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1 . 溴代烷的制备,常规工艺分“氧化”和“溴化”两个过程,通常以在合适温度下催化氧化制备(溴易液化,注意控制温度和压强)。再利用完成溴代过程来制备:新工艺是将烷烃、和混合,直按催化“氧化溴化”得到溴代烷。回答下列问题:
(1)已知:TK时,部分物质的相对能量如下表:
此温度下,在恒容密闭容器中充入和发生“氧化”,测得反应物的平衡转化率为60%。若保持其他条件不变,改为绝热状态,平衡时测得放出热量为,则下列关系正确的是___________(填标号)。
(2)“溴化”时容器体积可变,在温度为TK时,向容器中投入初始浓度均为的和,发生反应:。保持温度不变,压缩容器体积,测得不同容积下的平衡浓度如下表:
当容器体积从缩小到时,测得此时容器内仅有四种气态组分,平衡___________ 移动(填“正向”“逆向”或“不”),m=___________ ;容器体积缩小到时,平衡___________ 移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
(3)新工艺中,“氧化溴化“反应:,反应起始物料、、分别为、、时,在不同条件下达到平衡,设体系中的物质的量分数为,在T为下的、在p为下的如图所示。a点对应的压强为___________ ;b点对应的反应条件为___________ ,此时___________ (保留三位有效数字)。
(1)已知:TK时,部分物质的相对能量如下表:
物质 | ||||
相对能量 | x | y | z | w |
A. | B. |
C. | D. |
容器体积 | |||
m | 0.09 | 0.25 |
(3)新工艺中,“氧化溴化“反应:,反应起始物料、、分别为、、时,在不同条件下达到平衡,设体系中的物质的量分数为,在T为下的、在p为下的如图所示。a点对应的压强为
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2 . Ⅰ.对于N2O4(g)2NO2(g)在温度一定时,平衡体系中NO2的体积分数V(NO2)%随压强的变化情况如图所示(实线上的任何一点为对应压强下的平衡点)。
(1) A、C两点的反应速率的关系为A___________ C(填“>”、“<”或“=”)。
(2)当反应处于B状态时,v正___________ v逆(填“>”、“<”或“=”), A、B、C、D、E各状态中,v正<v逆的是___________ 。
(3)由D状态转变为C状态后,混合气体的总物质的量会___________ (填“增大”、“减小”)。
(4)欲要求使E状态从水平方向到达C状态后,再沿平衡曲线达A状态,从理论上来讲,可选用的条件是___________ 。
A.从P1无限缓慢加压至P2,再由P2无限缓慢降压至P1
B.从P1突然加压至P2,再由P2无限缓慢降压至P1
C.从P1突然加压至P2,再由P2突然降压至P1
(5)在恒温恒容条件下,将一定量和的混合气体通入容积为的密闭容器中,反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如下图所示。
①时,增加了___________ (填物质的化学式)___________ 。
②a、b、c、d四个点所表示的反应体系中,气体颜色由深到浅的顺序是___________ (填字母)。
Ⅱ.在T1℃和T2℃时(T1<T2),向恒容容器中投入等物质的量的两种反应物,发生以下反应:HN=C=O(g)+NH3(g)CO(NH2)2(g) ΔH<0,平衡时lg p(NH3)与lg p[CO(NH2)2]的关系如图Ⅰ所示,p为物质的分压强(单位为kPa)。
(6)若v正=k正×p(HNCO)×p(NH3),v逆=k逆×p[CO(NH2)2]。T1℃时,=___________ kPa-1。
(7)T2℃时此反应的标准平衡常数Kθ=___________ 。(对于反应:dD(g)+eE(g)gG(g),,其中pθ=100kPa,p(G)、p(D)、p(E)为各组分的平衡分压。)
(1) A、C两点的反应速率的关系为A
(2)当反应处于B状态时,v正
(3)由D状态转变为C状态后,混合气体的总物质的量会
(4)欲要求使E状态从水平方向到达C状态后,再沿平衡曲线达A状态,从理论上来讲,可选用的条件是
A.从P1无限缓慢加压至P2,再由P2无限缓慢降压至P1
B.从P1突然加压至P2,再由P2无限缓慢降压至P1
C.从P1突然加压至P2,再由P2突然降压至P1
(5)在恒温恒容条件下,将一定量和的混合气体通入容积为的密闭容器中,反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如下图所示。
①时,增加了
②a、b、c、d四个点所表示的反应体系中,气体颜色由深到浅的顺序是
Ⅱ.在T1℃和T2℃时(T1<T2),向恒容容器中投入等物质的量的两种反应物,发生以下反应:HN=C=O(g)+NH3(g)CO(NH2)2(g) ΔH<0,平衡时lg p(NH3)与lg p[CO(NH2)2]的关系如图Ⅰ所示,p为物质的分压强(单位为kPa)。
(6)若v正=k正×p(HNCO)×p(NH3),v逆=k逆×p[CO(NH2)2]。T1℃时,=
(7)T2℃时此反应的标准平衡常数Kθ=
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3 . NH3是重要的化工原料,可以制备丙烯腈、尿素、硝酸等产品。回答下列问题:
(1)合成氨反应的能量变化如图甲所示(吸附在催化剂表面的物质用“*”表示)。
①该条件下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=______ kJ•mol-1。
②实际生产中的工艺条件为:铁触媒作催化剂,控温773K,压强3.0×105Pa,原料气中n(N2):n(H2)=1:2.8。原料气中N2过量的理由是N2相对易得,______ 且N2的吸附分解是反应的决速步。(从平衡移动角度分析)
