二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。
请回答下列问题:
(1)煤的气化的主要化学反应方程式为:___________________________ 。
(2)煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为:________________________________________ 。
(3)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
① 2H2(g) + CO(g)CH3OH(g);ΔH = -90.8 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g);ΔH= -23.5 kJ·mol-1
③ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g);ΔH= -41.3 kJ·mol-1
总反应:3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH=___________ ;
一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是__________ (填字母代号)
a.高温高压 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度
d.增加CO的浓度 e.分离出二甲醚
(4)已知反应②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某温度下的平衡常数为400 。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH ,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
① 比较此时正、逆反应速率的大小:v正______ v逆 (填“>”、“<”或“=”)。
② 若加入CH3OH后,经10 min反应达到平衡,此时c(CH3OH) =_________ ;该时间内反应速率v(CH3OH) = __________ 。达到平衡时甲醇的转化率α(CH3OH)= _________
请回答下列问题:
(1)煤的气化的主要化学反应方程式为:
(2)煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为:
(3)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
① 2H2(g) + CO(g)CH3OH(g);ΔH = -90.8 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g);ΔH= -23.5 kJ·mol-1
③ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g);ΔH= -41.3 kJ·mol-1
总反应:3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH=
一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是
a.高温高压 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度
d.增加CO的浓度 e.分离出二甲醚
(4)已知反应②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某温度下的平衡常数为400 。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH ,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
浓度/(mol·L-1) | 0.44 | 0.6 | 0.6 |
① 比较此时正、逆反应速率的大小:v正
② 若加入CH3OH后,经10 min反应达到平衡,此时c(CH3OH) =
更新时间:2017-12-23 01:29:27
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【推荐1】“绿水青山就是金山银山”,近年来,绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。烟道气和汽车尾气(等)是造成雾霾天气的原因之一,对这些排放气的处理以及再利用是化学工作者研究的重要课题。请思考回答下列问题:
(1)在一定条件下可发生分解:2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g),一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
(2)是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数,即将K表达式中平衡浓度用平衡分压代替。已知反应:,该反应中正反应速率,逆反应速率v逆=k逆·p(NO)·p(CO2),其中为速率常数,则Kp为_______ (用表示)。
(3)1093K时,NO与以物质的量2:1混合,置于某密闭容器中还能发生如下化学反应:,实验测得该反应速率方程(以为基准)为。某时刻测得体系中NO的分压为2.0kPa,则此时的反应速率为_______ 。
(4)在有氧和新型催化剂作用下,和可以反应生成,将一定比例的和通入装有新型催化剂的反应器。测得相同时间内去除率随温度变化如图所示:
在50~250℃范围内,的去除率先快速上升后变缓的主要原因是_______ ;380℃后去除率下降的可能原因是_______ 。
(5)工业上可用“氨催化氧化法”生产NO,以氨气、氧气为原料,在催化剂存在下生成NO和副产物的化学方程式如下:
I.
II.
已知:有效的转化率=
在1L恒容密闭容器中充入1molNH3、1.45mol,在催化剂作用下发生两个竞争反应Ⅰ、Ⅱ,测得不同温度下反应相同时间有关物质的量关系如图所示:
①520℃时,NH3的有效转化率=_______ (保留1位小数)。
②工业用氨催化氧化制备,选择的最佳温度是_______ 。
③520℃时,反应Ⅱ的平衡常数K=_______ (保留3位有效数字)。
(1)在一定条件下可发生分解:2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g),一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
A.和的浓度比保持不变 | B.容器中压强不再变化 |
C.2v正 (NO2)=v逆 (N2O5) | D.气体的密度保持不变 |
(3)1093K时,NO与以物质的量2:1混合,置于某密闭容器中还能发生如下化学反应:,实验测得该反应速率方程(以为基准)为。某时刻测得体系中NO的分压为2.0kPa,则此时的反应速率为
(4)在有氧和新型催化剂作用下,和可以反应生成,将一定比例的和通入装有新型催化剂的反应器。测得相同时间内去除率随温度变化如图所示:
在50~250℃范围内,的去除率先快速上升后变缓的主要原因是
(5)工业上可用“氨催化氧化法”生产NO,以氨气、氧气为原料,在催化剂存在下生成NO和副产物的化学方程式如下:
I.
