CO2资源化利用的方法之一是合成二甲醚(CH3OCH3)。
(1)CO2 催化加氢合成二甲醚的过程中主要发生下列反应:反应I:CO2(g) + H2(g)
CO(g) + H2O(g) ∆H= +41.2 kJ·mol-1;反应II: 2CO2(g) + 6H2(g)
CH3OCH3(g) + 3H2O(g) ∆H = - 122.5 kJ·mol-1;其中,反应II 分以下①②两步完成,请写出反应①的热化学方程式。
①_____
②2 CH3OH(g)
CH3OCH3(g) + H2O(g) ∆H = -23.5 kJ·mol-1
(2)L(L1、L2)、X分别代表压强或温度,如图表示L一定时,反应II中二甲醚的平衡产率随X变化的关系,其中X代表的物理量是_____ 。判断L1、L2的大小,并简述理由:_____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/21/3cb26066-a730-45c7-bcb9-396c1bebd960.png?resizew=362)
(3)恒压时,在CO2和H2起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性
)随温度变化如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/21/a30f934e-e7c3-44ae-af26-dcd4e4c1e00e.png?resizew=286)
①t ℃ 时,起始投入a molCO2,b mol H2,达到平衡时反应II消耗的H2的物质的量为______ mol。
②温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是______ 。
(1)CO2 催化加氢合成二甲醚的过程中主要发生下列反应:反应I:CO2(g) + H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
①
②2 CH3OH(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(2)L(L1、L2)、X分别代表压强或温度,如图表示L一定时,反应II中二甲醚的平衡产率随X变化的关系,其中X代表的物理量是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/21/3cb26066-a730-45c7-bcb9-396c1bebd960.png?resizew=362)
(3)恒压时,在CO2和H2起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/47580223d67990f19c58c735fc081253.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/21/a30f934e-e7c3-44ae-af26-dcd4e4c1e00e.png?resizew=286)
①t ℃ 时,起始投入a molCO2,b mol H2,达到平衡时反应II消耗的H2的物质的量为
②温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是
更新时间:2019-11-14 20:14:33
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解题方法
【推荐1】我国力争于2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,因此
的综合利用成为研究热点。
(1)通过捕捉空气中的
和电解水产生的H2可以合成“零碳甲醇”。已知H2(g)的燃烧热为286
,
的燃烧热为726
,反应
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
_______
。
(2)利用电喷雾电离等方法可得
,
与
反应能高选择性地生成甲醇,反应机理如下图所示:
与
反应的能量变化曲线为_______ (填“c”或“d”),写出
与
反应生成的氘代甲醇的结构简式:_______ 或_______ 。
(3)氢气和碳氧化物反应生成甲烷,涉及反应如下:
反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2931ed7c571969c662c61cb8847c5282.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f7b6b36c29aa9cf91fd6f168bf0fb92.png)
反应皿:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f53ac6d4eef8fe40553c0175032a8393.png)
T℃时,向恒容密闭容器中充入一定量的
和1mol
,平衡时
和CO的转化率
及
和
的物质的量
随
变化的情况如图所示。
变化的曲线是_______ (填“a”、“b”、“c”或“d”);![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2e60622cc8e5c311cf0f9e4440206235.png)
_______ ;
的选择性![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6cedfd7a9349b1921f646ba82518610a.png)
_______ 。
②已知起始充入1mol
和1mol
进行上述反应时,起始压强为
。反应Ⅰ的分压平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
_______ (用含
的代数式表示)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
(1)通过捕捉空气中的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f63d914dcbb0b836e07f788f0c42f204.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/42e2b910269ac043288b851e00ea6155.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)利用电喷雾电离等方法可得
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/68d450dbd1c298c7a1f8de89f5e9efb3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/68d450dbd1c298c7a1f8de89f5e9efb3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/80e5de72a54f419b516b37bd75516420.png)
(3)氢气和碳氧化物反应生成甲烷,涉及反应如下:
反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5e6a26492c7e03ee830c19933a1ec084.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2931ed7c571969c662c61cb8847c5282.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/75b662c3a4d646bdc316c08678bfc14c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f7b6b36c29aa9cf91fd6f168bf0fb92.png)
反应皿:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e2e51d4ad00e53e1df6cd4af824b4001.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f53ac6d4eef8fe40553c0175032a8393.png)
T℃时,向恒容密闭容器中充入一定量的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b51c02c842e13205fa31c74d9d048942.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ba8d41defa28f4f06acefb19b1286146.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/601c75a9fcd5b0915c6e66fdf34abf50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8be854ada6485d461f339980f1bcbf3d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4d0fa122603a2c1652fe663e30b20fc6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1468bf189ef75b8a713c299198e765d9.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6cedfd7a9349b1921f646ba82518610a.png)
