1 . 党的二十大报告指出,要积极稳妥推进碳达峰、碳中和。二氧化碳的捕集、利用与封存(CCUS)已成为科学家研究的重要课题。
I.工业上用和在一定条件下可以合成乙烯:
已知:①
②
③
(1)__________ (用、、表示)。
(2)恒温恒容下,向密闭容器按投料比通入原料气,能判断该反应处于平衡状态的是_______(填标号)。
(3)向密闭容器按投料比通入原料气(,不同温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示,则压强__________ ,原因是:__________ 。
Ⅱ.催化加氢可以直接合成二甲醚。涉及以下主要反应:
①
②
恒压条件下,、起始量相等时,的平衡转化率和的选择性随温度变化如下图所示。
已知:的选择性%
(4)300℃时,通入、各,平衡时的选择性、的平衡转化率均为30%,则此温度下反应①的平衡常数__________ (保留2位有效数字)。
(5)温度高于300℃,的平衡转化率随温度升高而增大的原因可能是__________ 。
Ⅲ.电化学法也可还原二氧化碳制乙烯,原理如下图所示。
(6)该电池的阴极电极反应式为:__________ 。
I.工业上用和在一定条件下可以合成乙烯:
已知:①
②
③
(1)
(2)恒温恒容下,向密闭容器按投料比通入原料气,能判断该反应处于平衡状态的是_______(填标号)。
A. |
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.保持不变 |
(3)向密闭容器按投料比通入原料气(,不同温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示,则压强
Ⅱ.催化加氢可以直接合成二甲醚。涉及以下主要反应:
①
②
恒压条件下,、起始量相等时,的平衡转化率和的选择性随温度变化如下图所示。
已知:的选择性%
(4)300℃时,通入、各,平衡时的选择性、的平衡转化率均为30%,则此温度下反应①的平衡常数
(5)温度高于300℃,的平衡转化率随温度升高而增大的原因可能是
Ⅲ.电化学法也可还原二氧化碳制乙烯,原理如下图所示。
(6)该电池的阴极电极反应式为:
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解题方法
2 . 近年来,碳中和、碳达峰成为热点。以CO2、H2为原料生产甲醇是一种有效利用二氧化碳的途径。
途径一:涉及的反应有
I.
Ⅱ.
III.
(1)关于反应I,下列描述正确的是___________(填字母序号)。
(2)根据反应I~Ⅲ,计算 ΔH=___________ 。
(3)工业中,对于反应I,通常同时存在副反应IV: ΔH4。在一定条件下,在合成塔中充入一定量CO2和H2。不同压强时,CO2的平衡转化率如图a所示。当气体总压强恒定为1MPa时,平衡时各物质的物质的量分数如图b所示。
①图a中,相同温度下,压强越大,CO2的平衡转化率越大,其原因是___________ 。
②由图b可知,ΔH4___________ 0(填“>”、“<”或“=”);H2的物质的量分数随温度升高而增大,原因是___________ 。
(4)在一定条件下(温度为T1℃),往恒容密闭容器中充入1.0molCO2和4.0molH2,发生反应I,初始压强为p0,5min达到平衡,压强为0.8p0,则CO2的平衡转化率为___________ 。
途径二:涉及的反应有
I.
Ⅱ.
III.
(5)一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应,达到平行时,容器中CH3OH(g)为amol,CO为bmol,反应Ⅲ的平衡常数为___________ (用含a、b、V的代数式表示)。
途径一:涉及的反应有
I.
Ⅱ.
III.
(1)关于反应I,下列描述正确的是___________(填字母序号)。
A.恒容下达平衡状态时,再充入少量氦气,正逆反应速率不变 |
B.当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时,反应达平衡状态 |
C.当反应达平衡状态时,2V正(H2)=V逆(H2O) |
D.恒温下缩小容器体积,反应物的活化分子百分数增大 |
(3)工业中,对于反应I,通常同时存在副反应IV: ΔH4。在一定条件下,在合成塔中充入一定量CO2和H2。不同压强时,CO2的平衡转化率如图a所示。当气体总压强恒定为1MPa时,平衡时各物质的物质的量分数如图b所示。
①图a中,相同温度下,压强越大,CO2的平衡转化率越大,其原因是
②由图b可知,ΔH4
(4)在一定条件下(温度为T1℃),往恒容密闭容器中充入1.0molCO2和4.0molH2,发生反应I,初始压强为p0,5min达到平衡,压强为0.8p0,则CO2的平衡转化率为
途径二:涉及的反应有
I.
