组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应速率与化学平衡 > 化学平衡 > 化学平衡的移动及其影响因素
题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:51 题号:22263883
绿色能源是当今重要的研究热点,2022年3月12日,中科院大连化物所的制汽油科研项目成功了,这是一项重大成功,直接影响的是国计民生。寻找新的能源成为了科学研究的热点。
Ⅰ.甲烷化反应为:,该反应又称Sabatier反应。
(1)相关的化学键键能数据如下表所示:

化学键

H—H

H—O

C—H

C=O

436

463

413

803

Sabatier反应的__________
(2)若要同时提高反应的速率和甲烷的平衡转化率,可以采取的措施有:__________(写一点即可)。
(3)在体积为的恒温密闭容器中,投入进行上述反应,达到平衡后,若的转化率为20%,则该反应的平衡常数为__________(写计算式)。
(4)转化为也可通过电化学反应实现,其原理如图所示:

电解过程中,阴极室和阳极室的溶液浓度基本保持不变,阴极的电极反应式为__________;若生成理论上阳极室生成混合气体的体积为__________L(标准状况,忽略气体的溶解)。
(5)是共价化合物,分子中所有的原子都达到稳定结构,此分子中含有__________mol共用电子对,试写出其分子的结构式:__________

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【推荐1】低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式。低碳经济的概念在中国正迅速从高端概念演变成全社会的行为,在新能源汽车、工业节能等多个领域都大有作为。 请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)工业上可利用CO或CO2来制备清洁液体燃料甲醇。已知:800℃时,化学反应①、反应②对应的平衡常数分别为2.5、1.0。
反应①:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) H = -90.8kJ • mol-1
反应②:H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) H= +41.2kJ • mol-1
写出用CO2与H2反应制备甲醇的热化学方程式________________________,800℃时该反应的化学平衡常数K的数值为_______________
现将不同量的CO2 (g)和H2(g)分别通入到容积为2L恒容密闭容器中进行反应②,得到如下二组数据:
实验组温度/℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/min
CO2 (g)H2(g)H2(g)CO2 (g)
1900462.42
2900abcdt

实验2中,若平衡时,CO2 (g)的转化率小于H2(g),则a、b必须满足的关系是_________
若在900℃时,另做一组实验,在此容器中加入10mol CO2,5mol H2,2 mol CO,5 mol H2O (g),则此时v___v(填“>”、“>”或“=”)。
(2)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其反应的热化学方程式为:CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g)   H=-29.1KJ·mol-1 ,科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下:

①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看,工业制取甲酸甲酯应选择的压强是____(填“3.5×106 Pa”“4.0×106 Pa”或“5.0×106Pa”)。
②实际工业生产中采用的温度是80℃,其理由是______________________
(3)已知常温下NH3•H2O的电离平衡常数K= 1.75×10-5,H2CO3的电离平衡常数K1=4.4×10-7,K2 =4. 7×10-11。常温下,用氮水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,NH4HCO3溶液呈_____(填“酸性”“中性”或“碱性”),溶液中离子浓度由大到小的顺序为:_________
2017-05-05更新 | 316次组卷
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名校
【推荐2】资源化利用有助于实现“双碳目标”。选择不同条件,利用可获得甲醇、甲醛等多种有机物。回答下列问题:
(1)工业上在Cu-ZnO催化下利用发生如下反应Ⅰ生产甲醇,同时伴有反应Ⅱ发生。
Ⅰ.   
Ⅱ.   
①已知反应Ⅰ过程中正反应活化能为76kJ/mol,逆反应活化能为130.4kJ/mol,则反应Ⅰ的______
②若反应,则下列温度下该反应能自发进行的是______(填标号)。
A.120℃       B.137℃       C.200℃       D.500℃

③按照投料,在恒容密闭容器中进行反应,的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示,则压强由大到小的顺序为______。在压强下,温度高于300℃之后,随着温度升高,的平衡转化率增大,原因是______



(2)T℃(T>100℃),在容积为2L的恒容密闭容器中充入1mol和一定量,在一定条件下只发生可逆反应Ⅰ。若起始时容器内气体压强为1.2kPa,达到平衡时,的分压与起始投料比的变化关系如下图所示。

当起始时,反应达到平衡时,平衡常数______(列出计算式)。
(3)甲醇催化制取丙烯()的过程中发生如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.

已知Arrhenius经验公式为(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数),反应Ⅰ的Arrhenius经验公式的实验数据如图中直线a所示,则该反应的活化能______。当改变外界条件时,实然数据如图中直线b所示,则实然可能改变的外界条件是______


2024-03-27更新 | 201次组卷
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【推荐3】硫酸在生活和生产中应用广泛。
Ⅰ 某工厂以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料,采用“接触法”制备硫酸。
已知298 K和101 kPa条件下:
2FeS2(s)=2FeS(s)+S(s) ΔH1
S(s)+2O2(g)=2SO2(g) ΔH2
4FeS(s)+7O2(g)=2Fe2O3(s)+4SO2(g) ΔH3
则在该条件下FeS2与O2生成Fe2O3和SO2的总热化学方程式是________
Ⅱ 催化氧化反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0
(1) 在体积可变的密闭容器,维持压强为1×105 Pa和初始n(SO2)=2 mol,充入一定量的O2,SO2平衡转化率α(SO2)随O2物质的量n(O2)的变化关系如图所示:

①在1000℃时,SO2平衡转化率随着O2物质的量的增大缓慢升高,解释其原因________
②a点时SO3的平衡分压p(SO3)=________Pa(保留2位有效数字,某组分的平衡分压=总压×某组分的物质的量分数)。
(2)保持温度不变,向固定体积的密闭容器中充入一定量的SO2、O2。请画出平衡体系中SO3的体积分数φ(SO3)随初始SO2、O2的物质的量之比[n(SO2)/n(O2)]的变化趋势图。

(3)已知活化氧可以把SO2快速氧化为SO3。根据计算机模拟结果,在炭黑表面上O2转化为活化氧的反应历程与能量变化如图所示。下列说法正确的是________

A O2转化为活化氧是氧氧键的断裂与碳氧键的生成过程
B 该过程中最大能垒(活化能)E=0.73 eV
C 每活化一个O2吸收0.29 eV的能量
D 炭黑可作为SO2转化为SO3的催化剂
E 其它条件相同时,炭黑颗粒越小,反应速率越快
Ⅲ 硫酸工厂尾气中的SO2可被NaOH溶液吸收,用惰性电极将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH的同时得到H2SO4,写出阳极的电极方程式________
2019-12-17更新 | 283次组卷
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