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解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷292
研究新型的有机合成方法具有重要意义。费托合成是以合成气(CO和H2的混合气体)为原料在催化剂和适当条件下合成烷烃的工艺过程，表示为：
(1)在容积为1L的密闭容器中充入1.6molCO和6.6molH2，反应10min后，测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示：

①由上图判断，费托合成中生成___________(填“”或“”)的活化能最小，A、B点对应的合成反应的平衡常数K(A)___________K(B)(填“＞”、“＜”或“=”)，理由为___________。
②650K时，生成的反应已达平衡，则此时反应选择性(转化的CO中生成的百分比)为___________%，平衡常K=___________。
(2)利用电化学原理既能合成有机物，又能输出电能。下图所示装置可合成苯胺，反应进行一段时间，负极质量减轻7.8g，D出口溶液增重0.19g。

①电流的方向为___________(填“A→B”或“B→A”)。
②生成目标产物的电极反应式为___________。
③电流效率=___________%。(，计算结果保留小数点后1位)
21-22高三上·重庆·期中
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知识点：化学平衡图像分析化学平衡常数的有关计算原电池电极反应式书写原电池有关计算 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
(1)以CO2为原料合成低碳烯烃。现以合成乙烯(C2H4)为例，该过程分两步进行：
第一步：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H =+41.3kJ·mol-1
第二步：2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) △H =+210.5kJ·mol-1
①CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为___________。
②一定条件下的密闭容器中，上述反应达到平衡后，要加快反应速率并提高CO2的转化率，可以采取的措施是___________(填标号)。
A﹒减小压强          B﹒增大H2浓度     C﹒加入适当催化剂          D﹒分离出水蒸气
(2)另外工业上还可用CO2和H2在230℃ 催化剂条件下生成甲醇。现在10L恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2，发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，在不同条件下测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示：

①能判断该反应达到化学平衡状态的是___________ (填标号)。
A﹒c(H2)：c(CH3OH)=3：1 B﹒容器内氢气的体积分数不再改变
C﹒容器内气体的密度不再改变                    D﹒容器内压强不再改变
②上述反应的△H______0(填“>”或“<”)，图中压强P1_______P2(填“>”或“<”)。
③经测定知Q点时容器的压强是反应前压强的9/10，据此计算Q点H2的转化率为___________。
④图中M、N、Q三点平衡常数关系为：M________N_________Q(填“>”、“=”、“<”)   计算N点时，该反应的平衡常数K=________(计算结果保留两位小数)。
和既是温室气体又是丰富的碳基资源。甲烷与二氧化碳重整反应是制合成气()的有效途径之一。合成气可用于二甲醚合成、羰基合成、费托合成等。因此，具有较好的市场前景。
(1)已知在、298K条件下，各物质燃烧热数据如下表：
物质(g)
燃烧热()-890.0-283.0-285.00

则甲烷与二氧化碳重整反应制合成气的热化学方程式为：________________；
(2)在T℃时，向容积为2L的刚性容器中充入和。反应体系中的物质的量随时间变化关系如下表：
时间/min0205060100
0.50.480.250.250.25

①20min时，________；当反应进行到60min时，________20min时的大小关系(填“＜”、“=”或“＞”)；反应进行到60min时，下列能够提高平衡时合成气产率的措施有：_______________________。
A．将反应时间延长至150min                                           B．移除一部分合成气
C．适当提高反应升高温度                                                D．改用高效催化剂
②反应进行到下列各图的p点时，能够说明该反应达到平衡状态的是：___________。
A. B. C. D.
③已知：p(H2)、p(CO)、p(CH4)和p(CO2)为各组分的平衡分压(气体分压p=气体总压p总×体积分数)，p总为平衡总压。若开始测得反应体系的压强为3.0Mpa，则合成气反应达到平衡状态时Kp=________。(结果保留一位小数)
(3)由于原料气的比较高，催化剂易结焦，特别是高温反应时积碳严重，影响了此过程大规模工业化的应用。某科研小组研究了Sr助剂对10%催化剂性能的影响如表1所示，请判断催化剂上Sr助剂的最佳质量含量为________(横坐标表示Sr助剂的质量含量)，判断的理由是________________(写出两点)

(4)如图所示，以为燃料气，高温电化学法制备合成气的发电系统中，在电场作用下，通过氧化物电解质中氧空位迁移到负极，与发生氧化还原反应。试用电极反应方程式表示负极发生反应的总过程：___________________________________。
费托合成是以合成气(CO 和 H2 混合气体)为原料在催化剂和适当条件下合成烯烃(C2~C4)以及烷烃(CH4、C5~C11、C12~C18等，用Cn H2n+2表示)的工艺过程。
已知：① 2CO(g) +O2(g) =2CO2 (g) △H1 =a
②2H2(g) + O2(g)=2H2O(g) △H2 =b
③
回答下列问题：
(1)反应(2n +1)H2 (g)+nCO(g)=CnH2n+2(g)+nH2O(g)的 △H_____。(用含有a、b、c、n 的式子表示)
(2)费托合成产物碳原子分布遵循 ASF 分布规律。碳链增长因子(α)是描述产物分布的重要参数，不同数值对应不同的产物分布。ASF 分布规律如图，若要控制 C2~C4的质量分数 0.48~0.57，则需控制碳链增长因子(α)的范围是________。

(3)近期，我国中科院上海高等研究院在费托合成烃的催化剂上取得重大进展。如图所示，Co2C作催化剂的规律是：选择球形催化剂时_____，选择平行六面体催化剂时_____。

(4)中科院大连化物所研究团队直接利用CO2与H2合成甲醇。一定条件下，向 2L 恒容密闭容器中充入1molCO2和 2mol H2发生反应“CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H”。CO2的平衡转化率(α)与温度(T)的关系如图所示。

①判断△H_______0。(填“大于”“小于”或“等于”)
②500 K 时，反应 5 min 达到平衡。计算 0~5 min 用H2O 表示该反应的化学反应速率为_________，该反应的平衡常数为__________。
③500 K 时，测定各物质的物质的量浓度分别为 c(CO2)=0.4 mol/L、c(H2) = 0.2 mol/L、c(CH3OH) = 0.6 mol/L、c(H2O) = 0. 6 mol/L，此时反应____        (填“是”或“否”) 达到平衡，理由是_____       。
④一定条件下，对于反应 CO2(g) + 3H2(g)⇌CH3OH(g) + H2O(g)。下列说法中不能表明反应达到平衡的是_____。
a.恒温恒容下，c(CH3OH)=c(H2O)
b.恒温恒容下，体系的压强保持不变
c.恒温恒容下，体系的平均摩尔质量不变
d.相同时间内，断裂 H－H 键和断裂 H－O 键之比 1：1

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