实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源.目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇.一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),图1表示该反应过程中能量变化:
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是__________(填字母).
(2)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为l L的密闭容器中,充入l mol CO2和4mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3O(g)的浓度随时间变化如图2所示.
①从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)=___________ mol/(L·min)
②该反应的平衡常数表达式K=______________
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是__________ (填字母)
A.升高温度 B.将CH3OH(g)及时液化抽出 C.选择高效催化剂
(3)25℃,1.01105Pa时,16g 液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出363.3kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:______________________ 。
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是__________(填字母).
A.△H>0,△S>0 | B.△H>0,△S<0 |
C.△H<0,△S<0 | D.△H<0,△S>0 |
①从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)=
②该反应的平衡常数表达式K=
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是
A.升高温度 B.将CH3OH(g)及时液化抽出 C.选择高效催化剂
(3)25℃,1.01105Pa时,16g 液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出363.3kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:
更新时间:2019-01-30 18:14:09
|
相似题推荐
解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐1】砷元素广泛存在于自然界,砷与其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂等。
(1)砷的常见氧化物有 As2O3 和 As2O5,其中 As2O5 热稳定性差。根据图 1 写出 As2O5 分解为 As2O3 的热化学方程式_________________ 。
(2)砷酸钠具有氧化性,298 K 时,在 100 mL 烧杯中加入 10 mL 0.1 mol/L Na3AsO4 溶液、20 mL 0.1 mol/L KI 溶液和 20 mL 0.05 mol/L硫酸溶液,发生下列反应:AsO43-(无色)+2I-+2H+AsO33-(无色)+I2(浅黄色)+H2O ΔH。测得溶液中 c(I2)与时间(t)的关系如图 2 所示(溶液体积变化忽略不计)。
①下列情况表明上述可逆反应达到平衡状态的是_______ (填字母代号)。
a.溶液颜色保持不再变化 b.c(AsO33-)+c(AsO43-)不再变化
c.AsO43-的生成速率等于 I2的生成速率 d.保持不再变化
②0~10 min 内,I−的反应速率 v(I−)=_______ 。
③在该条件下,上述反应的平衡常数 K=______ 。
④升高温度,溶液中 AsO43-的平衡转化率减小,则该反应的 ΔH______ 0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)雄黄(As4S4)在空气中加热至 300℃时会生成两种氧化物,其中一种氧化物为剧毒的砒霜(As2O3), 另一种氧化物为______ (填化学式),可用双氧水将 As2O3氧化为 H3AsO4而除去,写出该反应的化学方 程式_________ 。
(1)砷的常见氧化物有 As2O3 和 As2O5,其中 As2O5 热稳定性差。根据图 1 写出 As2O5 分解为 As2O3 的热化学方程式
(2)砷酸钠具有氧化性,298 K 时,在 100 mL 烧杯中加入 10 mL 0.1 mol/L Na3AsO4 溶液、20 mL 0.1 mol/L KI 溶液和 20 mL 0.05 mol/L硫酸溶液,发生下列反应:AsO43-(无色)+2I-+2H+AsO33-(无色)+I2(浅黄色)+H2O ΔH。测得溶液中 c(I2)与时间(t)的关系如图 2 所示(溶液体积变化忽略不计)。
①下列情况表明上述可逆反应达到平衡状态的是
a.溶液颜色保持不再变化 b.c(AsO33-)+c(AsO43-)不再变化
c.AsO43-的生成速率等于 I2的生成速率 d.保持不再变化
②0~10 min 内,I−的反应速率 v(I−)=
③在该条件下,上述反应的平衡常数 K=
④升高温度,溶液中 AsO43-的平衡转化率减小,则该反应的 ΔH
(3)雄黄(As4S4)在空气中加热至 300℃时会生成两种氧化物,其中一种氧化物为剧毒的砒霜(As2O3), 另一种氧化物为
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】请完成下列填空:
(1)还原剂肼()与氧化剂混合极易发生反应,生成气态水和氮气。已知:①使和转化为、、需要吸收热量,破坏键需吸收热量;②与完全反应生成气态水和氮气的能量变化如图所示:
①该反应的热化学方程式为___________ 。
②断开键吸收的热量为___________ 。
(2)25℃时,(为或)的沉淀溶解平衡关系如图所示。
①___________ 。
②向X点对应的饱和溶液中加入少量固体,___________ (填“能”或“不能”)转化为Y点对应的溶液。
③当和沉淀共存时,溶液中___________ 。
(1)还原剂肼()与氧化剂混合极易发生反应,生成气态水和氮气。已知:①使和转化为、、需要吸收热量,破坏键需吸收热量;②与完全反应生成气态水和氮气的能量变化如图所示:
①该反应的热化学方程式为
②断开键吸收的热量为
(2)25℃时,(为或)的沉淀溶解平衡关系如图所示。
①
②向X点对应的饱和溶液中加入少量固体,
③当和沉淀共存时,溶液中
