绿色甲醇降碳效应显著,是实现“碳中和”目标的重要举措之一,2024年伊始,绿色甲醇项目被新纳入《产业结构调整指导目录》鼓励类,其推广和应用将迎来快速增长.绿色甲醇合成工艺包含二氧化碳捕集、甲醇合成等几个单元。
(1)二氧化碳捕集
目前有多种用于工业捕集的方法,一种模拟脱除工业尾气中的示意图如图1所示:
_________ .某温度下,吸收塔中溶液吸收一定量的后,,则该溶液的________ (该温度下的,,)
(2)合成甲醇
二氧化碳加氢制甲醇是研究的热点,其反应方程式可表示为.
①向某一密闭容器中充入和,在恒温恒压条件下发生反应,下列说法正确的是_____________ (填选项标号);
A.达到平衡时,容器内混合气体的密度不再改变
B.反应物转化率的比值不再改变说明该反应已达到化学平衡
C.平衡时,
D.达到平衡后,充入惰性气体Ar,反应物的平衡转化率增大
②向恒压(3.0MPa)密闭装置中通入和发生反应,在不同催化剂下测定甲醇的时空收率随温度的变化曲线如图2所示(时空收率表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)._________ ;二氧化碳加氢制甲醇的速率方程可表示为,其中k为速率常数,各物质起始分压的指数为各物质的反应级数.实验结果表明,速率常数与反应级数均受反应温度的影响.使用催化剂时,反应温度由169℃升高到223℃,若反应级数,反应级数不变,则速率常数之比______ ;
③一定温度下,将体积分数为的进料气(含杂质气体),以纳米纤维为催化剂,控制压强为50bar发生反应,进料气中杂质气体不反应,达到平衡时二氧化碳的转化率为90%,达到平衡时,______ (用含a的代数式表示),该反应的平衡常数________ (为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数,用含a的代数式表示);
④反应一般认为经过以下步骤:
反应1:
反应2:
若反应1为慢反应,请在下图中画出上述两步反应能量变化的示意图_______ ;(3)科学家们提出可以利用电解装置在酸性水溶液中将直接转化为,则生成的电极反应方程式为_____________ 。
(1)二氧化碳捕集
目前有多种用于工业捕集的方法,一种模拟脱除工业尾气中的示意图如图1所示:
写出再生塔中发生反应的化学方程式
(2)合成甲醇
二氧化碳加氢制甲醇是研究的热点,其反应方程式可表示为.
①向某一密闭容器中充入和,在恒温恒压条件下发生反应,下列说法正确的是
A.达到平衡时,容器内混合气体的密度不再改变
B.反应物转化率的比值不再改变说明该反应已达到化学平衡
C.平衡时,
D.达到平衡后,充入惰性气体Ar,反应物的平衡转化率增大
②向恒压(3.0MPa)密闭装置中通入和发生反应,在不同催化剂下测定甲醇的时空收率随温度的变化曲线如图2所示(时空收率表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率).
最佳催化剂及最佳反应温度是
③一定温度下,将体积分数为的进料气(含杂质气体),以纳米纤维为催化剂,控制压强为50bar发生反应,进料气中杂质气体不反应,达到平衡时二氧化碳的转化率为90%,达到平衡时,
④反应一般认为经过以下步骤:
反应1:
反应2:
若反应1为慢反应,请在下图中画出上述两步反应能量变化的示意图
更新时间:2024-05-28 13:11:17
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【推荐1】乙二醛是一种低级醛,它有着极其活跃的化学反应性,并有广泛的用途。
I.乙二醛的工业制法如下:
(1)乙醛(CH3CHO)液相硝酸氧化法
在Cu(NO3)催化下,用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛,反应的离子方程式为_______ 。该法具有原料易得、反应条件温和等优点,但也存在比较明显的缺点是_______ 。
(2)乙二醇(HOCH2CH2OH)气相氧化法
①已知:
乙二醇气相氧化反应的相同温度下,该反应的化学平衡常数_______ (用含、的代数式表示)。
②当原料气中氧醇比为1.35时,乙二醛和副产物CO2的产率与反应温度的关系如图所示。反应温度在450~ 495℃之间和超过495℃时,乙二醛产率降低的主要原因分别是_______ 、_______ 。
II.乙二醛的用途之一是可以电解氧化制备乙醛酸(),其生产装置如图所示,通电后,阳极产生的与乙二醛溶液反应生成乙醛酸。
(3)阴极反应式为_______ 。
(4)阳极液中盐酸的作用,除了产生氯气外,还有_______ 作用。
(5)保持电流强度为aA,电解tmin,制得乙醛酸mg,列式表示该装置在本次电解中的电流效率_______ (已知:法拉第常数为;)
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(3)阴极反应式为
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(0.4)
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【推荐2】I.已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示,回答下列问题:
(1)CO的空间结构是_______ 。
(2)溶液呈_______ (填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(3)物质的量浓度均为0.1mol·L−1的下列四种溶液:pH由小到大 排列的顺序是_______ 。(填序号)
①CH3COONa②Na2CO3③NaClO④NaHCO3
