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解题方法
1 . 我国力争于2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。催化加氢合成二甲醚是一种实现“碳中和”理想的转化方法:该过程中涉及的反应如下:
主反应:
副反应: ΔH'=
回答下列问题:
(1)主反应通过以下步骤来实现:
Ⅰ.
Ⅱ.
则主反应的_______
(2)在恒压、和的起始量一定时,平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如下图所示,的选择性。
①平衡转化率随温度升高而增大的原因是_______ 。
②420℃时,在催化剂作用下与反应一段时间后,测得的选择性约为50%。不改变反应时间,一定能提高选择性的措施有_______ (填标号)。
A.升高温度 B.增大压强 C.增大 D.更换适宜的催化剂
(3)在温度为543K、原料组成为、初始总压为4MPa的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时的转化率为30%,二甲醚的选择性为50%,则氢气的转化率_______ ;主反应的压强平衡常数_______ (列出计算式)。
(4)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高、能量密度大等优点。若电解质溶液呈碱性、二甲醚直接燃料电池的负极反应为_______ ,该电池的理论输出电压为1.20V,能量密度E=_______ (精确到小数点后1位。能量密度=,)。
主反应:
副反应: ΔH'=
回答下列问题:
(1)主反应通过以下步骤来实现:
Ⅰ.
Ⅱ.
则主反应的
(2)在恒压、和的起始量一定时,平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如下图所示,的选择性。
①平衡转化率随温度升高而增大的原因是
②420℃时,在催化剂作用下与反应一段时间后,测得的选择性约为50%。不改变反应时间,一定能提高选择性的措施有
A.升高温度 B.增大压强 C.增大 D.更换适宜的催化剂
(3)在温度为543K、原料组成为、初始总压为4MPa的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时的转化率为30%,二甲醚的选择性为50%,则氢气的转化率
(4)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高、能量密度大等优点。若电解质溶液呈碱性、二甲醚直接燃料电池的负极反应为
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2022-04-29更新
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583次组卷
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6卷引用:湖北省武汉市2022届高三下学期4月调研考试化学试题
湖北省武汉市2022届高三下学期4月调研考试化学试题(已下线)三轮冲刺卷2-【赢在高考黄金20卷】备战2022年高考化学模拟卷(湖北专用)(已下线)专项16 化学反应原理综合题-备战2022年高考化学阶段性新题精选专项特训(全国卷)(5月期)(已下线)专题15 化学反应原理综合题-三年(2020-2022)高考真题分项汇编重庆市璧山来凤中学校2022-2023学年高三10月月考化学试题(已下线)原理综合题
2 . 合成氨的反应对人类解决粮食问题贡献巨大,德国化学家F.Haber因合成氨而获得诺贝尔奖。合成氨反应热化学方程式如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol
(1)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)不加入催化剂时正反应的活化能为326kJ/mol,则该反应逆反应的活化能为_______ kJ/mol。
(2)已知N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ/mol
H2的燃烧热△H=-285.8kJ/mol
则NH3(g)+O2(g)=NO(g)+H2O(l) △H=_______ kJ/mol。
(3)一定温度下,向恒容的密闭容器中充入一定量的N2和H2发生反应,测得各组分浓度随时间变化如图所示。
①表示c(H2)变化的曲线是_______ (填“曲线A”“曲线B”或“曲线C”)。
②0~t0时用NH3表示的化学反应速率为v(NH3)=_______ mol·L-1·min-1。
