解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷110
CO2和CH4是两种主要的温室气体,以CO2和CH4为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向。回答下列问题:
(1)工业上CO2-CH4催化重整是目前大规模制取合成气(CO和H2混合气)的重要方法,其原理为:
反应I:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ∆H1=+206.4 kJ·mol-1
反应II:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ∆H2=-41 kJ·mol-1
几种化学键的键能如表所示:
①a=_______ kJ·mol-1。
②反应II中,若逆反应活化能Ea(逆)为124 kJ·mol-1,则Ea(正)为_______ kJ·mol-1。
(2)将等物质的量的CH4(g)和H2O(g)充入恒温恒容的密闭容器中,发生反应I和反应II,容器内气体的压强随时间的变化如表所示。
①若用单位时间内气体分压(气体分压=气体总压×体积分数)的变化来表示反应速率,则反应I前120min内的平均反应速率v(CH4)=_______ kPa·min-1(结果保留2位小数)。
②300 min时,测得氢气分压为100 kPa,则反应II在该温度下的平衡常数Kp=_______ (Kp为用气体分压表示的平衡常数,结果保留2位小数)。
(3)向2 L容器中充入1 mol CH4和1 mol H2O,若只发生反应I,测得反应在不同压强、不同温度下,平衡混合物中CH4体积分数如图I所示,某温度下逆反应速率与容器中c(CH4)关系如图II所示:
①图I中A、B、C三点对应的平衡常数K(A)、K(B)、K(C)由大到小的顺序为_______ ,p1_______ p2(填“>”“<”或“=”)。
②图II中当x点平衡体系升高至某温度时,反应可重新达平衡状态,新平衡点可能是_______ (填标号)。
(1)工业上CO2-CH4催化重整是目前大规模制取合成气(CO和H2混合气)的重要方法,其原理为:
反应I:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ∆H1=+206.4 kJ·mol-1
反应II:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ∆H2=-41 kJ·mol-1
几种化学键的键能如表所示:
化学键 | C-H | H-O | H-H | CO |
键能/kJmol-1 | 413 | 467 | 436 | a |
①a=
②反应II中,若逆反应活化能Ea(逆)为124 kJ·mol-1,则Ea(正)为
(2)将等物质的量的CH4(g)和H2O(g)充入恒温恒容的密闭容器中,发生反应I和反应II,容器内气体的压强随时间的变化如表所示。
时间/min | 0 | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 360 |
压强/kPa | 100 | 118 | 132 | 144 | 154 | 162 | 162 |
①若用单位时间内气体分压(气体分压=气体总压×体积分数)的变化来表示反应速率,则反应I前120min内的平均反应速率v(CH4)=
②300 min时,测得氢气分压为100 kPa,则反应II在该温度下的平衡常数Kp=
(3)向2 L容器中充入1 mol CH4和1 mol H2O,若只发生反应I,测得反应在不同压强、不同温度下,平衡混合物中CH4体积分数如图I所示,某温度下逆反应速率与容器中c(CH4)关系如图II所示:
①图I中A、B、C三点对应的平衡常数K(A)、K(B)、K(C)由大到小的顺序为
②图II中当x点平衡体系升高至某温度时,反应可重新达平衡状态,新平衡点可能是
20-21高二上·山东济南·阶段练习
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CO2是主要的温室气体,以CO2和H2为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向,回答下列问题:
(1)工业上常用CO2和H2为原料合成甲醇(CH3OH),过程中发生如下两个反应:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=—51kJ·mol-1
反应II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.17kJ·mol-1
①已知:键能指断开1mol气态键所吸收的能量或形成1mol气态键所释放的能量。几种化学键的键能如下表所示:
则a=___________ kJ·mol-1;
②若反应II逆反应活化能Ea(逆)为124kJ·mol-1,则该反应的Ea(正)活化能为___________ kJ· mol-1。
(2)向2L容器中充入1molCO2和2molH2,若只发生反应I,测得反应在不同压强、不同温度下,平衡混合物中CH3OH体积分数如图1所示,测得反应时逆反应速率与容器中c(CH3OH)关系如图II所示:
①图I中A、B、C三点对应的平衡常数K(A)、K(B)、K(C)由大到小的顺序排列为___________ ,图I中C点CO2的转化率为___________ 。
②图II中当x点平衡体系升高至某一温度时,反应可重新达平衡状态,新平衡点可能是___________ 。
