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(yīng)i生產(chǎn)甲醇,同時有副反應(yīng)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(yīng)i的正反應(yīng)速可表示為v正=k正?c(CO2)?c3(H2),逆反應(yīng)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(yīng)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(yīng)i、ii的正反應(yīng)速率均增加
B.恒容密閉容器中,當(dāng)氣體密度不變時,反應(yīng)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(dāng)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(yīng)i是放熱反應(yīng),反應(yīng)ii是吸熱反應(yīng),溫度高于570℃之后,轉(zhuǎn)化率主要由反應(yīng)ii決定反應(yīng)i是放熱反應(yīng),反應(yīng)ii是吸熱反應(yīng),溫度高于570℃之后,轉(zhuǎn)化率主要由反應(yīng)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(yīng)式為 NO+6H++5e-=NH+4+H2ONO+6H++5e-=NH+4+H2O,物質(zhì)A是 H2SO4H2SO4。(填化學(xué)式)
(3)利用CO2制取甲醛可以緩解溫室效應(yīng),反應(yīng)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(yīng)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?jǐn)?shù);結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。【考點】化學(xué)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(yīng)i是放熱反應(yīng),反應(yīng)ii是吸熱反應(yīng),溫度高于570℃之后,轉(zhuǎn)化率主要由反應(yīng)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
相似題
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1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當(dāng)今科學(xué)研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應(yīng)如下:
Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應(yīng))
Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應(yīng))
(1)反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)歷程可分為如下兩步:
i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應(yīng)速率較快)
ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應(yīng)速率較慢)
①ΔH1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應(yīng)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(yīng)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(yīng),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(yīng)物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應(yīng)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(yīng):2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應(yīng)器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)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(xué)家使用電化學(xué)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(yīng)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(yīng)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?jǐn)?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( )
A.對于C2H4(g)+H2O(g)?C2H5OH(g),在一定條件下達到平衡狀態(tài)時,體系的總壓強為P,其中C2H4(g)、H2O(g)、C2H5OH(g)均為1mol,則用分壓表示的平衡常數(shù)Kp= 3PB.恒溫恒壓下,在一容積可變的容器中,反應(yīng)2A(g)+B(g)?2C(g)達到平衡時,A、B和C的位置的量分別為4mol、2mol和4mol,若此時A、B和C均增加1mol,平衡正向移動 C.恒溫恒壓下,在一容積可變的容器中,N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)達到平衡狀態(tài)時,N2、H2、NH3各1mol,若此時再充入3molN2,則平衡正向移動 D.對于一定條件下的某一可逆反應(yīng),用平衡濃度表示的平衡常數(shù)和平衡分壓表示的平衡常數(shù),其數(shù)值不同,但意義相同,都只與溫度有關(guān) 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(yīng)化學(xué)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(yīng),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(biāo)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( )A.400℃時,主要發(fā)生反應(yīng)Ⅱ B.由圖分析工業(yè)上用氨催化氧化制備HNO3,最佳溫度約為840℃ C.520℃時,NH3的有效轉(zhuǎn)化率約為66.7% D.840℃后,NO的物質(zhì)的量下降,可能是反應(yīng)Ⅰ平衡逆向移動所致 發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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