解题方法
1 . 其他条件不变时,向1L刚性密闭容器中充入。假定只发生下列三个反应:
①
②
③
体系中、、所占物质的量分数与温度关系如图所示:下列叙述正确的是
①
②
③
体系中、、所占物质的量分数与温度关系如图所示:下列叙述正确的是
A.根据图像可判断:, |
B.升温,反应②和③只向正反应方向移动 |
C.700K时,转化率为80% |
D.若700K时反应①处于平衡状态,则其物质的量分数平衡常数为6.4 |
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2 . 已知某反应,在其他条件不变的情况下,改变某一条件后的化学平衡图像如图(T表示温度,p表示压强且,表示转化率)。下列说法正确的是
A., | B., |
C., | D., |
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3 . 为了缓解温室效应与能源供应之间的冲突,从空气中捕集CO2并将其转化为燃料或增值化学品成为了新的研究热点,如甲醇的制备。回答下列问题:
I.制备合成气:反应在工业上有重要应用。
(1)该反应在不同温度下的平衡常数如表所示。
①反应的___________ 0(填“>”“<”或“=”)。
②反应常在较高温度下进行,该措施的优缺点是___________ 。
(2)该反应常在Pd膜反应器中进行,其工作原理如图1所示。利用平衡移动原理解释反应器存在Pd膜时具有更高转化率的原因是___________ 。
Ⅱ.合成甲醇:在体积不变的密闭容器中投入和,不同条件下发生反应:。实验测得平衡时的转化率随温度、压强的变化如图2所示。(3)图2中X代表___________ (填“温度”或“压强”)。若图2中M点对应的容器体积为5L,则N点的平衡常数K为___________ 。
(4)图3中正确表示该反应的平衡常数的负对数与X的关系的曲线___________ (填“AC”或“AB”)。(5)通过光催化、光电催化或电解水制氢来进行二氧化碳加氢制甲醇(CH3OH),发生的主要反应是。若二氧化碳加氢制甲醇的反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明该反应进行到时刻达到平衡状态的是___________ (填标号)。
I.制备合成气:反应在工业上有重要应用。
(1)该反应在不同温度下的平衡常数如表所示。
温度/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 |
平衡常数 | 1.67 | 1.11 | 1.00 | 0.59 |
②反应常在较高温度下进行,该措施的优缺点是
(2)该反应常在Pd膜反应器中进行,其工作原理如图1所示。利用平衡移动原理解释反应器存在Pd膜时具有更高转化率的原因是
Ⅱ.合成甲醇:在体积不变的密闭容器中投入和,不同条件下发生反应:。实验测得平衡时的转化率随温度、压强的变化如图2所示。(3)图2中X代表
(4)图3中正确表示该反应的平衡常数的负对数与X的关系的曲线
a. b. c. d.
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4 . 二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”,由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
①
②
③
回答下列问题:
(1)反应的平衡常数K=________ (用、、表示)。
(2)在保持反应物投料不变的情况下,请写出一条提高甲醇产率的措施________ 。
(3)一定温度下,将0.2molCO和通入2L恒容密闭容器中,发生反应③,5min后达到化学平衡,平衡后测得的体积分数为0.1。则0~5min内________ ,CO的转化率为________ 。
(4)将合成气以通入1L的反应器中,一定条件下发生反应: ,其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图1所示。下列说法正确的是________ (填字母)。
(5)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和制备二甲醚(DME)。观察图2,当约为________ 时最有利于二甲醚的合成。
①
②
③
回答下列问题:
(1)反应的平衡常数K=
(2)在保持反应物投料不变的情况下,请写出一条提高甲醇产率的措施
(3)一定温度下,将0.2molCO和通入2L恒容密闭容器中,发生反应③,5min后达到化学平衡,平衡后测得的体积分数为0.1。则0~5min内
(4)将合成气以通入1L的反应器中,一定条件下发生反应: ,其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图1所示。下列说法正确的是
图1
A. B. C.若在和316℃时,起始时,则平衡时,α(CO)小于50%(5)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和制备二甲醚(DME)。观察图2,当约为
图2
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5 . 在体积均为1.0L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉,再分别加入和,在不同温度下反应达到平衡,平衡时的物质的量浓度随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法不正确的是
A.反应的 |
B.体系的总压强(状态Ⅱ)(状态Ⅰ) |
C.体系中c(CO):c(CO,状态Ⅱ)<2c(CO,状态Ⅲ) |
D.逆反应速率(状态Ⅰ)(状态Ⅲ) |
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6 . 如图所示的各图中,表示 这个可逆反应的正确图像的是[表示C的质量分数,p表示气体压强,c表示浓度]
|
|
|
|
A | B | C | D |
A.A | B.B | C.C | D.D |
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7 . 甲醇是一种重要的化工原料,具有广阔的开发和应用前景。工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇(CH3OH)。
(1)已知一定条件下,发生反应:,,该条件下,水煤气转化成甲醇的热化学方程式是__________________________ 。
在体积可变的恒压密闭容器中投入和,不同条件下发生上述反应。实验测得平衡时的物质的量随温度、压强的变化如图1所示。(2)P1____________ P2(填“<”或“>”)