③下列能说明该反应达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.容器中混合气体的密度不随时间变化
B.容器中的n(N2)与n(H2)的比值不随时间变化
C.断裂3molH-H的同时断裂6molN-H键
D.3v正(H2)=2v逆(NH3)
(4)合成氨反应在某催化剂条件下的相对能量-反应历程如图所示(ad为吸附态):
①该过程中含氮的中间产物有_______ 种(填数字)。
②活化能最大的那一步基元反应方程式为_______ 。
③下列说法正确的是_______ (填标号)。
A.最后一步NH3(ad)变为NH3(g)为吸热过程。
B.催化剂参与反应,但不改变合成氨反应的△H
C.催化剂和升温都能降低反应的活化能,加快合成氨的反应速率
D.使用催化剂和压缩容器体积加压都能增大活化分子百分数,加快合成氨反应速率
(1)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)不加入催化剂时正反应的活化能为326kJ/mol,则该反应逆反应的活化能为
(2)已知N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ/mol
H2的燃烧热△H=-285.8kJ/mol
则NH3(g)+O2(g)=NO(g)+H2O(l) △H=
(3)一定温度下,向恒容的密闭容器中充入一定量的N2和H2发生反应,测得各组分浓度随时间变化如图所示。
①表示c(H2)变化的曲线是
②0~t0时用NH3表示的化学反应速率为v(NH3)=
③下列能说明该反应达到平衡状态的是
A.容器中混合气体的密度不随时间变化
B.容器中的n(N2)与n(H2)的比值不随时间变化
C.断裂3molH-H的同时断裂6molN-H键
D.3v正(H2)=2v逆(NH3)
(4)合成氨反应在某催化剂条件下的相对能量-反应历程如图所示(ad为吸附态):
①该过程中含氮的中间产物有
②活化能最大的那一步基元反应方程式为
③下列说法正确的是
A.最后一步NH3(ad)变为NH3(g)为吸热过程。
B.催化剂参与反应,但不改变合成氨反应的△H
C.催化剂和升温都能降低反应的活化能,加快合成氨的反应速率
D.使用催化剂和压缩容器体积加压都能增大活化分子百分数,加快合成氨反应速率
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解题方法
3 . 氮及其化合物的利用是科学家们一直在探究的问题,它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。
(1)已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+181kJ·mol-1
若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式:_______ 。
(2)汽车尾气中的NO和CO在一定条件下可发生反应生成无毒的N2和CO2。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(cat1、cat2)进行反应,相同时间内测得的脱氮率(脱氮率即NO的转化率)如图所示。M点_______ (填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率,理由是_______ 。
(3)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理如图。
①Pt电极上发生的是_______ 反应(填“氧化”或“还原”)。
②写出NiO电极上的电极反应式:_______ 。
(4)某温度下,在一密闭容器中充入一定量NO(g)发生反应4NO(g)⇌N2(g)+2NO2(g) ΔH<0,其正反应速率表达式为v正=k正·cn(NO)(k正为速率常数,只与温度有关),测得反应速率和NO浓度的数据如表所示。
则k正=_______ mol-3·L3·s-1;下列对于该反应的说法正确的是_______ (填标号)。
A.当混合气体颜色保持不变时,反应达到化学平衡状态
B.当的比值保持不变时,反应达到化学平衡状态
C.反应达到化学平衡状态时,每消耗0.1molNO就会消耗0.05molNO2
D.反应达到平衡状态后,若降低温度,则混合气体的颜色变浅
E.反应达到平衡状态后,若减小压强,则混合气体的平均相对分子质量减小
(1)已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+181kJ·mol-1
若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式:
(2)汽车尾气中的NO和CO在一定条件下可发生反应生成无毒的N2和CO2。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(cat1、cat2)进行反应,相同时间内测得的脱氮率(脱氮率即NO的转化率)如图所示。M点
(3)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理如图。
①Pt电极上发生的是
②写出NiO电极上的电极反应式:
(4)某温度下,在一密闭容器中充入一定量NO(g)发生反应4NO(g)⇌N2(g)+2NO2(g) ΔH<0,其正反应速率表达式为v正=k正·cn(NO)(k正为速率常数,只与温度有关),测得反应速率和NO浓度的数据如表所示。
序号 | c(NO)/(mol·L-1) | v正/(mol·L-1·s-1) |
① | 0.10 | 4.00×10-9 |
② | 0.20 | 6.40×10-8 |
③ | 0.30 | 3.24×10-7 |
A.当混合气体颜色保持不变时,反应达到化学平衡状态
B.当的比值保持不变时,反应达到化学平衡状态
C.反应达到化学平衡状态时,每消耗0.1molNO就会消耗0.05molNO2
D.反应达到平衡状态后,若降低温度,则混合气体的颜色变浅
E.反应达到平衡状态后,若减小压强,则混合气体的平均相对分子质量减小
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2022-04-07更新
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1034次组卷
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11卷引用:湖北省武汉市武钢三中2023-2024学年高三上学期7月月考化学试题
湖北省武汉市武钢三中2023-2024学年高三上学期7月月考化学试题陕西省西安中学2021-2022学年高三下学期第四次模拟考试理科综合化学试题(已下线)专项16 化学反应原理综合题-备战2022年高考化学阶段性新题精选专项特训(全国卷)(4月期)(已下线)2022年湖南卷高考真题变式题(15-19)湖南省长沙市麓山国际实验学校2022-2023学年高三上学期入学考试化学试题湖南省隆回县第二中学2022-2023学年高二上学期线上课程摸底(期中)考试化学试题(已下线)化学(辽宁B卷)-学易金卷:2023年高考第一次模拟考试卷湖南省株洲市第四中学2022-2023学年高二上学期期中考试化学试题湖南省株洲市南方中学2023届高三第六次月考化学试题湖南省永州市第一中学2023届高三下学期第五次月考化学试题辽宁省本溪市高级中学2022-2023学年高三上学期期中测试化学试题
4 . 碳和碳的化合物在生产、生活中有着重要的作用,甲烷、甲醇等都是重要的能源物质。
(1)甲醇-水蒸气重整在工业生产中用途广泛,主要反应为 ∆H。
已知同时还进行的反应有:
Ⅰ. ∆H1=+90.8kJ∙mol
Ⅱ. ∆H2=-41.1kJ∙mol
则:
① ∆H=___________ 。
②该反应自发进行的条件是___________ (填字母)。
A.高温 B.低温 C.所有温度 D.所有温度均不自发
③甲醇-水蒸气重整制氢是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源。CO会损坏燃料电池的交换膜。工业生产过程中会向重整系统中加入适量轻质多孔的生石灰,以减轻燃料电池的交换膜的损坏,主要原因为___________ 。
(2)甲烷通常也可通过多种重整方式进行利用,如二氧化碳重整甲烷反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),实验测定该反应的反应速率v正=k正∙c(CH4)∙c(CO2),v逆=k逆∙c2(CO) c2(H2),k正、k逆 分别是正、逆反应速率常数,且只与温度有关。T℃时,向某恒温恒容密闭容器中充入物质的量浓度均为1mol∙L-1的CH4 (g)和CO2 (g),发生重整反应,测得体系中CH4 (g)和CO(g)的物质的量浓度随时间的变化如图所示:
①B点的坐标为___________ 。
②反应进行到5min时,___________ 。
(3)二氧化碳的资源化利用是科学工作者研究的重要方向。我国科学家开发的特殊催化剂用于CO2制备CH2=CH2,有利于实现“双碳”目标: ∆H=-127.8kJ∙mol,过程中可得副产物甲酸: ∆H=-31.4kJ∙mol 。
①在合适催化剂的作用下,在恒容容器中充入一定量的CO2与H2,反应进行相同的时间测得体系中HCOOH和C2H4的体积分数随温度的变化如图所示,则主反应与副反应中活化能较大的反应是___________ (填“主反应”或“副反应”);600K后,C2H4的体积分数减小的主要原因为___________ 。