(4)写出向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式:_______ 。
II.为实现“双碳”目标,用二氧化碳制备甲醇可实现二氧化碳资源化利用、降低碳排放。回答下列问题:
已知:反应1:
反应2:
(5)则反应3:催化加氢制取的热化学方程式为_______ 。
(6)反应2的反应历程如下图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。图中决速步骤反应的方程式是_______ 。
III.为了探究电解池的工作原理,某研究性学习小组用下图所示的装置进行实验。实验时该小组同学发现两极均有气体产生,且Y极处溶液逐渐变成紫红色;停止实验观察到铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料知,高铁酸根()在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息,回答下列问题:
(7)电解过程中,Y极发生的电极反应为_______ 、_______ 。
化学式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO |
电离平衡常数 | Ka=1.810−5 | Kal=4.310−7、Ka2=5.610−11 | Ka=3.010−8 |
(2)溶液呈
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【推荐3】碳的氧化物对环境的影响较大,研究和开发碳的氧化物的应用对发展低碳经济,构建生态文明社会具有重要的意义。
(1)已知:①甲醇的燃烧热ΔH=-726.4 kJ·mol-1;
②H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1
则二氧化碳和氢气合成液态甲醇、生成气态水的热化学方程式为_____________ 。
(2)在T1时,向体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数(φ)与 的关系如图所示:
①当起始=2时,经过5min达到平衡,CO的转化率为0.6,则0~5min内平均反应速率v(H2)=______ 。若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,达到新平衡时H2的转化率将________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
②当=3.5时,达到平衡后,CH3OH的体积分数可能是图象中的________ (填“D”“E”或“F”)点。
(3)已知由CO2生成CO的化学方程式为CO2(g)+O(g)⇌CO(g)+O2(g),其正反应速率为v正=k正·c(CO2)·c(O),逆反应速率为v逆=k逆·c(CO)·c(O2),k为速率常数。2500 K时,k逆=1.21×105L·s-1·mol-1,k正=3.02×105L·s-1·mol-1,则该温度下该反应的平衡常数K为________ 。(保留小数点后一位小数)
(4)CH3OH—O2在新型聚合物催化下可发生原电池反应,其装置如图:
①外电路中每转移3mol电子,溶液中生成_______ molH+
②写出电极B的电极反应式:__________ 。
(1)已知:①甲醇的燃烧热ΔH=-726.4 kJ·mol-1;
②H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
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则二氧化碳和氢气合成液态甲醇、生成气态水的热化学方程式为
(2)在T1时,向体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数(φ)与 的关系如图所示:
①当起始=2时,经过5min达到平衡,CO的转化率为0.6,则0~5min内平均反应速率v(H2)=
②当=3.5时,达到平衡后,CH3OH的体积分数可能是图象中的
(3)已知由CO2生成CO的化学方程式为CO2(g)+O(g)⇌CO(g)+O2(g),其正反应速率为v正=k正·c(CO2)·c(O),逆反应速率为v逆=k逆·c(CO)·c(O2),k为速率常数。2500 K时,k逆=1.21×105L·s-1·mol-1,k正=3.02×105L·s-1·mol-1,则该温度下该反应的平衡常数K为
(4)CH3OH—O2在新型聚合物催化下可发生原电池反应,其装置如图:
①外电路中每转移3mol电子,溶液中生成
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【推荐1】对氮的氧化物和碳的氧化物的研究是当今的热点之一,已知:
I.NO2(g) +CO(g)NO(g)+CO2(g) ΔH=—226.5 kJ·mol-1
II.2NO2(g)NO(g)+O2(g) ΔH=+ 113.0kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)CO的燃烧热ΔH=_______ 。
(2)T°C,向10L恒容密闭容器中充入1 mol NO2和1 mol CO,发生反应I和反应II,2min达到平衡时测得容器内NO、O2的物质的量分别为0.9mol、0.05mol。
①反应II可_______ (填“增 大”“减小”或“不影响”)反应I中CO的平衡转化率。
②0~2 min,反应I的平均速率v(CO)=_______ 。
③反应II的平衡常数K=_______ 。