Ⅱ.
III.
(5)一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应,达到平行时,容器中CH3OH(g)为amol,CO为bmol,反应Ⅲ的平衡常数为
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3 . 碳、氮是中学化学重要的非金属元素,在生产、生活中有广泛的应用。
(1)治理汽车尾气中NO和CO的一种方法是:在汽车的排气管道上安装一个催化转化装置,使NO与CO反应,产物都是空气中的主要成分,写出该反应的热化学方程式___________ 。
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+179.5kJ/mol
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=—112.3kJ/mol
③NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) △H=—234kJ/mol
(2)N2O5的分解反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),由实验测得在67℃时N2O5的浓度随时间的变化如下:
计算在0~2min时段,化学反应速率v(NO2)=___________ mol•L-1•min-1。
(3)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:
①在转化过程中起催化作用的物质是___________ 。
②写出总反应的化学方程式___________ 。
(4)工业上以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2),反应的化学方程式如下:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l),该反应分两步进行:
①2NH3(g)+CO2(g) NH4COONH2(s)
②NH4COONH2(s) =CO(NH2)2(l)+H2O(l)
根据上述反应,填写下列空白:
①已知该反应可以自发进行,则△H___________ 0(填“>”、“<”或“=”);
②一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比=x,如图是x与CO2的平衡转化率(α)的关系,B点处,NH3的平衡转化率为___________ 。
③一定温度下,在3L定容密闭容器中充入NH3和CO2,若x=2,当反应后气体物质的量变为起始时气体物质的量的时达到平衡,测得此时生成尿素90g,则第①步反应的平衡常数K=_______ 。
(1)治理汽车尾气中NO和CO的一种方法是:在汽车的排气管道上安装一个催化转化装置,使NO与CO反应,产物都是空气中的主要成分,写出该反应的热化学方程式
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+179.5kJ/mol
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=—112.3kJ/mol
③NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) △H=—234kJ/mol
(2)N2O5的分解反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),由实验测得在67℃时N2O5的浓度随时间的变化如下:
时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(N2O5)/(mol·L-1) | 1.00 | 0.71 | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.17 |
(3)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:
①在转化过程中起催化作用的物质是
②写出总反应的化学方程式
(4)工业上以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2),反应的化学方程式如下:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l),该反应分两步进行:
①2NH3(g)+CO2(g) NH4COONH2(s)
②NH4COONH2(s) =CO(NH2)2(l)+H2O(l)
根据上述反应,填写下列空白:
①已知该反应可以自发进行,则△H
②一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比=x,如图是x与CO2的平衡转化率(α)的关系,B点处,NH3的平衡转化率为
③一定温度下,在3L定容密闭容器中充入NH3和CO2,若x=2,当反应后气体物质的量变为起始时气体物质的量的时达到平衡,测得此时生成尿素90g,则第①步反应的平衡常数K=
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4 . 丙烯是重要的有机合成原料。由丙烷制备丙烯是近年研究的热点,主要涉及如下反应:
反应Ⅰ:2C3H8(g)+O2(g)2C3H6(g)+2H2O(g) ΔH1= -235 kJ·mol-1