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
【推荐3】“一带路”为中国化工企业开辟了新的国际市场,能源环保是基础。在能源领域科学家提出构想——富集空气中的CO2,并使之与H2反应生成可再生能源甲醇.流程如下:
(1)在合成塔中,若有4400gCO2与足量H2完全反应,生成气态的H2O和气态甲醇,可放出5370kJ的热量,写出该反应的热化学方程式________________ 。
(2)一定条件下,向2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2在不同催化剂作用下发生反应I、反应II、反应III,相同时间内CO2的转化率随温度变化如图1所示:
①催化效果最佳的反应是_________ (填“反应I”、“反应II”、“反应III”)。
②b点反应速率v(正)______ v(逆) (填“>”、“=”或“<”)。
③若此反应在a点时已达平衡状态,a点的转化率比c点高的原因是_________ 。
(3)选取合适的催化剂发生上述反应,测得甲醇的产率与反应温度、压强的关系如图2。
④分析图中数据可知,在220℃、5.0MPa时,CO2的转化率为________ ;将温度降低至140℃、压强减小至2.0MPa,CO2的转化率将_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
⑤200℃、2.0MPa时,将amol/LCO2和3amol/LH2充入VL密闭容器中,在催化剂作用下反应达到平衡。根据图中数据计算所得甲醇的质量______ g(用含a、V的代数式表示)。
(4)用NaOH溶液吸收CO2所得饱和碳酸钠溶液可以对废旧电池中的铅膏(主要成分PbSO4)进行脱硫反应。已知Ksp(PbSO4)=1.6×10-8,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14,PbSO4(s)+CO32-(aq)==PbCO3(s)+SO42-(aq),则该反应的平衡常数K=___ (保留三位有效数字);若在其溶液中加入少量Pb(NO3)2晶体,则c(SO42-):c(CO32-)的比值将_____ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(1)在合成塔中,若有4400gCO2与足量H2完全反应,生成气态的H2O和气态甲醇,可放出5370kJ的热量,写出该反应的热化学方程式
(2)一定条件下,向2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2在不同催化剂作用下发生反应I、反应II、反应III,相同时间内CO2的转化率随温度变化如图1所示:
①催化效果最佳的反应是
②b点反应速率v(正)
③若此反应在a点时已达平衡状态,a点的转化率比c点高的原因是
(3)选取合适的催化剂发生上述反应,测得甲醇的产率与反应温度、压强的关系如图2。
④分析图中数据可知,在220℃、5.0MPa时,CO2的转化率为
⑤200℃、2.0MPa时,将amol/LCO2和3amol/LH2充入VL密闭容器中,在催化剂作用下反应达到平衡。根据图中数据计算所得甲醇的质量
(4)用NaOH溶液吸收CO2所得饱和碳酸钠溶液可以对废旧电池中的铅膏(主要成分PbSO4)进行脱硫反应。已知Ksp(PbSO4)=1.6×10-8,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14,PbSO4(s)+CO32-(aq)==PbCO3(s)+SO42-(aq),则该反应的平衡常数K=
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】苯是一种重要的工业原料,可利用环己烷脱氢制取。环己烷脱氢制苯的反应过程如下:
①(g)(g)+H2(g)
②(g)(g)+2H2(g)
③(g)(g)+3H2(g)
(1)则反应③的为_______ (用含的代数式表示),有利于提高上述反应③的平衡转化率的条件是_______ (填字母)。
A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压
(2)不同压强和温度下反应③的平衡转化率如图甲所示。
①在相同压强下升高温度,未达到新平衡前,_______ (填“大于”“小于”或“等于”)。
②研究表明,既升高温度又增大压强,的平衡转化率也升高,理由可能是_______ 。
(3)向的密闭反应器中充入进行催化脱氢,测得和的产率和(以物质的量分数计)随时间的变化关系如图乙所示。在时,反应体系内氢气的物质的量为_______ (忽略其他副反应)。内的平均化学反应速率为_______ 。反应③的化学平衡常数_______ (只代入数据即可,不需要计算结果)。
①(g)(g)+H2(g)
②(g)(g)+2H2(g)
③(g)(g)+3H2(g)
(1)则反应③的为
A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压
(2)不同压强和温度下反应③的平衡转化率如图甲所示。
①在相同压强下升高温度,未达到新平衡前,
②研究表明,既升高温度又增大压强,的平衡转化率也升高,理由可能是
(3)向的密闭反应器中充入进行催化脱氢,测得和的产率和(以物质的量分数计)随时间的变化关系如图乙所示。在时,反应体系内氢气的物质的量为
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
【推荐2】已知NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g) ΔH=-230kJ/mol,下图是恒容密闭容器中,该反应CO和NO的浓度随时间变化的示意图。根据图意回答下列问题:
(1)该反应是___________ 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)从反应开始到平衡,用NO2浓度变化表示平均反应速率v(NO2)=___________ 。
(3)此温度下,该反应的平衡常数表达式K=___________ ;温度降低,K___________ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)下列条件或者现象能判断该反应一定达到平衡状态的是___________(填下列字母)。
(5)已知:
①CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=−283.0kJ·mol−1
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=−296.0kJ·mol−1
处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为固态单质S。此反应的热化学方程式是___________ 。
(1)该反应是
