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解答题-原理综合题 较难0.4 引用2 组卷256
蕴藏在海底的大量“可燃冰”(甲烷的水合物)是一种清洁燃料,其开发利用是解决能源危机的重要课题。在一定条件下可发生反应:,该反应的能量变化如下图所示。

请回答下列问题:
(1)请用电子式表示CH4的形成过程_______
(2)在一定条件下,由一定量的反应生成了和6molH2(g)时所吸收的热量为_______kJ。
(3)下列措施中可以加快该反应的化学反应速率的是_______填字母
A.恒温恒容条件下,向其中充入
B.恒温恒压条件下,向其中充入
C.恒温恒容条件下,向其中充入
D.其他条件不变,降低温度
E.其他条件不变,减小容器的体积
F.其他条件不变,及时分离出生成的H2
(4)T℃下,在容积为2L的恒容密闭容器中通入发生该反应。
①下列说法中能证明该反应已达到化学平衡状态的是_______填字母
A.单位时间内消耗的同时生成了
B.一个键断裂的同时有三个键断裂
C.密闭容器中混合气体的密度不再变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
E.
F.密闭容器内总压强不再变化
②若该反应达到化学平衡状态时,容器内气体的压强变为起始压强的1.6倍,则达平衡时的转化率为_______,CO的体积分数为_______%(计算结果保留一位小数)。
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知识点:化学反应热的计算影响化学反应速率的因素化学平衡状态的判断方法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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丙烯是重要的有机化工原料,丙烷脱氢是工业生产丙烯的重要途径,其化学方程式为。回答下列相关问题:
(1)已知:I.
Ⅱ.
则丙烷脱氢制丙烯反应___________,该反应在___________(填“高温”“低温”“任何温度”)条件下可以自发进行。
(2)一定温度下,向1L的密闭容器中充入发生脱氢反应,经过达到平衡状态,测得平衡时气体压强是开始的1.6倍。
丙烯的化学反应速率___________
②欲提高反应的速率和丙烷转化率,可采取的措施是___________
A.缩小容积      B.加催化剂    C.升高温度    D.及时分离出H2
E.体积不变充入丙烷     F.体积不变充入Ar       
③下列叙述能说明反应到达平衡状态的是________
A.容器内气体的总压强不变                 B.容器内气体密度不变
C.C3H6的浓度不再变化                       D. 容器内气体平均摩尔质量不再变化
E.单位时间内消耗amolC3H8同时生成amolH2
④若在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氢反应,起始越大,丙烷的平衡转化率越大,其原因是___________
(3)一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入,平衡时总压强为的气体体积分数与反应时间的关系如图:

此温度下该反应的平衡常数Kp=___________(用含字母p的代数式表示,Kp是用反应体系中气体物质的分压表示的平衡常数,平衡分压=总压×气体的体积分数)。平衡后,继续向容器中充入1molC3H8,则=___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。其中v=k·p(C3H8 ),v=k·p( C3H6)·p(H2)。
CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。常利用煤气化过程中生成的CO和H2来制备甲醇。

(1)请根据图示写出该反应的热化学方程式:_______________;图中使用催化剂曲线是_______(填“a”或“b”)。
(2)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3 kJ/mol
则反应CO(g)+H2(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g)的ΔH=______________kJ/mol。
(3)反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表所示。
温度/℃400 5008301000
平衡常数K10 910.6

①从上表可以推断:此反应是__________(填“吸”或“放”)热反应。
②在830 ℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入CO与H2O均为1 mol,则达到平衡后CO的转化率为___________________
(4)汽车排气管上的催化转化器发生如下反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) H<0,在一定温度下,将一定量的NO和CO充入2 L固定容积的容器中,回答以下问题:
①能说明该反应达到平衡状态的是_____________(填字母标号)。
A. 2v(NO)=v(N2) B. 混合气体的平均相对分子质量保持不变
C. 气体总压强不再变化            D.   ΔH保持不变
E.混合气体的密度不再变化
②从反应开始到5 min,生成了0.08 mol N2,则5 min内v(CO)=__________mol/(L·min)。
③25 min时,物质浓度变化如图所示,则改变的条件可能是________(填字母标号)。

A. 缩小容器体积               B. 增加NO的浓度
C. 降低温度                      D. 升高温度
对SO2、NOx、CO2和CO进行回收利用是节能减排的重要课题。
(1)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6kJ/mol
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=-113.0kJ/mol
①求反应:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的△H=___________kJ/mol。
②某温度下,向恒容密闭容器中充入NO2、SO2发生反应:NO(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。下列能说明反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
a.混合气体的密度保持不变      b.SO2的物质的量保持不变
c.容器内混合气体原子总数不变    d.每生成1molSO3的同时消耗1molNO
(2)工业上可用CO2与H2来生产甲醇。在2L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2在一定条件下发生反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间变化如图所示:

①从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)=___________
②下列措施不能使CO2的平衡转化率增大的是___________(选填编号)。
A.在原容器中再充入1molCO2      B.在原容器中再充入1molH2
C.在原容器中再充入1mol氦气   D.使用更有效的催化剂
E.缩小容器的容积         F.将水蒸气从体系中分离
(3)工业_上也可用CO生产甲醇。在一容积可变的密闭容器中充入10molCO与20molH2,容器体积为2L,在催化剂作用下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO的平衡转化率(a)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。
   
①压强为p1___________p2(填“>”、“<”或“=”)。
②在起始T1、p1条件下,2L恒容容器中,反应的平衡常数K=___________(mol/L)-2。该反应在A、B、C三点条件下的平衡常数KA、KB和KC的大小关系为:___________
(4)煤化工通常研究不同条件下CO的转化率以解决实际问题。已知在催化剂存在条件下发生反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)中CO的平衡转化率随投料比及温度变化关系如图所示:
   
①该反应是___________反应(填“吸热”或“放热”);
②在以铁镁为催化剂的工业中,一般控制温度为400°C左右、投料比2)=3~5,采用此条件的原因可能是___________

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