反应Ⅱ:2C3H8(g)+7O2(g)6CO(g)+8H2O(g) ΔH2= -2742 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应2C3H6(g)+6O2(g)6CO(g)+6H2O(g)的ΔH=___________ 。
(2)在刚性绝热容器中发生反应Ⅰ,下列叙述能说明反应已达到平衡状态的是___________(填标号)。
(3)在压强恒定为100 kPa条件下,将n(C3H8) n(O2)=21的混合气体,匀速通入装有催化剂的反应器中发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,不同温度下丙烷和氧气的转化率如图所示。
①曲线___________ (填“L1”或“L2”)表示丙烷的转化率。
②温度高于T1 K后曲线L2随温度升高而降低的原因为___________ 。
③当温度高于___________ (填“T1”或“T2”)时,反应Ⅱ不再发生,a点对应的温度下,丙烯的分压 p(C3H6) =___________ kPa(保留3位有效数字),反应I的标准平衡常数 Kθ=___________ (已知:分压=总压×该组分物质的量分数,对于反应:dD(g)+eE(g)gG(g)+hH(g),Kθ=;其中 pθ=100 kPa,pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压)。
(4)在“碳中和”实施过程中,可将工业生产中产生的CO2气体通过如图所示的电解原理转化成重要的有机物,阴极的电极反应式为___________ 。
反应Ⅰ:2C3H8(g)+O2(g)2C3H6(g)+2H2O(g) ΔH1= -235 kJ·mol-1
反应Ⅱ:2C3H8(g)+7O2(g)6CO(g)+8H2O(g) ΔH2= -2742 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应2C3H6(g)+6O2(g)6CO(g)+6H2O(g)的ΔH=
(2)在刚性绝热容器中发生反应Ⅰ,下列叙述能说明反应已达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.每断裂1 mol O=O键,同时生成4 mol O-H键 | B.容器内温度不再变化 |
C.混合气体的密度不再变化 | D.n(C3H8) = n(C3H6) |
(3)在压强恒定为100 kPa条件下,将n(C3H8) n(O2)=21的混合气体,匀速通入装有催化剂的反应器中发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,不同温度下丙烷和氧气的转化率如图所示。
①曲线
②温度高于T1 K后曲线L2随温度升高而降低的原因为
③当温度高于
(4)在“碳中和”实施过程中,可将工业生产中产生的CO2气体通过如图所示的电解原理转化成重要的有机物,阴极的电极反应式为
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5 . 工业上常用和合成尿素,反应可分两步进行:
① kJ⋅mol
② kJ⋅mol
(1)以、为原料生产尿素的总反应热化学方程式为_______ 。
(2)反应①为快反应,需在高压冷凝器中进行,采用高压冷凝的原因为_______ 。
(3)一定温度下,将和按2∶1的物质的量之比充入一容积恒为10 L的密闭容器中发生总反应。20 min时达到平衡,各物质的浓度变化曲线如图所示。
①能说明体系达到平衡状态的是_______ (填字母)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化 B.容器内固体质量不再变化
C.和的转化率相等 D.水蒸气的浓度不再变化
②25 min时再向容器中充入2 mol的和1.5 mol ,在45 min时重新达到平衡。45 min时的总转化率为_______ (精确至0.1%);再次平衡时总反应的平衡常数为_______ 。
③请在图中画出25~50 min内的浓度变化曲线_______ 。
(4)用尿素溶液吸收氮氧化物,可用于处理汽车尾气。NO和不同配比混合气通入尿素溶液中,总氮还原率与配比关系如下图。
①用尿素水溶液吸收体积比为1∶1的NO和混合气,可将N元素转变为对环境无害的气体。该反应的化学方程式_______ 。
②随着NO和配比的提高,总氮还原率降低的主要原因是_______ 。
① kJ⋅mol
② kJ⋅mol
(1)以、为原料生产尿素的总反应热化学方程式为
(2)反应①为快反应,需在高压冷凝器中进行,采用高压冷凝的原因为
(3)一定温度下,将和按2∶1的物质的量之比充入一容积恒为10 L的密闭容器中发生总反应。20 min时达到平衡,各物质的浓度变化曲线如图所示。
①能说明体系达到平衡状态的是
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化 B.容器内固体质量不再变化
C.和的转化率相等 D.水蒸气的浓度不再变化
②25 min时再向容器中充入2 mol的和1.5 mol ,在45 min时重新达到平衡。45 min时的总转化率为
③请在图中画出25~50 min内的浓度变化曲线
(4)用尿素溶液吸收氮氧化物,可用于处理汽车尾气。NO和不同配比混合气通入尿素溶液中,总氮还原率与配比关系如下图。
①用尿素水溶液吸收体积比为1∶1的NO和混合气,可将N元素转变为对环境无害的气体。该反应的化学方程式
②随着NO和配比的提高,总氮还原率降低的主要原因是
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6 . 资源化利用CO2,不仅可以减少温室气体的排放,还可以获得燃料或重要的化工产品。回答下列问题。
