a0aed28f3574.png)
(3)向某密闭容器中充入一定量的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3855dcc64a8d2d84cce2105dc481531c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/444497cd37b296f9762dfb3d1ca7bc55.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c6649e9b9cd782935a3730a70ab50e11.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/40001efe03b543f7cb70ac70b816be02.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f91c3288c98813cdf97a631d42a5e853.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/40001efe03b543f7cb70ac70b816be02.png)
②当充入量
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c6649e9b9cd782935a3730a70ab50e11.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/266df66e03b21359bd5a3c4e079e4c65.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fb21c93732b200bdddc5217b66090722.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8cea7e077ae5f5c67f192f4704756ee5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f8488a6551f4e7d01caaa05a2cdcb848.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a56bbbb7935d8f20988f7f540aaa0e44.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d24f36a4e983bdc14aff6dfbe1e85f31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ba216eac0703cada87d31d37ec446323.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
③下列事实不能说明在一定温度下该反应已经达到平衡状态的是
A.容器中气体总体积保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.相同时间内
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cb48d11d16ae254abe4687a92dd9de1d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eaf9218108afa2cf7d224c6e71a9bc9d.png)
D.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/14d33012b3a562945440019f118a27d8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/286b050aa9f28d8abfcf42c920020a40.png)
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】温室气体的利用是当前环境和能源领域的研究热点,合理利用燃料废气中的CO2,也是实现“碳中和”的途径之一。
I.温室气体CO2转化为重要的工业原料甲酸是目前科学研究的热点。回答下列问题:
(1)已知:①CO(g)+H2O(g)
HCOOH(g) △H1=-72.6kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)
2CO2(g) △H2=-566.0kJ·mol-1
则反应③2CO2(g)+2Н2О(g)
2HCOOH(g)+О2(g) △H=___ kJ·mol-1。
(2)刚性绝热密闭容器中,等物质的量的CO2(g)和H2O(g)发生反应③,下列可判断反应达到平衡的是___ (填标号)。
(3)在催化剂作用下CO2和H2也可以合成甲酸,主要涉及以下反应:
i.СО2(g)+Н2(g)
НСООН(g) △H1<0
ii.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H2
刚性密闭容器中CO2(g)和H2(g)按物质的量1:1投料,平衡时HCOOH和CO的选择性随温度变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/7/2930770166169600/2932338696175616/STEM/bfd82114-c993-4701-9db7-d3679bb319b6.png?resizew=258)
①曲线a随温度升高而下降的原因是____ ;为同时提高CO2的平衡转化率和平衡时HCOOH的选择性,应选择的反应条件为____ (填标号)。
A.低温、低压 B.高温、高压 C.高温、低压 D.低温、高压
②240℃时,容器内压强随时间的变化如表所示:
反应i的速率可表示为v=k·p(CO2)·p(H2)(k为常数),则反应在60min时v=____ (用含p0、k的式子表示)。
Ⅱ.CO2—CH4催化重整对减少温室气体的排放、改善大气环境具有重要的意义。催化重整反应为:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。
(4)在密闭容器中通入物质的量均为0.2mol的CH4和CO2,在一定条件下发生反应CO(g)+CH4(g)
2CO(g)+2H2(g),CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/7/2930770166169600/2932338696175616/STEM/daa6803c-e467-401f-b423-f33620b6d94e.png?resizew=331)
①由图可知:p1压强____ p2(填“>”、“<”或“=”)。
②Y点:v(正)____ v(逆)(填“>”、“<”或“=”);已知气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体的物质的量分数。用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp,已知p2=akPa,求X点对应温度下反应的平衡常数Kp=____ 。
I.温室气体CO2转化为重要的工业原料甲酸是目前科学研究的热点。回答下列问题:
(1)已知:①CO(g)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
