利用介孔限域催化温室气体加氢制甲醇,再通过甲醇制备燃料和化工原料等,是解决能源问题与实现双碳目标的主要技术之一,反应如下:
i.
ii.
(1)稳定单质的焓(H)为0,有关物质的焓如表所示,
___________ 。
(2)在5.0MPa下,将和在催化剂作用下进行反应i和ii.平衡时和CO选择性S[S(或CO)]及的转化率a随温度的变化如图所示。①表示平衡时的转化率的曲线是___________ (填“x”“y”或“z”)。
②250℃时,平衡体系共有,则的平衡转化率=___________ ,反应i的___________ (是以组分体积分数代替物质的量浓度表示的平衡常数,列计算式)。
③p、q两点反应i的正反应速率大小:___________ 。(填“>”“=”或“<”)
(3)若只发生反应ii,反应的速率方程为,其中x表示相应气体的物质的量分数,为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算),k为反应的速率常数。已知平衡后,此时反应ii的速率___________ (用含k的代数式表示)。
(4)我国科学者又进一步研究了在催化剂上加氢制甲醇的机理;其主反应历程如图所示。下列说法正确的是___________(填字母)。
i.
ii.
(1)稳定单质的焓(H)为0,有关物质的焓如表所示,
物质 | |||
焓 | -394 | -111 | -242 |
(2)在5.0MPa下,将和在催化剂作用下进行反应i和ii.平衡时和CO选择性S[S(或CO)]及的转化率a随温度的变化如图所示。①表示平衡时的转化率的曲线是
②250℃时,平衡体系共有,则的平衡转化率=
③p、q两点反应i的正反应速率大小:
(3)若只发生反应ii,反应的速率方程为,其中x表示相应气体的物质的量分数,为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算),k为反应的速率常数。已知平衡后,此时反应ii的速率
(4)我国科学者又进一步研究了在催化剂上加氢制甲醇的机理;其主反应历程如图所示。下列说法正确的是___________(填字母)。
A.二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达100% |
B.带*标记的物质是该反应历程中的中间产物 |
C.第④步的反应式为 |
D.反应历程中只有键断裂,没有键断裂 |
更新时间:2024-06-09 11:21:18
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【推荐1】究二氧化碳的回收对我国2060年实现碳中和具有现实意义:
(1)已知:①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ•mol-1
②C(s)+2H2(g)CH4(g) △H=-73kJ•mol-1
③2CO(g)CO2(g)+C(s) △H=-171kJ•mol-1
写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式:______ 。
(2)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇,其反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) △H。
①通过表格中的数值可以推断:其正反应在_____ (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
②CO2的平衡转化率与压强、温度及氢碳比m[m=]的关系分别如图a和图b所示。
图a中压强从大到小的顺序为_____ ,图b中氢碳比m从大到小的顺序为_____ 。
(3)工业上也可以利用CO2和H2合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)某1L恒温恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2发生反应,测得CO2(g)和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示:
①0~3min内,H2的平均反应速率为_____ mol•L-1•min-1,该温度下的平衡常数为K=_____ (单位可忽略)。若达平衡时,保持温度不变,向容器中再充入CO2、H2、CH3OH和H2O各0.25mol,则此时v正_____ v逆(填“>”、“<”、或“=”)。
②下列说法能说明反应达到化学平衡状态的是_____ 。
A.H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1 B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D.c(CO2)和c(H2O)的浓度相等时
(4)盖斯定律认为:不管化学过程是一步完成或分几步完成,整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题:
①已知:H2O(g)=H2O(l) △H1=-Q1kJ/mol
C2H5OH(g)=C2H5OH(l) △H2=-Q2kJ/mol