②已知起始充入1mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ba8d41defa28f4f06acefb19b1286146.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b51c02c842e13205fa31c74d9d048942.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/05ddd6f839e463ac5504467b1e496e90.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/05ddd6f839e463ac5504467b1e496e90.png)
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【推荐2】2022年中国航天在诸多领域实现重大突破。空间站一种处理
的重要方法是对
进行收集和再生处理,重新生成可供人体呼吸的氧气。部分技术路线可分为:_______ 。
(2)Sabatier反应
已知:H2(g)、CH4(g)的燃烧热分别为285.8kJ•mol-1、890.3kJ•mol-1,H2O(l)=H2O(g) ΔH = +44kJ•mol-1。
①则反应Ⅰ:CO2(g) +4H2(g)
CH4(g) +2H2O(g) 的ΔH =_____ kJ•mol-1。
②科学家研究Sabatier反应,部分历程如图所示,吸附在催化剂表面上的物种用“·”标注,Ts表示过渡态。下列说法中错误的是_______ 。
B.该转化反应的速率取决于Ts1的能垒
C.·HOCO转化为·CO和·OH的反应ΔH<0
D.催化剂能降低反应的活化能,提高反应物的平衡转化率
③空间站的反应器内,通常采用反应器前段加热,后段冷却的方法以提高CO2的转化效率,原因是_______ 。
④在CO2催化加氢制甲烷过程中存在竞争性的反应Ⅱ:CO2(g)+ H2(g)
CO(g)+ H2O(g),一定温度下,向10L恒容密闭容器中充入1mol CO2和1mol H2,发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,5min末达到平衡时测得CO2的转化率为50%,CH4与CO的分压之比为1∶4,H2O(g)的分压为p0.则0~5min内,平均反应速率v(H2)= ______ mol•L-1•min-1;反应Ⅱ的平衡常数Kp=______ (Kp是用分压表示的平衡常数,用各组分的分压代替浓度)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(2)Sabatier反应
已知:H2(g)、CH4(g)的燃烧热分别为285.8kJ•mol-1、890.3kJ•mol-1,H2O(l)=H2O(g) ΔH = +44kJ•mol-1。
①则反应Ⅰ:CO2(g) +4H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
②科学家研究Sabatier反应,部分历程如图所示,吸附在催化剂表面上的物种用“·”标注,Ts表示过渡态。下列说法中错误的是
B.该转化反应的速率取决于Ts1的能垒
C.·HOCO转化为·CO和·OH的反应ΔH<0
D.催化剂能降低反应的活化能,提高反应物的平衡转化率
③空间站的反应器内,通常采用反应器前段加热,后段冷却的方法以提高CO2的转化效率,原因是
④在CO2催化加氢制甲烷过程中存在竞争性的反应Ⅱ:CO2(g)+ H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
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【推荐3】习近平主席在《中央城镇化工作会议》发出号召:“让居民望得见山、看得见水、记得住乡愁”。消除含氮、硫、氯等化合物对大气和水体的污染对建设美丽家乡,打造宜居环境具有重要意义。
(1)以
为原料,用
氧化制取
,可提高效益,减少污染。反应为:
,通过控制合适条件,分两步循环进行,可使
转化率接近100%。原理如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/24/755e8032-0d36-476f-9ee4-59c7fffa70a2.png?resizew=423)
过程Ⅰ的反应为:
,过程Ⅱ反应的热化学方程式为___________ 。
(2)容积均为
的甲、乙两个容器,其中甲为绝热容器,乙为恒温容器。相同温度下,分别充入
的
,发生反应:
,甲中
的相关量随时间变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/8/e9a7c655-316e-4c21-a1a7-bb97a4ed0d7e.png?resizew=407)
①
内,甲容器中
的反应速率增大的原因是___________ 。
②甲达平衡时,温度若为
,此温度下的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be67926dcdcae9406c284c19b51258b9.png)
___________ 。
③平衡时,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/379af316549c8937dd583a7ee7028fe6.png)
___________
,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b434782eb3165b66b0de64612b039c73.png)
___________
(填“>”、“<”或“=”)。
(3)工业上可用
溶液吸收法处理
,25℃时用
的
溶液吸收
,当溶液
时,溶液中各离子浓度的大小关系为___________ 。(已知25℃时:
的电离常数
,
)
(1)以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/387d2029bc8e5f0ceb454be937a07e3f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7fa4e407156124daed6d1d94dbb26e29.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/39db0d5f5533066dab682ec1bf4c39bf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56105e536a11f0f2fe025a4407491481.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/61c5ada2e45f48700f66cee8396a7403.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/387d2029bc8e5f0ceb454be937a07e3f.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/24/755e8032-0d36-476f-9ee4-59c7fffa70a2.png?resizew=423)
过程Ⅰ的反应为:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/679b5079789a4a8bd712898530fcd00e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b087dd8678020c92cca5ea62c104fbb1.png)
(2)容积均为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f8e4da1fdb1fb9a144c69535644579e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/17c9041904194c45de84eb7022ca335c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9b0a6c15428939414834c004df67176f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35d3f4062b3d1c719f67832fcc8dc4b5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/32d0ba28394ed722612dd065a27fddc9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9b0a6c15428939414834c004df67176f.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/8/e9a7c655-316e-4c21-a1a7-bb97a4ed0d7e.png?resizew=407)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b571bb319c58f1742856f9765402ad25.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9b0a6c15428939414834c004df67176f.png)
