解答题-原理综合题 适中0.65 引用2 组卷487
铁是一种非常重要的金属。
(1)中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,反应过程如图。催化剂中添加助剂Na、K、Cu(也起催化作用)后可改变反应的选择性。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/5/11777652-4419-45dc-9efd-1e1348e560b2.png?resizew=535)
下列说法正确的是___ 。
A.第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步
B.第ⅰ步所发生的反应为:CO2+H2
CO+H2O
C.Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小
D.保持其他条件不变,添加不同助剂后各反应的平衡常数不变
加入助剂K能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是___ 。
(2)纳米铁是重要的储氢材料,可用反应Fe(s)+5CO(g)
Fe(CO)5(g)制得。在1L恒容密闭容器中加入足量铁粉和0.24mol CO,在T1、T2不同温度下进行反应,测得c(CO)与温度、时间的关系如图所示。
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①T1___ T2,△H___ 0(填“>”或“<”)
②已知:标准平衡常数Kθ=
,其中pθ为标准压强(1×105Pa),p[Fe(CO)5]、p(CO)为各组分的平衡分压。T2温度下,平衡时体系的压强为p,反应的标准平衡常数Kθ=___ (用含p的最简式表示)
(3)高铁酸钾(K2FeO4)被称为“绿色化学”净水剂,在酸性至弱碱性条件下不稳定。
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/5/eed32530-0507-4314-80ad-70e45a8a4c42.png?resizew=276)
①电解法可制得K2FeO4,装置如图,若转移6mol电子则隔膜右边溶液增重___ g。
②K2FeO4在水解过程中铁元素形成的微粒分布分数与pH的关系如图所示,向pH=6的溶液中加入KOH溶液,发生反应的离子方程式为___ 。
(4)复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)可用于热化学循环分解制氢气,原理如下:
①MnFe2O4(s)=MnFe2O(4-x)(s)+
O2(g)△H1
②MnFe2O(4-x)(s)+xH2O(g)=MnFe2O4(s)+xH2(g)△H2
③2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H3
则:△H3与△H1、△H2的关系为___ 。
(1)中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,反应过程如图。催化剂中添加助剂Na、K、Cu(也起催化作用)后可改变反应的选择性。
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下列说法正确的是
A.第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步
B.第ⅰ步所发生的反应为:CO2+H2
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C.Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小
D.保持其他条件不变,添加不同助剂后各反应的平衡常数不变
加入助剂K能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是
(2)纳米铁是重要的储氢材料,可用反应Fe(s)+5CO(g)
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①T1
②已知:标准平衡常数Kθ=
(3)高铁酸钾(K2FeO4)被称为“绿色化学”净水剂,在酸性至弱碱性条件下不稳定。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/5/f0147299-bf9d-470a-88b5-fcac79394bd1.png?resizew=208)
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①电解法可制得K2FeO4,装置如图,若转移6mol电子则隔膜右边溶液增重
②K2FeO4在水解过程中铁元素形成的微粒分布分数与pH的关系如图所示,向pH=6的溶液中加入KOH溶液,发生反应的离子方程式为
(4)复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)可用于热化学循环分解制氢气,原理如下:
①MnFe2O4(s)=MnFe2O(4-x)(s)+
②MnFe2O(4-x)(s)+xH2O(g)=MnFe2O4(s)+xH2(g)△H2
③2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H3
则:△H3与△H1、△H2的关系为
2020·湖北黄石·三模
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(1)已知反应2HI(g)=H2(g) + I2(g)的△H=+11kJ·mol-1,1molH2(g)、1molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436KJ、151KJ的能量,则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为___ kJ。
(2)已知某密闭容器中存在下列平衡:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),CO的平衡物质的量浓度c(CO)与温度T的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/29/5a3f5006-5b6a-4d56-bc18-6236f2aef5c3.png?resizew=175)
①该反应△H__________ 0(填“>”或“<”)
②若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1_______ K2(填“>”、“<”或“=”)。
③T3时在某刚性容器中按1:2投入CO(g)和H2O(g),达到平衡后测得CO的转化率为75%,则T3时平衡常数K3=____________ 。
(3)在恒容密闭容器中,加入足量的MoS2和O2,仅发生反应: 2MoS2(s)+7O2(g)
2MoO3(s)+4SO2(g) ΔH。
测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/29/39cfc47c-91a7-4f61-a7ce-950fb332cfb5.png?resizew=302)
①p1、p2、p3的大小:_________ 。
②若初始时通入7.0 mol O2,p2为7.0 kPa,则A点平衡常数Kp=________ (用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算,分压=总压×气体的物质的量分数,写出计算式即可)。
(4)中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/29/b45a15e6-fb23-4ada-911a-b111d354a314.png?resizew=477)
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
①欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加_______ 助剂效果最好;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是_____ ;
②下列说法正确的是______ ;
a 第ⅰ步所反应为:CO2+H2
CO+H2O
b 第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步
c 催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用
d Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小
e 添加不同助剂后,反应的平衡常数各不相同
(2)已知某密闭容器中存在下列平衡:CO(g)+H2O(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/29/5a3f5006-5b6a-4d56-bc18-6236f2aef5c3.png?resizew=175)
①该反应△H
②若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2,则K1
③T3时在某刚性容器中按1:2投入CO(g)和H2O(g),达到平衡后测得CO的转化率为75%,则T3时平衡常数K3=
(3)在恒容密闭容器中,加入足量的MoS2和O2,仅发生反应: 2MoS2(s)+7O2(g)
测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/29/39cfc47c-91a7-4f61-a7ce-950fb332cfb5.png?resizew=302)
①p1、p2、p3的大小:
②若初始时通入7.0 mol O2,p2为7.0 kPa,则A点平衡常数Kp=
(4)中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/29/b45a15e6-fb23-4ada-911a-b111d354a314.png?resizew=477)
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
助剂 | CO2转化率(%) | 各产物在所有产物中的占比(%) | ||
C2H4 | C3H6 | 其他 | ||
Na | 42.5 | 35.9 | 39.6 | 24.5 |
K | 27.2 | 75.6 | 22.8 | 1.6 |
Cu | 9.8 | 80.7 | 12.5 | 6.8 |
①欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加
②下列说法正确的是
a 第ⅰ步所反应为:CO2+H2
b 第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步
c 催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用
d Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小
e 添加不同助剂后,反应的平衡常数各不相同
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