(3)若将一定比例的N2与CO的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器,CO2的体积分数与反应温度的关系如图所示。CO2体积分数在T0℃之前随温度升高而增大的原因可能是_______ (答出一点即可,下同);T0℃之后CO2体积分数减小的原因可能是______________ 。
(4)一步完成的反应称为基元反应,两个及以上基元反应构成的化学反应称为复杂反应,复杂反应的速率近似等于慢的基元反应速率。550 K时,反应I的正反应速率v≈k·c2(NO2)(k为速率常数),该反应由两个基元反应构成。
①若慢反应中参与转化的物质有NO、NO3、NO2,则慢反应为_______ (填化学方程式,下同),快反应为_______ 。快反应中反应物分子的有效碰撞几率_______ (填“ 大于”“小于”或“等于”)慢反应中反应物分子的有效碰撞几率。
②若反应I在恒容绝热容器中进行,下列事实一定能说明该反应达到平衡状态的是_______ (填选项字母)。
A.气体压强不再改变 B.混合气体的密度不再改变
C.气体颜色不再改变 D.NO2与CO的转化率相等
I.NO2(g) +CO(g)NO(g)+CO2(g) ΔH=—226.5 kJ·mol-1
II.2NO2(g)NO(g)+O2(g) ΔH=+ 113.0kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)CO的燃烧热ΔH=
(2)T°C,向10L恒容密闭容器中充入1 mol NO2和1 mol CO,发生反应I和反应II,2min达到平衡时测得容器内NO、O2的物质的量分别为0.9mol、0.05mol。
①反应II可
②0~2 min,反应I的平均速率v(CO)=
③反应II的平衡常数K=
(3)若将一定比例的N2与CO的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器,CO2的体积分数与反应温度的关系如图所示。CO2体积分数在T0℃之前随温度升高而增大的原因可能是
(4)一步完成的反应称为基元反应,两个及以上基元反应构成的化学反应称为复杂反应,复杂反应的速率近似等于慢的基元反应速率。550 K时,反应I的正反应速率v≈k·c2(NO2)(k为速率常数),该反应由两个基元反应构成。
①若慢反应中参与转化的物质有NO、NO3、NO2,则慢反应为
②若反应I在恒容绝热容器中进行,下列事实一定能说明该反应达到平衡状态的是
A.气体压强不再改变 B.混合气体的密度不再改变
C.气体颜色不再改变 D.NO2与CO的转化率相等
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解题方法
【推荐2】氮氧化物(NOx)是一类特殊的污染物,它本身会对生态系统和人体健康造成危害,必须进行治理或综合利用。
(1)一种以沸石笼作为载体对氮氧化物进行催化还原的原理如图1所示,A在沸石笼内转化为B、C、D等中间体的过程如图2所示。
①由A到B的变化过程可表示为____ 。
②已知:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)△H1=-907.28kJ·mol-1
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)△H2=-1269.02kJ·mol-1
则图1脱除NO的总反应的热化学方程式为___ 。
③关于该催化剂的说法正确的是____ (填标号)。
A.能加快反应速率,并且改变反应的焓变
B.能增大NH3还原NOx反应的平衡常数
C.具有选择性,能降低特定反应的活化能
(2)在温度500K时,向盛有食盐的恒容密闭容器中加入NO2、NO和Cl2,发生如下两个反应:
Ⅰ.2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)△H1
Ⅱ.2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)△H2
①关于恒温恒容密闭容器中进行的反应Ⅰ和Ⅱ的下列说法中,正确的是___ (填标号)。
a.△H1和△H2不再变化,说明反应达到平衡状态
b.反应体系中混合气体的颜色保持不变,说明反应Ⅰ达到平衡状态
c.同等条件下,反应Ⅰ的速率远远大于反应Ⅱ,说明反应Ⅰ的活化能小,△H1<△H2
d.达平衡后,向反应体系中再通入一定量ClNO(g),NO2(g)和NO(g)的百分含量均减小
②若向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2发生反应Ⅱ,起始总压为p。10分钟后达到平衡,用ClNO(g)表示平均反应速率v平(ClNO)=0.008mol·L-1·min-1。则NO的平衡转化率α=_____ ,该反应的平衡常数Kp=____ (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
③假设反应Ⅱ的速率方程为:v=k(1-nαt)式中:k为反应速率常数,随温度t升高而增大;α为NO平衡转化率,α′为某时刻NO转化率,n为常数。在α′=0.8时,将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程,得到v~t曲线如图所示。
曲线上v最大值所对应温度称为该α′下反应的最适宜温度tm,t<tm时,v逐渐提高;t>tm后,v逐渐下降。原因是____ 。
(1)一种以沸石笼作为载体对氮氧化物进行催化还原的原理如图1所示,A在沸石笼内转化为B、C、D等中间体的过程如图2所示。
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4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)△H2=-1269.02kJ·mol-1