②2CO(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
则反应③2CO2(g)+2Н2О(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
(2)刚性绝热密闭容器中,等物质的量的CO2(g)和H2O(g)发生反应③,下列可判断反应达到平衡的是
A.CO2(g)和H2O(g)的物质的量之比不变 |
B.容器中气体平均摩尔质量不变 |
C.2v正(CO2)=v逆(O2) |
D.容器内温度不变 |
i.СО2(g)+Н2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
ii.CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
刚性密闭容器中CO2(g)和H2(g)按物质的量1:1投料,平衡时HCOOH和CO的选择性随温度变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/7/2930770166169600/2932338696175616/STEM/bfd82114-c993-4701-9db7-d3679bb319b6.png?resizew=258)
①曲线a随温度升高而下降的原因是
A.低温、低压 B.高温、高压 C.高温、低压 D.低温、高压
②240℃时,容器内压强随时间的变化如表所示:
时间/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
压强/MPa | p0 | 0.91p0 | 0.85p0 | 0.80p0 | 0.80p0 |
Ⅱ.CO2—CH4催化重整对减少温室气体的排放、改善大气环境具有重要的意义。催化重整反应为:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。
(4)在密闭容器中通入物质的量均为0.2mol的CH4和CO2,在一定条件下发生反应CO(g)+CH4(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/7/2930770166169600/2932338696175616/STEM/daa6803c-e467-401f-b423-f33620b6d94e.png?resizew=331)
①由图可知:p1压强
②Y点:v(正)
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。减少CO2排放是一项重要课题。
(1)碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称DMC)是一种应用前景广泛的新材料,用甲醇、CO、CO2在常压、70~120 ℃和催化剂条件下合成DMC。
已知:①CO(g) +1/2O2(g) === CO2(g) ΔH1=-283.0 kJ·mol-1
②H2O(l)===H2O(g) ΔH2=+44.0 kJ·mol-1
③2CH3OH(g)+CO2(g)
CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH3=-15.5 kJ·mol-1
则2CH3OH(g)+CO(g)+1/2O2(g)
CH3OCOOCH3(g)+H2O(l) ΔH=________ 。
(2)在2L的密闭容器中通入2 mol CH3OH和1 mol CO2,按反应③合成DMC,一定条件下,平衡时CO2的转化率如图所示,则:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/23/2361354389790720/2362805257306112/STEM/d50e914e-8c48-43f9-a7d7-b7332db5fd00.png?resizew=169)
①A点的平衡常数为_________________
②v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为__________________ ;
③下列能说明在此条件下反应达到平衡状态的是________ 。
A.2v正(CH3OH)=v逆(CO2)
B.CH3OH与CO2的物质的量之比保持不变
C.恒容条件,容器内气体的密度保持不变
D.各组分的物质的量分数保持不变
(3)CO2经催化加氢可以生成低碳烃,主要有以下两个竞争反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g)
为分析催化剂对反应的选择性,在1 L密闭容器中充入1 mol CO2和2 mol H2,测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/23/2361354389790720/2362805257306112/STEM/2f4568d6-ea59-4261-98a1-865274a59d33.png?resizew=181)
①该催化剂在较低温度时主要选择________ (填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。
②用惰性电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯,其原理如图所示。b电极上的电极反应式为________________________________ 。
(1)碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称DMC)是一种应用前景广泛的新材料,用甲醇、CO、CO2在常压、70~120 ℃和催化剂条件下合成DMC。
已知:①CO(g) +1/2O2(g) === CO2(g) ΔH1=-283.0 kJ·mol-1
②H2O(l)===H2O(g) ΔH2=+44.0 kJ·mol-1
③2CH3OH(g)+CO2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/23/2361354389790720/2362805257306112/STEM/81157db08cb943638c381c7d942fceb3.png?resizew=33)
则2CH3OH(g)+CO(g)+1/2O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/23/2361354389790720/2362805257306112/STEM/81157db08cb943638c381c7d942fceb3.png?resizew=33)
(2)在2L的密闭容器中通入2 mol CH3OH和1 mol CO2,按反应③合成DMC,一定条件下,平衡时CO2的转化率如图所示,则:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/23/2361354389790720/2362805257306112/STEM/d50e914e-8c48-43f9-a7d7-b7332db5fd00.png?resizew=169)
①A点的平衡常数为
②v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为
③下列能说明在此条件下反应达到平衡状态的是
A.2v正(CH3OH)=v逆(CO2)
B.CH3OH与CO2的物质的量之比保持不变
C.恒容条件,容器内气体的密度保持不变
D.各组分的物质的量分数保持不变