②甲达平衡时,温度若为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de322daa655e03aa780a5659fb2b1d3c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be67926dcdcae9406c284c19b51258b9.png)
③平衡时,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/379af316549c8937dd583a7ee7028fe6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4055e0f3954d96714c92b89c0a291fa4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b434782eb3165b66b0de64612b039c73.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8a76b2a8f34bf0c524e59d5c71a97923.png)
(3)工业上可用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8aed0fad5e08ec91fba4c3822026543d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/39208d1c3e640e796d76875beeb9fb04.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cb4e795b0ae6f582a3395fbec0dfcbce.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8aed0fad5e08ec91fba4c3822026543d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/39208d1c3e640e796d76875beeb9fb04.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/adc8df9c43bc64147b739a2105ed0991.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/78c4daf1f6ae4f8594319b379facd8e1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9785028ffcd11072d647dc902f5bfad3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/85b06741c5ef854dc202679b02ac7769.png)
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【推荐1】Ⅰ.催化剂是化工技术的核心,绝大多数的化工生产需采用催化工艺。
(1)新的研究表明,可以将CO2转化为炭黑进行回收利用,反应原理如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932625915224064/1934018994266112/STEM/73626a76-0b18-4810-8ce9-a8d98b83fe35.png?resizew=221)
整个过程中Fe3O4的作用是________________________________ 。
(2)已知反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0。按n(N2)∶n(H2) = 1∶3向反应容器中投料,在不同温度下分别达平衡时,混合气中NH3的质量分数随压强变化的曲线如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932625915224064/1934018994266112/STEM/74b86e57-70a7-457c-9f29-1188b7efd46c.png?resizew=369)
①下列说法正确的是__________ 。(填字母)
a.曲线a、b、c对应的温度是由低到高
b.加入催化剂能加快化学反应速率和提高H2的转化率
c.图中Q、M、N点的平衡常数:K(N)>K(Q)=K(M)
②M点对应H2的转化率是__________ 。
③2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932625915224064/1934018994266112/STEM/b678a3ed-fbcb-4485-8c7b-14a33dd9c891.png?resizew=491)
、
和
分别表示N2、H2和NH3。e表示生成的NH3离开催化剂表面,b和c的含义分别是____________ 和______________ 。
(3)有机反应中也常用到催化剂。某反应原理可以用下图表示,写出此反应的化学方程式_____________________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932625915224064/1934018994266112/STEM/728be1cd-0c2b-4857-b922-2cf86ed2519c.png?resizew=426)
Ⅱ.过二硫酸钾(K2S2O8)在科研与工业上有重要用途。
(4)某厂采用湿法K2S2O8氧化脱硝和氨法脱硫工艺综合处理燃煤锅炉烟气,提高了烟气处理效率,处理液还可以用作城市植被绿化的肥料。一定条件下,NO去除率随温度变化的关系如图所示。80℃时,若NO初始浓度为450 mg·m-3,t min达到最大去除率,NO去除的平均反应速率:v(NO)=__________ mol·L-1·Min-1(列代数式,不必计算结果)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932625915224064/1934018994266112/STEM/b25db78d-4073-4cfa-bb66-ece5707f034b.png?resizew=252)
(5)过二硫酸钾可通过“电解→转化→提纯”方法制得,电解装置示意图如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932625915224064/1934018994266112/STEM/063a40b4-bbc7-4ea1-ac32-b8537adc8f06.png?resizew=172)
常温下,电解液中含硫微粒的主要存在形式与pH的关系如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932625915224064/1934018994266112/STEM/a076a7e4-16ca-4c18-8d15-893186812edb.png?resizew=318)
在阳极放电的离子主要是HSO4,阳极区电解质溶液的pH范围为___________ ,阳极的电极反应式为_____________ 。
(1)新的研究表明,可以将CO2转化为炭黑进行回收利用,反应原理如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932625915224064/1934018994266112/STEM/73626a76-0b18-4810-8ce9-a8d98b83fe35.png?resizew=221)
整个过程中Fe3O4的作用是
(2)已知反应N2(g)+3H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932625915224064/1934018994266112/STEM/8d61b66d-031b-409b-a9df-1f9b03afc5b4.png?resizew=39)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932625915224064/1934018994266112/STEM/74b86e57-70a7-457c-9f29-1188b7efd46c.png?resizew=369)
①下列说法正确的是
a.曲线a、b、c对应的温度是由低到高
b.加入催化剂能加快化学反应速率和提高H2的转化率
