解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷111
研究和深度开发CO2的综合应用，实现碳循环是解决温室问题的有效途径，对构建生态文明社会具有重要意义。二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.6kJ/mol。
(1)该反应一般认为通过如下步骤来实现：
i.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.2kJ/mol
ii.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH2
则△H2=___________ kJ/mol。
(2)下列措施中，能提高CO2转化率的是___________。
(3)一定条件下，往2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2，在催化剂作用下发生反应，测得5min时CO2的转化率在五种不同温度下的变化如图所示。
①T4温度下，反应在0~5min内平均反应速率v(H2)=___________ mol/(L·min)。
②b点对应的正反应速率v(正)___________ c点对应逆反应速率v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
③若反应在c点的体系总压强为0.80MPa，则c点反应的Kp=____ (MPa)-2(Kp为以分压表示的平衡常数)。
(4)TiO2基催化剂光催化还原CO2亦可制得燃料甲醇，其原理如图所示。
①CB极的电势___________ VB极的电势(填“低于”或“高于”)。
②CB极的反应式是___________ 。
(1)该反应一般认为通过如下步骤来实现：
i.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.2kJ/mol
ii.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH2
则△H2=
(2)下列措施中，能提高CO2转化率的是___________。
| A．在原料气中加入适量H2O(g) | B．从体系中不断分离出甲醇 |
| C．循环利用原料气 | D．提高原料气中CO2的体积分数 |
①T4温度下，反应在0~5min内平均反应速率v(H2)=
②b点对应的正反应速率v(正)
③若反应在c点的体系总压强为0.80MPa，则c点反应的Kp=
(4)TiO2基催化剂光催化还原CO2亦可制得燃料甲醇，其原理如图所示。
①CB极的电势
②CB极的反应式是
21-22高三上·湖北·期末
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Ⅰ．甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2=−58kJ⋅mol-1
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3=+41 kJ⋅mol-1
回答下列问题：
(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：
则△H1=______ kJ⋅mol-1。X=___________ 。
Ⅱ．丙烯是重要的有机化工原料，丙烷脱氢制丙烯具有显著的经济价值和社会意义。反应原理如下：C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) △H
(2)一定温度下，向 10L恒容密闭容器中充入 2molC3H8发生反应，经过 10min达到平衡状态，测得平衡时气体压强是开始的 1.75 倍。
①0～10min内丙烯的生成速率v(C3H6)=___ ，C3H8的平衡转化率为___ 。
②下列情况能说明该反应达到平衡状态的是___ 。
A．气体密度保持不变
B．
保持不变
C．△H1 保持不变
D．C3H8分解速率与 C3H6消耗速率相等
(3)总压强分别为 p1和 p2时，上述反应在不同温度下达到平衡，测得丙烷及丙烯的物质的量分数如图所示：
①压强：p1___ (填“>”或“<”)p2。
②为了提高反应速率和反应物的转化率，可采取的措施是________________ 。
③若p1=0.1MPa，起始时充入一定量的丙烷发生反应，计算Q点对应温度下该反应的平衡常数Kp=________ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H1②CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H2=−58kJ⋅mol-1③CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H3=+41 kJ⋅mol-1回答下列问题：
(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：
| 化学键 | H−H | C−O |  | H−O | C−H |
| E/( kJ⋅mol-1) | 436 | 343 | 1076 | 465 | X |
则△H1=
Ⅱ．丙烯是重要的有机化工原料，丙烷脱氢制丙烯具有显著的经济价值和社会意义。反应原理如下：C3H8(g)
C3H6(g)+H2(g) △H(2)一定温度下，向 10L恒容密闭容器中充入 2molC3H8发生反应，经过 10min达到平衡状态，测得平衡时气体压强是开始的 1.75 倍。
①0～10min内丙烯的生成速率v(C3H6)=
②下列情况能说明该反应达到平衡状态的是
A．气体密度保持不变
B．
保持不变C．△H1 保持不变
D．C3H8分解速率与 C3H6消耗速率相等
(3)总压强分别为 p1和 p2时，上述反应在不同温度下达到平衡，测得丙烷及丙烯的物质的量分数如图所示：
①压强：p1
②为了提高反应速率和反应物的转化率，可采取的措施是
③若p1=0.1MPa，起始时充入一定量的丙烷发生反应，计算Q点对应温度下该反应的平衡常数Kp=
温室气体的利用是当前环境和能源领域的研究热点，合理利用燃料废气中的
，也是实现“碳中和”的途径之一
Ⅰ.温室气体转化为重要的工业原料甲酸是目前科学研究的热点。回答下列问题：
(1)已知：①
②2CO(g)+O2(g)
2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ/mol
则反应③
_______ 
(2)刚性绝热密闭容器中，等物质的量的
和
发生反应③，下列可判断反应达到平衡的是_______(填标号)。
(3)在催化剂作用下和
也可以合成甲酸，主要涉及以下反应：
ⅰ.CO2(g)+H2(g)HCOOH(g) ΔH1<0
ⅱ. CO2(g)+H2(g)CO (g)+H2O(g) ΔH2>0
刚性密闭容器中CO2(g)和H2(g)按物质的量1：1投料，平衡时HCOOH和CO的选择性随温度变化如图1所示。
①曲线a随温度升高而下降的原因是_______ ；
②为同时提高CO2的平衡转化率和平衡时HCOOH的选择性，应选择的反应条件为_______ (填标号)。