②一定温度下,在容积为1L的恒容密闭容器中充入2mol CO2(g)和6mol H2(g),同时发生了主反应和副反应,达到平衡时CH2=CH2的物质的量为0.5mol,H2的物质的量为2.5mol,则该温度下,副反应的平衡常数K=___________ 。
(1)甲醇-水蒸气重整在工业生产中用途广泛,主要反应为 ∆H。
已知同时还进行的反应有:
Ⅰ. ∆H1=+90.8kJ∙mol
Ⅱ. ∆H2=-41.1kJ∙mol
则:
① ∆H=
②该反应自发进行的条件是
A.高温 B.低温 C.所有温度 D.所有温度均不自发
③甲醇-水蒸气重整制氢是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源。CO会损坏燃料电池的交换膜。工业生产过程中会向重整系统中加入适量轻质多孔的生石灰,以减轻燃料电池的交换膜的损坏,主要原因为
(2)甲烷通常也可通过多种重整方式进行利用,如二氧化碳重整甲烷反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),实验测定该反应的反应速率v正=k正∙c(CH4)∙c(CO2),v逆=k逆∙c2(CO) c2(H2),k正、k逆 分别是正、逆反应速率常数,且只与温度有关。T℃时,向某恒温恒容密闭容器中充入物质的量浓度均为1mol∙L-1的CH4 (g)和CO2 (g),发生重整反应,测得体系中CH4 (g)和CO(g)的物质的量浓度随时间的变化如图所示:
①B点的坐标为
②反应进行到5min时,
(3)二氧化碳的资源化利用是科学工作者研究的重要方向。我国科学家开发的特殊催化剂用于CO2制备CH2=CH2,有利于实现“双碳”目标: ∆H=-127.8kJ∙mol,过程中可得副产物甲酸: ∆H=-31.4kJ∙mol 。
①在合适催化剂的作用下,在恒容容器中充入一定量的CO2与H2,反应进行相同的时间测得体系中HCOOH和C2H4的体积分数随温度的变化如图所示,则主反应与副反应中活化能较大的反应是
②一定温度下,在容积为1L的恒容密闭容器中充入2mol CO2(g)和6mol H2(g),同时发生了主反应和副反应,达到平衡时CH2=CH2的物质的量为0.5mol,H2的物质的量为2.5mol,则该温度下,副反应的平衡常数K=
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2022-04-01更新
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672次组卷
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2卷引用:湖北省华中师范大学第一附属中学2022届高三学业水平等级考试模拟演练(一)化学试题
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5 . 丙烯(分子式为C3H6)是重要的有机化工原料,丙烷(分子式为C3H8)脱氢制丙烯具有显著的经济价值和社会意义。
(1)已知:Ⅰ.2C3H8(g)+O2(g)=2C3H6(g)+2H2O(g) △H=-238kJ·mol-1
Ⅱ.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484kJ·mol-1
则丙烷脱氢制丙烯反应C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)的正反应的活化能为akJ·mol-1,则该反应的逆反应的活化能为____ kJ·mol-1(用带有a的代数式表示)。
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入2molC3H8,发生丙烷脱氢制丙烯反应,容器内起始压强为2×10-5Pa。
①欲提高丙烷转化率,采取的措施是____ (填标号)。
A.升高温度 B.再充入1molC3H8 C.加催化剂 D.及时分离出H2
②丙烷脱氢制丙烯反应过程中,C3H8的气体体积分数与反应时间的关系如图所示。此温度下该反应的平衡常数Kp=____ Pa(Kp是用反应体系中气体物质的分压表示的平衡常数,平衡分压=总压×物质的量分数)。
③已知上述反应中,v正=k正p(C3H8),v逆=k逆p(C3H6)p(H2),其中k正、k逆为速率常数,只与温度有关,则图中m点处=____ 。
(3)若在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氢反应,起始越大,丙烷的平衡转化率越大,其原因是____ 。
(4)以丙烷(C3H8)为燃料制作新型燃料电池,电解质是熔融碳酸盐。则电池负极的电极反应式为____ 。
(1)已知:Ⅰ.2C3H8(g)+O2(g)=2C3H6(g)+2H2O(g) △H=-238kJ·mol-1