(3)CO2经催化加氢可以生成低碳烃,主要有以下两个竞争反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/23/2361354389790720/2362805257306112/STEM/81157db08cb943638c381c7d942fceb3.png?resizew=33)
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/23/2361354389790720/2362805257306112/STEM/81157db08cb943638c381c7d942fceb3.png?resizew=33)
为分析催化剂对反应的选择性,在1 L密闭容器中充入1 mol CO2和2 mol H2,测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/23/2361354389790720/2362805257306112/STEM/2f4568d6-ea59-4261-98a1-865274a59d33.png?resizew=181)
①该催化剂在较低温度时主要选择
②用惰性电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯,其原理如图所示。b电极上的电极反应式为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/23/2361354389790720/2362805257306112/STEM/c08a9c84-bef9-4379-9249-c296608ae710.png?resizew=234)
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】国家主席习近平提出了中国应对气候变化的两个目标:二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,于2060年前实现碳中和。因此,科学家研发
利用技术、降低空气中
含量成为了热点。回答下列问题:
(1)
还原
制
的部分反应如下:
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5bf578a1d3d6a21bb078ac43e9c3dd7c.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fa45c40a17da39f2eb993be3580f86ef.png)
反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e1df3bbe25b98e9271578f4470c69f58.png)
_________ ![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/17ac68c255ad454565a22fca2d29ac35.png)
(2)在一定条件下,向2L恒容密闭容器中充入2mol
和3mol
发生反应![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/892507cbdc09f98177db42a982c0e56c.png)
,测得在相同时间内,不同温度下
的转化率如图所示。a、b、c点
的大小顺序为___________ ;
时,若达到平衡时所用时间为0.25min,则0.25min内
的平均反应速率为__________
mol/(L·s)(保留三位有效数字);若平衡时压强为1.7MPa,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be243f5ee55e4473f21f9ac7d974e09a.png)
__________
(保留三位有效数字,
为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/28/2988941567352832/2989707990106112/STEM/07272e2853a84ebfa5db7f27666be6e1.png?resizew=218)
(3)一定条件下,反应
达到平衡。欲使反应速率增大且平衡向正反应方向移动,需要改变的条件为______________ (任写两种)。
(4)温度为
℃时,将等物质的量的
和
充入体积为1L的密闭容器中发生反应:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d3b07ae506d0e43e8f0e03c1d9741405.png)
,
,
。实验测得:
,
,
、
为速率常数,
℃时,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6436405b0f151893fa53faef96fd0057.png)
___________ ;温度为
℃时,
,则
℃_________ (填“>”“<”或“=”)
℃。
(5)20℃时,向溶有饱和氨气的饱和食盐水中通入
产生沉淀,则此条件下,该沉淀的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d23614c2ac23dc8ce58f266f07955769.png)
_________ (保留三位有效数字)。(已知:20℃,
的溶解度为9.6g,饱和
溶液的密度为1.096g/mL;水的密度为1g/mL)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50a5c6d26e9821c59de16c928dcb79f0.png)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/005347070dffab62c10dba68c72af84e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5bf578a1d3d6a21bb078ac43e9c3dd7c.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/448214d120a423ca1014cde0d1eaefc8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fa45c40a17da39f2eb993be3580f86ef.png)
反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f3259baddfe9bc02ac5766f800607825.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e1df3bbe25b98e9271578f4470c69f58.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/17ac68c255ad454565a22fca2d29ac35.png)