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H3=-Q3kJ/mol
若使46g液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出的热量为______ kJ。
②碳(s)在氧气供应不充足时,生成CO同时还部分生成CO2,因此无法通过实验直接测得反应:C(s)+O2(g)=CO(g)的△H。但可设计实验、利用盖斯定律计算出该反应的△H,计算时需要测得的实验数据有______ 。
(1)已知:①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ•mol-1
②C(s)+2H2(g)CH4(g) △H=-73kJ•mol-1
③2CO(g)CO2(g)+C(s) △H=-171kJ•mol-1
写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式:
(2)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇,其反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) △H。
温度/ | 400 | 500 |
平衡常数K | 9 | 5.3 |
②CO2的平衡转化率与压强、温度及氢碳比m[m=]的关系分别如图a和图b所示。
图a中压强从大到小的顺序为
(3)工业上也可以利用CO2和H2合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)某1L恒温恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2发生反应,测得CO2(g)和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示:
①0~3min内,H2的平均反应速率为
②下列说法能说明反应达到化学平衡状态的是
A.H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1 B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D.c(CO2)和c(H2O)的浓度相等时
(4)盖斯定律认为:不管化学过程是一步完成或分几步完成,整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题:
①已知:H2O(g)=H2O(l) △H1=-Q1kJ/mol
C2H5OH(g)=C2H5OH(l) △H2=-Q2kJ/mol
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H3=-Q3kJ/mol
若使46g液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出的热量为
②碳(s)在氧气供应不充足时,生成CO同时还部分生成CO2,因此无法通过实验直接测得反应:C(s)+O2(g)=CO(g)的△H。但可设计实验、利用盖斯定律计算出该反应的△H,计算时需要测得的实验数据有
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【推荐2】能源、材料与生产生活和社会发展密切相关。
Ⅰ.光伏材料是指能将太阳能直接转换成电能的材料。光伏材料又称太阳能材料,只有半导体材料具有这种功能。可作太阳能电池材料的有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。
(1)P、S、Ga电负性从大到小的顺序为___________ 。
(2)写出原子序数最小的第Ⅷ族元素基态原子的核外电子排布式:___________ 。
(3)写出3p轨道上只有2个未成对电子的元素的符号:___________ 、___________ 。
Ⅱ.从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键断裂和生成物的化学键形成的过程。在化学反应过程中,断裂化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。
(4)已知: ,根据上表中所列键能数据可计算出___________ 。
Ⅰ.光伏材料是指能将太阳能直接转换成电能的材料。光伏材料又称太阳能材料,只有半导体材料具有这种功能。可作太阳能电池材料的有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。
(1)P、S、Ga电负性从大到小的顺序为
(2)写出原子序数最小的第Ⅷ族元素基态原子的核外电子排布式:
(3)写出3p轨道上只有2个未成对电子的元素的符号:
Ⅱ.从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键断裂和生成物的化学键形成的过程。在化学反应过程中,断裂化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。
化学键 | |||
键能/(kJ/mol) | 436 | 391 | 945 |