(2)其他条件不变,改变起始氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响,实验结果如图乙所示(图中T表示温度)。则T2______ T1(填“>”“<”或“=”);a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最低的是______ (填字母)。
(3)以氨、丙烯、氧气为原料,可在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N),同时得到副产物丙烯醛(C3H4O),热化学方程式如下:
主反应:C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)C3H3N(g)+3H2O(g) △H=-515kJ•mol-1;
副反应:C3H6(g)+O2(g)C3H4O(g)+H2O(g) △H=-353kJ•mol-1
已知:丙烯腈的选择性=×100%,某气体分压=总压强×该气体物质的量分数。
①一定条件下,平衡时丙烯腈的选择性与温度、压强的关系如图所示,则p1、p2、p3由大到小的顺序为________ 。
②某温度下,向100kPa的恒压密闭容器中通入1molC3H6、1molNH3和1.5molO2,发生上述反应。平衡时测得C3H6转化率为90%,H2O(g)的物质的量为2.5mol,则平衡时C3H3N的分压为______ kPa(保留3位有效数字),此温度下副反应的Kp=______ (计算结果保留三位有效数字)。
(4)常温常压下,以N2和H2O为原料的电化学合成氨是极具应用前途的绿色合成氨方法。实验室模拟氨的电化学合成过程如图所示,阴极的电极反应式为________ 。
(1)合成氨反应的能量变化如图甲所示(吸附在催化剂表面的物质用“*”表示)。
①该条件下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=
②实际生产中的工艺条件为:铁触媒作催化剂,控温773K,压强3.0×105Pa,原料气中n(N2):n(H2)=1:2.8。原料气中N2过量的理由是N2相对易得,
(2)其他条件不变,改变起始氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响,实验结果如图乙所示(图中T表示温度)。则T2
(3)以氨、丙烯、氧气为原料,可在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N),同时得到副产物丙烯醛(C3H4O),热化学方程式如下:
主反应:C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)C3H3N(g)+3H2O(g) △H=-515kJ•mol-1;
副反应:C3H6(g)+O2(g)C3H4O(g)+H2O(g) △H=-353kJ•mol-1
已知:丙烯腈的选择性=×100%,某气体分压=总压强×该气体物质的量分数。
①一定条件下,平衡时丙烯腈的选择性与温度、压强的关系如图所示,则p1、p2、p3由大到小的顺序为
②某温度下,向100kPa的恒压密闭容器中通入1molC3H6、1molNH3和1.5molO2,发生上述反应。平衡时测得C3H6转化率为90%,H2O(g)的物质的量为2.5mol,则平衡时C3H3N的分压为
(4)常温常压下,以N2和H2O为原料的电化学合成氨是极具应用前途的绿色合成氨方法。实验室模拟氨的电化学合成过程如图所示,阴极的电极反应式为
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4 . 向体积为的固定密闭容器中通入气体,在一定温度下发生如下反应:
(1)经后达平衡,此时容器内压强为起始时的1.2倍,则用Y表示的速率为_____ 。
(2)若上述反应在甲、乙、丙、丁四个同样的密闭容器中进行,在同一时间内测得的反应速率分别为:甲:;乙:;丙:;丁:。若其他条件相同,温度不同,温度由高到低的顺序是(填序号)_____ 。
(3)若向达到(1)的平衡体系中充入氩气,则平衡向_____ (填“左”“右”或“不”,下同)移动。
(4)若在相同条件下向达到(1)所述平衡体系中再充入气体,则平衡后X的转化率与(1)的平衡中X的转化率相比_____。
(5)若保持与(1)的温度和压强不变,起始时加入X、Y、Z物质的量分别为、、,达平衡时各物质百分含量与(1)平衡时相等,则应满足的关系为_____ 。
(6)若保持温度和体积不变,起始时加入X、Y、Z物质的量分别为、、,达平衡时各物质浓度与(1)平衡时相等,则起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则的取值范围应为_____ 。
(1)经后达平衡,此时容器内压强为起始时的1.2倍,则用Y表示的速率为
(2)若上述反应在甲、乙、丙、丁四个同样的密闭容器中进行,在同一时间内测得的反应速率分别为:甲:;乙:;丙:;丁:。若其他条件相同,温度不同,温度由高到低的顺序是(填序号)
(3)若向达到(1)的平衡体系中充入氩气,则平衡向
(4)若在相同条件下向达到(1)所述平衡体系中再充入气体,则平衡后X的转化率与(1)的平衡中X的转化率相比_____。
A.无法确定 | B.前者一定大于后者 |
C.前者一定等于后者 | D.前者一定小于后者 |
(6)若保持温度和体积不变,起始时加入X、Y、Z物质的量分别为、、,达平衡时各物质浓度与(1)平衡时相等,则起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则的取值范围应为
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5 . 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
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6 . 在密闭容器中充入一定量的H2S,发生反应:2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH,如图丙所示为H2S气体分解生成H2(g)和S2(g)的平衡转化率与温度、压强的关系。