(2)在一定条件下,向2L恒容密闭容器中充入2mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/892507cbdc09f98177db42a982c0e56c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1a0cc93d4066730c8be90aaa81079027.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/159431a39324b4cea755609c33a151e7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/85242e455a682eb4aa47abd6fb6af8fc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/80ba2140a429714b285fda82255d4050.png)
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(3)一定条件下,反应
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(4)温度为
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5fc7e2626bcdf7b6721d3092804a718.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5eb0a11e0a9472eb84ccc3093815ebd1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/605e6a448a66b9500facd3752628cd0e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6436405b0f151893fa53faef96fd0057.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/290df4d1e0e5d4e2030a38662aa3704b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8b8b67489312bbc5b7be7a0802dcf4be.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/290df4d1e0e5d4e2030a38662aa3704b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/605e6a448a66b9500facd3752628cd0e.png)
(5)20℃时,向溶有饱和氨气的饱和食盐水中通入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d23614c2ac23dc8ce58f266f07955769.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2c3e803e5cc9649df47289d5c8c60474.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2c3e803e5cc9649df47289d5c8c60474.png)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐2】使用石油热裂解的副产物
来制取
和
,其生产流程如下图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/26/2644322439028736/2647291862073344/STEM/2e07b34e-79d6-45a4-a345-9a63476b3fad.png?resizew=365)
(1)工业上常利用反应Ⅰ产生的
和
合成可再生能源甲醇。
已知
、
的摩尔燃烧焓分别为
和
,则
不完全燃烧生成
和
的热化学方程式为_____ 。
(2)此流程的第Ⅰ步反应为:
,一定条件下
的平衡转化率与温度、压强的关系如图,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9e65d10c946604e25e9955b584989199.png)
____
(填“小于”、“大于”或“等于”)。100℃时,将
和
通入容积为
的恒容密闭容器中,达到平衡时
的转化率为0.8.此时该反应的平衡常数K=___
(保留小数点后两位数字)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/26/2644322439028736/2647291862073344/STEM/ede2eafa-f55b-4b0b-aa92-26417141a5f5.png?resizew=170)
(3)此流程的第Ⅱ步反应
的平衡常数随温度的变化如下表:
从上表可以推断:该反应的∆H_____ 0(填“>”或“<”),若在500℃时进行,设起始时
和
的起始浓度均为
在该条件下,反应达到平衡时,
的转化率为____ 。
(4)下图表示该反应在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件引起浓度变化的情况,图中t2时刻发生改变的条件是_____ (写出一种)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/26/2644322439028736/2647291862073344/STEM/2e07b34e-79d6-45a4-a345-9a63476b3fad.png?resizew=365)
(1)工业上常利用反应Ⅰ产生的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
已知
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ba8d41defa28f4f06acefb19b1286146.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f63d914dcbb0b836e07f788f0c42f204.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/260f875643a77fdccadb3832d3c1127e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a06988ecdcb48f876135704225169dcb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f63d914dcbb0b836e07f788f0c42f204.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ba8d41defa28f4f06acefb19b1286146.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/27f2f4fd4e9e7824d099043feae03129.png)