c.图中Q、M、N点的平衡常数:K(N)>K(Q)=K(M)
②M点对应H2的转化率是
③2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932625915224064/1934018994266112/STEM/b678a3ed-fbcb-4485-8c7b-14a33dd9c891.png?resizew=491)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932625915224064/1934018994266112/STEM/d9b18c1d-92ed-4e45-9a9c-039dfd39f1d6.png?resizew=37)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932625915224064/1934018994266112/STEM/ac132b64-0b5f-4828-aa74-549a68a970f5.png?resizew=34)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932625915224064/1934018994266112/STEM/da9a90b5-d08c-475f-9275-869e88a60a43.png?resizew=44)
(3)有机反应中也常用到催化剂。某反应原理可以用下图表示,写出此反应的化学方程式
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932625915224064/1934018994266112/STEM/728be1cd-0c2b-4857-b922-2cf86ed2519c.png?resizew=426)
Ⅱ.过二硫酸钾(K2S2O8)在科研与工业上有重要用途。
(4)某厂采用湿法K2S2O8氧化脱硝和氨法脱硫工艺综合处理燃煤锅炉烟气,提高了烟气处理效率,处理液还可以用作城市植被绿化的肥料。一定条件下,NO去除率随温度变化的关系如图所示。80℃时,若NO初始浓度为450 mg·m-3,t min达到最大去除率,NO去除的平均反应速率:v(NO)=
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932625915224064/1934018994266112/STEM/b25db78d-4073-4cfa-bb66-ece5707f034b.png?resizew=252)
(5)过二硫酸钾可通过“电解→转化→提纯”方法制得,电解装置示意图如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932625915224064/1934018994266112/STEM/063a40b4-bbc7-4ea1-ac32-b8537adc8f06.png?resizew=172)
常温下,电解液中含硫微粒的主要存在形式与pH的关系如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/26/1932625915224064/1934018994266112/STEM/a076a7e4-16ca-4c18-8d15-893186812edb.png?resizew=318)
在阳极放电的离子主要是HSO4,阳极区电解质溶液的pH范围为
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(0.4)
【推荐2】二氧化碳(
)的高值化利用是解决全球气候变暖和能源短缺问题的重要举措,低碳烯烃 作为基础化工原料,是
加氢转化的主要产品之一、
请回答:
(1)以合成
为例,其合成反应为:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
①已知
的燃烧热为
;
的燃烧热为
;
的热效应为
,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/14d7083610c69e55d959b9b8678e8543.png)
___________ (请用
、
、
表示)
②该反应在较低温度时能自发进行,可能原因为___________ 。
③在体积为V L的恒容密闭容器中,以
的投料比发生上述反应,不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图所示,a曲线代表的物质为___________ ,
温度下该反应的平衡常数
为___________ 。
加氢制低碳烯烃主要包含以下两步反应:
第一步:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d92a9a01739ffe21a97e84c7c62c823.png)
第二步:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c523e50f790218235eae777f95a8a724.png)
第二步的机理及可能的副反应如图:
的第一电离能为1330kJ/mol,第一电子亲和能(基态的气态分子得到一个电子形成-1价气态阴离子时所放出的能量)为3665kJ/mol
①下列说法不正确的是___________ 。
A.第一步反应中,在催化剂表面,
倾向于通过给出电子的方式进行活化
B.Fe基催化剂的反应活性位点间不宜相距太远,否则不利于碳链的增长
C.Fe基催化剂对C原子吸附能力越强,越有利提高短链烯烃的比例
D.该过程中可能产生
等副产品
②在其他条件恒定的情况下,适当降低原料气的流速,
的转化率将___________ (填“增大”或“减小”),原因为___________ ;产物中
将___________ ,原因为___________ 。(结合反应机理中的步骤来回答)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
请回答:
(1)以合成
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/49662a5a87cc16ff17ce89f2e1dc276b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/45c7c4ac8d52a2a6bb93be1302741823.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
①已知
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35a454341ced1eb37c9719d065828f90.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a95d800b889e9e22aa00ec16b7f0a794.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/51cf12bdad9cfe81b6bd25ed3adc8219.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ac4bb5ab7f13c24e73afc40e9e4ab04b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/14d7083610c69e55d959b9b8678e8543.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a95d800b889e9e22aa00ec16b7f0a794.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ac4bb5ab7f13c24e73afc40e9e4ab04b.png)
②该反应在较低温度时能自发进行,可能原因为
③在体积为V L的恒容密闭容器中,以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5e4d6b2f14b5f11ed0279e24bd767f1a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a724b59c890095baa5cb73e267c44.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fa6699df89b2ed57b261c4ba323be586.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
第一步:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4d6a7e2b3665a014e76b1c2dd83e9a3e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d92a9a01739ffe21a97e84c7c62c823.png)
第二步:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/215a537e2615da05d70021910b9ac86f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c523e50f790218235eae777f95a8a724.png)
