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解答题-原理综合题 困难0.15 引用1 组卷876
研究C、N元素的单质及化合物的有效利用对工业生产有重要意义。请回答下列问题:
(1)合成氨反应的反应历程和能量变化如图所示:

则N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=_______
(2)氨气是工业制硝酸的主要原料之一,催化氧化步骤中发生的主要反应如下:
I.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ∆H=-906kJ∙mol−1
II.4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) ∆H=-126kJ∙mol−1
将固定比例NH3和O2的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器,反应产率与温度的关系如图所示。

①低于T1℃时,NO的产率较低的原因可能为_______
②高于T2℃时,NO的产率降低的可能原因为_______(填选项字母)。
A.催化剂活性降低                 B.平衡常数减小
C.反应活化能增大                    D.氨气溶于水
(3)甲烷干法重整制H2的过程为反应a:CH4+CO22CO+2H2,同时发生副反应b:CO2+H2CO+H2O,T℃时,在恒压容器中,通入2molCH4和1molCO2发生上述反应,总压强为P0,平衡时甲烷的转化率为40%,H2O的分压为P,则反应a的压强平衡常数Kp= _______(用含P和P0的计算式表示,已知分压=总压×物质的量分数)
(4)某恒温条件下,CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)的平衡常数K=1.5mol/L,在此温度下,CO2又有部分分解成CO,即2CO2(g)2CO(g)+O2(g),若将5molCaCO3装入1L真空容器中,当达到平衡时气体中O2的物质的量分数为20%,则此时CaO的物质的量为_______
(5)利用“合成气”合成甲醇后,脱水制得二甲醚。反应为:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H经查阅资料,在一定范围内,上述反应化学平衡常数与热力学温度存在如下关系:lnKc=-2.205+。其速率方程为:v=k·c2(CH3OH),v=k·c(CH3OCH3)·c(H2O),k、K为速率常数,且影响外因只有温度。
①反应达到平衡后,仅升高温度,k增大的倍数_______k增大的倍数(填“>”、“<”或“=”)。
②500K下,在密闭容器中加入一定量甲醇CH3OH,反应到达平衡状态时,体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数为_______(埴标号)
A.                 B.                      C.                       D.无法确定
21-22高三下·吉林长春·阶段练习
知识点:化学反应原理综合考查化学平衡的有关计算化学平衡常数的有关计算转化率的相关计算及判断 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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甲醇(CH3OH)是结构最为简单的饱和一元醇,又称“木醇”或“木精”。常用于制造甲醛和农药等。CO2催化加氢制甲醇,极具前景。发生的主要反应如下:
I. CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH1= -90.6 kJ·mol-1
II. CO2(g) +H2(g) CO(g)+ H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
III. CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)△H3=___________kJ·mol-1
(2)对于反应II ,达平衡后,下列措施一定能提高H2转化率的是___________(填字母)。
A.加入适量氢气B.使用高效催化剂
C.增大n(CO2)D.升高温度
(3)向盛有催化剂的刚性容器中通入n(CO2) : n(H2)=1 : 3混合气体,发生III反应。在T1 K和T2 K时,CO2的转化率(α)与时间(t)的关系如图所示。

①温度:T1___________ (填“> ”或“<”)T2
②T2K时,若平衡时体系的总压强为p0,则平衡常数Kp =____(用含有p0的代数式表示)。
(4)已知二甲醚水解可生成甲醇,反应为CH3OCH3(g) +H2O(g) 2CH3OH(g) ΔH,其速率方程式为v=k·c(CH3OCH3)· c(H2O),v=k·c2 (CH3OH),k、k为速率常数且只与温度有关。经查阅资料,上述反应平衡状态下存在计算式:lnKc= -A+ B(Kc为化学平衡常数;T为热力学温度,单位为K,A、B为常数且均大于0)。
①反应达到平衡后,= ____ (用含k、k的代数式表示),若仅升高温度,k增大的倍数____ (填“>”“<”或“=”,下同)k增大的倍数。
②已知某温度下,上述反应平衡常数Kc =0.5,在密闭容器中加入等物质的量的CH3OCH3(g)和H2O(g),反应到某时刻测得各组分的物质的量如下:
物质CH3OHCH3OCH3H2O
物质的量/mol0.20.20.2
此时正、逆反应速率的大小:v ____v
乙烯是一种重要的基本化工原料,乙烯的产量可以衡量一个国家的石油化工发展水平,研究工业制取乙烯有重要的意义。
I.工业用H2和CO2在一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) ΔH1
已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2=-571.4kJ·mol-1
②CH2=CH2(g)+3O2(g)→2CO2(g)+2H2O(1) ΔH3=-1411kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(1) ΔH4=-44kJ·mol-1
(1)ΔH1=_______
(2)在恒容密闭容器中充入体积比为3:1的H2和CO2,不同温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示,下列说法正确的是_______(不定项选择)。
A.为了提高乙烯的产率应尽可能选择低温
B.生成乙烯的速率:v(M)可能小于v(N)
C.平衡常数:KM<KN
D.M点时的压强一定小于N点时的压强

II.工业用甲烷催化法制取乙烯:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) ΔH>0,T℃时,向4L的恒容反应器中充入2molCH4,仅发生上述反应,反应过程中CH4的物质的量随时间变化如图所示:

(3)实验测得v=kc2(CH4),v=kc(C2H4)·c2(H2),k、k为速率常数,只与温度有关,T℃时k与k的比值为____(用含x的代数式表示);若将温度升高,速率常数增大的倍数:k_____(填“>”“=”或“<”)k
III.乙烷裂解制乙烯:C2H6(g) C2H4(g)+H2(g)。
(4)T℃时,将乙烷与氦气体积比2:1混合后,通入一恒压容器中发生反应。平衡时容器压强为P Pa,若乙烷的平衡转化率为50%,反应的平衡常数Kp=_____(用分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
乙烯是一种重要的基本化工原料,乙烯的产量可以衡量一个国家的石油化工发展水平,研究工业制取乙烯有重要的意义。
I.工业用H2和CO2在一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) ΔH1
已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2=-571.4kJ·mol-1
②CH2=CH2(g)+3O2(g)→2CO2(g)+2H2O(1) ΔH3=-1411kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(1) ΔH4=-44kJ·mol-1
(1)ΔH1=_______
(2)在密闭容器中充入体积比为3:1的H2和CO2,不同温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示,下列说法正确的是_______。
A.为了提高乙烯的产率应尽可能选择低温
B.生成乙烯的速率:v(M)可能小于v(N)
C.平衡常数:KM<KN
D.M点时的压强一定小于N点时的压强

II.工业用甲烷催化法制取乙烯:2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g) ΔH>0,T℃时,向4L的恒容反应器中充入2molCH4,仅发生上述反应,反应过程中CH4的物质的量随时间变化如图所示:

(3)实验测得v=kc2(CH4),v=kc(C2H4)·c2(H2),k、k为速率常数,只与温度有关,T℃时k与k的比值为_______(用含x的代数式表示);若将温度升高,速率常数增大的倍数:k_______(填“>”“=”或“<”)k
III.乙烷裂解制乙烯:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)。
(4)T℃时,将乙烷与氦气体积比2:1混合后,通入一密闭容器中发生反应。平衡时容器压强为P0Pa,若乙烷的平衡转化率为50%,反应的平衡常数Kp=_____(用分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
IV.电化学法还原二氧化碳制乙烯原理如下图所示。

(5)阴极电极反应式为:_______,电路中转移0.6mol电子,两极共收集气体_______L(标准状况)。

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