(1)理论研究表明,在101 kPa和298 K下,HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示:计算可得HCN(g)HNC(g) ΔH=_______ kJ/mol。HCN与HNC稳定性较强的是_______ 。
(2)聚合离子液体是目前广泛研究的CO2吸附剂。结合下图 分析聚合离子液体吸附CO2的有利条件是_______ 。
(3)生产尿素:
工业上以CO2、NH3为原料生产尿素[CO(NH2)2],该反应分为二步进行:
第一步:2NH3(g)+CO2(g)⇌ H2NCOONH4(s) △H = - 159.5 kJ·mol-1
第二步:H2NCOONH4(s)⇌CO(NH2)2(s)+ H2O(g) △H = +116.5 kJ·mol-1
①写出上述合成尿素的热化学方程式_______ 。
②某实验小组模拟工业上合成尿素,在一定体积的密闭容器中投入4mol NH3和1mol CO2,实验测得反应中各组分物质的量随时间的变化如下图所示:
已知总反应的快慢由慢的一步反应决定,则合成尿素总反应的快慢由第_______ 步反应决定,总反应进行到_______ min时到达平衡。
(4)合成乙酸:
中国科学家首次以CH3OH、CO2和H2为原料高效合 成乙酸,其反应路径如下图所示:
①原料中的CH3OH可通过电解法由CO2制取,用稀硫酸作电解质溶液,写出生成CH3OH的电极反应式_______ 。
②根据图示 ,写出总反应的化学方程式_______ 。
(1)理论研究表明,在101 kPa和298 K下,HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示:计算可得HCN(g)HNC(g) ΔH=
(2)聚合离子液体是目前广泛研究的CO2吸附剂。
(3)生产尿素:
工业上以CO2、NH3为原料生产尿素[CO(NH2)2],该反应分为二步进行:
第一步:2NH3(g)+CO2(g)⇌ H2NCOONH4(s) △H = - 159.5 kJ·mol-1
第二步:H2NCOONH4(s)⇌CO(NH2)2(s)+ H2O(g) △H = +116.5 kJ·mol-1
①写出上述合成尿素的热化学方程式
②某实验小组模拟工业上合成尿素,在一定体积的密闭容器中投入4mol NH3和1mol CO2,实验测得反应中各组分物质的量随时间的变化如下图所示:
已知总反应的快慢由慢的一步反应决定,则合成尿素总反应的快慢由第
(4)合成乙酸:
中国科学家首次以CH3OH、CO2和H2为原料高效合 成乙酸,其反应路径如下图所示:
①原料中的CH3OH可通过电解法由CO2制取,用稀硫酸作电解质溶液,写出生成CH3OH的电极反应式
②
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2023-02-23更新
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187次组卷
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2卷引用:福建省福州市八县(市、区)一中2022-2023学年高二上学期期末联考化学试题
7 . 温室气体让地球发烧,倡导低碳生活,是一种可持续发展的环保责任,将应用于生产中实现其综合利用是目前的研究热点。
Ⅰ.在催化作用下由和转化为的反应历程示意图如图。
(1)在合成的反应历程中,下列有关说法正确的是_______(填字母)。
II.以为原料制备“21世纪的清洁燃料”二甲醚涉及的主要反应如下:
①
②
(2)反应的_______
(3)在压强、和的起始投料一定的条件下,发生反应①、②,实验测得平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示。
i.已知:的选择性,其中表示平衡时的选择性的是曲线_______ (填“①”或“②”);温度高于300℃时,曲线②随温度升高而升高的原因是_______ ﹔
ii.为同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性,应选择的反应条件为_______ (填标号)。
a.低温、低压 b.高温、高压 c.高温、低压 d.低温、高压
Ⅲ.以为原料合成的主要反应为:
(4)某温度下,在恒压密闭容器中充入等物质的量的和,达到平衡时的物质的量分数为20%,该温度下反应的平衡常数_______ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
Ⅳ.以稀硫酸为电解质,由甲醇构成的原电池作电解饱和食盐水(电解池中左右两室均为的溶液)的电源。
(5)电解饱和食盐水装置中溶液中的阳离子由_______ (填“左向右”或“右向左”)移动,a电极的电极反应式为_______ 。
(6)室温下,当电解池中共产生 (已折算成标况下)气体时,右室溶液(体积变化忽略不计)的为_______ 。
Ⅰ.在催化作用下由和转化为的反应历程示意图如图。
(1)在合成的反应历程中,下列有关说法正确的是_______(填字母)。
A.该催化剂使反应的平衡常数增大 |
B.过程中,有C-H键断裂和C-C键形成 |
C.生成乙酸的反应原子利用率100% |
D. |
II.以为原料制备“21世纪的清洁燃料”二甲醚涉及的主要反应如下:
①
②
(2)反应的
(3)在压强、和的起始投料一定的条件下,发生反应①、②,实验测得平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示。