第二步的机理及可能的副反应如图:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/610b96e1f12fc3f4c10f78f3a3fa8db5.png)
①下列说法不正确的是
A.第一步反应中,在催化剂表面,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
B.Fe基催化剂的反应活性位点间不宜相距太远,否则不利于碳链的增长
C.Fe基催化剂对C原子吸附能力越强,越有利提高短链烯烃的比例
D.该过程中可能产生
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/abbc04754ebb22f8aa6f1aee0a047fa3.png)
②在其他条件恒定的情况下,适当降低原料气的流速,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/11eeeb4b5d672bc36c5e02e437837741.png)
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(0.4)
【推荐3】研究NOx、SO2和CO等气体的相关反应对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。请回答下列问题:
(1)已知:①NO2(g)+CO(g)⇌CO2(g)+NO(g)△H1=-233kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)⇌NO(g)△H2=+179kJ·mol-1
③2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H3=-111.9kJ·mol-1
则2NO2(g)+4CO(g)⇌4CO2(g)+N2(g)△H=_______ 。
(2)研究发现(1)中反应③分两步进行:
第一步:快反应2NO(g)⇌N2O2(g)△H<0
第二步:慢反应N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H<0
活化能大小比较:Ea(第一步)_______ Ea(第二步)(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)在混有NO2(g)和N2O4(g)的VL密闭容器中发生反应2NO2(g)⇌N2O4(g)△H<0,随着温度升高,体系中各物质平衡时的物质的量分数的变化关系如图1所示。曲线_____ (填“a”或“b”)表示NO2的物质的量分数x%与温度的变化关系。若T1℃时,混合气体的物质的量为zmol,升温至T2℃,反应tmin达到平衡,该过程以N2O4表示的平均化学反应速率为v0mol·L-1·min-1,则T2℃时平衡体系中n(N2O4)=____ mol(用含z、v0、t的式子表示),此时物质的量分数平衡常数Kx=____ (用物质的量分数代替平衡浓度)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/3/2971303871315968/2971490475057152/STEM/f6c0e138-144d-430a-be1b-e332f727310a.png?resizew=335)
(4)V2O5/炭基材料(活性炭、活性焦、活炭纤维)也可以脱硫脱硝。V2O5/炭基材料脱硫原理是:SO2在炭表面被吸附,吸附态SO2在炭表面被催化氧化为SO3,SO3再转化为硫酸盐等。
①V2O5/炭基材料脱硫时,通过红外光谱发现脱硫开始后催化剂表面出现了VOSO4的吸收峰,再通入O2后VOSO4吸收峰消失,该脱硫反应过程可表示为:SO2+V2O5+O2=VOSO4(配平方程式)_____ 、____ (用化学方程式表示)。
②气体流速和温度一定时,烟气中O2浓度对V2O5/炭基材料催化剂脱硫脱硝活性的影响如图2所示。当O2浓度过高时,去除率下降的可能原因是_______ 。
(1)已知:①NO2(g)+CO(g)⇌CO2(g)+NO(g)△H1=-233kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)⇌NO(g)△H2=+179kJ·mol-1
③2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H3=-111.9kJ·mol-1
则2NO2(g)+4CO(g)⇌4CO2(g)+N2(g)△H=
(2)研究发现(1)中反应③分两步进行:
第一步:快反应2NO(g)⇌N2O2(g)△H<0
第二步:慢反应N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H<0
活化能大小比较:Ea(第一步)
(3)在混有NO2(g)和N2O4(g)的VL密闭容器中发生反应2NO2(g)⇌N2O4(g)△H<0,随着温度升高,体系中各物质平衡时的物质的量分数的变化关系如图1所示。曲线
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/3/2971303871315968/2971490475057152/STEM/f6c0e138-144d-430a-be1b-e332f727310a.png?resizew=335)
(4)V2O5/炭基材料(活性炭、活性焦、活炭纤维)也可以脱硫脱硝。V2O5/炭基材料脱硫原理是:SO2在炭表面被吸附,吸附态SO2在炭表面被催化氧化为SO3,SO3再转化为硫酸盐等。
①V2O5/炭基材料脱硫时,通过红外光谱发现脱硫开始后催化剂表面出现了VOSO4的吸收峰,再通入O2后VOSO4吸收峰消失,该脱硫反应过程可表示为:SO2+V2O5+O2=VOSO4(配平方程式)
②气体流速和温度一定时,烟气中O2浓度对V2O5/炭基材料催化剂脱硫脱硝活性的影响如图2所示。当O2浓度过高时,去除率下降的可能原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/3/2971303871315968/2971490475057152/STEM/985f0f6d-423e-4a2a-8f7e-f48ca70f1eb5.png?resizew=373)
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(0.4)
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【推荐1】甲醇
是重要的化工原料。回答问题:
(1)以甲醇为原料制备甲醛
。
Ⅰ.脱氢法:CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g) ΔH1=+86.1kJ·mol-1
Ⅱ.氧化法:CH3OH(g)+
O2(g)
HCHO(g)+H2O(g) ΔH2
Ⅲ.深度氧化反应:HCHO(g)+
O2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH3
O2(g)=H2O(g)ΔH4=-197.8kJ·mol-1,计算![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5a6835b07a380ede1ca01c1a4c6b1f5c.png)
_______ 。
②图-1中两条曲线分别为反应Ⅰ和Ⅱ平衡常数
随温度变化关系的曲线,其中表示反应Ⅰ的为_______ (填曲线标记字母)。
③图-2为甲醇氧化法在不同温度下甲醇转化率与甲醛产率的曲线图。600K以后,随温度升高,甲醛产率显著下降的主要原因是_______ 。
(2)一定条件下CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH<0。在容积均恒为
的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个恒温容器中分别充入1.0mol CO和2.0mol H2,分别在
温度下反应,
时
的体积分数如图-3所示,此时Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定达到化学平衡状态的是_______ ;其化学平衡常数为_______ 。容器Ⅱ中,
内,
的反应速率为_______
。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a051794be5161ed2322124ffea611660.png)
(1)以甲醇为原料制备甲醛
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4d8a4440d9282f7f8db229d6c0d0b88e.png)
Ⅰ.脱氢法:CH3OH(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
Ⅱ.氧化法:CH3OH(g)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