(2)从反应开始到平衡,用NO2浓度变化表示平均反应速率v(NO2)=
(3)此温度下,该反应的平衡常数表达式K=
(4)下列条件或者现象能判断该反应一定达到平衡状态的是___________(填下列字母)。
A.容器内颜色不再改变 | B.当c(NO)=c(CO2)时 |
C.混合气体平均摩尔质量不再改变 | D.容器内压强不再改变 |
(5)已知:
①CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=−283.0kJ·mol−1
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=−296.0kJ·mol−1
处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为固态单质S。此反应的热化学方程式是
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
名校
【推荐3】消除氮氧化物、二氧化硫等物质造成的污染是目前化学研究的重要课题。
(1)燃煤烟气脱硫常用如下方法:
用生物质热解气(主要成分CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫。涉及的部分反应如下:
2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g) △H1=8.0kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566.0kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-483.6kJ·mol-1
则H2(g)还原SO2(g)生成S(g)和H2O(g)的热化学方程式为___________
(2)工业上常用活性炭还原一氧化氮,其反应为:2NO(g)+C(s) N2(g)+CO2(g)。向容积均为lL的甲、乙、丙三个恒容恒温容器中分别加入足量的活性炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示:
①甲容器反应温度T℃___________ 400℃(填“>”或“<”或“=”);
②乙容器中,0~40min内平均反应速率v(N2)=___________ ;
③丙容器中达平衡后NO的转化率为___________ 。
(3)活性炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,lmolNO2和足量活性炭发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
①A、B、C三点中NO2的转化率最高的是___________ 点(填“A”或“B”或“C”)。
②计算C点时该反应的压强平衡常数KP=___________ MPa(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(1)燃煤烟气脱硫常用如下方法:
用生物质热解气(主要成分CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫。涉及的部分反应如下:
2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g) △H1=8.0kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566.0kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-483.6kJ·mol-1
则H2(g)还原SO2(g)生成S(g)和H2O(g)的热化学方程式为
(2)工业上常用活性炭还原一氧化氮,其反应为:2NO(g)+C(s) N2(g)+CO2(g)。向容积均为lL的甲、乙、丙三个恒容恒温容器中分别加入足量的活性炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示:
0 | 40 | 80 | 120 | 160 | ||
甲 | T℃ | 2 | 1.45 | 1 | 1 | 1 |
乙 | 400℃ | 2 | 1.5 | 1.1 | 0.8 | 0.8 |
丙 | 400℃ | 1 | 0.8 | 0.65 | 0.53 | 0.45 |
①甲容器反应温度T℃
②乙容器中,0~40min内平均反应速率v(N2)=
③丙容器中达平衡后NO的转化率为
(3)活性炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,lmolNO2和足量活性炭发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
①A、B、C三点中NO2的转化率最高的是
②计算C点时该反应的压强平衡常数KP=
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】已知化学反应①Fe(s)+CO2(g)⇌FeO(s)+CO(g) ,其平衡常数为K1;
②Fe(s)+H2O(g)⇌FeO(s)+H2(g) ,其平衡常数为K2。在温度973K和1173K情况下,K1.K2的值分别如下:
(1)通过表格中的数值可以推断:反应①是________ (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)现有反应③:H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g) ,请写出平衡常数K3的数学表达式:K3=__________________________
(3)根据反应①与② 可推导出K1、K2、K3的关系式为_____________________
(4)据此关系和上表数据,也能推断出反应③是________ (填“吸热”或“放热”)反应。要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施有______ (填序号)
A.缩小反应容器的容积 B.扩大反应容器的容积 C.降低温度 D.升高温度 E.使用合适的催化剂 F.设法减少CO的量
②Fe(s)+H2O(g)⇌FeO(s)+H2(g) ,其平衡常数为K2。在温度973K和1173K情况下,K1.K2的值分别如下:
温度 | K1 | K2 |
973K | 1.47 | 2.38 |
1173K | 2.15 | 1.67 |
(1)通过表格中的数值可以推断:反应①是
(2)现有反应③:H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g) ,请写出平衡常数K3的数学表达式:K3=
(3)根据反应①与② 可推导出K1、K2、K3的关系式为
(4)据此关系和上表数据,也能推断出反应③是
A.缩小反应容器的容积 B.扩大反应容器的容积 C.降低温度 D.升高温度 E.使用合适的催化剂 F.设法减少CO的量
