解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷404
绿色能源的开发利用是未来能源发展的重要方向,也是实现“碳中和”目标的重要举措。氢能是重要的绿色能源,利用甲烷来制取氢气的总反应可表示为:,该反应可通过如下过程来实现:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)总反应的___________
(2)反应Ⅰ在恒压条件下,不同进气比和不同温度时测得相应的平衡转化率见下表。
①c点平衡混合物中的体积分数为___________ ,a、b两点对应的反应速率___________ (填“<”、“=”或“>”),判断的理由为___________ 。
②若d点的总压强为,则d点的分压平衡常数为___________ (用平衡分压代替浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)反应Ⅱ在工业上称为一氧化碳的催化变换反应,研究表明该反应用作催化剂,反应历程如下:
第一步:
第二步:
已知第一步为慢反应,则第一步反应的活化能比第二步反应___________ (填“大”或“小”)。
由于还原性较强,若将还原成,并以的形式大量存在于反应体系中,会使催化剂失去活性,但在实际生产中一般不会发生催化剂失去活性的情况,请结合一氧化碳的催化变换反应历程说明理由___________ 。
(4)用二氧化碳与氢气催化加氢制乙醇,其反应原理为:
。经实验测定在不同投料比时的平衡转化率与温度的关系如图曲线所示:从平衡角度分析,随温度升高,不同投料比时的平衡转化率趋于相近的原因是___________ 。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)总反应的
(2)反应Ⅰ在恒压条件下,不同进气比和不同温度时测得相应的平衡转化率见下表。
平衡点 | a | b | c | d |
0.5 | 0.5 | 1 | 1 | |
平衡转化率/% | 50 | 69 | 50 | 20 |
①c点平衡混合物中的体积分数为
②若d点的总压强为,则d点的分压平衡常数为
(3)反应Ⅱ在工业上称为一氧化碳的催化变换反应,研究表明该反应用作催化剂,反应历程如下:
第一步:
第二步:
已知第一步为慢反应,则第一步反应的活化能比第二步反应
由于还原性较强,若将还原成,并以的形式大量存在于反应体系中,会使催化剂失去活性,但在实际生产中一般不会发生催化剂失去活性的情况,请结合一氧化碳的催化变换反应历程说明理由
(4)用二氧化碳与氢气催化加氢制乙醇,其反应原理为:
。经实验测定在不同投料比时的平衡转化率与温度的关系如图曲线所示:从平衡角度分析,随温度升高,不同投料比时的平衡转化率趋于相近的原因是
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绿色能源是未来能源发展的重要方向,氢能是重要的绿色能源,利用生物乙醇来制取氢气的部分反应过程如图所示。
(1)已知:反应①:CH3CH2OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g) ΔH1=+173.5kJ·mol-1
反应②:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol-1
则反应Ⅰ的热化学方程式为____ 。
(2)反应Ⅱ在不同进气比[n(CO)∶n(H2O)]、不同温度下,测得相应的CO平衡转化率见表(各点对应的其他反应条件都相同)。
①a点平衡混合物中H2的体积分数为____ ,a、c两点对应的反应温度Ta____ Tc(填“<”“=”或“>”),d点对应的平衡常数K=____ 。
②有利于提高CO平衡转化率的是____ (填标号)。
A.增大压强 B.降低温度 C.增大进气比[n(CO)∶n(H2O)] D.分离出CO2
(3)反应Ⅱ在工业上称为一氧化碳的催化变换反应,若用[K]表示催化剂,则反应历程可用下式表示:
第一步:[K]+H2O(g)=[K]O+H2
第二步:[K]O+CO=[K]+CO2
第二步比第一步反应慢,则第二步反应的活化能比第一步反应____ 。
(4)研究表明,CO催化变换反应的速率方程为=k(-)式中,yCO、、、分别表示相应的物质的量分数,Kp为平衡常数,k为反应的速率常数,温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时,CO催化变换反应的Kp___ (填“增大”“减小”)。根据速率方程分析,T>Tm时逐渐减小的原因是____ 。
(1)已知:反应①:CH3CH2OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g) ΔH1=+173.5kJ·mol-1
反应②:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol-1
则反应Ⅰ的热化学方程式为
(2)反应Ⅱ在不同进气比[n(CO)∶n(H2O)]、不同温度下,测得相应的CO平衡转化率见表(各点对应的其他反应条件都相同)。
平衡点 | a | b | c | d |
n(CO)∶n(H2O) | 0.5 | 0.5 | 1 | 1 |
CO平衡转化率/% | 50 | 66.7 | 50 | 60 |
②有利于提高CO平衡转化率的是
A.增大压强 B.降低温度 C.增大进气比[n(CO)∶n(H2O)] D.分离出CO2
(3)反应Ⅱ在工业上称为一氧化碳的催化变换反应,若用[K]表示催化剂,则反应历程可用下式表示:
第一步:[K]+H2O(g)=[K]O+H2
第二步:[K]O+CO=[K]+CO2
第二步比第一步反应慢,则第二步反应的活化能比第一步反应
(4)研究表明,CO催化变换反应的速率方程为=k(-)式中,yCO、、、分别表示相应的物质的量分数,Kp为平衡常数,k为反应的速率常数,温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时,CO催化变换反应的Kp
