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解析
| 共计 5 道试题
1 . 二甲醚又称甲醚,是一种十分重要的化工原料,在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。一定条件下,利用合成气(CO、H2)合成二甲醚,其中主要包括以下三个相互联系的反应:
i.合成气合成甲醇:CO(g) +2H2 (g) CH3OH(g);
ii.甲醇脱水生成二甲醚:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+ H2O(g);
iii.水煤气变换反应:CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)。
请回答下列问题:
(1)已知相关物质变化的焓变如图1所示,写出CO直接加氢合成二甲醚的热化学方程式: _______

(2)有研究者在催化剂(CuO/ZnO/Al2O3)、压强为5.0 MPa的条件下,由CO和H2直接制备二甲醚,结果如图2所示,其中CO转化率随温度升高而降低的原因是_______

(3)实验室模拟上述合成过程,在1 L恒容密闭容器中充入6 mol CO和6 mol H2,连续发生以上i、ii、iii反应,2 h后达到平衡,测得混合体系中各组分浓度如下表:
物质H2CH3OHH2OCO2
物质的量浓度/(mol·L-1)l.440. 780. 120.84
①平衡后,整个过程中CO的转化率为_______;v(CH3OCH3)=_______mol· L-1· h-1
②反应ii的K=_______(保留两位小数)。
(4)合成气可做燃料电池的燃料。一种熔融盐燃料电池的工作原理如图所示,电极A上H2参与的电极反应为 _______,假设催化炉产生的CO与H2的物质的量之比为2:1,电极A处产生的CO2有部分参与循环利用,其利用率为_______
2022-06-07更新 | 264次组卷 | 1卷引用:山西省晋中市2022届高三下学期第二次模拟考试理综化学试题
2 . 清洁能源的综合利用可有效降低碳排放,是实现“碳中和、碳达峰”的重要途径。
(1)以环己烷为原料通过芳构化反应生产苯,同时可获取氢气。图甲是该反应过程中几种物质间的能量关系。

芳构化反应:(g)→(g)+3H2(g) _______kJ/mol。
(2)合成乙醇反应为:。将等物质的量的充入一刚性容器中,测得平衡时的体积分数随温度和压强的关系如图乙。

①压强P1_______P2(填“>”“=”或“<”,下同),a、b两点的平衡常数Ka_______Kb。
②已知Arrhenius经验公式为(为活化能,k为速率常数,RC为常数),为探究m、n两种催化剂的催化效能,进行了实验探究,依据实验数据获得图丙曲线。

在m催化剂作用下,该反应的活化能_______J/mol。从图中信息获知催化效能较高的催化剂是_______(填“m”或“n”),判断理由是_______
(3)和CO合成甲烷反应为:。T℃将等物质的量CO和H2充入恒压(200KPa)的密闭容器中。已知逆反应速率,其中p为分压,该温度下。反应达平衡时测得v=。CO的平衡转化率为_______,该温度下反应的Kp=_______(用组分的分压计算的平衡常数)。
2022-04-14更新 | 1510次组卷 | 10卷引用:山西省晋中市平遥县第二中学校2021-2022学年高二下学期升级化学试题
3 . CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题。
已知:反应ICO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-58kJ·mol1
反应ICO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=+41kJ·mol1
(1)CO(g)和H2(g)反应生成CH3OH(g)的热化学方程式为______________
(2)某实验过程中,控制压强一定,将CO2和H2按一定的初始投料比、一定流速通过催化剂,经过相同时间测得如下实验数据(反应未达到平衡状态):

T/K

CO2实际转化率/%甲醇的选择性/%

543

12.3

42.3

553

15.3

39.1

表中实验数据表明,升高温度,CO2实际转化率提高而甲醇的选择性降低。其原因是____________________________
(3)在一定条件下,选择合适的催化剂只进行反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。调整CO2和H2初始投料比,测得在一定投料比和一定温度下,该反应CO2的平衡转化率如图(各点对应的反应温度可能相同,也可能不同)。

已知:Kx是以物质的量分数表示的化学平衡常数。
①经分析,A、E和G三点对应的反应温度相同,结合数据说明判断理由_______________
②已知反应速率v=v-v=kx(CO2)x(H2)-kx(CO)x(H2O),k、k分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数。C、D、E三点中k-k最大的是___________,A、B、F三点中v最大的是___________。计算E点所示的投料比在从起始到平衡的过程中,当CO2转化率达到50%时,=___________
(4)关于合成甲醇过程中用到的催化剂,下列说法错误的是___________(填字母)。
A.参与了反应,改变了反应历程和△HB.使k和k增大,但二者增大倍数不同
C.降低了反应的活化能D.提高了CO2的平衡转化率
2021-04-04更新 | 783次组卷 | 1卷引用:山西省晋中市2021届高三二模理综化学试题
4 . (1)在一定条件下氨气和氧气能发生反应生成氮气和水蒸气:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) H
查阅资料可得有关的化学键键能数据如下:
化学键N≡NH-ON-HO=O
E/ (kJ·mol-1)946463391496

由此计算上述反应的反应热H=___________kJ·mol-1
(2)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) K1
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) K2
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) K3
注:K1、K2、K3分别为上述三个反应的平衡常数
回答下列问题:
①氨催化氧化反应(生成气态水)的平衡常数K为___________(用K1、K2、K3表示)。
②一定条件下,将4molNH3和5.2molO2混合于容积为4L的恒容密闭容器中发生催化氧化反应,经过10s后达到平衡,测得NO的浓度为0.4mol/L则0到10s内,用NH3表示该反应的平均反应速率为___________,O2的转化率为___________(用百分数表示,且保留小数点后一位),该反应的平衡常数为___________(列出计算式即可)。
③若上述反应第一次达到平衡时,保持其他条件不变的情况下,只是将容器的体积扩大一倍,假定在25s后达到新的平衡。请在下图中用曲线表示15~30s这个阶段体系中NH3的浓度随时间变化的趋势。__________
   
(3)下列有关该反应的说法正确的是___________(填字母)。
A.恒温恒容,再充入4molNH3和5.2molO2,再次达到平衡时,NH3的转化率增大
B.恒温恒容,当容器内的密度保持不变时,反应达到了平衡
C.当混合气体的平均摩尔质量不变时,反应达到了平衡
D.当2v(NO)=3v(H2O)时,反应达到了平衡
(4)工业上常用氨水吸收SO2,可生成(NH4)2SO3,请判断常温下(NH4)2SO3溶液的酸碱性并通过计算说明判断依据:_______________________________________________________。(已知:NH3·H2O的Kb=1.8×10-5;H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.3×10-8)
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5 . CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:
(1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol−1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol−1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol−1
该催化重整反应的ΔH=______kJ·mol−1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是____(填标号)。
A.高温低压B.低温高压C.高温高压D.低温低压
某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为_______mol2·L−2
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。
相关数据如下表:
积碳反应
CH4(g)=C(s)+2H2(g)
消碳反应
CO2(g)+C(s)=2CO(g)
ΔH/(kJ·mol−1)75172
活化能/
(kJ·mol−1)
催化剂X3391
催化剂Y4372
①由上表判断,催化剂X____Y(填“优于”或“劣于”),理由是_________________。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是________填标号)。

A.K、K均增加B.v减小,v增加
C.K减小,K增加D.v增加的倍数比v增加的倍数大
②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为________________
2018-06-09更新 | 14117次组卷 | 23卷引用:【全国百强校】山西省平遥中学2018-2019学年高二上学期期中考试化学试题
共计 平均难度:一般