Ⅱ.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484kJ·mol-1
则丙烷脱氢制丙烯反应C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)的正反应的活化能为akJ·mol-1,则该反应的逆反应的活化能为
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入2molC3H8,发生丙烷脱氢制丙烯反应,容器内起始压强为2×10-5Pa。
①欲提高丙烷转化率,采取的措施是
A.升高温度 B.再充入1molC3H8 C.加催化剂 D.及时分离出H2
②丙烷脱氢制丙烯反应过程中,C3H8的气体体积分数与反应时间的关系如图所示。此温度下该反应的平衡常数Kp=
③已知上述反应中,v正=k正p(C3H8),v逆=k逆p(C3H6)p(H2),其中k正、k逆为速率常数,只与温度有关,则图中m点处=
(3)若在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氢反应,起始越大,丙烷的平衡转化率越大,其原因是
(4)以丙烷(C3H8)为燃料制作新型燃料电池,电解质是熔融碳酸盐。则电池负极的电极反应式为
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2022-03-13更新
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191次组卷
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3卷引用:湖北省武汉市部分重点中学2021-2022学年高二上学期期末联考化学试题
6 . 丙烯在有机化工中用途广泛,除了制备聚丙烯,还可制备1,2-二氯丙烷、丙烯醛、丙烯酸等。回答下列问题:
(1)用加成法制备1,2-二氯丙烷,主、副反应依次为:
已知中逆反应的活化能为164,则正反应的活化能为___________ 。
(2)丙烷无氧脱氢法制备丙烯反应如下:
①某温度下,在刚性密闭容器中充入(g),起始压强为10kPa,平衡时总压为14kPa,则的平衡转化率为_________ ,该反应的压强平衡常数_________ kPa(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)。
②分别在总压为100kPa、10kPa时发生该反应,平衡体系中(g)和(g)的物质的量分数随温度的变化关系如图所示,其中代表压强为100kPa时的曲线是_________ (填曲线标号)。
(3)丙烷氧化脱氢制备丙烯,还发生副反应生成CO、等,其主反应如下: ,相同时间内,在某催化剂作用下(g)的转化率和(g)的产率随温度的变化关系如图所示。
①图中的转化率随温度升高而增大的原因是___________ 。
②575℃时,的选择性为___________ [的选择性],能提高其选择性的措施为___________ 。
(1)用加成法制备1,2-二氯丙烷,主、副反应依次为:
已知中逆反应的活化能为164,则正反应的活化能为
(2)丙烷无氧脱氢法制备丙烯反应如下:
①某温度下,在刚性密闭容器中充入(g),起始压强为10kPa,平衡时总压为14kPa,则的平衡转化率为
②分别在总压为100kPa、10kPa时发生该反应,平衡体系中(g)和(g)的物质的量分数随温度的变化关系如图所示,其中代表压强为100kPa时的曲线是
(3)丙烷氧化脱氢制备丙烯,还发生副反应生成CO、等,其主反应如下: ,相同时间内,在某催化剂作用下(g)的转化率和(g)的产率随温度的变化关系如图所示。
①图中的转化率随温度升高而增大的原因是
②575℃时,的选择性为
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7 . 氢气在化学工业中应用广泛。回答下列问题:
(1)已知下列热化学方程式:
i.
ii.
已知在某种催化剂的作用下,的正反应的活化能为,则该反应逆反应的活化能为_______ 。该反应达平衡后采取下列措施能提高平衡转化率的措施有_______ (填标号)。
A.升高温度 B.增大压强 C.加入 D.移出 E.使用催化剂
(2)将的混合气体充入反应器中,气体总压强为0.1MPa,平銜时、与温度的关系如图所示。20~400℃时,的物质的量浓度随温度升高而增大的原因是_______ 。(3)在一定温度下的恒容密闭容器中通入与,使其物质的量浓度均为,反应足够时间后,容器中和的浓度分别为和,则反应ii的平衡常数_______ 。
(4)一定条件下,在某恒容密闭容器中,按投料比发生如下反应:
①下列能够说明该反应已达到化学平衡状态的是_______ (填标号)。
A.