II.
已知:有效的转化率=
在1L恒容密闭容器中充入1molNH3、1.45mol,在催化剂作用下发生两个竞争反应Ⅰ、Ⅱ,测得不同温度下反应相同时间有关物质的量关系如图所示:
①520℃时,NH3的有效转化率=
②工业用氨催化氧化制备,选择的最佳温度是
③520℃时,反应Ⅱ的平衡常数K=
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐2】甲醇是一种可再生能源。工业上可用CO和合成甲醇:。一定条件下向2L的密闭容器中充入1mol CO和2mol 发生反应,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
(1)该反应的△H_______ 0、△S_______ 0(填“>”“<”或“=”),_______ (填“低温”或“高温”)有利于该反应自发进行。
(2)生产中有利于增大CO平衡转化率的措施有_______ 。(至少写出3条)
(3)①A、B、C三点平衡常数、、的大小关系是_______ 。
②压强_______ (填“>”“<”或“=”);若,计算B点的=_______ 。(要求写出计算过程,结果保留2位有效数字;为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
③在和条件下,由D点到A点过程中,正、逆反应速率之间的关系:_______ (填“>”“<”或“=”)。
④比较B点和C点的逆反应速率_______ (填“>”“<”或“=”)。
(1)该反应的△H
(2)生产中有利于增大CO平衡转化率的措施有
(3)①A、B、C三点平衡常数、、的大小关系是
②压强
③在和条件下,由D点到A点过程中,正、逆反应速率之间的关系:
④比较B点和C点的逆反应速率
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解答题-原理综合题
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【推荐3】我国天然气储量丰富,天然气是重要的化工原料,先与氧气转化为合成气再进一步可催化转化为甲醇和二甲醚。回答下列问题:
(1)甲烷转化为合成气的反应中能量变化如图1所示,某些化学键的键能数据如表:
该反应的热化学方程式为___ 。
(2)CO和H2合成二甲醚的反应为2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),T2℃时,向5L恒容密闭容器中充入1molCO(g)和2molH2(g),发生该反应,达到平衡时,测得容器内总压强为p,CO的体积分数为25%,则T2℃时,反应的平衡常数Kp=___ (用含p的代数式表示Kp,分压=总压×物质的量分数)。
(3)CO和H2合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0。若在容积可变的密闭容器中充入mmolCO和nmolH2,(2m≠n)发生反应并达到平衡,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(p)的变化曲线如图2所示。
①能判断该反应达到化学平衡状态的是___ (填标号)。
a.密度不再变化
b.H2的转化率和CO的转化率相等
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变
②比较p1___ p2(填“>”“<”或“=”),理由___ 。
(1)甲烷转化为合成气的反应中能量变化如图1所示,某些化学键的键能数据如表:
化学键 | O=O | C—H | H—H | C≡O |
键能/(kJ•mol-1) | 498.8 | 413 | 436 | 1072 |
(2)CO和H2合成二甲醚的反应为2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),T2℃时,向5L恒容密闭容器中充入1molCO(g)和2molH2(g),发生该反应,达到平衡时,测得容器内总压强为p,CO的体积分数为25%,则T2℃时,反应的平衡常数Kp=
(3)CO和H2合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0。若在容积可变的密闭容器中充入mmolCO和nmolH2,(2m≠n)发生反应并达到平衡,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(p)的变化曲线如图2所示。
①能判断该反应达到化学平衡状态的是
a.密度不再变化
b.H2的转化率和CO的转化率相等
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变
②比较p1
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【推荐1】碳和氮的化合物在生产、生活中广泛存在。请回答下列问题:
(1)资料显示,可用次氯酸钠处理废水中的氨氮,使其转化为氮气除去。其主要反应如下
I.