Ⅲ.深度氧化反应:HCHO(g)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5a6835b07a380ede1ca01c1a4c6b1f5c.png)
②图-1中两条曲线分别为反应Ⅰ和Ⅱ平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5a862b820c5e5cf46c575b79167f2e6c.png)
③图-2为甲醇氧化法在不同温度下甲醇转化率与甲醛产率的曲线图。600K以后,随温度升高,甲醛产率显著下降的主要原因是
(2)一定条件下CO(g)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3bf0295adab7a69310bf19b31f138b8a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d9a0d59da02ae9050ee4cf11078b1f18.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fcf98e424dd8f88303203bf2085d18a9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fcf98e424dd8f88303203bf2085d18a9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5547f6339f968a7af10c5c0c781308a9.png)
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【推荐2】甲醇是重要的化工原料之一,也可用作燃料,利用合成气(主要成分为CO、
和
)可以合成甲醇,涉及的反应如下:
反应i:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
反应ii:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2005a42faa718e164a6c6e3940ce138a.png)
反应iii:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/409ef94edc4122f78d44d61db1383c97.png)
(1)在某催化剂作用下,反应i的反应历程如图所示(图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能量,*表示吸附在催化剂上):
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/14/1464b33b-e17c-45b7-924c-04504ad6cdd6.png?resizew=314)
①反应i在________ (填“较低”或“较高”)温度下才能自发进行。
②结合反应历程,写出反应i中生成甲醇的决速步骤的反应方程式:________ 。
(2)将一定量的
和
充入密闭容器中并加入合适的催化剂,只发生反应ii和iii。一定条件下,测得
的平衡转化率、
的选择性
和CO的选择性
随压强的变化曲线如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/14/67d2f926-c942-4e08-9085-035e4b2a5fa7.png?resizew=274)
①图中表示
的平衡转化率的曲线是________ (填“m”、“n”或“p”下同)
的选择性曲线是________ CO的选择性曲线是________ 。
②有利于提高提高甲醇选择性的条件是________ 。
A.低温高压 B.低温低压 C.高温高压 D.高温低压
(3)有研究认为,在某催化剂作用下反应ii先后通过反应iii、i来实现。保持温度T不变,向一2L恒容密闭容器中充入
和
,在该催化剂作用下发生反应,经5min达到平衡,测得
的物质的量为3mol,起始及达平衡时容器的总压强比为3:2,则从开始到平衡用
表示的平均反应速率为________
。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
反应i:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/448214d120a423ca1014cde0d1eaefc8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
反应ii:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f3259baddfe9bc02ac5766f800607825.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2005a42faa718e164a6c6e3940ce138a.png)
反应iii:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/005347070dffab62c10dba68c72af84e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/409ef94edc4122f78d44d61db1383c97.png)
(1)在某催化剂作用下,反应i的反应历程如图所示(图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能量,*表示吸附在催化剂上):
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/14/1464b33b-e17c-45b7-924c-04504ad6cdd6.png?resizew=314)
①反应i在
②结合反应历程,写出反应i中生成甲醇的决速步骤的反应方程式:
(2)将一定量的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c299424fab47049e993bd886d5cd7a36.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/85973e3cffda90b16b2ac900d7f914fd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d44074982980cd8e0e9d474bb88195de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/91296e76514c4c87393b70b813077047.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/430b22b1a61c385f3d5e009df07b268c.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/14/67d2f926-c942-4e08-9085-035e4b2a5fa7.png?resizew=274)
①图中表示
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
②有利于提高提高甲醇选择性的条件是
A.低温高压 B.低温低压 C.高温高压 D.高温低压
(3)有研究认为,在某催化剂作用下反应ii先后通过反应iii、i来实现。保持温度T不变,向一2L恒容密闭容器中充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cd0b61766faee4e922b9f9dcf6a9a918.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cd37a63e81b71725996744e33dc93611.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f6287dab91a4428da92c3ce8f5550973.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/36e533d654a153e681b831fa9ccefb53.png)
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解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
【推荐3】甲醇是一种重要的可再生能源.
(1)利用二氧化碳合成甲醇来替代汽油。
已知:2CH3OH(l) +3O2(g)=4H2O(l)+2CO2(g) △H=—1453.0 kJ/mol,2H2(g) + O2(g)=2H2O(l) △H=—571.6 kJ/mol
计算CO2(g)+3H2(g) =CH3OH(l)+ H2O(l)的反应热△H=___________ kJ/mol。
(2)下图是反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)中CO和CH3OH(g)的物质的量浓度随时间(t)的变化曲线.从反应开始至达到平衡时,用H2表示的反应速率v(H2)=______________ .