则图1脱除NO的总反应的热化学方程式为
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B.能增大NH3还原NOx反应的平衡常数
C.具有选择性,能降低特定反应的活化能
(2)在温度500K时,向盛有食盐的恒容密闭容器中加入NO2、NO和Cl2,发生如下两个反应:
Ⅰ.2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)△H1
Ⅱ.2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)△H2
①关于恒温恒容密闭容器中进行的反应Ⅰ和Ⅱ的下列说法中,正确的是
a.△H1和△H2不再变化,说明反应达到平衡状态
b.反应体系中混合气体的颜色保持不变,说明反应Ⅰ达到平衡状态
c.同等条件下,反应Ⅰ的速率远远大于反应Ⅱ,说明反应Ⅰ的活化能小,△H1<△H2
d.达平衡后,向反应体系中再通入一定量ClNO(g),NO2(g)和NO(g)的百分含量均减小
②若向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2发生反应Ⅱ,起始总压为p。10分钟后达到平衡,用ClNO(g)表示平均反应速率v平(ClNO)=0.008mol·L-1·min-1。则NO的平衡转化率α=
③假设反应Ⅱ的速率方程为:v=k(1-nαt)式中:k为反应速率常数,随温度t升高而增大;α为NO平衡转化率,α′为某时刻NO转化率,n为常数。在α′=0.8时,将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程,得到v~t曲线如图所示。
曲线上v最大值所对应温度称为该α′下反应的最适宜温度tm,t<tm时,v逐渐提高;t>tm后,v逐渐下降。原因是
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解题方法
【推荐3】工业炼铁过程中涉及到的主要反应有:
i.C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393kJ/mol
ii.C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172kJ/mol
iii.Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)△H3
iv.2Fe2O3(s)+3C(s)4Fe(s)+3CO2(g)△H4=+460kJ/mol
回答下列问题:
(1)反应iv_________ (填“能”或“不能”)在任何温度下自发进行。
(2)△H3=_________ kJ/mol。
(3)T1时,向容积为10L的恒容密闭容器中加入3molFe2O3和3molCO发生反应iii,5min时达到平衡,平衡时测得混合气体中CO2的体积分数为80%。
①0~5min内反应的平均速率v(CO2)=_________ mol•L-l•min-l。
②该温度下反应的平衡常数为_________ 。
③若将平衡后的混合气体通入1L3.6mol/L的NaOH溶液,恰好完全反应,反应的离子方程式为_________ ,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是_________
④下列选项中能够说明该反应已经达到平衡状态的是_________ (填序号)。
a.Fe2O3的物质的量不再变化
b.体系的压强保持不变
c.混合气体的平均摩尔质量保持不变
d.单位时间内消耗CO和生成CO2的物质的量相等
(4)一定条件下进行反应iii,正向反应速率与时间的关系如图所示,t2时刻改变了一个外界条件,可能是_________ 。
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i.C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393kJ/mol
ii.C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172kJ/mol
iii.Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)△H3
iv.2Fe2O3(s)+3C(s)4Fe(s)+3CO2(g)△H4=+460kJ/mol
回答下列问题:
(1)反应iv
(2)△H3=
(3)T1时,向容积为10L的恒容密闭容器中加入3molFe2O3和3molCO发生反应iii,5min时达到平衡,平衡时测得混合气体中CO2的体积分数为80%。
①0~5min内反应的平均速率v(CO2)=
②该温度下反应的平衡常数为
③若将平衡后的混合气体通入1L3.6mol/L的NaOH溶液,恰好完全反应,反应的离子方程式为
④下列选项中能够说明该反应已经达到平衡状态的是
a.Fe2O3的物质的量不再变化
b.体系的压强保持不变
c.混合气体的平均摩尔质量保持不变
d.单位时间内消耗CO和生成CO2的物质的量相等
(4)一定条件下进行反应iii,正向反应速率与时间的关系如图所示,t2时刻改变了一个外界条件,可能是
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【推荐1】我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和,因此CO2的综合利用是研究热点之一。
(1)以CO2为原料可制取甲醇。.