A.低温、低压 B.高温、高压 C.高温、低压 D.低温、高压
③240℃时，容器内压强随时间的变化如表所示：
反应ⅰ的速率可表示为v=k·p(CO2) ·p(H2)(k为常数)，则反应在60min时v=_______ (用含p0、k的式子表示)。
Ⅱ. CO2-CH4催化重整对减少温室气体的排放、改善大气环境具有重要的意义。催化重整反应为：。
(4)在密闭容器中通入物质的量均为0.2mol的CH4和CO2，在一定条件下发生反应
，CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图2所示。
①由图可知：p1压强_______ p2 (填“>”、“<”或“=”)。
②Y点：v(正)_______ v(逆)(填“>”、“<”或“=”)；已知气体分压(p分)=气体总压(p总)
气体的物质的量分数。用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，已知p2=akPa，求X点对应温度下反应的平衡常数Kp=_______ 。
，也是实现“碳中和”的途径之一Ⅰ.温室气体
转化为重要的工业原料甲酸是目前科学研究的热点。回答下列问题：(1)已知：①
②2CO(g)+O2(g)
2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ/mol则反应③
(2)刚性绝热密闭容器中，等物质的量的
和发生反应③，下列可判断反应达到平衡的是_______(填标号)。| A．和的物质的量不再变化 |
| B．容器内压强不变 |
C． |
| D．容器中气体密度不变 |
和也可以合成甲酸，主要涉及以下反应：ⅰ.CO2(g)+H2(g)
HCOOH(g) ΔH1<0ⅱ. CO2(g)+H2(g)
CO (g)+H2O(g) ΔH2>0刚性密闭容器中CO2(g)和H2(g)按物质的量1：1投料，平衡时HCOOH和CO的选择性随温度变化如图1所示。
①曲线a随温度升高而下降的原因是
②为同时提高CO2的平衡转化率和平衡时HCOOH的选择性，应选择的反应条件为
A.低温、低压 B.高温、高压 C.高温、低压 D.低温、高压
③240℃时，容器内压强随时间的变化如表所示：
| 时间/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
| 压强/MPa | p0 | 0.91 p0 | 0.85 p0 | 0.80 p0 | 0.80 p0 |
Ⅱ. CO2-CH4催化重整对减少温室气体的排放、改善大气环境具有重要的意义。催化重整反应为：。
(4)在密闭容器中通入物质的量均为0.2mol的CH4和CO2，在一定条件下发生反应
，CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图2所示。①由图可知：p1压强
②Y点：v(正)
气体的物质的量分数。用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，已知p2=akPa，求X点对应温度下反应的平衡常数Kp= 随着我国碳达峰、碳中和目标的确定，二氧化碳资源化利用倍受关注。
I．以CO2和NH3为原料合成尿素2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(g) ∆H
(1)有利于提高CO2平衡转化率的措施是_______(填序号)。
(2)研究发现，合成尿素反应分两步完成，其能量变化如下图甲所示：
第一步： 2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) ∆H1
第二步：NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ∆H2
①已知图中ΔE=72 kJ/mol，则∆H=____________________ 。
②决定总反应速率的是_______ 反应(填“第一步”或“第二步”)，理由是___ 。
Ⅱ．以CO2和CH4催化重整制备合成气：CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+ 2H2(g)。
(3)在密闭容器中通入物质的量均为0.2 mol的CH4和CO2，在一定条件下发生反应CH4(g) +CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)，CH4的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图乙所示。
①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行，下列叙述能说明反应到达平衡状态的是_______ (填序号)。
A．容器中混合气体的密度保持不变 B． 容器内混合气体的压强保持不变
C．反应速率： 2v正(CO2)=v正(H2) D．同时断裂2molC-H键和1 molH-H键
②由图乙可知，压强P1_______ P2 (填“>”“<”或“=”，下同)； Y点速率v正_______ v逆。
③已知气体分压=气体总压x气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，则X点对应温度下的Kp=_______ (用含P2的代数式表示)。
I．以CO2和NH3为原料合成尿素2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(g) ∆H(1)有利于提高CO2平衡转化率的措施是_______(填序号)。
| A．高温低压 | B．低温高压 | C．高温高压 | D．低温低压 |
第一步： 2NH3(g)+CO2(g)
NH2COONH4(s) ∆H1第二步：NH2COONH4(s)
CO(NH2)2(s)+H2O(g) ∆H2 ①已知图中ΔE=72 kJ/mol，则∆H=
②决定总反应速率的是
Ⅱ．以CO2和CH4催化重整制备合成气：CO2(g)+CH4(g)
2CO(g)+ 2H2(g)。(3)在密闭容器中通入物质的量均为0.2 mol的CH4和CO2，在一定条件下发生反应CH4(g) +CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)，CH4的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图乙所示。 ①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行，下列叙述能说明反应到达平衡状态的是
A．容器中混合气体的密度保持不变 B． 容器内混合气体的压强保持不变
C．反应速率： 2v正(CO2)=v正(H2) D．同时断裂2molC-H键和1 molH-H键
②由图乙可知，压强P1
③已知气体分压=气体总压x气体的物质的量分数，用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp，则X点对应温度下的Kp=
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