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:0.65 引用次数:131 题号:22510687
I.回答下列问题
(1)其他条件相同、催化剂不同时发生反应2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)。SO2的转化率随反应温度的变化如图1所示,由图分析,选择___________做催化剂最好。某种铁镍合金的立方晶胞如图2所示,镍原子的配位数为___________;该合金的化学式为___________

   

(2)在密闭容器中,充入2 mol CO和1 mol SO2,发生上述反应,SO2的平衡转化率随温度、压强的变化如图3所示。压强p1 、p2 、p3由小到大的顺序为___________;A点对应条件下___________[对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),,x为物质的量分数]。
Ⅱ.CO2催化加氢制取甲醇,反应如下:
主反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=-49.01kJ/mol
副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H=+41.17kJ/mol
在一定条件下,向某1L恒容密闭容器中充入1mol CO2和a molH2发生反应。实验测得CO2的平衡转化率和平衡时的选择性随温度变化如图所示。

已知:CH3OH的选择性
(3)图中表示平衡时的选择性的曲线为___________(填“X”或“Y”);温度低于280℃时,曲线Y随温度升高而下降的原因是___________
(4)240℃时,容器内达到平衡状态时副反应的K=1,则初始充入H2的物质的量a=___________mol(保留三位有效数字)。

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Ⅰ.在金属催化剂表面可以合成,普遍反应路径有三种,其中一种反应路径经历中间体。某小组研究了金属钴的不同晶面【】对这种反应路径的催化效果,相关基元反应能量变化如下表(*指微粒吸附在催化剂表面):
基元反应步骤
活化能(eV)反应热(eV)活化能(eV)反应热(eV)活化能(eV)反应热(eV)
0.46-0.520.66-0.120.20-0.69
1.270.730.23-0.161.360.78
0.76-0.110.44-0.180.96-0.47
0.530.150.420.140.540.15
0.900.270.800.081.370.69
0.70-0.630.33-0.470.60-1.02
(1)写出在晶面反应的控速步基元反应:______
(2)仅比较表格数据可知,在该条件下合成______晶面的催化效果最好。
Ⅱ.一定条件下也可以合成甲醇,该过程存在副反应II。
反应Ⅰ:   
反应Ⅱ:   
(3)上述反应中相关物质能量如图1所示。计算______
(4)向VL密闭容器中通入,在催化剂作用下发生反应。相同时间内温度对转化率及产率的影响如图2所示。的转化率随温度升高而增大的原因可能是______。表示产率随温度变化的曲线是______(填“a”或“b”)。

(5)假设体系中只发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,在某温度下反应tmin达到平衡状态。此时CO2的转化率为30%,CO2对CH3OH的选择性为40%(),则0~tmin内的反应速率为______mol/(L·min),反应Ⅱ的平衡常数为______(结果保留2位有效数字)。
Ⅲ.2021年我国科学家首先实现了从到淀粉的全人工合成。其中的一个步骤是利用新型电化学催化装置(如图所示)将转化为

(6)写出该过程中阴极的电极反应式:______
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【推荐2】二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”,由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
①CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g) ΔH1=-90.7kJ·mol-1K1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5kJ·mol-1K2
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2 (g) ΔH3=-41.2kJ·mol-1K3
回答下列问题:
(1)反应3H2 (g)+3CO(g)CH3OCH3 (g)+CO2(g)的ΔH=_____kJ·mol-1;该反应的平衡常数K=_____(用K1、K2、K3表示)。随温度的升高,该反应的平衡常数K的变化趋势是_____(填增大、减小、或不变)
(2)下列措施中,能提高(1)中CH3OCH3产率的有_____(填字母)。
A.使用过量的CO       B.升高温度       C.增大压强
(3)一定温度下,将0.2molCO和0.1molH2O(g)通入2L恒容密闭容器中,发生反应③,5min后达到化学平衡,平衡后测得H2的体积分数为0.1.则0~5min内v(H2O)=_____,CO的转化率为_____,向上述平衡体系中再充入0.2molCO和0.1molH2O(g),再次达到平衡时,H2的体积分数_____0.1(填大于、小于、或等于)
(4)将合成气以=2通入1L的反应器中,一定条件下发生反应:4H2 (g)+2CO(g)CH3OCH3 (g)+H2O(g)ΔH,其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图1所示,下列说法正确的是_____(填字母)。

A.ΔH<0
B.p1>p2>p3
C.若在p3和316℃时,起始时=3,则平衡时,α(CO)小于50%
(5)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和H2制备二甲醚(DME)。观察图2,当约为_____时最有利于二甲醚的合成。
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主反应:       
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回答下列问题:
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①工业上,常选用作为合成温度,原因是__________
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①c点______(填“达平衡”或“未平衡”)。
②主反应活化能(正)___(逆)(填“>”或“<”),代表的曲线是______(填“”或“”)。
温度下达平衡时总压为p,该反应的________(列出计算式)。
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