1 . 我国科学家设计的化学链重整联合CO2捕集制H2系统如下图所示:
(1)空气反应器中发生___________ 反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)重整气中有H2、CO、CO2、CH4和H2O,燃料反应器中CH4和NiO反应的化学方程式有___________ 。
(3)CaO吸收反应器中还发生蒸汽变换反应(CO与水蒸气或CH4与水蒸气反应)
①1 mol CH4和水蒸气生成CO2和H2吸收热量165 kJ,1 mol CH4和水蒸气生成CO和H2吸收热量206 kJ,CO(g) + H2O (g) =H2(g) + CO2(g) ΔH =___________ 。
② 反应温度对H2产率()、CO2捕集率()及产品气组成的影响如下图所示:
结合化学方程式说明图1中温度升高CO2捕集率降低的原因___________ ;解释图2中温度升高H2体积分数降低的原因___________ 。
(4)燃料反应器和吸收反应器中加入水蒸气的作用___________ 。
(1)空气反应器中发生
(2)重整气中有H2、CO、CO2、CH4和H2O,燃料反应器中CH4和NiO反应的化学方程式有
(3)CaO吸收反应器中还发生蒸汽变换反应(CO与水蒸气或CH4与水蒸气反应)
①1 mol CH4和水蒸气生成CO2和H2吸收热量165 kJ,1 mol CH4和水蒸气生成CO和H2吸收热量206 kJ,CO(g) + H2O (g) =H2(g) + CO2(g) ΔH =
② 反应温度对H2产率()、CO2捕集率()及产品气组成的影响如下图所示:
结合化学方程式说明图1中温度升高CO2捕集率降低的原因
(4)燃料反应器和吸收反应器中加入水蒸气的作用
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解题方法
2 . 丙烯是应用广泛的化工原料,工业上两种利用丙烷制备丙烯的反应如下:
I.丙烷直接脱氢:
II.氧化丙烷脱氢:
回答下列问题:
(1)反应 ∆H=___________ kJ∙mol-1。
(2)一定条件下,向1L实验容器中充入1mol气态C3H8发生反应Ⅰ。其中主要副反应为:III.丙烷裂解:。下图为测得不同温度下C3H6的平衡产率:
温度高于T0,C3H6的平衡产率随温度升高而减小的原因是___________ 。
(3)运用丙烷直接脱氢法,在相同温度和催化剂条件下,体积均为0.5L的恒容密闭容器中只发生反应I,测得反应的有关数据如下:
①容器a达到平衡时C3H8(g)的平衡浓度为c(C3H8)=___________ ,平衡常数为___________ 。
②容器b经过5分钟达到平衡,则用C3H8(g)表示化学反应速率v(C3H8)=___________ ,反应吸收热量Q为___________ kJ。
③容器c达到平衡时,反应对外___________ (填吸收或放出)热量。
I.丙烷直接脱氢:
II.氧化丙烷脱氢:
回答下列问题:
(1)反应 ∆H=
(2)一定条件下,向1L实验容器中充入1mol气态C3H8发生反应Ⅰ。其中主要副反应为:III.丙烷裂解:。下图为测得不同温度下C3H6的平衡产率:
温度高于T0,C3H6的平衡产率随温度升高而减小的原因是
(3)运用丙烷直接脱氢法,在相同温度和催化剂条件下,体积均为0.5L的恒容密闭容器中只发生反应I,测得反应的有关数据如下:
容器 编号 | 起始时各物质物质的量/mol | 达平衡时体系的能量变化 | ||
C3H8(g) | C3H6(g) | H2(g) | ||
a | 0 | 1 | 1 | 放热32kJ |
b | 1 | 0 | 0 | 吸热QkJ |
c | 0.2 | 0.8 | 0.8 | ∆Hc |
②容器b经过5分钟达到平衡,则用C3H8(g)表示化学反应速率v(C3H8)=
③容器c达到平衡时,反应对外
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3 . CO2催化加氢制CH4的反应为:。催化剂上反应过程示意如图1所示。其他条件不变时,CO2的转化率和CH4的选择性(CO2转化为甲烷的量/ CO2转化的总量)随温度变化如图2所示。下列说法不正确的是
A.催化剂改变了中O—C—O键的键角 |
B.150℃到350℃时,基本没有发生副反应 |
C.催化加氢制是一个吸热反应 |
D.结合下列热化学方程式,可以通过盖斯定律计算加氢制的反应热 、 |
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2023-03-17更新
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521次组卷
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2卷引用:北京市石景山区2022-2023学年高三下学期质量监控(零模)化学试题
4 . CO2分子结构稳定,难以给出电子,较容易接受电子,较难活化。采用CO2作为碳源,通过CO2催化加氢方式,不仅可以减少温室气体的排放,还可以将CO2转化为高附加值的化学产品,具有重要的战略意义。
(1)若活化CO2,通常需要采取适当的方式使CO2的分子结构从_______ (填分子的空间结构名称)变为弯曲型,便于下一步反应。
(2)一种CO2直接加氢的反应机理如图a所示。
①写出总反应的化学方程式_______ 。