(2)此流程的第Ⅰ步反应为:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5ec4cb3b67b43205a8ff8b690cbb9f6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9e65d10c946604e25e9955b584989199.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e4f03b36a939858ffa5f589c46bf99f5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/856fb821e94380c599297cd2163b0dff.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/47b1fbc3d0016ab54824079bcec1c0f1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/278a5947b5e19338d9a498f82bd3d406.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7516946b463559ba9c8459b9cf332c4c.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/26/2644322439028736/2647291862073344/STEM/ede2eafa-f55b-4b0b-aa92-26417141a5f5.png?resizew=170)
(3)此流程的第Ⅱ步反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3081471a59571d1e73e59fc72fb098ef.png)
温度/℃ | 400 | 500 | 600 |
平衡常数K | 10 | 9 | 1 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e9b0547b553bc0c6d94299341006c14.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9b725876d641438fd39817eaa4300133.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
(4)下图表示该反应在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件引起浓度变化的情况,图中t2时刻发生改变的条件是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/26/2644322439028736/2647291862073344/STEM/d046aa72-79e0-456e-bc82-c98ff5b9c663.png?resizew=149)
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】回答下列问题:
(1)工业上利用CO和H2合成清洁能源
,其反应为:
∆H=-116kJ/mol。如图表示CO的平衡转化率(α)随温度和压强变化的示意图。X表示的是_______ ,Y1_______ Y2(填“<”、“=”、“>”)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/10/cc4942cd-098c-4fb3-b0fa-41eb24d93668.png?resizew=248)
(2)合成甲醇的反应原理为:
,在1L的密闭容器中,充入
和
,在500℃下发生反应,测得
和
的浓度随时间变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/10/e9e0540b-18fa-4e77-85ac-7f3aba6851e3.png?resizew=373)
①反应进行到
时,v(正)_______ v(逆)(填“>”“<”或“=”)。0~4min,
的平均反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5021fd38fea8ccb891b8bbbb07b8afc7.png)
_______ mol·L-1·min-1。
②该温度下平衡常数为_______ 。
(1)工业上利用CO和H2合成清洁能源
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50a5c6d26e9821c59de16c928dcb79f0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/859a709c65d1429c3ef6ac0300b320e6.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/10/cc4942cd-098c-4fb3-b0fa-41eb24d93668.png?resizew=248)
(2)合成甲醇的反应原理为:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7651599998d321fb6813d8ec03b1a22b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5b2f6a3f5804fa18a81c4dd859a1ed55.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9cfd1ccccb3c3fdece9e025f41f201cd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5b52c0fc18021ee815131cc6398b6283.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2982eaa1e5b7d98a9da3e4f1aa320d8b.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/10/e9e0540b-18fa-4e77-85ac-7f3aba6851e3.png?resizew=373)
①反应进行到
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/962a71e2295bc695d53cdf665d2a16d3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5021fd38fea8ccb891b8bbbb07b8afc7.png)
②该温度下平衡常数为
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)雨水中含有来自大气的CO2,CO2进一步和水反应发生电离:
ⅰ CO2(g)
CO2(aq)
ⅱ CO2(aq)+H2O(l)
H+(aq)+HCO
(aq)
①增大CO2在水中溶解度的措施有___________ (写出一条即可)。
②25℃时,c(H+)___________ c( HCO
)+c(OH-)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)CH4与CO2重整是有利于实现碳达峰和碳中和的研究热点之一、该重整反应体系主要涉及以下反应:
a、CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)
b、CH4(g)
C(s)+2H2(g)
c、CO(g)+H2(g)
H2O(g)+C(s)
设K
为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压除以p0(p0=100kPa)。反应a、b、c的ln K