已知:①H2(g)、CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8kJ/mol和-726.5kJ/mol;
②CH3OH(l)=CH3OH(g)△H=+38kJ/mol;
③H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol;
则反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的△H=____ kJ/mol。
(2)利用CO2与H2合成甲醇涉及的主要反应如下:
a.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H
b.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H=+41kJ/mol
一定条件下向某刚性容器中充入物质的量之比为1:3的CO2和H2发生上述反应,在不同催化剂(Cat.1,Cat.2)下经相同反应时间,CO2的转化率和甲醇的选择性[甲醇的选择性=×100%]随温度的变化如图所示:
①由图可知,催化效果Cat.1____ Cat.2(填“>”“<”或“=”)。
②在210—270℃间,CH3OH的选择性随温度的升高而下降,可能原因为____ (写出一条即可)。
③某条件下,达到平衡时CO2的转化率为15%,CH3OH的选择性为80%,则H2的平衡转化率为___ ;反应b的平衡常数Kp=____ 。
(3)利用制备的甲醇可以催化制取丙烯,过程中发生如下反应:3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O(g)该反应的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(Ea为活化能,假设受温度影响忽略不计,k为速率常数,R和C为常数)。则该反应的活化能Ea=___ kJ/mol。当改变外界条件时,实验数据如图中的曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是____ ;此经验公式说明对于某个基元反应,当升高相同温度时,其活化能越大,反应速率增大的就____ (填“越多”或“越少”)。
(1)以CO2为原料可制取甲醇。.
已知:①H2(g)、CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8kJ/mol和-726.5kJ/mol;
②CH3OH(l)=CH3OH(g)△H=+38kJ/mol;
③H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol;
则反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的△H=
(2)利用CO2与H2合成甲醇涉及的主要反应如下:
a.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H
b.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H=+41kJ/mol
一定条件下向某刚性容器中充入物质的量之比为1:3的CO2和H2发生上述反应,在不同催化剂(Cat.1,Cat.2)下经相同反应时间,CO2的转化率和甲醇的选择性[甲醇的选择性=×100%]随温度的变化如图所示:
①由图可知,催化效果Cat.1
②在210—270℃间,CH3OH的选择性随温度的升高而下降,可能原因为
③某条件下,达到平衡时CO2的转化率为15%,CH3OH的选择性为80%,则H2的平衡转化率为
(3)利用制备的甲醇可以催化制取丙烯,过程中发生如下反应:3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O(g)该反应的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(Ea为活化能,假设受温度影响忽略不计,k为速率常数,R和C为常数)。则该反应的活化能Ea=
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(0.4)
解题方法
【推荐2】一定温度下,向的密闭容器中充入和,发生反应:达平衡,的转化率为,并且放出的热量,请回答下列问题:
(1)前内,_______ ,此温度下,平衡常数 _______ 。
(2)下列哪个图象能正确说明上述反应在进行到时刻时,达到平衡状态 _______。
(3)若将上恒温容器换成绝热容器,则的转化率 _______ 填“”“”或“”,平衡常数 _______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)PCl5与足量的水能完全水解生成两种酸,该反应的化学方程式是_______ 。
(5)已知:的电离平衡常数:的电离平衡常数:,将的溶液逐滴加入到过量的的溶液中,请写出可能发生反应的离子方程式_______ 。
(1)前内,
(2)下列哪个图象能正确说明上述反应在进行到时刻时,达到平衡状态 _______。