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【推荐3】科学家们提出了有效碰撞理论和过渡态理论微观解释反应速率的变化,以更好地控制反应。CO2和H2在ZnO催化作用下可以合成甲醇:,该复杂反应分为以下两步进行:反应Ⅰ:______,
反应Ⅱ:
(1)反应Ⅰ的化学方程式为______ 。
(2)反应Ⅱ几乎不影响总反应达到平衡所用的时间,如图所示能正确表示ZnO催化CO2和H2合成甲醇反应过程的是______(填选项字母)
(3)有关合成甲醇的反应,条件改变使反应速率增大的原因分析不正确 的是______。
反应Ⅱ:
(1)反应Ⅰ的化学方程式为
(2)反应Ⅱ几乎不影响总反应达到平衡所用的时间,如图所示能正确表示ZnO催化CO2和H2合成甲醇反应过程的是______(填选项字母)
A. | B. |
C. | D. |
(3)有关合成甲醇的反应,条件改变使反应速率增大的原因分析
A.使用催化剂,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增加 |
B.升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增加 |
C.增大压强,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞次数增加 |
D.增大c(CO2),活化分子百分数增大,有效碰撞次数增加 |
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解答题-原理综合题
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【推荐1】我国首创的大气氨有机处理法,可有效消除氨污染同时得到副产品香料(C6H4N2),反应原理为:2C6H7N(s)+3O2(g)+2NH3(g)2C6H4N2(s)+6H2O(g) △H<0(O2和NH3只参与本反应)。
回答下列问题:
(1)能够提高大气氨有机处理法氨消除率的措施有___ (至少答一条)。
(2)该转化过程路径有如下两种:
路径Ⅰ:C6H7NC6H3NO→C6H5NO2C6H6N2OC6H4N2
路径Ⅱ:C6H7NC6H3NOC6H6N2C6H4N2
经测定,转化过程更容易按路径Ⅰ进行,从活化能角度分析其原因为___ 。
(3)在10L恒容容器中加入8.78molC6H7N、20.00molO2、16.67molNH3在不同温度下进行反应,测得数据如表:(已知:①数据测量时间均为1h;②有效收率=转化率×选择性)
①分析表中数据,该催化剂的最佳催化温度范围是___ 。
②表中φ=___ (保留一位小数):400℃时,测量时间内,v(NH3)=___ mol•L-1•h-1(保留两位小数)。
③某同学通过数据分析认为表中360℃时C6H7N的转化率不是平衡转化率,理由是___ 。
④390℃时,达到平衡后n(O2)=10.00mol,则该温度下本反应的平衡常数K=___ 。
⑤下列能够说明该反应一定达到平衡状态的是___ (填标号)。
A.容器内气体的密度保持不变
B.有效收率为φ时的状态
C.v(O2):v(NH3):v(H2O)=3:2:6
D.不变
回答下列问题:
(1)能够提高大气氨有机处理法氨消除率的措施有
(2)该转化过程路径有如下两种:
路径Ⅰ:C6H7NC6H3NO→C6H5NO2C6H6N2OC6H4N2
路径Ⅱ:C6H7NC6H3NOC6H6N2C6H4N2
经测定,转化过程更容易按路径Ⅰ进行,从活化能角度分析其原因为
(3)在10L恒容容器中加入8.78molC6H7N、20.00molO2、16.67molNH3在不同温度下进行反应,测得数据如表:(已知:①数据测量时间均为1h;②有效收率=转化率×选择性)
温度/℃ | C6H7N的转化率/% | 催化剂的选择性/% | 有效收率/% |
350 | 66.2 | 96.6 | φ |
360 | 80.7 | 95.0 | 76.7 |
370 | 86.5 | 95.5 | 82.6 |
380 | 91.1 | 93.5 | 85.2 |
390 | 95.0 | 80.0 | 76.0 |
400 | 97.7 | 58.1 | 56.8 |
①分析表中数据,该催化剂的最佳催化温度范围是
②表中φ=
③某同学通过数据分析认为表中360℃时C6H7N的转化率不是平衡转化率,理由是
④390℃时,达到平衡后n(O2)=10.00mol,则该温度下本反应的平衡常数K=
⑤下列能够说明该反应一定达到平衡状态的是
A.容器内气体的密度保持不变
B.有效收率为φ时的状态
C.v(O2):v(NH3):v(H2O)=3:2:6
D.不变
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【推荐2】Ⅰ.氢能是重要的新能源。他的开发、储存和应用,是当前人们关注的热点之一、
(1)开发氢能的方法之一是分解水。开发特殊物质做催化剂,___________ (填“能”或“不能”)降低水分解过程中所需能量。
(2)以NH3代替氢气研发燃料电池是当前科研的一个热点。使用的电解质溶液是2mol•L﹣1的KOH溶液,如图:
