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1 . 当今世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此,研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。其中用、为原料合成甲醇()过程主要涉及以下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)根据盖斯定律,反应Ⅰ的_______ 。
(2)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了与在/Cu催化剂表面生成和的部分反应历程,如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。反应历程中反应速率最快一步的能垒(活化能)的_______ eV。并写出该历程的化学方程式_______ 。
(3)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_______(填字母)。
(4)加压,甲醇产率将_______ (填“升高”“不变”“降低”或“无法确定”);若原料二氧化碳中掺混一氧化碳,随一氧化碳含量的增加,甲醇产率将_______ (填“升高”“不变”“降低”或“无法确定”)。
(5)加入新催化剂使1mol 和3mol 在1L密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡转化率和甲醇选择率(甲醇选择率是指转化生成甲醇的物质的量分数)与温度的变化趋势如图所示。①由图可知,达到平衡时,最适宜的反应温度是_______ (填“473K”“513K”或“553K”)。
②553K时,若反应后体系的总压为p,反应Ⅰ的_______ (列出计算式)。(为压强平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中用气体分压代替浓度,气体的分压等于总压乘以物质的量分数。)
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)根据盖斯定律,反应Ⅰ的
(2)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了与在/Cu催化剂表面生成和的部分反应历程,如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。反应历程中反应速率最快一步的能垒(活化能)的
(3)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_______(填字母)。
A.升高温度,反应Ⅱ正向移动,反应Ⅲ逆向移动 |
B.加入反应Ⅰ的催化剂,可以降低反应的活化能及反应热 |
C.增大的浓度,有利于提高的平衡转化率 |
D.及时分离出,可以使得反应Ⅰ的正反应速率增大 |
(4)加压,甲醇产率将
(5)加入新催化剂使1mol 和3mol 在1L密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡转化率和甲醇选择率(甲醇选择率是指转化生成甲醇的物质的量分数)与温度的变化趋势如图所示。①由图可知,达到平衡时,最适宜的反应温度是
②553K时,若反应后体系的总压为p,反应Ⅰ的
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2023-09-30更新
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257次组卷
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5卷引用:广东省河源中学2023-2024学年上学期高三年级一调考试化学试题
解题方法
2 . 探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)_______ 。
(2)一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为ɑ mol,CO为b mol,此时H2O(g)的浓度为_______ mol﹒L-1(用含a、b、V的代数式表示,下同),反应Ⅲ的平衡常数为_______ 。
(3)不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,实验测定CO2平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。
已知:CO2的平衡转化率=
CH3OH的平衡产率=
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图_______ (填“甲”或“乙”);压强p1、p2、p3由大到小的顺序为_______ ;图乙中T1温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是_______ 。
(4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择的反应条件为_______(填标号)。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)
(2)一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为ɑ mol,CO为b mol,此时H2O(g)的浓度为
(3)不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,实验测定CO2平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。
已知:CO2的平衡转化率=
CH3OH的平衡产率=
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图
(4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择的反应条件为_______(填标号)。
A.低温、高压 | B.高温、低压 | C.低温、低压 | D.高温、高压 |
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2023-01-31更新
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546次组卷
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4卷引用:广东北江实验学校2023—2024学年高二上学期10月月考化学试题
广东北江实验学校2023—2024学年高二上学期10月月考化学试题(已下线)专题09 化学反应速率与化学平衡(测)-2023年高考化学二轮复习讲练测(新高考专用)(已下线)化学反应速率与化学平衡——课时5影响化学平衡的因素山东省日照神州天立高级中学高复部2023-2024学年高三上学期12月份阶段性测试化学试题