B.混合气体的密度不再变化
C.容器内总压强不再变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
②研究表明该反应速率方程式为,其中为速率常数,与温度、活化能有关,若投料比,时的初始速率为,当转化率为50%时,反应速率为,由此可知_______ 。设此时反应的活化能为,不同温度、条件下对应的速率常数分别为、,存在关系:(R为常数)。据此推测:升高一定温度,活化能越大,速率常数增大倍数_______ (填“越大”“越小”或“不变”)。
(1)已知下列热化学方程式:
i.
ii.
已知在某种催化剂的作用下,的正反应的活化能为,则该反应逆反应的活化能为
A.升高温度 B.增大压强 C.加入 D.移出 E.使用催化剂
(2)将的混合气体充入反应器中,气体总压强为0.1MPa,平銜时、与温度的关系如图所示。20~400℃时,的物质的量浓度随温度升高而增大的原因是
(4)一定条件下,在某恒容密闭容器中,按投料比发生如下反应:
①下列能够说明该反应已达到化学平衡状态的是
A.
B.混合气体的密度不再变化
C.容器内总压强不再变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
②研究表明该反应速率方程式为,其中为速率常数,与温度、活化能有关,若投料比,时的初始速率为,当转化率为50%时,反应速率为,由此可知
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2022-02-14更新
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555次组卷
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4卷引用:2024届湖北省武汉市黄陂区第七高级中学高三下学期一模化学试题
8 . 乙炔可用于照明、焊接及切割金属,也是制备乙醛、苯、合成橡胶等的基本原料。甲烷催化裂解是工业上制备乙炔的方法之一、回答下列问题:
(1)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H1= - 572 kJ/mol
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H2= - 2600 kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(l) △H 3= - 885 kJ/mol
则2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g) △H=___________ kJ/mol。
(2)某科研小组利用固体催化工艺进行CH4裂解制备C2H2。
①用 和 分别表示 CH4、C2H2、H2和固体催化剂,在固体催化剂表面CH4的裂解过程可表示如下:
从“吸附”到“解吸”过程中,能量状态最高的是___________ 。 (填标号),理由是___________ 。
②在恒容密闭容器中充入a mol甲烷,测得单位时间内在固体催化剂表面CH4的转化率a(CH4)随温度t0℃/C的关系如图甲所示,t0℃后a(CH4)急剧下降的原因可能是___________ 。
(3)甲烷分解体系中几种气体的平衡分压(p/Pa)与温度(t/℃)的关系如图乙所示。
①在某温度下,向V L恒容密闭容器中充入0.12 mol CH4,若只发生反应:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得p(H2)=p(CH4),则CH4的平衡转化率为___________ (结果保留两位有效数字)。
②T℃时,反应2CH4(g)C2H2(g)+ 3H2(g)的压强平衡常数Kp=___________ Pa2。
(1)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H1= - 572 kJ/mol
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H2= - 2600 kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(l) △H 3= - 885 kJ/mol
则2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g) △H=
(2)某科研小组利用固体催化工艺进行CH4裂解制备C2H2。
①用 和 分别表示 CH4、C2H2、H2和固体催化剂,在固体催化剂表面CH4的裂解过程可表示如下:
从“吸附”到“解吸”过程中,能量状态最高的是
②在恒容密闭容器中充入a mol甲烷,测得单位时间内在固体催化剂表面CH4的转化率a(CH4)随温度t0℃/C的关系如图甲所示,t0℃后a(CH4)急剧下降的原因可能是
(3)甲烷分解体系中几种气体的平衡分压(p/Pa)与温度(t/℃)的关系如图乙所示。
①在某温度下,向V L恒容密闭容器中充入0.12 mol CH4,若只发生反应:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得p(H2)=p(CH4),则CH4的平衡转化率为
②T℃时,反应2CH4(g)C2H2(g)+ 3H2(g)的压强平衡常数Kp=
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9 . 研究处理NOx对环境保护有着重要的意义。回答下列问题:
(1)如图是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,则E1__ (填“增大”“减小”或“不变”,下同),△H__ 。请写出NO2和CO反应的热化学方程式:___ 。
(2)一定条件下,用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知:
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
下列选项正确的是__ (填标号)。
(3)利用反应C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g) △H=-34.0kJ•mol-1,一定条件下消除NO的污染。在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体,测得NO的转化率α(NO)随温度的变化如图所示:
①由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,原因是__ ;在1100K时,CO2的体积分数为__ 。