(3)若反应IIICO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的正、逆反应速率分别可表示为v正=k正c(CO)·c(H2O)、v逆=k逆c(CO2)·c(H2),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,c为物质的量浓度。则下图(pk=-lgk:T表示温度)所示①、②、③、④四条斜线中,能表示以pk正随T变化关系的是斜线___________ ,能表示pk逆随T变化关系的是斜线___________ ,图中A、B、C、D点的纵坐标分别为a+3、a+1、a-1、a-3,则温度T1时化学平衡常数K=___________ mol-1·L。
(1)工业上常用CO2和H2为原料合成甲醇(CH3OH),过程中发生如下两个反应:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=—51kJ·mol-1
反应II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.17kJ·mol-1
①已知:键能指断开1mol气态键所吸收的能量或形成1mol气态键所释放的能量。几种化学键的键能如下表所示:
化学键 | C-H | C-O | H-O(H2O中) | H-O(CH3OH中) | H-H | C=O |
键能/kJ· mol-1 | 406 | 351 | 462.5 | 465 | 436 | a |
②若反应II逆反应活化能Ea(逆)为124kJ·mol-1,则该反应的Ea(正)活化能为
(2)向2L容器中充入1molCO2和2molH2,若只发生反应I,测得反应在不同压强、不同温度下,平衡混合物中CH3OH体积分数如图1所示,测得反应时逆反应速率与容器中c(CH3OH)关系如图II所示:
①图I中A、B、C三点对应的平衡常数K(A)、K(B)、K(C)由大到小的顺序排列为
②图II中当x点平衡体系升高至某一温度时,反应可重新达平衡状态,新平衡点可能是
(3)若反应IIICO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的正、逆反应速率分别可表示为v正=k正c(CO)·c(H2O)、v逆=k逆c(CO2)·c(H2),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,c为物质的量浓度。则下图(pk=-lgk:T表示温度)所示①、②、③、④四条斜线中,能表示以pk正随T变化关系的是斜线
1,2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)是一种重要的化工原料,工业上可用丙烯加成法制备,主要副产物为3-氯丙烯(CH2=CHCH2Cl),反应原理为:
I.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2ClCHClCH3(g) ∆H1=-134kJ·mol-1
II.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) ∆H2=-102kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)已知CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) CH2ClCHClCH3(g)的活化能Ea(正)为132kJ·mol-1,则该反应的活化能Ea(逆)为___________ kJ·mol-1。
(2)一定温度下,密闭容器中发生反应I和反应II,达到平衡后增大压强,CH2ClCHClCH3的产率____________ (填“增大”“减小”或“不变”),理由是_________________________________ 。
(3)起始时向某恒容绝热容器中充入1 mol CH2=CHCH3和1 mol Cl2发生反应II,达到平衡时,容器内气体压强_________________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)某研究小组向密闭容器中充入一定量的CH2=CHCH3和Cl2,分别在A、B两种不同催化剂作用下发生反应,一段时间后测得CH2ClCHClCH3的产率与温度的关系如图所示。p点是否为对应温度下CH2ClCHClCH3的平衡产率,_________ 填“是”或“否”)判断理由是_______________________ 。
(5)一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)。在催化剂作用下发生反应I,容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。
①用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即,则前120min内平均反应速率v(CH2ClCHClCH3)=__________ kPa·min-1。(保留小数点后2位)。
②该温度下,若平衡时HCl的体积分数为,则丙烯的平衡总转化率____________ ;反应I的平衡常数Kp=____________________ kPa-1(Kp为以分压表示的平衡常数,保留小数点后2位)。
I.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2ClCHClCH3(g) ∆H1=-134kJ·mol-1
