解答题-原理综合题 较难0.4 引用2 组卷247
我国科学家利用Fe2Na3/红紫素催化剂实现CO2还原制备CO,利用可见光催化还原CO2,将CO2转化为增值化学原料(HCOOH、HCHO、CH3OH等),这被认为是一种可持续的CO2资源化有效途径。
(1)已知几种物质的燃烧热(ΔH)如表所示:
已知:H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ·mol-1。
CO2(g)+2H2(g)⇌HCHO(g)+H2O(g) △H=_______ kJ·mol-1。
(2)在一定温度下,将1molCO2(g)和3molH2(g)通入某恒容密闭容器中,发生反应CO2(g)+H2(g)⇌ HCOOH(g),测得不同时刻容器中CO2的体积分数[φ(CO2)]如表所示。
①下列能说明该反应达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.H2消耗速率等于HCOOH生成速率
B.混合气体的平均摩尔质量不随时间变化
C.混合气体的密度不随时间变化
D.容器内气体压强不随时间变化
②达到平衡时CO2的转化率为_______ 。
(3)将n(CO2):n(H2)=1:4的混合气体充入某密闭容器中,同时发生反应1和反应2。
反应1:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H1=+41.2kJ·mol-1。
反应2:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H2<0。
在不同温度、压强下,测得相同时间内CO2的转化率如图1.0.1MPa时,CO2的转化率在600℃之后随温度升高而增大的主要原因是_______ 。
(4)在一定温度下,向容积为2L的恒容密闭容器中充入1molCO2(g)和nmolH2(g),仅发生(3)中的反应2。实验测得CH3OH的平衡分压与起始投料比[]的关系如图2。
①起始时容器内气体的总压强为8pkPa,若10min时反应到达c点,则0~10min内,v(H2)=_______ mol·L-1·min-1。
②b点时反应的平衡常数Kp=_______ (用含p的表达式表示)(kPa)-2。(已知:用气体分压计算的平衡常数为Kp,分压=总压×物质的量分数)
(5)我国科学家开发催化剂,以惰性材料为阳极,在酸性条件下电解还原CO2制备HCHO,其阴极的电极反应式为_______ 。
(6)我国学者探究了BiIn合金催化剂电化学还原CO2生产HCOOH的催化性能及机理,并通过DFT计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量,如图3所示(带“*”表示物质处于吸附态)。试从图3分析,采用BiIn合金催化剂优于单金属Bi催化剂的原因:_______ ;BiIn合金催化剂优于单金属In催化剂的原因:_______ 。
(1)已知几种物质的燃烧热(ΔH)如表所示:
物质 | HCHO(g) | H2(g) |
燃烧热(△H)/(kJ·mol-1) | -570.8 | -285.8 |
CO2(g)+2H2(g)⇌HCHO(g)+H2O(g) △H=
(2)在一定温度下,将1molCO2(g)和3molH2(g)通入某恒容密闭容器中,发生反应CO2(g)+H2(g)⇌ HCOOH(g),测得不同时刻容器中CO2的体积分数[φ(CO2)]如表所示。
t/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
φ(CO2) | 0.250 | 0.230 | 0.215 | 0.205 | 0.200 | 0.200 |
A.H2消耗速率等于HCOOH生成速率
B.混合气体的平均摩尔质量不随时间变化
C.混合气体的密度不随时间变化
D.容器内气体压强不随时间变化
②达到平衡时CO2的转化率为
(3)将n(CO2):n(H2)=1:4的混合气体充入某密闭容器中,同时发生反应1和反应2。
反应1:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H1=+41.2kJ·mol-1。
反应2:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H2<0。
在不同温度、压强下,测得相同时间内CO2的转化率如图1.0.1MPa时,CO2的转化率在600℃之后随温度升高而增大的主要原因是
(4)在一定温度下,向容积为2L的恒容密闭容器中充入1molCO2(g)和nmolH2(g),仅发生(3)中的反应2。实验测得CH3OH的平衡分压与起始投料比[]的关系如图2。
①起始时容器内气体的总压强为8pkPa,若10min时反应到达c点,则0~10min内,v(H2)=
②b点时反应的平衡常数Kp=
(5)我国科学家开发催化剂,以惰性材料为阳极,在酸性条件下电解还原CO2制备HCHO,其阴极的电极反应式为
(6)我国学者探究了BiIn合金催化剂电化学还原CO2生产HCOOH的催化性能及机理,并通过DFT计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量,如图3所示(带“*”表示物质处于吸附态)。试从图3分析,采用BiIn合金催化剂优于单金属Bi催化剂的原因:
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利用可见光催化还原,将转化为增值化学原料(HCHO、HCOOH、等),这被认为是一种可持续的资源化有效途径。
(1)已知几种物质的燃烧热(△H)如表所示:
已知: ,则 ______ 。
