2022年10月16日,黨的二十大報告將“人與自然和諧共生”作為中國式現(xiàn)代的重要特征。請回答下列問題:
(1)在催化劑的作用下CO2和H2發(fā)生反應i生產(chǎn)甲醇,同時有副反應ii發(fā)生。
已知:i.CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.4kJ?mol-1
ii.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ?mol-1
則CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)ΔH=-90.6kJ/mol-90.6kJ/mol;
①向密閉容器中加入CO2(g)和H2(g)合成CH3OH(g),已知反應i的正反應速可表示為v正=k正?c(CO2)?c3(H2),逆反應速率可表示為v逆=k逆?c(CH3OH)?c(H2O),其中k正、k逆為速率常數(shù),圖中能夠代表k逆的曲線為 L4L4(填“L1”、“L2”、“L3”或“L4”);
②對于上述反應體系,下列說法錯誤的是 BB(填選項字母);
A.增大CO2的濃度,反應i、ii的正反應速率均增加
B.恒容密閉容器中,當氣體密度不變時,反應達到平衡
C.加入催化劑,H2的平衡轉(zhuǎn)化率不變
③不同條件下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如下圖所示,壓強P1、P2、P3由大到小的順序是 P3>P2>P1P3>P2>P1;當壓強為P1時,溫度高于570℃之后,隨著溫度升高CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大的原因是 反應i是放熱反應,反應ii是吸熱反應,溫度高于570℃之后,轉(zhuǎn)化率主要由反應ii決定反應i是放熱反應,反應ii是吸熱反應,溫度高于570℃之后,轉(zhuǎn)化率主要由反應ii決定。
(2)可用如圖裝置將霧霾中的NO、SO2轉(zhuǎn)化為(NH4)2SO4,則陰極的電極反應式為 NO+6H++5e-=NH+4+H2ONO+6H++5e-=NH+4+H2O,物質(zhì)A是 H2SO4H2SO4。(填化學式)
(3)利用CO2制取甲醛可以緩解溫室效應,反應方程式為CO2(g)+2H2(g)?HCHO(g)+H2O(g)。T1℃時,將體積比為1:2的CO2和H2混合氣體充入恒容密閉容器中,每隔一定時間測得容器內(nèi)氣體壓強如下表所示,請回答下列問題:
NH
+
4
NH
+
4
時間/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
壓強/kPa | 1.08 | 0.96 | 0.88 | 0.82 | 0.80 | 0.80 | 0.80 |
Δ
p
(
B
)
Δ
t
38.3
38.3
kPa?min-1;②T1℃時,反應的平衡常數(shù)Kp=
38.3
38.3
kPa-1(Kp為用各氣體分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù);結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。【考點】化學平衡的計算;原電池與電解池的綜合.
【答案】-90.6kJ/mol;L4;B;P3>P2>P1;反應i是放熱反應,反應ii是吸熱反應,溫度高于570℃之后,轉(zhuǎn)化率主要由反應ii決定;NO+6H++5e-=+H2O;H2SO4;38.3;38.3
NH
+
4
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:72引用:1難度:0.3
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1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當今科學研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應如下:
Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應)
Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應)
(1)反應Ⅰ的反應歷程可分為如下兩步:
i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應速率較快)
ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應速率較慢)
①ΔH1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應I速率影響更大,其原因是
(2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對相關(guān)量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應選擇800℃的原因是
(3)在800℃時,=n(CO2)n(C2H6),充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應,初始壓強為P,一段時間達到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應的平衡常數(shù)Kp=13
(4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應:2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應,反應過程中CH4的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2),k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),則T溫度時═k逆k正
(5)我國科學家使用電化學的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M是電源的
②陽極電極反應式是發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6 -
2.一定條件下,可逆反應的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計算平衡常數(shù)更方便.下列說法不正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7 -
3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2,兩個競爭反應化學方程式如下:
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應,相同時間內(nèi)有關(guān)生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知:有效轉(zhuǎn)化率=×100%制備目標物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
下列說法不正確的是( )發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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