(ln K
为以e为底的对数)随T(温度)的变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/23/2942478374166528/2942647378067456/STEM/bbfcdb94045644bbb51a4803322be3a2.png?resizew=303)
①反应a、b、c中,属于放热反应的有___________ (填字母)。
②反应b的相对压力平衡常数表达式为K
=___________ 。
③在图中A点对应温度下,原料组成为n(CO2):n(CH4)=1:1,初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时CH4的平衡转化率为68%,则H2的分压为___________ kPa。
(1)雨水中含有来自大气的CO2,CO2进一步和水反应发生电离:
ⅰ CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
ⅱ CO2(aq)+H2O(l)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d7da75639d9df997d684f1d6d99692cd.png)
①增大CO2在水中溶解度的措施有
②25℃时,c(H+)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d7da75639d9df997d684f1d6d99692cd.png)
(2)CH4与CO2重整是有利于实现碳达峰和碳中和的研究热点之一、该重整反应体系主要涉及以下反应:
a、CH4(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
b、CH4(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
c、CO(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
设K
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bf29a94830e1846fc5e3b6a5be794e14.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bf29a94830e1846fc5e3b6a5be794e14.png)
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①反应a、b、c中,属于放热反应的有
②反应b的相对压力平衡常数表达式为K
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bf29a94830e1846fc5e3b6a5be794e14.png)
③在图中A点对应温度下,原料组成为n(CO2):n(CH4)=1:1,初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时CH4的平衡转化率为68%,则H2的分压为
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适中
(0.65)
【推荐2】甲醇(CH3OH)是重要的化工原料。回答下列问题:
I.制备甲醇有Ag3PO4光催化CO2转化法、水煤气合成法和CuO-ZnO催化CO2氢化法。
(1)Ag3PO4光催化CO2转化法制甲醇的总反应是:2CO2+4H2O
2CH3OH+3O2,Ag3PO4光催化机理如下,请写出步骤b的方程式。
a.Ag3PO4
[Ag3PO4]⊕+e-
b._______
c.CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O
(2)水煤气合成法。制备甲醇的主要反应为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)。ΔH=-90.8kJ/mol,原料气加工过程中常常混有一定量CO2,为了研究不同温度下CO2对该反应的影响,以CO2、CO、H2的混合气体为原料在一定条件下进行试验,结果表明,原料气各组分含量不同时,反应生成甲醇和副产物甲烷的碳转化率是不同的。实验数据如下表所示。
一定条件下,反应温度越高,生成甲醇反应的碳转化率_______ (填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”)。结合表中数据分析250℃下,CO2对甲醇合成的影响是________ 。
(3)CuO-ZnO催化CO2、H2合成甲醇涉及的反应如下:
反应I:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH1>0
反应II:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2<0
反应III:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH3<0
①一定条件下,在恒容密闭容器中按
=3投料进行上述反应,CO2的平衡转化率及CO、CH3OCH3、CH3OH的平衡体积分数随温度变化如图所示。图中曲线X表示_______ 的平衡体积分数随温度的变化,温度从453K上升至533K,CO2的平衡转化率变化的原因是_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/21/2963138790899712/2963515156561920/STEM/ed1062e3-ed29-4bec-99c4-1b8bc201eae5.png?resizew=263)
②温度为T℃时,在恒容密闭容器中,充入一定量的CO2和H2,发生反应I、II。起始及平衡时容器内各气体的物质的量如下表所示:。
经测定,达到平衡时容器内总压为pkPa,是起始时的5/6,则n1=_______ ;若此时n2=3,则反应II的平衡常数Kp=________ (用含p的式子表示)。
II.一种以甲醇为原料,利用SnO2(mSnO2/CC)和CuO纳米片(CuONS/CF)作催化电极,制备甲酸(甲酸盐)的电化学装置的工作原理如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/21/2963138790899712/2963515156561920/STEM/be95b8e6-06b7-4ab5-ac3b-e31871f0fbd3.png?resizew=433)
(4)①直流电源的正极为_______ (填“a”或“b”),电解过程中阴极上发生反应的电极反应式为_______ 。
②若有1molH+通过质子交换膜时,则该装置生成HCOO-和HCOOH共计_______ mol。
I.制备甲醇有Ag3PO4光催化CO2转化法、水煤气合成法和CuO-ZnO催化CO2氢化法。
(1)Ag3PO4光催化CO2转化法制甲醇的总反应是:2CO2+4H2O
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/65c12e553ed7f8a4e070746ba2273c5b.png)
a.Ag3PO4
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/45006d8c8feee5dc4ea817c8864077ff.png)
b.