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=__ (已知:气体分压=气体总压×体积分数)。
(4)在汽车尾气的净化装置中CO和NO发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H2=-746.8kJ•mol-1。实验测得,v正=k正•c2(NO)•c2(CO),v逆=k逆•c(N2)•c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数__ (填">”、“<”或“=”)k逆增大的倍数。
②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则=__ (保留2位有效数字)。
(1)如图是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,则E1
(2)一定条件下,用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知:
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
下列选项正确的是
A.CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ•mol-1 |
B.CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H3>△H1 |
C.若用0.2molCH4还原NO2至N2,则反应中放出的热量一定为173.4kJ |
D.若用标准状况下2.24LCH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子为1.6mol |
①由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,原因是
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=
(4)在汽车尾气的净化装置中CO和NO发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H2=-746.8kJ•mol-1。实验测得,v正=k正•c2(NO)•c2(CO),v逆=k逆•c(N2)•c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数
②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则=
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10 . 二氧化碳加氢合成甲醇是化学固碳的一种有效途径,不仅可以有效减少空气中的CO2排放,而且还能制备出甲醇清洁能源。反应如下:
主反应I:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
副反应II:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ⋅mol-1
回答下列问题:
(1)已知CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH3=-99kJ⋅mol-1,则ΔH1=______ kJ⋅mol-1;有利于提高甲醇平衡产率的条件是_______ (填标号)
A.高温高压B.低温高压C.高温低压D.低温低压
(2)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了CO2与H2在TiO2/Cu催化剂表面生成CH3OH和H2O的部分反应历程,如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。
①该反应历程中最大的活化能Ea=___________ eV。
②后续的反应历程可简化为以下5个步骤(*表示催化剂活性位点),请完成历程中(iii)的反应方程式。
(i);
(ii);
(iii)___________ ;
(iv);
(v)。
(3)当CO2和H2的投料比为1:3在不同的催化剂(Cat.1:Cu/TiO2;Cat.2:Cu/ZrO2)条件下反应相同的时间,CH3OH选择性和CO选择性(已知CH3OH的选择性、CO的选择性随着CO2转化率的变化如图所示:
①由图可知,催化效果Cat.2___________ Cat.1(填“大于”或“小于”)。
②若温度升高,CO2的转化率增大,则CH3OH选择性降低的可能原因是___________ 。
(4)在一定条件下,向刚性容器中充入投料比为1:3的CO2和H2,达到平衡时CO2的转化率为20%,CH3OH的选择性为75%,则α(H2)=___________ (计算结果保留一位小数);反应II的压强平衡常数Kp=___________ 。
主反应I:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
副反应II:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ⋅mol-1
回答下列问题:
(1)已知CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH3=-99kJ⋅mol-1,则ΔH1=
A.高温高压B.低温高压C.高温低压D.低温低压
(2)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了CO2与H2在TiO2/Cu催化剂表面生成CH3OH和H2O的部分反应历程,如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。
①该反应历程中最大的活化能Ea=
②后续的反应历程可简化为以下5个步骤(*表示催化剂活性位点),请完成历程中(iii)的反应方程式。
(i);
(ii);
(iii)
(iv);
(v)。
(3)当CO2和H2的投料比为1:3在不同的催化剂(Cat.1:Cu/TiO2;Cat.2:Cu/ZrO2)条件下反应相同的时间,CH3OH选择性和CO选择性(已知CH3OH的选择性、CO的选择性随着CO2转化率的变化如图所示:
①由图可知,催化效果Cat.2
②若温度升高,CO2的转化率增大,则CH3OH选择性降低的可能原因是
(4)在一定条件下,向刚性容器中充入投料比为1:3的CO2和H2,达到平衡时CO2的转化率为20%,CH3OH的选择性为75%,则α(H2)=
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