(1)ΔH___________ (填“>”“<”或“=”)0。
(2)图丙中压强(p1、p2、p3)的大小顺序为___________ 。
(3)图丙中M点对应的平衡常数Kp=___________ MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)如果想进一步提高H2S的转化率,除改变温度、压强外,还可以采取的措施有___________ 。
(1)ΔH
(2)图丙中压强(p1、p2、p3)的大小顺序为
(3)图丙中M点对应的平衡常数Kp=
(4)如果想进一步提高H2S的转化率,除改变温度、压强外,还可以采取的措施有
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22-23高二下·浙江·期中
解题方法
7 . 实现碳中和已经成为全球的广泛共识,化学科学在此过程中发挥着至关重要的作用。
(1)CO2加氢可制备甲酸(HCOOH)。
温度为T1℃时,将等物质的量的CO2和H2充入体积为1L的恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)+H2(g) HCOOH(g) △H<0,K=2。实验测得:v正=k正•c(CO2)•c(H2),v逆=k逆•c(HCOOH),k正、k逆逆为速率常数。保持其他条件不变,温度为T2℃时,k正=1.9k逆,则T1℃________ T2℃(填“>”、“<”或“=”,下同),T1℃时平衡压强________ T2℃时平衡压强。
(2)CO2加氢还可制备甲醇(CH3OH),涉及的反应如下:
i.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49kJ•mol-1
ii.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41kJ•mol-1
在一定压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,平衡时,CO和CH3OH在含碳产物中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图,请回答:
①下列说法正确的是________ (填字母)。
A.图中代表CO的曲线为n
B.H2的平衡转化率可能大于CO2的平衡转化率
C.温度越低,越有利于工业生产CH3OH
D.150~400℃范围内,温度升高,H2O的平衡产量先减小后增大
②解释300~400℃范围内CO2转化率随温度升高而增大的原因:________ 。
③在容积可变的密闭容器中充入mmolCO2和nmolH2(m<n),在恒温恒压条件下只发生反应ⅰ,在图中画出CO2的平衡转化率随温度(T1<T2)、压强的变化图________ 。
(1)CO2加氢可制备甲酸(HCOOH)。
温度为T1℃时,将等物质的量的CO2和H2充入体积为1L的恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)+H2(g) HCOOH(g) △H<0,K=2。实验测得:v正=k正•c(CO2)•c(H2),v逆=k逆•c(HCOOH),k正、k逆逆为速率常数。保持其他条件不变,温度为T2℃时,k正=1.9k逆,则T1℃
(2)CO2加氢还可制备甲醇(CH3OH),涉及的反应如下:
i.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49kJ•mol-1
ii.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41kJ•mol-1
在一定压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,平衡时,CO和CH3OH在含碳产物中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图,请回答:
①下列说法正确的是
A.图中代表CO的曲线为n
B.H2的平衡转化率可能大于CO2的平衡转化率
C.温度越低,越有利于工业生产CH3OH
D.150~400℃范围内,温度升高,H2O的平衡产量先减小后增大
②解释300~400℃范围内CO2转化率随温度升高而增大的原因:
③在容积可变的密闭容器中充入mmolCO2和nmolH2(m<n),在恒温恒压条件下只发生反应ⅰ,在图中画出CO2的平衡转化率随温度(T1<T2)、压强的变化图
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解题方法
8 . 金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途,目前生产钛的方法之一是将金红石TiO2 转化为TiCl4,再进一步还原得到钛。回答下列问题:
(1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下:
(i)直接氯化:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) △H1=172kJ∙mol-1,Kp1=1.0×10-2
(ii)碳氯化:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H2=-51kJ∙mol-1,Kp2=1.2×1012Pa
①反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)的H 为___________ kJ mol-1, Kp =___________ Pa。
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化,其原因是___________ 。
③对于碳氯化反应:增大压强,平衡___________ 移动(填“向左”“向右”或“不”);温度升高,平衡转化率___________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)在1.0 105 Pa ,将TiO2、C、Cl2以物质的量比 1∶2.2∶2 进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
