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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:217 题号:22835058
深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义,按要求回答下列问题:
(1)合成尿素的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(g)+H2O(l),若向某恒温且恒容的密闭容器中加入等物质的量的NH3和CO2,发生上述反应。下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.2v(NH3)=v[CO(NH2)2]B.压强不再变化
C.混合气体的密度不再变化D.CO2的体积分数不再变化

(2)CO用于处理大气污染物N2O的反应为CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)。在Zn作用下该反应的具体过程如图1所示,反应过程中能量变化情况如图2所示。

写出该热化学方程式___________;该总反应的决速步是反应___________(填“①”或“②”)
(3)已知:CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)的速率方程为v=k·c(N2O),k为速率常数,只与温度有关。为提高反应速率,可采取的措施是___________(填字母序号)。
A.升温B.恒容时,再充入COC.恒容时,再充入N2OD.恒压时,再充入N2

(4)在总压为100kPa的恒容密闭容器中,充入一定量的CO(g)和N2O(g)发生上述反应,在不同条件下达到平衡时,在T1K时N2O的转化率与、在=1时N2O的转化率与的变化曲线如图3所示:

①表示N2O的转化率随的变化曲线为___________曲线(填“I”或“Ⅱ”);
②T1___________T2(填“>”或“<”);
③已知:该反应的标准平衡常数,其中pθ为标准压强(100kPa),p(CO2)、p(N2)、p(N2O)和p(CO)为各组分的平衡分压,则T4时,该反应的标准平衡常数Kθ=___________(列出计算式)。

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已知:①甲烷的燃烧热为890kJ•mol1
②S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=﹣216kJ•mol1
③H2O(1)=H2O(g)△H=+44kJ•mol1
(1)CH4(g)+2SO2(g) 2S(s)+CO2(g)+2H2O(g) △H=_______
(2)某温度下,向容积为2L的密闭容器中充入1.0molCH4和2.0molSO2,发生反应CH4(g)+2SO2(g) 2S (s)+CO2(g)+2H2O(g),CH4、CO2、SO2的物质的量随反应时间的变化情况如图所示。

①反应开始至达到平衡时,平均反应速率v(H2O)=_______;该温度下,该反应的平衡常数K=_______
②5min时,改变的外界条件可能是 _______(填字母)。
A.升高温度     B.降低温度      C.加入催化剂     D.充入CH4(g)
(3)一定温度下,向某密容器中充入一定量的CH4和SO2发生反应CH4(g)+2SO2(g) 2S(s)+CO2(g)+2H2O(g)。
①若该容器容积恒定,则下列物理量不再改变时,一定能说明反应达到平衡状态的是 _______(填字母)。
A.m(S)                                 B.
C.CH4和CO2的浓度之和       D.容器中气体的密度
②该温度下,欲提高SO2的平衡转化率,可采取的措施有 _______(任答两条,下同);
2022-12-22更新 | 106次组卷
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【推荐2】甲醇常用作溶剂、燃料及化工原料。通过回收大气中的CO2制备甲醇是研究思路之一。在催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)       △H1=-53.7kJ·mol-1       I
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)       △H2       II
控制CO2和H2初始投料比为1∶2.2,在恒容条件下经过相同反应时间测得如表实验数据:
T(K)催化剂CO2转化率(%)甲醇选择性(%)
543Cat.112.342.3
543Cat.210.972.7
553Cat.115.339.1
553Cat.212.071.6

【注】①Cat1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;
②甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比。
已知:①CO和H2的燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1
②H2O(l)=H2O(g)       △H3=+44kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)反应I的平衡常数表达式K=____;反应II的△H2=____kJ·mol-1
(2)某温度下甲醇浓度随时间变化如表,反应5~25s内,甲醇的反应速率为____
t/s05152535
c/(mol·L-1)0.000.190.300.350.35

(3)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有___
A.使用催化剂Cat.1
B.使用催化剂Cat.2
C.降低反应温度
D.投料比不变,增加反应物的浓度
E.增大CO2和H2的初始投料比
(4)表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是____
(5)甲醇可用于制取丙烯,反应为:3CH3OH(g)→C3H6(g)+3H2O(g),反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示,已知Arrhenius经验公式为Rlnk=-+C(其中Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。该反应的活化能Ea=____kJ·mol-1

(6)当使用更高效催化剂时,Rlnk与关系的示意图应为图中的____(填“b”或“c”)。
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(2)在恒压、起始投料条件下,平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。

①曲线______(填“A”或“B”)表示平衡转化率随温度的变化。
,反应至转化率达到X点时,v(正)______v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。在恒压、800K条件下,若要使转化率能达到Y点,则改变的条件可以是______(任写一条)。
(3)向密闭容器中充入等物质的量的,在一定条件下只发生,在不同压强下平衡转化率与温度的关系如图所示。

由小到大的顺序为______
②若,则X点的平衡常数______(用含x的代数式表示。用平衡分压代替平衡浓度计算,平衡分压=总压×物质的量分数)。
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