①以上反应中HClO的来源用化学用语解释是______ 。
②实验测得。废水中pH与氨氮去除率的关系如图所示。pH较高时,氨氮去除率下降的原因是___ 。(2)甲酶是重要的化工原料,又可作为燃料,工业上可利用CO或来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关反应的化学方程式及其在不同温度下的化学平衡常数如下表所示。
①下列措施能使反应的平衡体系中增大的是______ 填字母代号。
A.将从体系中分离出去 充入,使体系压强增大
C.升高温度 恒容时再充入1mol
②500℃时测得反应在某时刻、、、的浓度分别为、、、,则此时正______ 填“”“”或“” v 逆。
(3)常温下,在溶液中,反应的化学平衡常数______ 。已知:常温下,的电离平衡常数,的电离衡常数、
(4)电解硝酸工业的尾气NO可制备,其工作原理如图所示:①阴极的电极反应式为______ 。
②将电解生成的全部转化为,则通入的与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为___ 。
(1)资料显示,可用次氯酸钠处理废水中的氨氮,使其转化为氮气除去。其主要反应如下
I.
①以上反应中HClO的来源用化学用语解释是
②实验测得。废水中pH与氨氮去除率的关系如图所示。pH较高时,氨氮去除率下降的原因是
化学反应 | 平衡常数 | 温度/℃ | ||
500 | 700 | 800 | ||
A.将从体系中分离出去 充入,使体系压强增大
C.升高温度 恒容时再充入1mol
②500℃时测得反应在某时刻、、、的浓度分别为、、、,则此时正
(3)常温下,在溶液中,反应的化学平衡常数
(4)电解硝酸工业的尾气NO可制备,其工作原理如图所示:①阴极的电极反应式为
②将电解生成的全部转化为,则通入的与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为
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解答题-工业流程题
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【推荐2】金属铼熔点高、耐磨、耐腐蚀,广泛用于航天航空等领域。工业上用富铼渣(含ReS2)制得铼粉,其工艺流程如下图所示:
回答下列问题
(1)下图是矿样粒度与浸出率关系图,浸出时应将富铼渣粉碎至___________ 目;请给出提高铼浸出率的另外两种方法:___________ 。浸出反应中ReS2转化为两种强酸,请写出铼浸出反应的离子方程式:______________________ 。
(2)上图表示萃取液流速与铼吸附率关系。结合实际工业生产效益,萃取剂流速宜选用的范围是___________ BV/h。
(3)已知高铼酸铵不溶于冷水,易溶于热水。提纯粗高铼酸铵固体的方法是___________ 。
(4)高铼酸铵热分解得到Re2O7,写出氢气在800℃时还原Re2O7制得铼粉的化学方程式______________________ 。
(5)整个工艺流程中可循环利用的物质有:H2SO4、___________ 、___________ 。
回答下列问题
(1)下图是矿样粒度与浸出率关系图,浸出时应将富铼渣粉碎至
(2)上图表示萃取液流速与铼吸附率关系。结合实际工业生产效益,萃取剂流速宜选用的范围是
(3)已知高铼酸铵不溶于冷水,易溶于热水。提纯粗高铼酸铵固体的方法是
(4)高铼酸铵热分解得到Re2O7,写出氢气在800℃时还原Re2O7制得铼粉的化学方程式
(5)整个工艺流程中可循环利用的物质有:H2SO4、
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。
I.利用甲醇(CH3OH)制备甲醛
脱氢法:CH3OH(g)⇌HCHO(g)+H2(g) △H1=+92.09kJ·mol-1
氧化法:CH3OH(g)+1/2O2(g)⇌HCHO(g)+H2O(g) △H2
(1)脱氢法制甲醛,有利于提高平衡产率的条件有____________ 。
A.低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
(2)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-483.64kJ·mol-1,则△H2=________ 。
(3)750K下,在恒容密闭容器中,充入一定量的甲醇,发生反应CH3OH(g)⇌HCHO(g)+H2(g),若起始压强为101kPa,达到平衡转化率为50.0%,则反应的平衡常数Kp=__________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,忽略其它反应)。
(4)Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂,有研究指出,催化反应的部分机理如下:
