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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:99 题号:22793471
近年,甲醇的制取与应用在全球引发了关于“甲醇经济”的广泛探讨。
.在催化加氢制的反应体系中,发生的主要反应如下:
反应a:
反应b:
反应c:
(1)已知反应b中相关化学键键能数据如下表:
化学键H-HC=OC≡OH-O
x8031076465
计算:x=______________________
(2)恒温恒容时,下列能说明反应a一定达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.
B.
C.混合气体的密度不再发生变化
D.混合气体中的百分含量保持不变
(3)在催化剂作用下,将物质的量之比为1:2的的混合气体充入一恒容密闭容器中发生反应a、b,已知反应b的反应速率为速率常数,x为物质的量分数。
①平衡时,转化率为60%,的物质的量之比为1:1,若反应b的,则平衡___________
②Arrhenius经验公式为,其中为活化能,T为热力学温度,k为速率常数,R和C为常数,则___________(用含、T、R的代数式表示)。
(4)其他条件相同时,反应温度对选择性的影响如下图所示。由图可知,温度相同时选择性的实验值略高于其平衡值,可能的原因是___________。(已知的选择性)

.利用甲醇分解制取烯烃,涉及如下反应:
a.
b.
c.
(5)恒压条件下,平衡体系中各物质的量分数随温度变化如图所示。已知650K时,,平衡体系总压强为p,则650K反应c的平衡常数___________

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【推荐1】氢气、一氧化碳、二氧化碳是最常见的气体。回答下列问题:
(1)宇航员呼吸产生的CO2用镍催化剂反应处理,实现空间站中的O2循环利用。
镍催化剂反应:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)   ΔH
已知:①H2(g)+O2(g)=H2O(g)   ΔH=-akJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)   ΔH=-bkJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l)   ΔH=-ckJ·mol-1
则镍催化剂反应的ΔH=_______kJ·mol-1
(2)向1L恒容密闭容器中加入2molCO、4molH2,在适当的催化剂和一定条件作用下发生反应:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(l)+H2O(l)   ΔH=+71kJ/mol
①该反应_______自发进行(填“高温”、“低温”或“不能”)。其判断理由是_______
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是_______
a.混合气体的平均相对分子质量保持不变
b.混合气体的密度保持不变
c.CO和H2的体积分数保持不变
d.CO和H2的转化率相等
e.气体总压强保持不变
f.1molCO生成的同时有1molO-H键断裂
(3)已知CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)   ΔH<0在一定条件下,某反应过程中部分数据如下表:
反应条件反应时间CO2(mol)H2(mol)CH3OH(mol)H2O(mol)
恒温恒容
(T1℃、2L)
0min2600
5min4.5
20min1
30min1
①0~5min内,用H2O(g)表示的化学反应速率v(H2O)=_______mol/(L·min)
②达到平衡时,该反应的平衡常数K=_______(用分数表示),平衡时H2的转化率是_______
③在其它条件不变的情况下,若30min时改变温度为T2℃,此时H2的物质的量为2.8mol,则T1_______T2(填“>”“<”或“=”),理由是_______。在其他条件不变的情况下,若30min时向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g),则平衡_______移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
2021-07-14更新 | 256次组卷
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【推荐2】尿素是氮肥中含氮量最高的品种,是良好的中性速效肥料,且不会影响土质。由氨和二氧化碳合成尿素的总反应式为:2NH3(g)+CO(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) ΔH=-103.7kJ/mol。回答下列问题:
(1)关于合成尿素的反应机理有多种说法,一般认为该反应是分两步进行的:
a.2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(1) ΔH1=-119.2k.J/mol
b.NH2COONH4(l)CO(NH2)2(l)+H2O(g) ΔH2
①ΔH2=_______
②已知反应b的活化能远大于反应a的,则该反应机理下的决速步骤是反应_______(填“a”或“b”)。
③如图为某工厂的尿素合成塔内的轴向温度测定数据,根据图示数据可以推断,合成塔下部1/3的容积内都在进行反应_______(填“a”或“b”)。

(2)反应物料氨与二氧化碳的物质的量比称为氨碳比(下文中水碳比同理),氨碳比对尿素平衡产率的影响如下表所示(恒压20MPa下测定)
温度/℃NH3:CO2物质的量之比
2345
14043556273
15045586778
16046617080
18049627181
由表可见,氨碳比提高,尿素的平衡产率也提高,因为过剩的氨气既可以促进二氧化碳的转化,又能够_______,皆可使平衡向着生成尿素的方向移动。
(3)如图为尿素平衡产率与温度和水碳比的关系,则图中水碳比A、B、C由大到小的关系为_______。由图可见,相同水碳比时平衡产率开始随温度升高而增大,若继续升温,平衡产率会逐渐下降,试结合分步的反应机理说明其中的原因_______

(4)实验室模拟尿素的合成,恒定温度为160℃,在一容积可变的容器中,按照氨碳比为5充入原料气,恒定压强为20MPa进行反应直到平衡。
①以下叙述能说明反应达到平衡状态的是_______
a.容器中氨碳比保持不变
b.气体密度保持不变
c.气体平均相对分子质量保持不变
②计算该温度下的压强平衡常数Kp=_______MPa-2(以分压表示,分压=总压×气体物质的量分数,结果保留三位小数)。
2021-05-31更新 | 291次组卷
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【推荐3】I、(1)普通锌锰干电池的结构如图所示。回答下列问题。

①电池中电解质溶液为________
②负极反应式为______________________________________
③放电时NH________(填“正极”或“负极”)移动。
(2)废电池中的锌皮常用于实验室制氢气,废锌皮和纯锌粒分别与同浓度的稀硫酸反应,产生氢气速率较大的是________,若用过量的纯锌粒与一定量的稀硫酸反应,为了加快反应速率又不影响产生氢气的量,下列措施可行的是________(填序号)。
A.微热          B.加入适量氧化铜          C.加入少量硫酸铜溶液
D.加水          E.加入少量氢氧化钡溶液
II、一定条件下,H2O2在水溶液中发生分解反应:2H2O22H2O+O2↑,反应过程中,测得不同时间H2O2的物质的量浓度如下表:

t/min

0

20

40

60

80

c(H2O2)/(mol/L)

0.80

0.40

0.20

0.10

0.05

(1)H2O2的分解反应________氧化还原反应(填“是”或“不是”)。
(2)该分解反应0~20 min的平均反应速率v(H2O2)为________ mol/(L·min)。
(3) 加入0.1 mol的MnO2粉末于50 mL过氧化氢的溶液中(密度为1.1 g/mL),在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示,反应放出气体所需要的时间为________;A、B、C、D四点化学反应速率快慢的顺序为________

(4)由合成气(组成为H2、CO、和少量CO2)直接制备二甲醚,其中主要过程包括以下四个反应:
甲醇合成反应:①CO(g)+ 2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=-90.1 kJ·mol1
②CO2(g)+ 3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0 kJ·mol1
水煤气变换反应:③CO(g) + H2O (g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.1 kJ·mol1
二甲醚合成反应: ④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=-24.5 kJ·mol1
由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为________________
2020-07-17更新 | 430次组卷
共计 平均难度:一般