②MgOCO2也可以写成MgCO3,写出CO的VSEPR模型名称_______ 。
(3)①已知:主反应CO2催化加氢制甲醇是放热反应
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1
2CH3OH(g)+3O2(g)=4H2O(g)+2CO2(g) ΔH2
写出CO2催化加氢制甲醇的热化学方程式_______ (ΔH用含ΔH1和ΔH2的代数式表示)。
②CO2催化加氢制甲醇过程中的主要竞争反应为:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ/mol,在恒温密闭容器中,维持压强和投料不变,将CO2和H2按一定流速通过反应器,CO2转化率和CH3OH选择性[x(CH3OH)%=]随温度变化关系如图b所示,分析236℃以后,图b中曲线下降的原因_______ 。
③我国科学家设计了离子液体电还原CO2合成CH3OH工艺,写出碱性条件下CO2生成甲醇的电极反应式_______ 。
(1)若活化CO2,通常需要采取适当的方式使CO2的分子结构从
(2)一种CO2直接加氢的反应机理如图a所示。
①写出总反应的化学方程式
②MgOCO2也可以写成MgCO3,写出CO的VSEPR模型名称
(3)①已知:主反应CO2催化加氢制甲醇是放热反应
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1
2CH3OH(g)+3O2(g)=4H2O(g)+2CO2(g) ΔH2
写出CO2催化加氢制甲醇的热化学方程式
②CO2催化加氢制甲醇过程中的主要竞争反应为:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ/mol,在恒温密闭容器中,维持压强和投料不变,将CO2和H2按一定流速通过反应器,CO2转化率和CH3OH选择性[x(CH3OH)%=]随温度变化关系如图b所示,分析236℃以后,图b中曲线下降的原因
③我国科学家设计了离子液体电还原CO2合成CH3OH工艺,写出碱性条件下CO2生成甲醇的电极反应式
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5 . 火力发电厂释放出大量气体会造成环境污染。对燃煤废气进行处理,可实现绿色环保、废物利用等目的。
(1)CO可以与H2O(g)发生反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H<0,在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,起始时按照如表进行投料,在800℃时达到平衡状态,K=1.0。
①该反应的平衡常数表达式为___________ 。
②平衡时,丙容器中H2O的物质的量是___________ mol,甲容器中CO的转化率是 ___________ ,容器中CO的转化率:乙 ___________ 甲(填“>”、“=”或“<”)。
③丙容器中,其它条件不变时,温度___________ (填“升高”或“降低”),CO的平衡转化率升高。
(2)除去氮氧化物:
①利用甲烷催化还原NOx;
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=﹣574kJ•mol﹣1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=﹣1160kJ•mol﹣1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为___________ 。
②也可用氨气与之发生反应:NOx+NH3→N2+2H2O。现有NO2和NO的混合气体3.0L,和3.4L(同温同压下)NH3反应,恰好使其全部转化为氮气,则原混合气体中,NO2和NO的体积比是___________ 。
(1)CO可以与H2O(g)发生反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H<0,在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,起始时按照如表进行投料,在800℃时达到平衡状态,K=1.0。
起始物质的量 | 甲 | 乙 | 丙 |
n(H2O)/mol | 0.10 | 0.20 | 0.20 |
n(CO)/mol | 0.10 | 0.10 | 0.20 |
①该反应的平衡常数表达式为
②平衡时,丙容器中H2O的物质的量是
③丙容器中,其它条件不变时,温度
(2)除去氮氧化物:
①利用甲烷催化还原NOx;
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=﹣574kJ•mol﹣1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=﹣1160kJ•mol﹣1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为
②也可用氨气与之发生反应:NOx+NH3→N2+2H2O。现有NO2和NO的混合气体3.0L,和3.4L(同温同压下)NH3反应,恰好使其全部转化为氮气,则原混合气体中,NO2和NO的体积比是
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