①此反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为___________ 。
②a电极作为该原电池的___________ (填“正极”或“负极”),其电极反应式为 ___________ 。
③b电极上发生___________ (填“氧化”或“还原”)反应,溶液中OH-向___________ (填“a”或“b”)电极移动。
④每消耗17g NH3转移的电子数目为___________ 。
Ⅱ.人们通过化学方法可以开辟新能源和提高能源的利用率,根据情景回答下列问题:
(3)工业合成氨反应是放热的可逆反应。已知高温高压1molN2(g)完全反应生成NH3(g)可放出92kJ热量。如果将0.5molN2(g)和足量(g)混合,使其充分反应,放出的热量___________ (填“大于”“小于”或“等于”)46kJ。
(4)在容积为5L的密闭容器内模拟工业合成氨,反应经过5min后,生成10mol,用的化学反应速率为___________
Ⅲ.汽车行驶、某些化工厂生产过程,会向空气中排放出NOx、CO、SO2等有害气体。
(5)NOx对环境的主要影响有___________(填字母标号)。
(6)用NaOH溶液吸收法处理NOx(仅含NO、NO2)。已知过程中发生的反应有:2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O;2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O
①用不同浓度的NaOH溶液吸收NO2含量不同的尾气,关系如图(α表示NOx中NO2的含量):
用NaOH溶液吸收氮氧化物的最佳条件为:α=___________ ,c(NaOH)=___________ 。
②若一定体积的NOx被250mL2mol·L-1的NaOH溶液恰好完全吸收,溶液质量增加19.8g,则x的值为___________ 。
(1)开发氢能的方法之一是分解水。开发特殊物质做催化剂,
(2)以NH3代替氢气研发燃料电池是当前科研的一个热点。使用的电解质溶液是2mol•L﹣1的KOH溶液,如图:
①此反应消耗的NH3与O2的物质的量之比为
②a电极作为该原电池的
③b电极上发生
④每消耗17g NH3转移的电子数目为
Ⅱ.人们通过化学方法可以开辟新能源和提高能源的利用率,根据情景回答下列问题:
(3)工业合成氨反应是放热的可逆反应。已知高温高压1molN2(g)完全反应生成NH3(g)可放出92kJ热量。如果将0.5molN2(g)和足量(g)混合,使其充分反应,放出的热量
(4)在容积为5L的密闭容器内模拟工业合成氨,反应经过5min后,生成10mol,用的化学反应速率为
Ⅲ.汽车行驶、某些化工厂生产过程,会向空气中排放出NOx、CO、SO2等有害气体。
(5)NOx对环境的主要影响有___________(填字母标号)。
A.硝酸型酸雨 | B.温室效应 | C.破坏臭氧层 | D.光化学烟雾 |
①用不同浓度的NaOH溶液吸收NO2含量不同的尾气,关系如图(α表示NOx中NO2的含量):
用NaOH溶液吸收氮氧化物的最佳条件为:α=
②若一定体积的NOx被250mL2mol·L-1的NaOH溶液恰好完全吸收,溶液质量增加19.8g,则x的值为
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【推荐3】某组同学为探究草酸浓度对该反应速率的影响,设计下列对照实验:
(1)写出上述反应的离子方程式____________ 。
(2)根据所学知识,你预期的实验现象是:_______ (填“l”或“Ⅱ”)中紫色先褪去
(3)实验时,他们发现反应速率的变化从开始后的一段时间内,变化趋势如图,已知反应过程中温度基本不变,分析:
①反应开始时,速度加块的原因为________ ;
②后期反应速度下降的原因为________ 。
(1)写出上述反应的离子方程式
(2)根据所学知识,你预期的实验现象是:
(3)实验时,他们发现反应速率的变化从开始后的一段时间内,变化趋势如图,已知反应过程中温度基本不变,分析:
①反应开始时,速度加块的原因为
②后期反应速度下降的原因为
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐1】(1)甲醇是可再生能源,具有开发应用的广阔前景,回答下列问题:
一定温度下,在一恒容的密闭容器中,由CO和H2合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
①下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是________ (填序号).
A.每消耗1mol CO的同时生成2molH2 B.混合气体总物质的量不变
C.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化 D.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
②CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示.A、B两点的平衡常数K(A)________ K(B)(填“>”、“=”或“<”).