c.CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O
(2)水煤气合成法。制备甲醇的主要反应为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)。ΔH=-90.8kJ/mol,原料气加工过程中常常混有一定量CO2,为了研究不同温度下CO2对该反应的影响,以CO2、CO、H2的混合气体为原料在一定条件下进行试验,结果表明,原料气各组分含量不同时,反应生成甲醇和副产物甲烷的碳转化率是不同的。实验数据如下表所示。
φ(CO2)-φ(CO)-φ(H2)/% | 0-30-70 | 4-26-70 | 8-22-70 | 20-10-70 | |||||||||
反应温度/℃ | 225 | 235 | 250 | 225 | 235 | 250 | 225 | 235 | 250 | 225 | 235 | 250 | |
碳转化率/% | CH3OH | 4.9 | 8.8 | 11.0 | 19.0 | 33.1 | 56.5 | 17.7. | 33.4 | 54.4 | 8.0 | 12.0 | 22.6 |
CH4 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2.8 | 2.8 | 2.8 |
一定条件下,反应温度越高,生成甲醇反应的碳转化率
(3)CuO-ZnO催化CO2、H2合成甲醇涉及的反应如下:
反应I:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH1>0
反应II:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2<0
反应III:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH3<0
①一定条件下,在恒容密闭容器中按
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a1989f03b6969b403b7dadf992660574.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/21/2963138790899712/2963515156561920/STEM/ed1062e3-ed29-4bec-99c4-1b8bc201eae5.png?resizew=263)
②温度为T℃时,在恒容密闭容器中,充入一定量的CO2和H2,发生反应I、II。起始及平衡时容器内各气体的物质的量如下表所示:。
CO2 | H2 | CH3OH | CO | H2O | |
起始量/mol | 5 | 7 | 0 | 0 | 0 |
平衡量/mol | n1 | n2 |
经测定,达到平衡时容器内总压为pkPa,是起始时的5/6,则n1=
II.一种以甲醇为原料,利用SnO2(mSnO2/CC)和CuO纳米片(CuONS/CF)作催化电极,制备甲酸(甲酸盐)的电化学装置的工作原理如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/21/2963138790899712/2963515156561920/STEM/be95b8e6-06b7-4ab5-ac3b-e31871f0fbd3.png?resizew=433)
(4)①直流电源的正极为
②若有1molH+通过质子交换膜时,则该装置生成HCOO-和HCOOH共计
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景,因此甲醇被称为2l世纪的新型燃料。工业上用CO生产燃料甲醇,一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。图1表示反应中能量的变化;图2表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/19/1863586947358720/1864681484312576/STEM/7b44359b-d9df-4257-b7a9-c941a8033cbc.png)
请回答下列问题:
(1)在“图1”中,曲线_____ (填“a”或“b”)表示使用了催化剂;该反应属于______ (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)根据“图2”判断,下列说法不正确的是______________ 。
A.起始充入的CO为1mol
B.增加CO浓度,CO的转化率增大
C.容器中压强恒定时,反应已达平衡状态
D.保持温度和密闭容器容积不变,再充入1molCO和2molH2,再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会增大
(3)从反应开始到建立平衡,v(H2)=__________ ;该温度下CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)的化学平衡常数为___________ 。若保持其他条件不变,向平衡体系中再充入0.5mol CO、1molH2、1.5molCH3OH,此反应进行的方向为____________ (填“正反应方向”或“逆反应方向)”。
(4)科学家常用量热剂来直接测定某一反应的反应热,现测得: CH3OH(g)+3/2 O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-192.9kJ/mol,又知H2O(l)=H2O(g)△H=+44 kJ/mol,请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式:___________________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/19/1863586947358720/1864681484312576/STEM/ad7331fb64bb40e3a1ec231cd4de0a9c.png?resizew=39)
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请回答下列问题:
(1)在“图1”中,曲线
(2)根据“图2”判断,下列说法不正确的是
A.起始充入的CO为1mol
B.增加CO浓度,CO的转化率增大
C.容器中压强恒定时,反应已达平衡状态
D.保持温度和密闭容器容积不变,再充入1molCO和2molH2,再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会增大
(3)从反应开始到建立平衡,v(H2)=
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(4)科学家常用量热剂来直接测定某一反应的反应热,现测得: CH3OH(g)+3/2 O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-192.9kJ/mol,又知H2O(l)=H2O(g)△H=+44 kJ/mol,请写出32g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式:
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