图中显示,在200℃平衡时TiO2 几乎完全转化为TiCl4,但实际生产中反应温度却远高于此温度,其原因是___________ 。
(3)TiO2碳氯化是一个“气—固—固”反应,有利于TiO2 C “固—固”接触的措施是________ 。
(1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下:
(i)直接氯化:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) △H1=172kJ∙mol-1,Kp1=1.0×10-2
(ii)碳氯化:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H2=-51kJ∙mol-1,Kp2=1.2×1012Pa
①反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)的H 为
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化,其原因是
③对于碳氯化反应:增大压强,平衡
(2)在1.0 105 Pa ,将TiO2、C、Cl2以物质的量比 1∶2.2∶2 进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
图中显示,在200℃平衡时TiO2 几乎完全转化为TiCl4,但实际生产中反应温度却远高于此温度,其原因是
(3)TiO2碳氯化是一个“气—固—固”反应,有利于TiO2 C “固—固”接触的措施是
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解题方法
9 . 工业上常以黄铁矿()为原料制备硫酸,硫酸是一种重要的工业原料,可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、蓄电池等。接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化:,其流程如图所示:
(1)“吸收”过程中吸收液(浓硫酸)从上向下喷,目的是___________ 。
(2)“接触室”中,在温度为400~500℃时,的催化氧化采用常压而不是高压,主要原因是___________ 。
(3)其催化氧化的能量变化如图所示,该过程的热化学方程式为___________ 。
已知:
(4)为提高钒催化剂的综合性能,我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下,温度和转化率关系如图所示,催化性能最佳的是___________ (填标号)。
(5)向体积可变的密闭容器中加入、各0.6mol、0.3mol,此时容器的体积为10L(忽略容器中固体体积),保持恒压的条件下分别在、、三种温度下进行反应,测得容器中的转化率如图所示。
①温度下反应速率最慢的原因可能是___________ 。
②温度时,反应达到平衡时容器的体积为___________ L,反应的平衡常数K=___________ 。
(1)“吸收”过程中吸收液(浓硫酸)从上向下喷,目的是
(2)“接触室”中,在温度为400~500℃时,的催化氧化采用常压而不是高压,主要原因是
(3)其催化氧化的能量变化如图所示,该过程的热化学方程式为
已知:
(4)为提高钒催化剂的综合性能,我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下,温度和转化率关系如图所示,催化性能最佳的是
(5)向体积可变的密闭容器中加入、各0.6mol、0.3mol,此时容器的体积为10L(忽略容器中固体体积),保持恒压的条件下分别在、、三种温度下进行反应,测得容器中的转化率如图所示。
①温度下反应速率最慢的原因可能是
②温度时,反应达到平衡时容器的体积为
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2023-08-11更新
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158次组卷
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3卷引用:贵州省2024届高三8月入学考试化学试题
10 . 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)________ ,该反应能够自发进行的条件是________ (填“低温”、“高温”或“任何温度”)。
(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P(M)________ P(N),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图所示。已知:的选择性
(4)300℃时,通入、各0.5mol,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 |
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图所示。已知:的选择性
(4)300℃时,通入、各0.5mol,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,原理如图所示。
(6)该电池的阴极电极反应式为:
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2023-08-08更新
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481次组卷
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2卷引用:辽宁省丹东市等2地大石桥市第三高级中学等2校2022-2023学年高三上学期1月期末考试化学试题