历程i:CH3OH→·H+·CH2OH
历程ⅱ:·CH2OH→·H+HCHO
历程ⅲ:·CH2OH→3·H+CO
历程iv:·H+·H→H2
如图所示为在体积为1L的恒容容器中,投入1molCH3OH,在碳酸钠催化剂作用下,经过5min反应,测得甲醇的转化率(X)与甲醛的选择性(S)与温度的关系(甲醛的选择性:转化的CH3OH中生成HCHO的百分比),回答下列问题:
①600℃时,5min内甲醛的反应速率为____________ 。
②650℃-750℃甲醛选择性随温度下降,而甲醇转化率随温度升高的可能原因为________ ;
③700℃时,历程iii能量~反应过程如图所示,在答卷纸上绘制历程ii的“能量~反应过程”示意图。___________
II.室内甲醛超标会危害人体健康,通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理所示,则工作电极的电极反应式为_____________ 。
I.利用甲醇(CH3OH)制备甲醛
脱氢法:CH3OH(g)⇌HCHO(g)+H2(g) △H1=+92.09kJ·mol-1
氧化法:CH3OH(g)+1/2O2(g)⇌HCHO(g)+H2O(g) △H2
(1)脱氢法制甲醛,有利于提高平衡产率的条件有
A.低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
(2)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-483.64kJ·mol-1,则△H2=
(3)750K下,在恒容密闭容器中,充入一定量的甲醇,发生反应CH3OH(g)⇌HCHO(g)+H2(g),若起始压强为101kPa,达到平衡转化率为50.0%,则反应的平衡常数Kp=
(4)Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂,有研究指出,催化反应的部分机理如下:
历程i:CH3OH→·H+·CH2OH
历程ⅱ:·CH2OH→·H+HCHO
历程ⅲ:·CH2OH→3·H+CO
历程iv:·H+·H→H2
如图所示为在体积为1L的恒容容器中,投入1molCH3OH,在碳酸钠催化剂作用下,经过5min反应,测得甲醇的转化率(X)与甲醛的选择性(S)与温度的关系(甲醛的选择性:转化的CH3OH中生成HCHO的百分比),回答下列问题:
①600℃时,5min内甲醛的反应速率为
②650℃-750℃甲醛选择性随温度下降,而甲醇转化率随温度升高的可能原因为
③700℃时,历程iii能量~反应过程如图所示,在答卷纸上绘制历程ii的“能量~反应过程”示意图。
II.室内甲醛超标会危害人体健康,通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理所示,则工作电极的电极反应式为
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【推荐1】工业上,以煤炭为原料,通入一定比例的空气和水蒸气,经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。
(1)在 C 和 O2的反应体系中:
反应 1:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-394 kJ·mol⁻1
反应 2:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566 kJ·mol⁻1
反应 3:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH3=___________ kJ·mol⁻1
(2)设 y=ΔH-TΔS,反应 1、2 和 3 的 y 随温度的变化关系如下图所示。图中对应于反应 3 的线条是___________ 。(选填字母序号)
(3)一定压强下,随着温度的升高,气体中 CO 与 CO2物质的量之比___________。
(4)水煤气反应:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=131 kJ·mol⁻1。工业生产水煤气时,通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应,其理由是___________ 。
(1)在 C 和 O2的反应体系中:
反应 1:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-394 kJ·mol⁻1
反应 2:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566 kJ·mol⁻1
反应 3:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH3=