绿色能源是未来能源发展的重要方向,氢能是重要的绿色能源,利用生物乙醇来制取氢气的部分反应过程如下图所示。
(1)已知:CH3CH2OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g) ΔH1=+173.5kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol-1
则反应Ⅰ的热化学方程式为___________ 。
(2)反应Ⅱ在不同进气比[n(CO)∶n(H2O)]、不同温度下,测得相应的CO平衡转化率见下表(各点对应的其他反应条件都相同)。
①a点平衡混合物中H2的体积分数为___________ ,a、c两点对应的反应温度Ta___________ Tc(填“<”“=”或“>”),d点对应的平衡常数K=___________ 。
②有利于提高CO平衡转化率的是___________ (填标号)。
A.增大压强 B.降低温度 C.增大进气比[n(CO)∶n(H2O)] D.分离出CO2
(3)反应Ⅱ在工业上称为一氧化碳的催化变换反应,若用[K]表示催化剂,则反应历程可用下式表示:
第一步:[K]+H2O(g)=[K]O+H2
第二步:[K]O+CO=[K]+CO2
第二步比第一步反应慢,则第二步反应的活化能比第一步反应___________ 。反应过程中,相对能量最高的中间产物是催化剂吸附态的___________ (填标号)。
A.水蒸气 B.氧原子 C.一氧化碳 D.二氧化碳
(4)研究表明,CO催化变换反应的速率方程为v=k()式中,分别表示相应的物质的量分数,Kp为平衡常数,k为反应的速率常数,温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时,CO催化变换反应的Kp___________ (填“增大”“减小”)。根据速率方程分析,T>Tm时v逐渐减小的原因是___________ 。
(1)已知:CH3CH2OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g) ΔH1=+173.5kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol-1
则反应Ⅰ的热化学方程式为
(2)反应Ⅱ在不同进气比[n(CO)∶n(H2O)]、不同温度下,测得相应的CO平衡转化率见下表(各点对应的其他反应条件都相同)。
平衡点 | a | b | c | d |
n(CO)∶n(H2O) | 0.5 | 0.5 | 1 | 1 |
CO平衡转化率/% | 50 | 66.7 | 50 | 60 |
②有利于提高CO平衡转化率的是
A.增大压强 B.降低温度 C.增大进气比[n(CO)∶n(H2O)] D.分离出CO2
(3)反应Ⅱ在工业上称为一氧化碳的催化变换反应,若用[K]表示催化剂,则反应历程可用下式表示:
第一步:[K]+H2O(g)=[K]O+H2
第二步:[K]O+CO=[K]+CO2
第二步比第一步反应慢,则第二步反应的活化能比第一步反应
A.水蒸气 B.氧原子 C.一氧化碳 D.二氧化碳
(4)研究表明,CO催化变换反应的速率方程为v=k()式中,分别表示相应的物质的量分数,Kp为平衡常数,k为反应的速率常数,温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时,CO催化变换反应的Kp
化石能源对环境污染严重,且不可再生。氢能是重要的绿色能源,越来越受到各国的重视,中国科学院利用生物乙醇来制取氢气的部分反应过程如下图所示。(1)已知:
反应Ⅱ:
则反应I的热化学方程式为______ 。
(2)反应Ⅱ在不同进气比[n(CO):n(H2O)]、不同温度下,测得相应的CO平衡转化率见下表(各点对应的其他反应条件都相同)。
①c点平衡混合物中H2的体积分数为______ ,a、c两点对应的反应温度Ta______ Tc(填“<”“=”或“>”),c点对应的平衡常数K=______ 。
②有利于提高CO平衡转化率的是______ (填标号)。
A.增大压强 B.降低温度 C.增大进气比[n(CO):n(H2O)] D.加入高效催化剂
(3)反应Ⅱ在工业上称为一氧化碳的催化变换反应,若用表示催化剂,则反应历程可用下式表示:
第一步:;第二步:
第二步比第一步反应慢,则第二步反应的活化能比第一步反应______ 。反应整个反应过程中,那个物质的浓度对总反应速率影响最大______ (填标号)。
A.水蒸气 B.氢气 C.一氧化碳 D.二氧化碳
(4)研究所表明,CO催化变换反应的速率方程为式中,,分别表示相应的物质的量分数,为平衡常数,k为反应的速率常数,温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时,催化变换反应的______ (填“增大”或“减小”)。根据速率方程分析,时逐渐减小的原因是______ 。
反应Ⅱ:
则反应I的热化学方程式为
(2)反应Ⅱ在不同进气比[n(CO):n(H2O)]、不同温度下,测得相应的CO平衡转化率见下表(各点对应的其他反应条件都相同)。
平衡点 | a | b | c | d |
n(CO):n(H2O) | 2 | 2 | 1 | 1 |
CO平衡转化率/ | 25 | 68 | 25 | 60 |
①c点平衡混合物中H2的体积分数为
②有利于提高CO平衡转化率的是
A.增大压强 B.降低温度 C.增大进气比[n(CO):n(H2O)] D.加入高效催化剂
(3)反应Ⅱ在工业上称为一氧化碳的催化变换反应,若用表示催化剂,则反应历程可用下式表示:
第一步:;第二步:
第二步比第一步反应慢,则第二步反应的活化能比第一步反应
A.水蒸气 B.氢气 C.一氧化碳 D.二氧化碳
(4)研究所表明,CO催化变换反应的速率方程为式中,,分别表示相应的物质的量分数,为平衡常数,k为反应的速率常数,温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时,催化变换反应的
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