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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:36 题号:22633957
随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用倍受关注。
I.以为原料合成尿素   
(1)有利于提高平衡转化率的措施是___________(填序号)。
A.高温低压B.低温高压C.高温高压D.低温低压

(2)研究发现,合成尿素反应分两步完成,其能量变化如下图所示:
第一步:   
第二步:   

①图中___________
②决定该反应速率是___________反应(填“第一步”或“第二步”),理由是___________
Ⅱ.以和催化重整制备合成气:
(3)在密闭容器中通入物质的量均为,在一定条件下发生反应的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。

①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,下列叙述能说明反应到达平衡状态的是___________(填序号)。
A.容器中混合气体的密度保持不变             B.容器内混合气体的压强保持不变
C.反应速率:       D.同时断裂键和
②由图可知,压强___________(填“>”“<”或“=”,下同);点速率___________
③已知气体分压=气体总压×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,则点对应温度下的___________(用含的代数式表示)。
Ⅲ.电化学法还原二氧化碳制乙烯
在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图所示:

(4)阴极电极反应式为___________

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐1】水煤气变换反应(CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) )可消除燃料电池原料气流中残留的CO、防止Pt电极中毒,具有重要的工业应用价值。
(1)已知:反应   H2(g)+CuO(s)Cu(s)+H2O(g)   
反应   CO(g)+CuO(s)Cu(s)+CO2(g)   
①试计算反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的___________
②若已知H2O(l)=H2O(g)   ΔH = +44 kJ/mol,还可测定___________的燃烧热,并通过盖斯定律获得水煤气变换反应的焓变。
(2)水煤气变换反应在金属催化剂上发生的所有主基元反应步骤如下,其中*表示催化剂表面活性位,X*表示金属表面活性位吸附物种。
CO + * CO* (R1)       H2O +   * H2O * (R2)        H2O * + *OH* + H* (R3)
OH* + * H* + O*(R4)     CO* + O * CO2* + * (R5)       OH* + CO* COOH* + * (R6)
COOH* + *H* + CO2* (R7)     H* + CO* CHO* + *   (R8)   ___________(R9)
HCOO* + * H* + CO2* (R10)     2H* H2 * + * (R11)
①分析上述基元反应可知水煤气变换反应中CO可通过___________种不同的途径氧化成CO2,请写出基元反应 ___________(R9)。
②下图图a为在纯镍Ni(111)和掺杂P的镍催化剂Ni3P(001)、Ni12P5(001)、NiP2(100)表面上发生H2O * + *OH* + H* 反应的能量分布曲线图。图b为在纯镍Ni(111)和掺杂P的镍催化剂Ni3P(001)、Ni12P5(001)、NiP2(100)表面上发生副基元反应CO * + *C* + O* 反应的能量分布曲线图。

由图可知___________,由此可见,最佳催化剂的确定应该是多个研究视角下综合选择的结果。
(3)水煤气变换反应的正逆反应速率可以表示为:都是温度的函数。在图中画出随温变化的趋势。___________

(4)一定温度下,反应达到平衡,测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数x总压):p(CO)=0.25MPa、p(H2O)=0.25MPa、p(CO2)=0.75MPa和p(H2)=0.75MPa,维持相同的温度和总压,提高水蒸气的比例,使CO的平衡转化率提高到90%,则原料气中水蒸气和CO的物质的量之比为___________
2024-05-04更新 | 68次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】氧化亚氮(N2O)是一种强温室气体,且易转换成颗粒污染物。研究氧化亚氮分解对环境保护有重要意义。
(1)污水生物脱氮过程中,在异养微生物催化下,硝酸铵可分解为N2O和另一种产物,该反应的化学方程式为_____
(2)已知反应2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)的 ΔH=-163kJ•mol-1,1molN2(g)、1molO2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收945kJ、498kJ的能量,则1molN2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为______kJ。
(3)在一定温度下的恒容容器中,反应2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)的部分实验数据如表:
反应时间/min0102030405060708090100
c(N2O)/mol/L0.100.090.080.070.060.050.040.030.020.010.01
①在0~20min时段,反应速率v(N2O)为______molL-1min-1
②若N2O起始浓度c0为0.150molL-1,则反应至30min时N2O的转化率α=______。比较不同起始浓度时N2O的分解速率:v(c0=0.1500molL-1)______v(c0=0.1000molL-1)(填“>”、“=”或“<”)。
③不同温度(T)下,N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间),则T1______T2(填“>”、“=”或“<”)。当温度为T1、起始压强为p0,反应至t1min时,体系压强p=_____(用p0表示)。

(4)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步:I2(g)2I(g)(快反应)
第二步:I(g)+N2O(g)N2(g)+IO(g)(慢反应)
第三步:IO(g)+N2O(g)N2(g)+O2(g)+I(g)(快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k•c(N2O)•[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是_____(填标号)。
A.N2O分解反应中,k(含碘)>k(无碘)
B.第一步对总反应速率起决定作用
C.第二步活化能比第三步大
D.I2浓度与N2O分解速率无关
2023-02-01更新 | 302次组卷
【推荐3】氮氧化物治理是环境学家研究的热点之一。回答下列问题:
(1)H2还原法
已知:H2在催化剂Rh表面还原NO的部分反应机理如下表所示。
序号基元反应活化能Ea/( kJ∙mol-1)
12.6
97.5
83.7
33.5
77.8

基元反应的焓变△H=_________
(2)CO还原法
已知:的速率方程为,k为速率常数,只与温度有关。
①画出未达平衡时随时间t的变化关系趋势图_________

②为提高该反应的化学反应速率,可采取的措施是_________(填字母序号)。
A.升温   B.恒压时,再充入N2 C.恒容时,再充入CO   D.恒压时,再充入N2O
(3)CH4还原法在2L密闭恒容容器中分别加入0.50mol CH4和1.2molNO2,发生反应:。测得不同温度下随反应时间t的变化如下表所示。
温度K时间t/min010204050
T1n(CH4)/mol0.500.300.180.150.15
T2n(CH4)/mol0.500.350.250.100.10

①T1温度下,0~20min内,NO2降解速率为_________
②T1_________ T2 (填“>”“<”或“=”),该反应为反应_________(填“吸热”或“放热”)。
③设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(单位为kPa)除以。已知T2温度下,反应达平衡时,CH4的分压为akPa。则T2温度时,该反应的相对压力平衡常数=_________
2022-11-30更新 | 91次组卷
共计 平均难度:一般