(2)设 y=ΔH-TΔS,反应 1、2 和 3 的 y 随温度的变化关系如下图所示。图中对应于反应 3 的线条是
(3)一定压强下,随着温度的升高,气体中 CO 与 CO2物质的量之比___________。
A.不变 | B.增大 | C.减小 | D.无法判断 |
(4)水煤气反应:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=131 kJ·mol⁻1。工业生产水煤气时,通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应,其理由是
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解题方法
【推荐2】我国酸性气藏储量丰富,实现的高效转移,对于油气资源开采、动植物生存以及生态系统都具有重要意义。
(1)目前使用克劳斯工艺处理。
高温反应炉:
催化转化器:
①总反应式的__________ 。
②催化转化器中,提高硫回收率的措施可以是__________ 。(任写一条)
③催化转化器内温度一般控制在170~350℃,过低不利于回收硫,其原因是__________ 。
(2)真空—克劳斯法联合脱硫。用过量溶液吸收少量,其离子方程式为__________ ,该反应的平衡常数的值约为__________ 。(已知的,;的,)
(3)最新先进方法,使用金属硫化物作光催化分解制氢的催化剂。但过程伴随复杂的氧化进程,生成多种氧化产物。
①在相同条件下,使用不同催化剂测得的数据制图如下。其中催化效率较好的是__________ 。
②根据题意,相比克劳斯工艺,光催化分解的优点是__________ 。
(1)目前使用克劳斯工艺处理。
高温反应炉:
催化转化器:
①总反应式的
②催化转化器中,提高硫回收率的措施可以是
③催化转化器内温度一般控制在170~350℃,过低不利于回收硫,其原因是
(2)真空—克劳斯法联合脱硫。用过量溶液吸收少量,其离子方程式为
(3)最新先进方法,使用金属硫化物作光催化分解制氢的催化剂。但过程伴随复杂的氧化进程,生成多种氧化产物。
①在相同条件下,使用不同催化剂测得的数据制图如下。其中催化效率较好的是
②根据题意,相比克劳斯工艺,光催化分解的优点是
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【推荐3】CO、H2是重要的化工原料,可用于合成许多重要的有机物。
(1)已知:①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H1=-90.1kJ/mol,欲利用△H1求出反应②CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H2=akJ/mol的a值,则还需要知道一个反应的反应热△H,该反应的热化学方程式为_______ 。
(2)350℃时,按投料比向容积为10L、初始压强为0.3MPa的刚性密闭容器中充入H2和CO,在某催化剂存在下使其发生反应:,平衡时CO的转化率为60%,此时的_______ (以分压表示,分压=总压物质的量分数),若反应从开始到达到平衡过程中,则相应的时间_______ min。若本反应是在恒压条件(其他条件相同)下进行的,则达到平衡所用时间_______ (填“>”“<”或“=”)。
(3)以为催化剂时,丙烯催化加氢得到丙烷的反应历程与相对能量的关系如图所示。TS1表示过渡态1、TS2表示过渡态2,吸附在催化剂表面的物种用※标出。
由图可知,该历程中最大活化能=____ eV,写出该步骤的反应方程式__ 。该历程中转化为的速率比转化为的速率___ (填“大”或“小”)。
(4)熔融盐燃料电池具有较高的能量转化效率,某CO熔融盐燃料电池用作电解质。则工作时负极上电极反应式为____ ,当有2mol发生定向移动时,电路中转移的电子数目为_____ (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(1)已知:①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H1=-90.1kJ/mol,欲利用△H1求出反应②CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H2=akJ/mol的a值,则还需要知道一个反应的反应热△H,该反应的热化学方程式为
(2)350℃时,按投料比向容积为10L、初始压强为0.3MPa的刚性密闭容器中充入H2和CO,在某催化剂存在下使其发生反应:,平衡时CO的转化率为60%,此时的
(3)以为催化剂时,丙烯催化加氢得到丙烷的反应历程与相对能量的关系如图所示。TS1表示过渡态1、TS2表示过渡态2,吸附在催化剂表面的物种用※标出。
由图可知,该历程中最大活化能=
(4)熔融盐燃料电池具有较高的能量转化效率,某CO熔融盐燃料电池用作电解质。则工作时负极上电极反应式为