(2)已知25℃合成氨反应中,1mol N2完全转化为NH3时释放的能量为92.4 kJ。现将1mol N2和3mol H2混合置于2L密闭容器中,反应进行到2s末测得NH3为0.4mol。回答下列问题:
① 该反应的热化学方程式是________ ;
② 该反应达到平衡后,升高温度平衡向________ (填“正反应方向”、“逆反应方向”)移动;加入催化剂平衡________ (填“正”、“逆”、 “不”)移动;
③ 前2s内v(H2)是________ 。
一定温度下,在一恒容的密闭容器中,由CO和H2合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
①下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是
A.每消耗1mol CO的同时生成2molH2 B.混合气体总物质的量不变
C.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化 D.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
②CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示.A、B两点的平衡常数K(A)
(2)已知25℃合成氨反应中,1mol N2完全转化为NH3时释放的能量为92.4 kJ。现将1mol N2和3mol H2混合置于2L密闭容器中,反应进行到2s末测得NH3为0.4mol。回答下列问题:
① 该反应的热化学方程式是
② 该反应达到平衡后,升高温度平衡向
③ 前2s内v(H2)是
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解题方法
【推荐2】甲醇是一种重要的化工原料,具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气(CO与的混合气体)转化成甲醇,反应为。
(1)CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①、的大小关系是_________ (填“>”“<”或“=”)。
②A、B、C三点的平衡常数、、的大小关系是_________ 。
③下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是_________ (填字母)。
a. b.的体积分数不再改变
c.混合气体的平均摩尔质量不再改变 d.同一时间内,消耗0.04mol,生成0.02mol CO
(2)在℃、压强时,往容积为2L的密闭容器内,充入0.3mol CO与0.4mol发生反应。
①平衡时的体积分数是_________ ;平衡后再加入1.0mol CO后重新到达平衡,则CO与的浓度比___________ (填“增大”“不变”或“减小”)。
②若以不同比例投料,测得某时刻各物质的物质的量如下,CO:0.1mol、:0.2mol、:0.2mol,此时___________ (填“>”“<”或“=”)。
③若压强恒定为p,则平衡常数___________ (用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算,分压=总压×气体的物质的量分数,整理出含p的最简表达式)。
(1)CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①、的大小关系是
②A、B、C三点的平衡常数、、的大小关系是
③下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是
a. b.的体积分数不再改变
c.混合气体的平均摩尔质量不再改变 d.同一时间内,消耗0.04mol,生成0.02mol CO
(2)在℃、压强时,往容积为2L的密闭容器内,充入0.3mol CO与0.4mol发生反应。
①平衡时的体积分数是
②若以不同比例投料,测得某时刻各物质的物质的量如下,CO:0.1mol、:0.2mol、:0.2mol,此时
③若压强恒定为p,则平衡常数
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【推荐3】研究有害气体的脱硝(除NOx)技术有积极的环保意义。汽车尾气是城市空气污染源之一,其中主要污染物有NO和CO,一定条件下可发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0。
(1)T℃时,0.5 mol NO和0.5 mol CO在容积为500 mL的恒温密闭容器中发生反应,达到平衡状态时,体系压强与初始压强之比为7:8。
①TC时,该反应平衡常数Kc=__________ 。
②NO转化率α随时间变化曲线I如图所示,若起始投料为0.5 mol NO和1.0 mol CO,请在下图中画出NO转化率随时间变化的曲线II。____
③下列说法正确的是__________ 。
A.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
B.使用合适的催化剂可以提高NO的平衡转化率