(3)在一恒容的密闭容器中充入1mol CO和2mol H2,发生反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H并达到平衡,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化曲线如图所示.
①能判断该反应达到化学平衡状态的是_____ (填选项字母).
A.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
B.H2的体积分数不再改变
C.H2的转化率和CO的转化率相等
D.混合气体的平均相对分子质量不再改变
②比较平衡常数KA、KB、KC的大小:____________
(4)在容积均为V L的甲、乙、丙三个密闭容器中分别充入amol CO和2a mol H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变,在其他条件相同的情况下,实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图所示,此时三个容器中一定处在化学平衡状态的是________ (填“T1”或“T2” 或“T3”);
(5)电化学在我们的生产生活中占有越来越重要的地位。
①燃料电池是一种绿色环保、高效的化学电源。图为甲醇燃料电池,则负极反应式为_____________ 。
②用甲醇燃料电池电解300mL饱和食盐水(惰性电极),则电解的离子方程式为____________________ ,电解一段时间后,当溶液的pH值为13时,消耗O2的质量为_______ g。(忽略溶液体积变化)
(1)利用二氧化碳合成甲醇来替代汽油。
已知:2CH3OH(l) +3O2(g)=4H2O(l)+2CO2(g) △H=—1453.0 kJ/mol,2H2(g) + O2(g)=2H2O(l) △H=—571.6 kJ/mol
计算CO2(g)+3H2(g) =CH3OH(l)+ H2O(l)的反应热△H=
(2)下图是反应CO(g)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/3/2af4a2ba-c92e-4c9b-ba8b-834b183ac662.png?resizew=221)
(3)在一恒容的密闭容器中充入1mol CO和2mol H2,发生反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H并达到平衡,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化曲线如图所示.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/3/06cad5e0-1d8e-426a-9614-f6f792028f22.png?resizew=207)
①能判断该反应达到化学平衡状态的是
A.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
B.H2的体积分数不再改变
C.H2的转化率和CO的转化率相等
D.混合气体的平均相对分子质量不再改变
②比较平衡常数KA、KB、KC的大小:
(4)在容积均为V L的甲、乙、丙三个密闭容器中分别充入amol CO和2a mol H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变,在其他条件相同的情况下,实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图所示,此时三个容器中一定处在化学平衡状态的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/4/3ce06734-ee14-481c-a739-2b801f1b1bfb.png?resizew=224)
(5)电化学在我们的生产生活中占有越来越重要的地位。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/4/e47bb238-9c32-423f-8b6a-b068d1ccb7d3.png?resizew=180)
①燃料电池是一种绿色环保、高效的化学电源。图为甲醇燃料电池,则负极反应式为
②用甲醇燃料电池电解300mL饱和食盐水(惰性电极),则电解的离子方程式为
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】工业用二氧化碳加氢可合成乙醇。
(1)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇,其反应原理为![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9f8cd10bb2c0bd02e4c3456610acf281.png)
。已知在不同温度下的化学平衡常数如表所示:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
___________ 0(填写“大于”或“小于”),理由是___________ 。
(2)保持压强为5MPa,向密闭容器中投入一定量
和
发生上述反应,
的平衡转化率与温度、投料比
的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/12/a8be27c0-d599-44df-af5c-7edecc26ea9d.png?resizew=262)
①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bb680b6b5e07ce6032e9d029cf1ae442.png)
___________
(填写“大于”或“小于”)。A点
,
的转化率是___________ 。
②若投料比
,一定温度下发生反应,下列说法不能作为反应是否达平衡判据的是___________ (填标号)。
a.容器内气体密度不再变化
b.容器内气体平均相对分子质量不再变化
c.生成的
键的数目不变
d.容器内
不再变化
e.断裂
个
键的同时生成
个水分子
(3)如图表示在总压为5MPa的恒压条件下,且
时,不同温度下各物质的物质的量分数与温度的关系。
①曲线b代表的物质为___________ (填化学式)。
②
温度时,该反应的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
___________ 。(提示:用平衡分压代替平衡浓度来计算,某组分平衡分压=总压×该组分的物质的量分数,只列出数值表达式,不必化简)。
(1)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇,其反应原理为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9f8cd10bb2c0bd02e4c3456610acf281.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
温度/℃ | 400 | 500 |
平衡常数K | 9 | 5.3 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
(2)保持压强为5MPa,向密闭容器中投入一定量
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/443dacd3d973f07b7ff94f8d7409f574.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/12/a8be27c0-d599-44df-af5c-7edecc26ea9d.png?resizew=262)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bb680b6b5e07ce6032e9d029cf1ae442.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/97af9ed5778bb62fbba9123172d845ca.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4566d506c452ee30bb82c2ed46115812.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
②若投料比
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fbf29aa05a5a0c176e3a857759d05a59.png)
a.容器内气体密度不再变化
b.容器内气体平均相对分子质量不再变化
c.生成的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/48db79cf1c4a01493006ba298b0a9e88.png)