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【推荐1】对温室气体二氧化碳的研究一直是科技界关注的重点。
Ⅰ.在催化剂存在下用H2还原CO2是解决温室效应的重要手段之一,相关反应如下:
主反应:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ΔH1①
副反应:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
已知:H2和CH4的燃烧热分别为285.5 kJ·mol-1和890.0 kJ·mol-1,H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1。
(1)ΔH1=________ kJ·mol-1。
(2)有利于提高CH4产率的反应条件是(至少写两条)______________________________ 工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是________________________________ 。
(3)T℃时,若在体积恒为2 L的密闭容器中同时发生上述反应,将物质的量之和为5 mol的H2和CO2以不同的投料比进行反应,结果如图1所示。若a、b表示反应物的平衡转化率,则表示H2平衡转化率的是________ ,c、d分别表示CH4(g)和CO(g)的体积分数,由图1可知=________ 时,甲烷产率最高。若该条件下CO的产率趋于0,则T℃时①的平衡常数K=___________________ 。
Ⅱ.溶于海水的CO2 95%以HCO3-形式存在。
在海洋中,通过图2钙化作用实现碳自净。
(4)写出钙化作用的离子方程式________________ 。
(5)电解完成后,a室的pH________ (填“变大”、“变小”或“几乎不变”);b室发生反应的离子方程式为________________________ 。
Ⅰ.在催化剂存在下用H2还原CO2是解决温室效应的重要手段之一,相关反应如下:
主反应:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ΔH1①
副反应:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
已知:H2和CH4的燃烧热分别为285.5 kJ·mol-1和890.0 kJ·mol-1,H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1。
(1)ΔH1=
(2)有利于提高CH4产率的反应条件是(至少写两条)
(3)T℃时,若在体积恒为2 L的密闭容器中同时发生上述反应,将物质的量之和为5 mol的H2和CO2以不同的投料比进行反应,结果如图1所示。若a、b表示反应物的平衡转化率,则表示H2平衡转化率的是
Ⅱ.溶于海水的CO2 95%以HCO3-形式存在。
在海洋中,通过图2钙化作用实现碳自净。
(4)写出钙化作用的离子方程式
(5)电解完成后,a室的pH
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】聚丙烯是生产N95口罩和医用无纺布口罩防护服材料,而丙烯是制造聚丙烯的单体。工业上,生成丙烯的方法有多种。
Ⅰ.以异丙醇为原料制备丙烯。已知:
① ;
② ;
③ 。
(1)为___________ 。
(2)反应③在___________ (填“较高”“较低”或“任意”)温度下能自发进行。
Ⅱ.近日,中国石油大学(华东)代鹏程副教授课题组开发富含硼氧活性位点的热稳定层柱状框架类材料助力丙烷氧化脱氢。有关反应如下:
反应1:
反应2: 。
(3)向密闭反应器中充入,发生上述反应1,测得平衡时的丙烯的体积分数与温度、压强的关系如图1所示。
①其他条件相同,增大压强,丙烯体积分数减小的原因是___________ 。
②已知G点为某条件下的平衡状态,若将G点对应反应容器降温同时缩小容器体积使体系压强增大,重新达到平衡状态可能是图中a、b、c、d中的___________ 点。
③下列物理量中,图中c点大于d点的是___________ (填字母)。
A.正反应速率 B.对应温度的平衡常数 C.逆反应速率 D.平均摩尔质量
(4)一定温度下,若向密闭反应器中充入,发生上述两个反应,达到平衡时,丙烯的体积分数为,丙烯、乙烯体积之比为,丙烷的平衡转化率为___________ (用百分数表示,结果保留3位有效数字)。
(5)一定温度下,总压保持为时,向反应器中充入和,发生上述两个反应。测得丙烷平衡转化率与投料比的关系如图2所示。
①向反应器充入的目的是___________ 。
②该温度下,点丙烯的选择性为,此时反应1的平衡常数为___________ 。
提示:(i)用分压计算的平衡常数为,分压总压物质的量分数;(ii)丙烯的选择性。