(3)M点对应的平衡混合气体的体积为,则时,该反应的平衡常数__________ ,的转化率为__________________ (保留1位小数)。
(4)工业上可利用甲醇茾基化法进一步制取甲酸甲酯:。在容积不变的密闭容器中,投入等物质的量的和,相同时间内的转化率随温度变化如图2所示(不考虑其他副反应)。①b、c、d三点中,尚未达到化学平衡状态的点是______________ 。
②该反应是______________ (填“放热”或“吸热”)反应。
③曲线ac段和de段的变化趋势不同。试从反应速率和平衡角度说明理___________________ 。
(1)已知一定条件下,发生反应:,,该条件下,水煤气转化成甲醇的热化学方程式是
在体积可变的恒压密闭容器中投入和,不同条件下发生上述反应。实验测得平衡时的物质的量随温度、压强的变化如图1所示。(2)P1
(3)M点对应的平衡混合气体的体积为,则时,该反应的平衡常数
(4)工业上可利用甲醇茾基化法进一步制取甲酸甲酯:。在容积不变的密闭容器中,投入等物质的量的和,相同时间内的转化率随温度变化如图2所示(不考虑其他副反应)。①b、c、d三点中,尚未达到化学平衡状态的点是
②该反应是
③曲线ac段和de段的变化趋势不同。试从反应速率和平衡角度说明理
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8 . 煤的气化与液化是实现煤清洁利用的基本途径;的资源化利用有利于碳中和目标的实现。回答下列问题:
(1)煤制备乙烯的途径之一如下:
;
;
。
已知:① ;
② 。
则___________ ,反应的自发性与温度的关系是___________ 。
(2)催化加氢可得到甲烷: ,从速率与平衡移动两方面考虑,反应温度不宜过低或过高,理由是___________ 。
(3)向某密闭容器中充入一定量的和,在条件下发生反应:。当充入量时的平衡转化率~的关系与时的平衡转化率~的关系如图所示:①表示时平衡转化率~的关系是___________ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②当充入量、温度为时,反应开始后经过达到平衡状态,若最初充人,则内___________ ___________ ;实际生产中从反应炉出来的气体中的转化率总是低于图中表示的相应值,最可能的原因是___________ 。
③下列事实不能说明在一定温度下该反应已经达到平衡状态的是___________ (填选项字母)。
A.容器中气体总体积保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.相同时间内键与键断裂的数目相等
D.与比值保持不变
(1)煤制备乙烯的途径之一如下:
;
;
。
已知:① ;
② 。
则
(2)催化加氢可得到甲烷: ,从速率与平衡移动两方面考虑,反应温度不宜过低或过高,理由是
(3)向某密闭容器中充入一定量的和,在条件下发生反应:。当充入量时的平衡转化率~的关系与时的平衡转化率~的关系如图所示:①表示时平衡转化率~的关系是
②当充入量、温度为时,反应开始后经过达到平衡状态,若最初充人,则内
③下列事实不能说明在一定温度下该反应已经达到平衡状态的是
A.容器中气体总体积保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.相同时间内键与键断裂的数目相等
D.与比值保持不变
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9 . 二氧化碳催化加氢制甲醇,能助力“碳达峰”,发生以下反应:
反应①
反应②
资料:催化剂上吸附或沉积太多的水,碳等,易使催化剂中毒。
(1)反应②在热力学上自发进行的趋势大于反应①,其原因是___________ 。
(2)已知反应①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)压强为100kPa下,将1mol 和2mol 通过装有催化剂的反应器充分反应,平衡时和CO的选择性、的转化率随温度的升高曲线如图所示①图中曲线a代表的是___________ 。
②在上述条件下合成甲醇的适宜工业条件是___________ 。
A.100~300K B.500~600K C.900~1000K D.1000K以上
③573K时,反应②平衡常数___________ (写计算式,为以气体的物质的量分数表示的平衡常数)。
(4)催化加氢制低碳烯烃(2~4个C的烯烃)
某研究小组使用Zn-Ga-O/SAPO-34双功能催化剂实现了直接合成低碳烯烃,并给出了其可能的反应历程(如图所示)。Zn-Ca-O无催化活性,形成氧空位后具有较强催化活性,首先在Zn-Ga-O表面解离成2个H*,随后参与到的还原过程;SAPO-34则催化生成的甲醇转化为低碳烯烃。注:□表示氧原子空位,*表示吸附在催化剂上的微粒。
①理论上、反应历程中消耗的H*与生成的甲醇的物质的量之比为___________ 。
②若原料气中比例过低、过高均会减弱催化剂活性,原因是___________ 。
反应①
反应②
资料:催化剂上吸附或沉积太多的水,碳等,易使催化剂中毒。
(1)反应②在热力学上自发进行的趋势大于反应①,其原因是
(2)已知反应①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)压强为100kPa下,将1mol 和2mol 通过装有催化剂的反应器充分反应,平衡时和CO的选择性、的转化率随温度的升高曲线如图所示①图中曲线a代表的是
②在上述条件下合成甲醇的适宜工业条件是
A.100~300K B.500~600K C.900~1000K D.1000K以上
③573K时,反应②平衡常数
(4)催化加氢制低碳烯烃(2~4个C的烯烃)
某研究小组使用Zn-Ga-O/SAPO-34双功能催化剂实现了直接合成低碳烯烃,并给出了其可能的反应历程(如图所示)。Zn-Ca-O无催化活性,形成氧空位后具有较强催化活性,首先在Zn-Ga-O表面解离成2个H*,随后参与到的还原过程;SAPO-34则催化生成的甲醇转化为低碳烯烃。注:□表示氧原子空位,*表示吸附在催化剂上的微粒。
①理论上、反应历程中消耗的H*与生成的甲醇的物质的量之比为
②若原料气中比例过低、过高均会减弱催化剂活性,原因是
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10 . 利用传感技术可探究压强对化学平衡的影响。往注射器中充入适量气体保持活塞位置不变达到平衡(图甲);恒定温度下,分别在时快速移动注射器活塞后保持活塞位置不变,测得注射器内气体总压强随时间变化如图乙。下列说法错误的是
A.两点对应的反应速率: |
B.B点对应的分压平衡常数为 |
C.C点到D点平衡逆向移动,针筒内气体颜色D点比B点深 |
D.三点中,点的气体平均相对分子质量最大 |
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