3 . 氨气是基础有机合成工业和化肥工业的重要原料。
(1)诺贝尔奖获得者埃特尔提出了合成氨反应吸附解离的机理,通过实验测得合成氨势能如图所示:
在合成氨吸附解离的过程中,下列状态最稳定的是___________ (填选项)。
A. B.NH3(g) C.NH(ad)+2H(ad) D.N(ad)+3H(ad)
其中,NH3(ad) NH3(g) ∆H=___________ kJ·mol-1,若要使该平衡正向移动,可采取的措施是___________ (填选项)。
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强
(2)在上述实验条件下,向一密闭容器中通入 1molN2和 3molH2充分反应,达到平衡时放出 46kJ 热量,计算该条件下 H2的转化率___________ 。
(3)在 t ℃、压强为 3.6 MPa 条件下,向一恒压密闭容器中通入氢氮比[c(H2):c(N2)] 为 3 的混合气体,体系中气体的含量与时间变化关系如图所示:
反应 20 min 达到平衡,试求 0~20 min 内氨气的平均反应速率 v(NH3)=___________ MPa·min-1。若起始条件一样,在恒容容器中发生反应,则达到平衡时 H2的含量符合上图中 ___________ 点(填“d”、“e”、“f”或“g”)。
(4)在合成氨工艺中,未反应的气体(含不参与反应的惰性气体)可多次循环使用。当氢氮比[c(H2):c(N2)]为 3 时,平衡时氨气的含量关系式为:ω (NH3)=0.325·KP·P·(1-i ) 2,(KP:平衡常数;P:平衡体系压强;i:惰性气体体积分数)。当温度为 500℃,不含惰性气体时,平衡体系压强为 2.4MPa,氨气的含量为 ω ,若此时增大压强,Kp___________ 将(填“变大”、“变小”或“不变”)。若温度不变,体系中有 20%的惰性气体,欲使平衡时氨气的含量仍为 ω ,应将压强调整至___________ MPa。
(1)诺贝尔奖获得者埃特尔提出了合成氨反应吸附解离的机理,通过实验测得合成氨势能如图所示:
在合成氨吸附解离的过程中,下列状态最稳定的是
A. B.NH3(g) C.NH(ad)+2H(ad) D.N(ad)+3H(ad)
其中,NH3(ad) NH3(g) ∆H=
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强
(2)在上述实验条件下,向一密闭容器中通入 1molN2和 3molH2充分反应,达到平衡时放出 46kJ 热量,计算该条件下 H2的转化率
(3)在 t ℃、压强为 3.6 MPa 条件下,向一恒压密闭容器中通入氢氮比[c(H2):c(N2)] 为 3 的混合气体,体系中气体的含量与时间变化关系如图所示:
反应 20 min 达到平衡,试求 0~20 min 内氨气的平均反应速率 v(NH3)=
(4)在合成氨工艺中,未反应的气体(含不参与反应的惰性气体)可多次循环使用。当氢氮比[c(H2):c(N2)]为 3 时,平衡时氨气的含量关系式为:ω (NH3)=0.325·KP·P·(1-i ) 2,(KP:平衡常数;P:平衡体系压强;i:惰性气体体积分数)。当温度为 500℃,不含惰性气体时,平衡体系压强为 2.4MPa,氨气的含量为 ω ,若此时增大压强,Kp
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4 . 甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)可用作全固态钙钛矿敏化太阳能电池的敏化剂,由CH3NH2、PbI2及HI为原料合成,回答下列问题:
(1)制取甲胺CH3NH2的反应为是一个可逆的过程,以甲醇蒸气、氨气为原料合成,另一产物为水蒸气。已知该反应中相关化学键的键能数据如下:
则该反应的热化学方程式为:_______
(2)上述反应中所需的甲醇工业上利用水煤气合成,反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0在一定条件下,将1molCO和2molH2通入一个3L的密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:
①平衡时,M点CH3OH的体积分数为10%,求该反应在400℃时的平衡常数K=_______ 。
②某同学认为上图中X轴表示压强,你认为他判断的理由是_______ 。
(3)实验室可由四氧化三铅和氢碘酸反应制备难溶的PbI2,同时生成I2,写出发生的化学反应方程式_______ 。
(4)HI的制备:将0.8molI2(g)和1.2molH2(g)置于某1L密闭容器中,在P0MPa、T℃的条件下发生反应:I2(g)+H2(g)2HI(g)并达到平衡。HI的体积分数随时间的变化如表格所示:
①该反应进行到6min时体系内H2的分压为_______ 。(分压=总压×物质的量分数)
②反应达到平衡后,在7min时将容器体积压缩为原来的一半,请在图中画出c(HI)随时间变化的曲线。_______
(1)制取甲胺CH3NH2的反应为是一个可逆的过程,以甲醇蒸气、氨气为原料合成,另一产物为水蒸气。已知该反应中相关化学键的键能数据如下:
共价键 | C—O | H—O | N—H | C—N |
键能/(kJ/mol) | 351 | 463 | 393 | 293 |
则该反应的热化学方程式为:
(2)上述反应中所需的甲醇工业上利用水煤气合成,反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0在一定条件下,将1molCO和2molH2通入一个3L的密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:
①平衡时,M点CH3OH的体积分数为10%,求该反应在400℃时的平衡常数K=
②某同学认为上图中X轴表示压强,你认为他判断的理由是
(3)实验室可由四氧化三铅和氢碘酸反应制备难溶的PbI2,同时生成I2,写出发生的化学反应方程式
(4)HI的制备:将0.8molI2(g)和1.2molH2(g)置于某1L密闭容器中,在P0MPa、T℃的条件下发生反应:I2(g)+H2(g)2HI(g)并达到平衡。HI的体积分数随时间的变化如表格所示:
时间(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
HI体积分数 | 26% | 42% | 52% | 57% | 60% | 60% | 60% |
①该反应进行到6min时体系内H2的分压为
②反应达到平衡后,在7min时将容器体积压缩为原来的一半,请在图中画出c(HI)随时间变化的曲线。
您最近一年使用:0次
2020-12-24更新
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155次组卷
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2卷引用:广东省中山纪念中学2020-2021学年高二上学期第一次段考化学试题