d.容器内
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/67f028ca42d40801951023ec7c567269.png)
e.断裂
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a704b626f298d16e3980809c1a3cd972.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cb48d11d16ae254abe4687a92dd9de1d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/733fb36659b6aeeb1b5bbd3776c19745.png)
(3)如图表示在总压为5MPa的恒压条件下,且
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f304ca15b85c928d027c1523a90b662e.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/12/fb1ee3e1-3679-4d0b-8371-526134bcb086.png?resizew=177)
①曲线b代表的物质为
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2114a0fe21dc0e5bf831c146ef02b113.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
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【推荐2】异丁烯()是重要的化工生产原料,可由异丁烷(
)催化脱氢制备,反应如下:
主反应:
副反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/26edabbe2c43af4e74203ad34c4eff2d.png)
气态物质 | C2H4 | CH4 | ||
摩尔生成焓![]() | -134.5 | 20.4 | 52.3 | -74.8 |
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/260083784b7fd9f8c5ad0c2ec1aaef90.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)有利于提高异丁烷平衡转化率的条件是
A.低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
(3)其他条件相同,在恒压
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/da64d590ec977f890762e98f74b03240.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/26edabbe2c43af4e74203ad34c4eff2d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fe0e9179dcaf8cbeadf37f8ed5501dec.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2cc6d41c1c2c3b421ce9fd73bb14884.png)
②下列说法错误的是
A.由图1可知,温度越高,异丁烷的转化率越大,丙烯的产率越小
B.混入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
C.图2中,空速增加,异丁烷转化率降低的原因可能是原料气在催化剂中停留时间过短
D.图2中,空速增加,异丁烯选择性升高的原因可能是原料气将产物迅速带走,抑制了副反应的发生
③图1中,随着温度升高,异丁烷转化率升高而异丁烯选择性下降的原因可能是
④温度为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/67490e0774a7800e6698bec8723964b8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2cec183057249005d5f234c4bea5de7a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1213c2a26a77edc9d0615b9988474c77.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4bfabfff1d350d134914b9fdb2452299.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e5d73778f12dfb95b2998376824620b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8d06ee61e4cb925cb80f41de2564ada0.png)
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【推荐3】氮的氧化物是大气污染物之一,用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物,可防止空气污染。
(1)已知:2C(s)+O2(g)⇌2CO(g) K1
C(s)+O2(g)⇌CO2(g) K2
N2(g)+O2(g)⇌2NO(g) K3
①反应2CO(g) +2NO(g)⇌N2(g) +2CO2(g) 的K=_______ ;(用K1、K2、K3表示)
②在一个恒温恒容的密闭容器中发生反应2CO(g) +2NO(g)⇌N2(g) +2CO2(g),能表明已达到平衡状态的标志有______
A. 混合气体的压强保持不变
B. 混合气体的密度保持不变
C. 混合气体的平均相对分子质量保持不变
D. 气体的总质量
E. 2v正(CO)=v逆(N2)
F. t min内生成2molN2同时消耗1molCO2
(2)向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,发生反应C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g),NO和N2的物质的量变化如表所示。
①0∼5min内,以CO2表示的该反应速率v(CO2)=____ ,最终达平衡时NO的转化率
=_____ ,该温度T℃下的平衡常数K=______ 。
②保持温度T℃不变,向该2L密闭容器中加入该四种反应混合物各2mol,则此时反应___ 移动(填“正向”、“逆向”或“不”);最终达平衡时容器中气体的平均摩尔质量为____ g·mol-1。
(1)已知:2C(s)+O2(g)⇌2CO(g) K1
C(s)+O2(g)⇌CO2(g) K2
N2(g)+O2(g)⇌2NO(g) K3
①反应2CO(g) +2NO(g)⇌N2(g) +2CO2(g) 的K=
②在一个恒温恒容的密闭容器中发生反应2CO(g) +2NO(g)⇌N2(g) +2CO2(g),能表明已达到平衡状态的标志有
A. 混合气体的压强保持不变
B. 混合气体的密度保持不变
C. 混合气体的平均相对分子质量保持不变
D. 气体的总质量
E. 2v正(CO)=v逆(N2)
F. t min内生成2molN2同时消耗1molCO2
(2)向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,发生反应C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g),NO和N2的物质的量变化如表所示。
条件 | 保持温度为T/℃ | ||||||
时间 | 0 | 5min | 10min | 15min | 20min | 25min | 30min |
NO物质的量/mol | 2.0 | 1.4 | 1.0 | 0.70 | 0.50 | 0.40 | 0.40 |
N2物质的量/mol | 0 | 0.3 | 0.50 | 0.65 | 0.75 | 0.80 | 0.80 |
①0∼5min内,以CO2表示的该反应速率v(CO2)=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e170f206fdbbd834aad7580c727e2cc6.png)
②保持温度T℃不变,向该2L密闭容器中加入该四种反应混合物各2mol,则此时反应
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