(2)我国学者探究了BiIn合金催化剂电化学还原生产HCOOH的催化性能及机理,并通过DFT计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量,如图所示(带“*”表示物质处于吸附态),试从图分析,采用BiIn合金催化剂优于中金属Bi和单金属In催化剂的原因分别是______ 。(3)催化加氢制的反应体系中,发生的主要反应有:
ⅰ、
ⅱ、
ⅲ、
一定压强下,往某密闭容器中按投料比充入和,反应达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。①下列说法正确的是______ 。
A.恒温恒压时充入氦气,反应ⅱ、ⅲ的平衡均逆向移动,反应ⅰ不移动
B.增大的比值,的平衡转化率增大
C.图中X、Y分别代表CO、
D.体系中的的物质的量分数随温度变化不大,原因是温度变化,反应ⅰ、ⅲ的平衡移动方向相反
②在上图中画出反应达到平衡时,随温度变化趋势图(只用画220℃以后)______ 。
③在一定温度下,向容积为2L的恒容密闭容器中充入1mo1(g)和nmol(g)。仅发生反应ⅲ。实验测得的平衡分压与起始投料比[]的关系如图。起始时容器内气体的总压强为8pkPa,则b点时反应的平衡常数______ (用含p的表达式表示)。(已知:用气体分压计算的平衡常数为,分压=总压×物质的量分数)。
(1)已知几种物质的燃烧热(△H)如表所示:
物质 | HCHO(g) | (g) |
燃烧热(△H)() | -570.8 | -285.8 |
(2)我国学者探究了BiIn合金催化剂电化学还原生产HCOOH的催化性能及机理,并通过DFT计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量,如图所示(带“*”表示物质处于吸附态),试从图分析,采用BiIn合金催化剂优于中金属Bi和单金属In催化剂的原因分别是
ⅰ、
ⅱ、
ⅲ、
一定压强下,往某密闭容器中按投料比充入和,反应达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。①下列说法正确的是
A.恒温恒压时充入氦气,反应ⅱ、ⅲ的平衡均逆向移动,反应ⅰ不移动
B.增大的比值,的平衡转化率增大
C.图中X、Y分别代表CO、
D.体系中的的物质的量分数随温度变化不大,原因是温度变化,反应ⅰ、ⅲ的平衡移动方向相反
②在上图中画出反应达到平衡时,随温度变化趋势图(只用画220℃以后)
③在一定温度下,向容积为2L的恒容密闭容器中充入1mo1(g)和nmol(g)。仅发生反应ⅲ。实验测得的平衡分压与起始投料比[]的关系如图。起始时容器内气体的总压强为8pkPa,则b点时反应的平衡常数
回答下列问题:
(1)在微生物作用下电解含乙酸的有机废水可获得清洁能源,其原理如图所示。写出与电源A极相连的惰性电极上发生的电极反应:______ 。利用可见光催化还原,将转化为增值化学原料(HCHO、HCOOH、等),这被认为是一种可持续的资源化有效途径。
(2)已知几种物质的燃烧热如表所示:
已知: ,则 ______ 。
(3)我国学者探究了BiIn合金催化剂电化学还原生产HCOOH的催化性能及机理,并通过DFT计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量,如图所示(带“*”表示物质处于吸附态),试从图分析,采用BiIn合金催化剂优于中金属Bi和单金属In催化剂的原因分别是______ 。(4)催化加氢制的反应体系中,发生的主要反应有:
i、
ii、
iii、
一定压强下,往某密闭容器中按投料比充入和,反应达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。______ 。
A.恒温恒压时充入氦气,反应ii、iii的平衡均逆向移动,反应i不移动
B.增大的比值,的平衡转化率增大
C.图中X、Y分别代表CO、
D.体系中的的物质的量分数随温度变化不大,原因是温度变化,反应i、iii的平衡移动方向相反
②在上图中画出反应达到平衡时,随温度变化趋势图(只用画220℃以后)______ 。
③在一定温度下,向容积为2L的恒容密闭容器中充入1mol和n mol。仅发生反应iii。实验测得的平衡分压与起始投料比的关系如图。起始时容器内气体的总压强为8pkPa,则b点时反应的平衡常数______ (用含p的表达式表示)。
(已知:用气体分压计算的平衡常数为,分压=总压×物质的量分数)
(1)在微生物作用下电解含乙酸的有机废水可获得清洁能源,其原理如图所示。写出与电源A极相连的惰性电极上发生的电极反应:
(2)已知几种物质的燃烧热如表所示:
物质 | ||
燃烧热 |
(3)我国学者探究了BiIn合金催化剂电化学还原生产HCOOH的催化性能及机理,并通过DFT计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量,如图所示(带“*”表示物质处于吸附态),试从图分析,采用BiIn合金催化剂优于中金属Bi和单金属In催化剂的原因分别是
i、
ii、
iii、
一定压强下,往某密闭容器中按投料比充入和,反应达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①下列说法正确的是
A.恒温恒压时充入氦气,反应ii、iii的平衡均逆向移动,反应i不移动
B.增大的比值,的平衡转化率增大
C.图中X、Y分别代表CO、
D.体系中的的物质的量分数随温度变化不大,原因是温度变化,反应i、iii的平衡移动方向相反
②在上图中画出反应达到平衡时,随温度变化趋势图(只用画220℃以后)
③在一定温度下,向容积为2L的恒容密闭容器中充入1mol和n mol。仅发生反应iii。实验测得的平衡分压与起始投料比的关系如图。起始时容器内气体的总压强为8pkPa,则b点时反应的平衡常数
(已知:用气体分压计算的平衡常数为,分压=总压×物质的量分数)
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