C.平衡状态下,若充入N2,则达到新平衡时,正、逆反应速率都增大
D.平衡状态下,若保持温度不变,将容器体积增加一倍,则平衡逆向移动,反应物浓度增大
(2)催化剂性能决定了尾气处理效果。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(I、II)进行反应,测量逸出气体中NO含量,可测算尾气脱氮率。相同时间内,脱氮率随温度变化曲线如图所示。
①对于放热反应,平衡体系温度越低,平衡脱氮率越__________ (填“高”或“低”)。曲线上a点的脱氮率__________ (填“>”“<”或“=”)对应温度下的平衡脱氮率。
②催化剂II条件下,450℃后,脱氮率随温度升高而下降的原因可能是________________ 。
(1)T℃时,0.5 mol NO和0.5 mol CO在容积为500 mL的恒温密闭容器中发生反应,达到平衡状态时,体系压强与初始压强之比为7:8。
①TC时,该反应平衡常数Kc=
②NO转化率α随时间变化曲线I如图所示,若起始投料为0.5 mol NO和1.0 mol CO,请在下图中画出NO转化率随时间变化的曲线II。
③下列说法正确的是
A.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
B.使用合适的催化剂可以提高NO的平衡转化率
C.平衡状态下,若充入N2,则达到新平衡时,正、逆反应速率都增大
D.平衡状态下,若保持温度不变,将容器体积增加一倍,则平衡逆向移动,反应物浓度增大
(2)催化剂性能决定了尾气处理效果。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(I、II)进行反应,测量逸出气体中NO含量,可测算尾气脱氮率。相同时间内,脱氮率随温度变化曲线如图所示。
①对于放热反应,平衡体系温度越低,平衡脱氮率越
②催化剂II条件下,450℃后,脱氮率随温度升高而下降的原因可能是
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解题方法
【推荐1】干气重整制合成气(CO、)是碳捕集、利用及封存的一种典型的低碳过程,主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)已知:部分化学键键能数据见下表(中含有)。
①___________ 。
②反应Ⅱ的正逆反应活化能分别为、,则___________ (填“>”“<”或“=”)。
(2)有利于提高反应Ⅰ中平衡转化率的是___________(填字母标号)。
(3)向恒温、恒压的密闭容器中,充入和,在催化剂作用下发生反应Ⅰ、Ⅱ,达到平衡时转化率为40%,,则该温度下,反应Ⅱ的平衡常数___________ 。
(4)研究发现,高能耗和积炭是目前干气重整的主要瓶颈。该工业生产中催化剂表面积炭产生主要来自以下两个反应:
反应Ⅲ:
反应Ⅳ:
①积炭导致重整反应速率显著降低的原因是___________ 。
②已知,不考虑、随温度的变化,反应Ⅲ、Ⅳ的与T的关系如图1所示,其中曲线a代表___________ (填“反应Ⅲ”或“反应Ⅳ”)。(5)一定条件下,通过改变进料比,可获得合适的,以满足合成工艺中对低碳烷烃、烯烃等烃类物质的需求。0.1MPa下,进料比和温度对的影响如图2,根据图示分析,下列条件适用于烷烃()合成的是___________(填字母标号)。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)已知:部分化学键键能数据见下表(中含有)。
化学键 | ||||
键能() | 436 | 745 | 436.7 | 1011 |
②反应Ⅱ的正逆反应活化能分别为、,则
(2)有利于提高反应Ⅰ中平衡转化率的是___________(填字母标号)。
A.低温低压 | B.低温高压 | C.高温低压 | D.高温高压 |
(3)向恒温、恒压的密闭容器中,充入和,在催化剂作用下发生反应Ⅰ、Ⅱ,达到平衡时转化率为40%,,则该温度下,反应Ⅱ的平衡常数
(4)研究发现,高能耗和积炭是目前干气重整的主要瓶颈。该工业生产中催化剂表面积炭产生主要来自以下两个反应:
反应Ⅲ:
反应Ⅳ:
①积炭导致重整反应速率显著降低的原因是
②已知,不考虑、随温度的变化,反应Ⅲ、Ⅳ的与T的关系如图1所示,其中曲线a代表
A. | B. |
C. | D. |
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【推荐2】北京时间2021年6月17日9时22分,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射。
(1)火箭的第一、二级发动机中,所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼来制备。
①用肼(N2H4)作燃料,四氧化二氮作氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。
已知∶N2(g)+2O2(g)=N2O4(g) ΔH=+10.7kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-543kJ·mol-1