A. | B. |
C. | D. |
(4)PCl5与足量的水能完全水解生成两种酸,该反应的化学方程式是
(5)已知:的电离平衡常数:的电离平衡常数:,将的溶液逐滴加入到过量的的溶液中,请写出可能发生反应的离子方程式
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解答题-原理综合题
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(0.4)
解题方法
【推荐3】碳中和目标背景下,我国加快低碳技术的发展和应用推广,其中二氧化碳碳捕集、利用与封存技术已经成为近期化学研究的热点,回答下列问题:
(1)已知常温常压下下列反应的能量变化如图所示:
写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式:_______ 。
(2)CO2催化加氢制取甲醇,反应如下:
主反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=-49.5kJ·mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ·mol-1
①在一定条件下,向某1L恒容密闭容器中充入1molCO2和amolH2发生主反应。图中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系的是曲线_______ (填“m”或“n”),判断依据是_______ 。
②副反应的反应速率v=v正-v逆=k正c(CO2)·c(H2)k逆cm(CO)·cn(H2O),其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。该反应的平衡常数K=,则m=_______ ,升高温度时k正-k逆_______ (填“增大”减小”或“不变”)。
③在一定温度下,①中的起始总压强为21.2MPa。实验测得CO2的平衡转化率和平衡时CH3OH的选择性随温度变化如图所示:
已知:CH3OH的选择性=×100%。图中表示平衡时CH3OH的选择性的曲线为_______ (填“X”或“Y”),温度高于280°C时,曲线Y随温度升高而升高的原因是_______ 。240°C时,反应20min容器内达平衡状态,副反应的K,初始充入H2的物质的量a=_______ mol,主反应的平衡常数Kp=_______ (MPa)-2(①用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数;②计算结果保留1位小数)。
(1)已知常温常压下下列反应的能量变化如图所示:
写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式:
(2)CO2催化加氢制取甲醇,反应如下:
主反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=-49.5kJ·mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ·mol-1
①在一定条件下,向某1L恒容密闭容器中充入1molCO2和amolH2发生主反应。图中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系的是曲线
②副反应的反应速率v=v正-v逆=k正c(CO2)·c(H2)k逆cm(CO)·cn(H2O),其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。该反应的平衡常数K=,则m=
③在一定温度下,①中的起始总压强为21.2MPa。实验测得CO2的平衡转化率和平衡时CH3OH的选择性随温度变化如图所示:
已知:CH3OH的选择性=×100%。图中表示平衡时CH3OH的选择性的曲线为
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解答题-原理综合题
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(0.4)
【推荐1】利用1-甲基萘(1-MN)制备四氢萘类物质(包括1-和5-)。反应过程中伴有生成十氢萘(1-)的副反应,涉及反应如图所示:(1)已知一定条件下反应、、的焓变分别为、、,则反应的焓变为___________ (用含、、的代数式表示)。
(2)、、、四个平衡体系的平衡常数与温度的关系如图甲所示。①c、d分别为反应和的平衡常数随温度变化的曲线,则表示反应的平衡常数随温度变化曲线为___________ ;
②已知反应的速率方程,(、分别为正、逆反应速率常数,只与温度、催化剂有关)。温度下反应达到平衡时,温度下反应达到平衡时。由此推知___________ (填“>”,“<”或“=”);
③下列说法错误的是___________
A.四个反应均为放热反应
B.压强越大,温度越低越有利于生成四氢萘类物质
C.反应体系中1-最稳定
D.由上述信息可知,400K时反应速率最快
