试题详情
解答题-原理综合题 较难0.4 引用2 组卷207
当今中国积极推进绿色低碳发展，力争在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。因此，研发CO2利用技术，降低空气中CO2含量成为研究热点。以CO2、H2为原料同时发生反应Ⅰ、Ⅱ如下：
反应Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)       △H1       K1
反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)       △H2       K2
(1)如图1所示，则△H1-△H2____0(填“＞”、“＜”或“=”)。

(2)一定条件下，向体积为2L的恒容密闭容器中通入0.1molCO2和0.3molH2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH为0.02mol，CO为0.04mol，此时CO2的转化率为____。反应Ⅰ的化学平衡常数K1=_____。
(3)CO2也可以与NH3合成尿素，反应为：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)     △H<0，分为两步：
反应步骤反应方程式
Ⅰ2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(l)       △HⅠ快速放热
ⅡNH2COONH4(l)NH2CONH2(l)+H2O(g)       △HⅡ慢速吸热
已知投料的组成为CO2、NH3和水蒸气(有助于分离尿素)，一定条件下，不同氨碳比与水碳比投料时CO2平衡转化率图象(图2，其中a、b代表水碳比)：下列叙述正确的是_____。
A．反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ，△HⅠ<△HⅡ
B．增大氨碳比有利于提高尿素产率，原因之一是过量氨气与反应Ⅱ生成的水反应，促进平衡正移
C．实际生产中若选择曲线a，则氨碳比应控制在4.0左右
D．曲线a的水碳比大于曲线b，减小水碳比有利于尿素生成
(4)CO2/HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。例如：HCO催化储氢，在密闭容器中，向含有催化剂的KHCO3溶液(CO2与KOH溶液反应制得)中通入H2生成HCOO-，其离子方程式为HCO+H2HCOO-+H2。若其他条件不变，HCO转化为HCOO-的转化率随温度的变化如图3所示。反应温度在80℃～120℃范围内，HCO催化加氢的转化率下降的可能原因是_____(至少两点理由)。
21-22高二下·浙江·期中
收藏试题 下载试题 加入试题篮
知识点：化学反应热的计算化学平衡的移动及其影响因素化学平衡图像分析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！
类题推荐
我国承诺在2030年前实现碳达峰即二氧化碳的排放量不再增长。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。回答下列问题：
(1)25℃时，大气中的CO2溶于雨水中，进一步和水反应并发生电离：
CO2(g)CO2(aq) K1
CO2(aq)+H2O(l)H+(aq)+(aq) K2。
①CO2(g)CO2(aq)的焓变△H1____0(填“>”“<”或“=”)。
②平衡常数为K2的表达式为____。
③溶液中CO2的浓度与空气中的CO2分压成正比(分压=总压×物质的量分数)，比例系数为y mol·L-1·kPa-1，当大气压强为p kPa，大气中CO2(g)的物质的量分数为x时，溶液中H+浓度为____mol·L-1(写出表达式，忽略水的电离和的电离)
(2)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) △H=-49.4kJ·mol-1
该反应一般认为通过如下步骤来实现：
反应I：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41.1kJ·mol-1
反应II：CO(g) +2H2(g)CH3OH(g) △H2
若反应I为决速步反应，画出反应过程中的体系能量变化图____。

(3)在密闭恒温容器中通入1mol CO2和3mol H2，发生下述两个反应。
反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.4kJ·mol-1
反应II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.1kJ·mol-1
①测得n(CH3OH)随时间变化如图甲所示：