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
【推荐2】氮氧化物(NO、NO2)是空气污染物之一,多种物质可以将其消除。
(1)CO催化还原氮氧化物。已知CO与NO反应生成1mol N2时放出746.8kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:________ 。
(2)NH3催化还原氮氧化物。反应原理为:NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)。
①该反应的ΔS________ (填“>”或“<”)0。
②该反应的平衡常数表达式Kc=________ (用各组分的物质的量浓度表示)。
(3)CH4催化还原氮氧化物。已知下列热化学方程式:
I.CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574kJ·mol-1
II.CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160kJ·mol-1
III.H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ·mol-1
①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=________ 。
②常温常压下,若将NO2还原为N2时消耗0.2molCH4,则反应过程中放出的热量为________ kJ,转移的电子数目为________ (NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(1)CO催化还原氮氧化物。已知CO与NO反应生成1mol N2时放出746.8kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:
(2)NH3催化还原氮氧化物。反应原理为:NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)。
①该反应的ΔS
②该反应的平衡常数表达式Kc=
(3)CH4催化还原氮氧化物。已知下列热化学方程式:
I.CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574kJ·mol-1
II.CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160kJ·mol-1
III.H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ·mol-1
①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=
②常温常压下,若将NO2还原为N2时消耗0.2molCH4,则反应过程中放出的热量为
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
名校
【推荐3】某空间站中宇航员的呼吸保障系统原理如下图所示。
Sabatier系统中发生反应为:
反应I:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H1<0
反应II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol
(1)常温常压下,已知:
H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.5kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.0kJ·mol-1
H2O(l)=H2O(g) △H=+44.0kJ·mol-1
则△H1=___________ kJ·mol-1。
(2)按=4的混合气体充入Sabatier系统,当气体总压强为0.1MPa,平衡时各物质的物质的量分数如图1所示;不同压强时,CO2的平衡转化率如图2所示:
①Sabatier系统中应选择适宜的温度是___________ 。
②200~550℃时,CO2的物质的量分数随温度升高而增大的原因是___________ 。
③当温度一定时,随压强升高,CO2的平衡转化率增大,其原因是___________ 。
(3)一种新的循环利用方案是用Bosch反应[CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)]代替Sabatier系统。
①分析Bosch反应的熵值变化为:△S___________ 0(选填“>”或“<”)。
②温度一定时,在2L密闭容器中按=2投料进行Bosch反应,达到平衡时体系的压强为原来压强P0的0.7倍,该温度下反应平衡常数Kp为___________ (用含P0的表达式表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
③下列措施能提高Bosch反应中CO2平衡转化率的是___________ (填标号)。
A.加快反应器中气体的流速 B.提高原料气中CO2所占比例
C.增大催化剂的表面积 D.反应器前段加热,后段冷却
Sabatier系统中发生反应为:
反应I:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H1<0
反应II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol
(1)常温常压下,已知:
H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.5kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.0kJ·mol-1
H2O(l)=H2O(g) △H=+44.0kJ·mol-1
则△H1=
(2)按=4的混合气体充入Sabatier系统,当气体总压强为0.1MPa,平衡时各物质的物质的量分数如图1所示;不同压强时,CO2的平衡转化率如图2所示:
①Sabatier系统中应选择适宜的温度是
②200~550℃时,CO2的物质的量分数随温度升高而增大的原因是
③当温度一定时,随压强升高,CO2的平衡转化率增大,其原因是
(3)一种新的循环利用方案是用Bosch反应[CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)]代替Sabatier系统。
①分析Bosch反应的熵值变化为:△S
②温度一定时,在2L密闭容器中按=2投料进行Bosch反应,达到平衡时体系的压强为原来压强P0的0.7倍,该温度下反应平衡常数Kp为
③下列措施能提高Bosch反应中CO2平衡转化率的是
A.加快反应器中气体的流速 B.提高原料气中CO2所占比例
C.增大催化剂的表面积 D.反应器前段加热,后段冷却
您最近一年使用:0次