(3)1-在的高压氛围下反应(压强近似等于总压)。不同温度下达到平衡时各产物的选择性(某生成物i的物质的量与消耗1-的物质的量之比)和物质的量分数(某物质i与除外其他各物质总物质的量之比)随1-平衡转化率y的变化关系如图乙所示,1-平衡转化率为80%时,1-产率=___________ (用物质的量分数表示结果);y为65%时反应的平衡常数___________ (列出计算式即可)。(4)一种以水为原料制氢的原理示意图如下,氢气在阴极生成。催化剂在太阳能的作用下产生电子()和空穴(),电子和空穴分别与和发生反应。用离子方程式表示氧气的产生原理___________ 。
(2)、、、四个平衡体系的平衡常数与温度的关系如图甲所示。①c、d分别为反应和的平衡常数随温度变化的曲线,则表示反应的平衡常数随温度变化曲线为
②已知反应的速率方程,(、分别为正、逆反应速率常数,只与温度、催化剂有关)。温度下反应达到平衡时,温度下反应达到平衡时。由此推知
③下列说法错误的是
A.四个反应均为放热反应
B.压强越大,温度越低越有利于生成四氢萘类物质
C.反应体系中1-最稳定
D.由上述信息可知,400K时反应速率最快
(3)1-在的高压氛围下反应(压强近似等于总压)。不同温度下达到平衡时各产物的选择性(某生成物i的物质的量与消耗1-的物质的量之比)和物质的量分数(某物质i与除外其他各物质总物质的量之比)随1-平衡转化率y的变化关系如图乙所示,1-平衡转化率为80%时,1-产率=
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解答题-工业流程题
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(0.4)
名校
【推荐2】铅及其化合物有重要用途,如二氧化铅()可用于生产铅蓄电池。用方铅矿(主要成分为,含少量)为原料生产的一种工艺流程如下:
已知:铅能与浓溶液在通入空气和加热条件下反应生成。回答下列问题:
(1)铅元素位于第六周期IVA族,原子序数为82,其原子结构示意图为___________ 。
(2)方铅矿焙烧时生成一种具有漂白性的气体,其分子式为___________ ;焙烧时未转化为而是生成单质Ag,原因是___________ ;上述流程中,制得粗铅的金属冶炼方法的名称是___________ 。
(3)铅与浓氢氧化钠溶液、空气(已去除)在加热时发生反应的化学方程式为___________ ;滤渣1的主要成分为___________ 。
(4)与漂白粉中的有效成分发生反应的离子方程式为___________ 。
(5)和可分别用于铅蓄电池的负极、正极材料。若以石墨、铅为电极电解溶液制备和,则阴极应选用___________ (填“石墨”或“铅”),阳极的电极反应式为___________ 。
已知:铅能与浓溶液在通入空气和加热条件下反应生成。回答下列问题:
(1)铅元素位于第六周期IVA族,原子序数为82,其原子结构示意图为
(2)方铅矿焙烧时生成一种具有漂白性的气体,其分子式为
(3)铅与浓氢氧化钠溶液、空气(已去除)在加热时发生反应的化学方程式为
(4)与漂白粉中的有效成分发生反应的离子方程式为
(5)和可分别用于铅蓄电池的负极、正极材料。若以石墨、铅为电极电解溶液制备和,则阴极应选用
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解答题-实验探究题
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(0.4)
解题方法
【推荐3】氯气用于自来水的杀菌消毒,但在消毒时会产生一些负面影响,因此人们开始研究一些新型自来水消毒剂。某学习小组查阅资料发现NCl3不仅可作为杀菌消毒剂、漂白剂,还可用于柠檬等水果的熏蒸处理。已知:NCl3熔点为-40℃,沸点为70℃,95℃以上易爆炸,有刺激性气味,在热水中易水解;N的电负性为3.04,Cl的电负性为3.16。某小组同学选择下列装置(或仪器)设计实验制备三氯化氮并探究其性质:
回答下列问题:
(1)NCl3的立体构型为_____ 。
(2)整个装置的导管连接顺序为a→____ 。
(3)装置B中发生反应的化学方程式为_____ ,装置C的作用为____ 。
(4)从装置B中蘸取少量反应后的溶液,滴到干燥的红色石蕊试纸上,试纸不褪色;若取该液体滴入50-60℃热水中,片刻后取该热水再滴到干燥的红色石蕊试纸上,试纸先变蓝后褪色,结合反应方程式解释该现象_____ 。
(5)在pH=4时电解NH4Cl溶液也可以制得NCl3,然后利用空气流将产物带出电解槽。电解池中产生NCl3的电极为____ (填“阴极”或“阳极”),该电极的电极反应式为____ 。
回答下列问题:
(1)NCl3的立体构型为
(2)整个装置的导管连接顺序为a→
(3)装置B中发生反应的化学方程式为
(4)从装置B中蘸取少量反应后的溶液,滴到干燥的红色石蕊试纸上,试纸不褪色;若取该液体滴入50-60℃热水中,片刻后取该热水再滴到干燥的红色石蕊试纸上,试纸先变蓝后褪色,结合反应方程式解释该现象
(5)在pH=4时电解NH4Cl溶液也可以制得NCl3,然后利用空气流将产物带出电解槽。电解池中产生NCl3的电极为
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