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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:5560523
碳及化合物在生产生活中用比较广泛。回答下列问题:
(1)已知:①H2(g)+O2(g)=H2O(1)H1=-285.8kJ·mol-1
②CH3OH(1)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) H2=-725.5kJ·mol-1
则CO2(g)+3H2(g)=CH2OH(1)+H2O(1)的反应热 H=____________
(2)某研究小组用CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H<0,将三组混合气体分别通入到三个2L恒容密闭容器中进行反应,得到如下三组实验数据:
实验组温度起始时物质的量/mol平衡时物质的量/mol达到平衡所需的时间/min
COH2CH3OHCOH2CH3OH
16502.06.001.05
29002.06.001.22
36501.04.02.0abct

实验1条件下平衡常数K=__________,a、b之间可能的关系为_____________
已知反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)中CO的转化率(a)与温度(T)、压强(p)的关系如右图所示:

①p1______p2(填“<”“>”“=”)。先升高温度、后增大压强,能否实现b点到c点的转化?__________(填“能”或“不能”),原因是_____________________________________________
②a、c两点的反应速率为v1________v2(填“<”“>”“=”)。
③在不改变反应物用量情况下,为提高CO的转化率可采取的措施是_____________(答出三条措施)。

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【推荐1】我国科学家结合实验与计算机模拟结果,研究了在铁掺杂W18O49纳米反应器催化剂表面上实现常温低电位合成氨,获得较高的氨产量和法拉第效率。反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。

(1)需要吸收能量最大的能垒(活化能)E=__ev,该步骤的化学方程式为___
(2)对于合成氨反应N2+3H22NH3,在标况下,平衡常数Kθ=,其中pθ为标准压强(1×105Pa),p(NH3)、p(N2)和p(H2)为各组分的平衡分压[已知p(NH3)=x(NH3)p,其中p为平衡总压,x(NH3)为平衡系统中NH3的物质的量分数]。
①若起始N2和H2物质的量之比为1:3,反应在恒定温度和标准压强下进行,达到平衡时H2的转化率为ɑ,则Kθ=___(用含ɑ的最简式表示)。
②图中可以示意标准平衡常数Kθ随温度T变化趋势的是___(填序号).

(3)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如图所示。

该电池工作时,正极的电极反应为___。中间所用的交换膜应该为___(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”或“质子交换膜”)。相比现有工业合成氨,该方法的优点是:___。(任写一条)
2020-03-28更新 | 297次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐2】页岩气中含有较多的乙烷,可将其转化为更有工业价值的乙烯。
(1) 二氧化碳氧化乙烷制乙烯。
将C2H6和CO2按物质的量之比为1∶1通入反应器中,发生如下反应:
ⅰ.C2H6(g) C2H4(g) + H2(g) ΔH1=+136.4 kJ·mol1
ⅱ.CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol1
ⅲ.C2H6(g) +CO2(g) C2H4(g) +CO(g) +H2O(g) ΔH3
①用ΔH1、ΔH2计算ΔH3______kJ·mol1
②反应ⅳ:C2H6(g) 2C(s)+3H2(g)为积碳反应,生成的碳附着在催化剂表面, 降低催化剂的活性,适当通入过量 CO2 可以有效缓解积碳,结合方程式解释其原因:__
③二氧化碳氧化乙烷制乙烯的研究热点之一是选择催化剂,相同反应时间,不同温度、不同催化剂的数据如下表(均未达到平衡状态):

【注】C2H4 选择性:转化的乙烷中生成乙烯的百分比。
CO 选择性:转化的 CO2 中生成 CO 的百分比。
对比Ⅰ和Ⅱ,该反应应该选择的催化剂为__,理由是__。实验条件下,铬盐作催化剂时,随温度升高,C2H6 的转化率升高,但 C2H4 的选择性降低,原因是__
(2) 利用质子传导型固体氧化物电解池将乙烷转化为乙烯,示意图如图:

①电极 a 与电源的______极相连。
②电极 b 的电极反应式是 ______
2020-04-08更新 | 554次组卷
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名校
【推荐3】中国是世界上最大的钨储藏国,超细钨粉是生产硬质合金所必须的原料。
(1)工业上可以采用铝热还原法生产钨铁合金,已知:
①WO3(s)+2Al(s)=W(s)+Al2O3(s) ∆H1
②3Fe3O4(s)+8Al(s)=9Fe(s)+4Al2O3(s) ∆H2
则四氧化三铁与钨反应的热化学方程式为___(反应热写为∆H3并用含H1、AH2的代数式表示);在反应②中若有0.1molFe3O4参加反应,则转移电子___mol。
(2)自然界中钨主要存在于黑钨矿中(主要成分是铁和锰的钨酸盐),从中制备出黄钨(WO3)后再用H2逐级还原:WO3→WO2.90→WO2.72→WO2→W,总反应为3H2(g)+WO3(s)W(s)+3H2O(g) ∆H,实验测得一定条件下平衡时H2的体积分数曲线如图所示:

①由图可知,该反应的∆H____(填“>”或“<”)0;a点处的v___v(填“>”“<”或“=”)。
②如果上述反应在体积不变的密闭容器中达到平衡,下列说法错误的是__(填序号)。
A.v(H2)=v(H2O)
B.加入WO3,则H2的转化率增大
C.容器内气体的密度不变时,一定达到平衡状态
D.容器内压强不变时,一定达到平衡状态
③由图可知900K,氢气的平衡转化率为__Kp(900K)=____(用平衡分压代替平衡浓度计算,已知:平衡分压=p×气体物质的量分数)。
④已知在高温下,氧化钨会与水蒸气反应生成一种挥发性极强的水钨化合物WO2(OH)2,因此在反应中要适当加快氢气的流速,原因是__
2020-05-16更新 | 230次组卷
共计 平均难度:一般