写出气态肼的电子式___________ 。气态肼和气态N2O4反应的热化学方程式∶___________ 。
②肼——空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%-30%的KOH溶液。该电池放电时,通入肼的电极反应式是:___________ ,电池工作一段时间后,电解质溶液的pH将___________ (填“增大”、“减小”、“不变”)。
(2)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g) ΔH>0。在610K时,将0.1molH2S与0.3molCO2充入2.5L的空钢瓶中,经过10min,反应达到平衡,反应平衡时水蒸气的物质的量分数为0.125。
①H2S的平衡转化率α1=___________ %,反应平衡常数K=___________ 。
②在610K时,经过10min反应达到平衡状态时生成H2O的平均化学反应速率=___________ 。
③在650K重复实验,此反应的平衡常数K=0.25,经过8min时,测得水蒸气的物质的量为0.04mol,该反应___________ 达到平衡(填“是”、“否”或“无法确定”)。
(1)火箭的第一、二级发动机中,所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼来制备。
①用肼(N2H4)作燃料,四氧化二氮作氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。
已知∶N2(g)+2O2(g)=N2O4(g) ΔH=+10.7kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-543kJ·mol-1
写出气态肼的电子式
②肼——空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%-30%的KOH溶液。该电池放电时,通入肼的电极反应式是:
(2)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g) ΔH>0。在610K时,将0.1molH2S与0.3molCO2充入2.5L的空钢瓶中,经过10min,反应达到平衡,反应平衡时水蒸气的物质的量分数为0.125。
①H2S的平衡转化率α1=
②在610K时,经过10min反应达到平衡状态时生成H2O的平均化学反应速率=
③在650K重复实验,此反应的平衡常数K=0.25,经过8min时,测得水蒸气的物质的量为0.04mol,该反应
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】甲醇是一种化工产品,也是清洁能源。工业上利用废气中的制备的方案有:
方案1:反应1:
副反应:
方案2:反应2:
上述两个反应的焓变和熵变如下表:
(1)上述两种方案中,工业上选择方案1,理由是___________________________ 。
(2)已知几种共价键的键能数据如下:
利用表格数据和上述焓变估算___________ 。
(3)在恒容密闭容器中充入和仅发生反应:,的平衡转化率与投料比,温度的关系如图所示。
①_______ (填“>”“<”或“=”)。a点时的体积分数为______ %(结果保留1位小数)。
②a→c与横坐标轴呈平行线,其原因是__________________________________________________ 。
(4)一定温度下,在密闭容器中充入和,只发生反应:,达到平衡时、的浓度与压强的关系如图所示。
①曲线Ⅱ代表________________ (填“”或“”)。
②M点的平衡转化率为__________ 。
(5)一定温度下,在总压保持2.5a kPa下,向反应器中充入和,发生方案1的两个反应,达到平衡时测得的转化率为50%,的选择性为80%[的选择性]。该温度下,方案1中反应1的__________ (为用分压替代浓度计算的平衡常数,分压总压物质的量分数)。
(6)科学家开发催化电极,电解酸性水溶液可以合成。阴极反应式为__________ 。
方案1:反应1:
副反应:
方案2:反应2:
上述两个反应的焓变和熵变如下表:
反应 | ||
反应1 | ||
反应2 |
(1)上述两种方案中,工业上选择方案1,理由是
(2)已知几种共价键的键能数据如下:
共价键 | |||||
键能/() | E | 436 | 358 | 413 | 467 |
(3)在恒容密闭容器中充入和仅发生反应:,的平衡转化率与投料比,温度的关系如图所示。
①
②a→c与横坐标轴呈平行线,其原因是
(4)一定温度下,在密闭容器中充入和,只发生反应:,达到平衡时、的浓度与压强的关系如图所示。
①曲线Ⅱ代表
②M点的平衡转化率为
(5)一定温度下,在总压保持2.5a kPa下,向反应器中充入和,发生方案1的两个反应,达到平衡时测得的转化率为50%,的选择性为80%[的选择性]。该温度下,方案1中反应1的
(6)科学家开发催化电极,电解酸性水溶液可以合成。阴极反应式为
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