Ⅰ.以异丙醇为原料制备丙烯。已知:
① ;
② ;
③ 。
(1)为
(2)反应③在
Ⅱ.近日,中国石油大学(华东)代鹏程副教授课题组开发富含硼氧活性位点的热稳定层柱状框架类材料助力丙烷氧化脱氢。有关反应如下:
反应1:
反应2: 。
(3)向密闭反应器中充入,发生上述反应1,测得平衡时的丙烯的体积分数与温度、压强的关系如图1所示。
①其他条件相同,增大压强,丙烯体积分数减小的原因是
②已知G点为某条件下的平衡状态,若将G点对应反应容器降温同时缩小容器体积使体系压强增大,重新达到平衡状态可能是图中a、b、c、d中的
③下列物理量中,图中c点大于d点的是
A.正反应速率 B.对应温度的平衡常数 C.逆反应速率 D.平均摩尔质量
(4)一定温度下,若向密闭反应器中充入,发生上述两个反应,达到平衡时,丙烯的体积分数为,丙烯、乙烯体积之比为,丙烷的平衡转化率为
(5)一定温度下,总压保持为时,向反应器中充入和,发生上述两个反应。测得丙烷平衡转化率与投料比的关系如图2所示。
①向反应器充入的目的是
②该温度下,点丙烯的选择性为,此时反应1的平衡常数为
提示:(i)用分压计算的平衡常数为,分压总压物质的量分数;(ii)丙烯的选择性。
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐3】甲酸是基本有机化工原料之一,广泛用于农药、皮革、染料、医药和橡胶等工业。
(1)工业上利用甲酸的能量关系转换图如下:
反应HCOOH(g) CO2 (g) + H2(g) 的焓变△H =__________________ kJ·mol-1。
(2)某科学小组研究不同压强条件对反应CO2(g) + H2(g) HCOOH(g) 的影响。t℃下,在一个容积可变的密闭容器中,充入一定量的CO2和H2,测得不同压强下,平衡时容器内气体的浓度如下表:
试回答以下问题:
①平衡时,实验1的正反应速率______ (填“>”、“<”或“=”)实验3的逆反应速率。
②由实验1的数据可计算t℃时,该反应的平衡常数K=________________ 。
③ a=___________ mol·L-1
(3)经研究发现采用电还原法也可将CO2转化为甲酸根,同时还能提高CO2的转换效率。其电解原理如图所示,下列叙述正确的是__________ 。
A.Sn极的电极方程式为CO2 + 2e﹣+ HCO3﹣=HCOO﹣+ CO32﹣
B.电解过程中K+向Pt极移动
C.Pt极发生还原反应并有气体逸出
D.电解过程中HCO3﹣浓度逐渐减小
(4)甲酸的用途之一是用于配制“缓冲溶液”,在这种溶液中加入少量的强酸或强碱,溶液的pH变化不大,能保持溶液pH相对稳定。(已知甲酸的电离平衡常数Ka=1.8×10-4)
①现将等浓度甲酸与甲酸钠溶液混合,配成0.1 mol·L-1的HCOOH-HCOONa溶液。用离子方程式表示将少量强碱加入HCOOH-HCOONa缓冲溶液中,pH变化不大的原因_______________ 。
②若用100mL 0.2mol·L-1HCOOH溶液配制pH为4的缓冲溶液,需加入_________ (答案保留一位小数)mL 0.2mol· L-1NaOH溶液。
(1)工业上利用甲酸的能量关系转换图如下:
反应HCOOH(g) CO2 (g) + H2(g) 的焓变△H =
(2)某科学小组研究不同压强条件对反应CO2(g) + H2(g) HCOOH(g) 的影响。t℃下,在一个容积可变的密闭容器中,充入一定量的CO2和H2,测得不同压强下,平衡时容器内气体的浓度如下表:
实验编号 | 反应压强 | 物质浓度(mol·L-1) | ||
CO2 | H2 | HCOOH | ||
1 | p1 | 0.3 | 0.3 | 0.9 |
2 | p2 | a | a | 0.4 |
3 | p3 | 0.4 | 0.4 | b |
试回答以下问题:
①平衡时,实验1的正反应速率
②由实验1的数据可计算t℃时,该反应的平衡常数K=
③ a=
(3)经研究发现采用电还原法也可将CO2转化为甲酸根,同时还能提高CO2的转换效率。其电解原理如图所示,下列叙述正确的是
A.Sn极的电极方程式为CO2 + 2e﹣+ HCO3﹣=HCOO﹣+ CO32﹣
B.电解过程中K+向Pt极移动
C.Pt极发生还原反应并有气体逸出
D.电解过程中HCO3﹣浓度逐渐减小
(4)甲酸的用途之一是用于配制“缓冲溶液”,在这种溶液中加入少量的强酸或强碱,溶液的pH变化不大,能保持溶液pH相对稳定。(已知甲酸的电离平衡常数Ka=1.8×10-4)
①现将等浓度甲酸与甲酸钠溶液混合,配成0.1 mol·L-1的HCOOH-HCOONa溶液。用离子方程式表示将少量强碱加入HCOOH-HCOONa缓冲溶液中,pH变化不大的原因
②若用100mL 0.2mol·L-1HCOOH溶液配制pH为4的缓冲溶液,需加入
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