i.已知:的选择性,其中表示平衡时的选择性的是曲线
ii.为同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性,应选择的反应条件为
a.低温、低压 b.高温、高压 c.高温、低压 d.低温、高压
Ⅲ.以为原料合成的主要反应为:
(4)某温度下,在恒压密闭容器中充入等物质的量的和,达到平衡时的物质的量分数为20%,该温度下反应的平衡常数
Ⅳ.以稀硫酸为电解质,由甲醇构成的原电池作电解饱和食盐水(电解池中左右两室均为的溶液)的电源。
(5)电解饱和食盐水装置中溶液中的阳离子由
(6)室温下,当电解池中共产生 (已折算成标况下)气体时,右室溶液(体积变化忽略不计)的为
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8 . 合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,氨有广泛的应用。
已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ∆H1=-a kJ∙mol-1;
2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ∆H2=-b kJ∙mol-1
(1)有研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在特殊催化剂表面与H2O反应可生成NH3。则由N2与H2O反应生成NH3的热化学方程式是___________ 。
(2)工业上主要以N2(g)、H2(g)为原料气合成NH3。
①将物质的量之比为1:3的N2和H2充入2L的密闭容器中,在一定条件下达到平衡,测得平衡时数据如下:
该条件下H2的转化率为___________ (可用分数表示),平衡常数K=___________ (可用分数表示)。
②若按以下浓度投料,其它反应条件与①相同,起始时反应进行的方向为___________ (填“正向”、“逆向”或“无法判断”)。
③L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时,合成氨反应中H2(g)的平衡转化率随X的变化关系。
i.X代表的物理量是___________ 。
ii.判断L1、L2的大小关系,并简述理由___________ 。
已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ∆H1=-a kJ∙mol-1;
2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ∆H2=-b kJ∙mol-1
(1)有研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在特殊催化剂表面与H2O反应可生成NH3。则由N2与H2O反应生成NH3的热化学方程式是
(2)工业上主要以N2(g)、H2(g)为原料气合成NH3。
①将物质的量之比为1:3的N2和H2充入2L的密闭容器中,在一定条件下达到平衡,测得平衡时数据如下:
物质 | N2 | H2 | NH3 |
平衡时物质的量/mol | 0.2 | 0.6 | 0.2 |
②若按以下浓度投料,其它反应条件与①相同,起始时反应进行的方向为
物质 | N2 | H2 | NH3 |
起始浓度(mol/L) | 0.5 | 1.5 | 0.5 |
i.X代表的物理量是
ii.判断L1、L2的大小关系,并简述理由
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9 . 甲醇是重要的化工基础原料和清洁液体燃料,在CO2加氢合成CH3OH的体系中,同时发生下列竞争反应:
(ⅰ)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.3 kJ/mol
(ⅱ)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.1 kJ/mol
由CO也能直接加氢合成甲醇:(iii) 2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H
(1)△H =_______ kJ/mol。
(2)反应(ⅱ) CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的正、逆反应平衡常数随温度变化曲线如图所示。
下列分析正确的是_______ 。
A.曲线甲为K(逆),曲线乙为K(正)
B.a点时,一定有v正=v逆
C.c点时,x=0.5
(3)催化剂M、N对CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)反应进程的能量影响如下图(a)所示,两种催化剂对应的1nk~关系如下图(b)所示(已知;lnk=-+C,其中Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。
①使用催化剂M时,逆反应的活化能为_______ kJ/mol。
②催化剂N对应曲线是图(b)中的_______ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)
(4)为进一步研究CO2与H2反应制CH3OH的过程中原料气组成对反应速率的影响,分别向三个压强恒定为P的密闭容器(装有等量催化剂,且在实验温度范围内催化剂活性变化不大)中通入相同碳氢比的三种混合气,相同时间内,测得甲醇生成速率与温度的关系如图所示。