II.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) ∆H2=-102kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)已知CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) CH2ClCHClCH3(g)的活化能Ea(正)为132kJ·mol-1,则该反应的活化能Ea(逆)为
(2)一定温度下,密闭容器中发生反应I和反应II,达到平衡后增大压强,CH2ClCHClCH3的产率
(3)起始时向某恒容绝热容器中充入1 mol CH2=CHCH3和1 mol Cl2发生反应II,达到平衡时,容器内气体压强
(4)某研究小组向密闭容器中充入一定量的CH2=CHCH3和Cl2,分别在A、B两种不同催化剂作用下发生反应,一段时间后测得CH2ClCHClCH3的产率与温度的关系如图所示。p点是否为对应温度下CH2ClCHClCH3的平衡产率,
(5)一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)。在催化剂作用下发生反应I,容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。
时间/min | 0 | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 360 |
压强/kPa | 80 | 74.2 | 69.4 | 65.2 | 61.6 | 57.6 | 57.6 |
②该温度下,若平衡时HCl的体积分数为,则丙烯的平衡总转化率
CO2是主要的温室气体,以CO2和H2为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向,回答下列问题:
(1)工业上常用CO2和H2为原料合成甲醇(CH3OH),过程中发生如下两个反应:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-51kJ·mol-1
反应II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=+41.17kJ·mol-1
①已知:键能指断开1mol气态键所吸收的能量或形成1mol气态键所释放的能量。几种化学键的键能如表所示:
则a=______ kJ·mol-1。
②若反应II逆反应活化能Ea(逆)为124kJ·mol-1,则该反应的Ea(正)活化能为______ kJ·mol-1。
(2)向恒容容器中充入1molCO2和2molH2,此时容器内总压强为P0。若只发生反应I,测得反应在不同压强、不同温度下,CO2的平衡转化率如图1所示,测得反应时逆反应速率与容器中c(CH3OH)关系如图II所示:
①图I中A、B、C三点对应的平衡常数K(A)、K(B)、K(C)由大到小的顺序排列为_____ ,图I中C点CO2的转化率为____ 。
②图II中当x点平衡体系升高至某一温度时,反应可重新达平衡状态,新平衡点可能是____ 。
(3)反应I得到的甲醇是重要的化工原料。如图所示为一定条件下1molCH3OH与O2发生反应时,生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。
①在有催化剂作用下,CH3OH与O2反应主要生成____ (填“CO”、“CO2”或HCHO”)。
②HCHO可进一步被氧化为重要工业原料HCOOH(其酸性比H2SO3弱,比CH3COOH强)。在图中画出常温下向甲酸钠溶液中加水时溶液的pH的变化____ 。
(1)工业上常用CO2和H2为原料合成甲醇(CH3OH),过程中发生如下两个反应:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-51kJ·mol-1
反应II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=+41.17kJ·mol-1
①已知:键能指断开1mol气态键所吸收的能量或形成1mol气态键所释放的能量。几种化学键的键能如表所示:
化学键 | C—H | C—O | H—O(H2O中) | H—O(CH3OH中) | H—H | C=O |
键能/kJ·mol-1 | 406 | 351 | 462.5 | 465 | 436 | a |
②若反应II逆反应活化能Ea(逆)为124kJ·mol-1,则该反应的Ea(正)活化能为
(2)向恒容容器中充入1molCO2和2molH2,此时容器内总压强为P0。若只发生反应I,测得反应在不同压强、不同温度下,CO2的平衡转化率如图1所示,测得反应时逆反应速率与容器中c(CH3OH)关系如图II所示:
①图I中A、B、C三点对应的平衡常数K(A)、K(B)、K(C)由大到小的顺序排列为
②图II中当x点平衡体系升高至某一温度时,反应可重新达平衡状态,新平衡点可能是
(3)反应I得到的甲醇是重要的化工原料。如图所示为一定条件下1molCH3OH与O2发生反应时,生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。
①在有催化剂作用下,CH3OH与O2反应主要生成
②HCHO可进一步被氧化为重要工业原料HCOOH(其酸性比H2SO3弱,比CH3COOH强)。在图中画出常温下向甲酸钠溶液中加水时溶液的pH的变化
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