下列叙述正确的是____。
A．反应I的活化能大于反应II                            B．反应达平衡后，若压缩容积，反应II平衡不移
C．选择合适的催化剂可以提高甲醇生成的产率     D．若在t1适当升高温度，产物中CO的比例会升高
②测得CO2的平衡转化率随温度变化关系如图乙所示，请解释：CO2的平衡转化率随温度变化先下降后升高的原因____。
全球大气CO2浓度升高对人类生产、生活产生了影响，碳及其化合物的资源化利用成为研究热点。回答下列问题：
(1)已知25℃时，大气中的CO2溶于水存在以下过程：
①CO2(g)CO2(aq)
②CO2(aq)+H2O(l)H+(aq)+(aq)               K
过程①的H___________0(填“>”“<”或“=”)。溶液中CO2的浓度与其在大气中的分压(分压=总压×物质的量分数)成正比，比例系数为ymol·L-1·kPa-1。当大气压强为pkPa，大气中CO2(g)的物质的量分数为x时，溶液中H+的浓度为___________mol·L-1(忽略HCO和水的电离)。
(2)甲烷干法重整制H2同时存在如下反应：
Ⅰ.CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH1=+247.3kJ/mol
Ⅱ.CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH2=+206.1kJ/mol
Ⅲ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3=+41kJ/mol
①一定条件下，向VL恒容密闭容器中通入2molCH4(g)、1molCO2(g)、1molH2O(g)发生上述反应，达到平衡时，容器中CH4(g)为amol，CO2(g)为bmol，H2O(g)为cmol，此时CO(g)的浓度为___________mol·L-1，反应Ⅲ的平衡常数为___________(用含a、b、c、V的代数式表示)。
②向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH4和CO2，若只发生反应Ⅰ和反应Ⅲ，则下列说法正确的是___________。
A．高温低压有利于提高CH4的平衡转化率
B．充分反应后的混合气体中，CO的体积分数可能达到66.7%
C．充分反应后的混合气体通过生石灰，固体质量增大，说明干法重整反应存在限度
D．当混合气体中恒定时，反应达到平衡状态
③恒温下，向恒压容器中通入物质的量为1∶1的CO2和CH4，CH4的物质的量[n(CH4)]随时间变化如图所示。在n(CH4)不变的条件下，改成加入1∶1∶8的CO2、CH4和N2的混合气体，请在图中画出CH4的物质的量随时间(t)变化的曲线___________。
   
④制约干重整工业化应用的主要问题是积碳(CH4C+2H2)，关键是开发出具有抗积碳性能(C+H2OCO+H2)的催化剂。催化剂A、B对积碳与消碳的影响如图所示：
   
则工业生产时应选择的催化剂是___________(填“A”或“B”)，理由是___________。
氮的化合物在生产、生活中有着重要作用。如何增加氨的产量，减少机动车尾气中NOx和CO的排放是科学家一直关注研究的课题。
(1)工业合成氨： N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)   ΔH=akJ ·mol-1的反应历程和能量变化如图所示，标注“*”表示在催化剂表面吸附的物质。a=___________； 用化学方程式表示出对总反应速率影响较大的步骤______

(2)工业以NH3和CO2作为原料合成尿素。液相中，合成尿素的热化学方程式为：2NH3(l)+CO2(l)=H2O(l)+NH2CONH2(1)   ΔH ＜0在液相中，CO2 的平衡转化率与温度、初始氨碳比[]、初始水碳比[]关系如下图：。

①曲线A、B中，___________ (填 “A”或“B”)的w较小。
②对于液相反应常用某组分M达到平衡时的物质的量分数x(M)表示平衡常数(记作Kx)。195°C时，2NH3(l)+CO2(l) H2O(l)+NH2CONH2(l)的Kx的值为___________。
(3)现向某2 L密闭容器中分别投入一定量的NH3、 NO发生反应4NH3(g)+ 6NO(g) = 5N2(g)+ 6H2O(g)   ΔH ＜0，其他条件相同时，在甲、乙两种催化剂的作用下，NO的转化率与温度的关系如上图1所示。工业上应选择催化剂___________(填“甲”或“乙”)。 在催化剂甲的作用下，温度高于210°C时， NO转化率降低的可能原因______。
(4)已知液氨中存在： 2NH3(1) NH+NH。用 Pt电极对液氨进行电解也可产生H2和N2。阴极的电极反应式是___________。
(5)已知常温下相关数据如下：
Kb(NH3·H2O)= 2.0 ×10-5，Ka1(H2CO3)=5.0 ×10-7 ，Ka2(H2CO3)=4.0 ×10-11
则反应NH+HCO+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=___________。

组卷网是一个信息分享及获取的平台，不能确保所有知识产权权属清晰，如您发现相关试题侵犯您的合法权益，请联系组卷网

组卷
试题篮
我的