①三个容器中,甲醇的生成速率达峰值后均随温度升高而下降的原因是_______ 。
②结合研究目的,参照图中三条曲线,你可得出的结论是_______ (写一条)。
(5)恒温下,在压强恒定为P的装置中,按n(CO2):n(H2)=1:3加入反应物,发生反应(ⅰ)、(ⅱ)。达到平衡时,若CO2转化率为20%,甲醇的选择性为50%。列出反应(ⅰ)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常数计算式:Kp=_______ (不必化简)。(已知:的选择性x=×100%;Kp为用分压代替浓度的平衡常数。)
(ⅰ)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.3 kJ/mol
(ⅱ)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.1 kJ/mol
由CO也能直接加氢合成甲醇:(iii) 2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H
(1)△H =
(2)反应(ⅱ) CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的正、逆反应平衡常数随温度变化曲线如图所示。
下列分析正确的是
A.曲线甲为K(逆),曲线乙为K(正)
B.a点时,一定有v正=v逆
C.c点时,x=0.5
(3)催化剂M、N对CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)反应进程的能量影响如下图(a)所示,两种催化剂对应的1nk~关系如下图(b)所示(已知;lnk=-+C,其中Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。
①使用催化剂M时,逆反应的活化能为
②催化剂N对应曲线是图(b)中的
(4)为进一步研究CO2与H2反应制CH3OH的过程中原料气组成对反应速率的影响,分别向三个压强恒定为P的密闭容器(装有等量催化剂,且在实验温度范围内催化剂活性变化不大)中通入相同碳氢比的三种混合气,相同时间内,测得甲醇生成速率与温度的关系如图所示。
①三个容器中,甲醇的生成速率达峰值后均随温度升高而下降的原因是
②结合研究目的,参照图中三条曲线,你可得出的结论是
(5)恒温下,在压强恒定为P的装置中,按n(CO2):n(H2)=1:3加入反应物,发生反应(ⅰ)、(ⅱ)。达到平衡时,若CO2转化率为20%,甲醇的选择性为50%。列出反应(ⅰ)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常数计算式:Kp=
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10 . 利用CO2可合成烷烃、醇等系列重要化工原料。回答下列有关问题:
I.制备甲烷:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O (g) △H
已知:CH4、H2的燃烧热分别为 △H1 =—893kJ·mol-1、△H2=—285.8 kJ· mol-1,1mol液态H2O变成水蒸气需吸收44kJ的热量。
(1)△H=___________ kJ· mol-1。
II.制备甲醇:
主反应: CO2(g) + 3H2CH3OH(g) +H2O (g) △H1=—58 kJ·mol-1
副反应: CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O (g) △H2= +41 kJ·mol-1
某一刚性容器中充入1molCO2和3molH2,在催化剂存在的条件下进行反应,测得温度与平衡转化率、产物选择性的关系如下图所示。
已知: CH3OH选择性=
(2)240°C该反应达到平衡时,产生的CH3OH的物质的量为___________ mol,240°C时副反应的化学平衡常数为___________ 。
(3)有研究表明,在原料气中掺入适量的CO有利于提高CH3OH选择性,说明其可能的原因是___________ , 有利于提高CH3OH选择性反应条件还可以是_____ (填标号)。
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
I.制备甲烷:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O (g) △H
已知:CH4、H2的燃烧热分别为 △H1 =—893kJ·mol-1、△H2=—285.8 kJ· mol-1,1mol液态H2O变成水蒸气需吸收44kJ的热量。
(1)△H=
II.制备甲醇:
主反应: CO2(g) + 3H2CH3OH(g) +H2O (g) △H1=—58 kJ·mol-1
副反应: CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O (g) △H2= +41 kJ·mol-1
某一刚性容器中充入1molCO2和3molH2,在催化剂存在的条件下进行反应,测得温度与平衡转化率、产物选择性的关系如下图所示。
已知: CH3OH选择性=
(2)240°C该反应达到平衡时,产生的CH3OH的物质的量为
(3)有研究表明,在原料气中掺入适量的CO有利于提高CH3OH选择性,说明其可能的原因是
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
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