解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷320
落实“双碳”目标,碳资源的综合利用成为重中之重。
I.甲醇不仅是重要的化工原料,还是性能优良的车用燃料。CO2和H2在Cu/ZnO催化作用下可以合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0,此反应分两步进行:
反应i:Cu/ZnO(s)+H2(g)=Cu/Zn(s)+H2O(g) ΔH>0
反应ii:_______ ΔH<0
(1)反应ii的化学反应方程式为_______ 。
(2)在绝热恒容的密闭容器中,将CO2和H2按物质的量之比1:3投料发生该反应,下列不能说明反应已达到平衡的是_______(填字母标号)。
(3)研究表明,用可控Cu/Cu2O界面材料也可催化CO2还原合成甲醇。将6.0molCO2和8.0molH2充入体积为3L的恒温密闭容器中发生此反应。测得起始压强为35MPa,H2的物质的量随时间的变化如图中实线所示。
①图1中与实线相比,虚线改变的条件可能是_______ 。
②该反应在0~4min内(实线)H2O的平均反应速率为_______ (保留2位有效数字)。
③该条件下(实线)的Kp为_______ MPa-2。
④Cu2O的立方晶胞结构如图2所示。白球代表的是_______ (填“Cu+”或“O2-”);a、b的坐标参数依次为(0,0,0)、(,,),则d的坐标参数为_______ 。
II.在催化剂作用下,用CO脱除NO的反应为:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)。
(4)已知Arrhenius经验公式为Rlnk=-Ea/T+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数),为探究m、n两种催化剂的催化效率进行了实验探究,获得如图3曲线。从图中信息获知催化剂的催化效率m_______ n(填“>”“=”或“<”),其理由是_______ 。
I.甲醇不仅是重要的化工原料,还是性能优良的车用燃料。CO2和H2在Cu/ZnO催化作用下可以合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0,此反应分两步进行:
反应i:Cu/ZnO(s)+H2(g)=Cu/Zn(s)+H2O(g) ΔH>0
反应ii:_______ ΔH<0
(1)反应ii的化学反应方程式为
(2)在绝热恒容的密闭容器中,将CO2和H2按物质的量之比1:3投料发生该反应,下列不能说明反应已达到平衡的是_______(填字母标号)。
A.CO2和H2的转化率相等 |
B.体系的温度保持不变 |
C.单位时间体系内减少3molH2的同时有1molH2O增加 |
D.合成CH3OH的反应限度达到最大 |
①图1中与实线相比,虚线改变的条件可能是
②该反应在0~4min内(实线)H2O的平均反应速率为
③该条件下(实线)的Kp为
④Cu2O的立方晶胞结构如图2所示。白球代表的是
II.在催化剂作用下,用CO脱除NO的反应为:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)。
(4)已知Arrhenius经验公式为Rlnk=-Ea/T+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数),为探究m、n两种催化剂的催化效率进行了实验探究,获得如图3曲线。从图中信息获知催化剂的催化效率m
2023·山西临汾·一模
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甲醇是重要的化工原料,又可称为燃料.利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
①CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H
②CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=-58kJ·mol-1
③CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)△H=+41kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:
则x=__________ 。
(2)若T℃时将6molCO2和 8molH2充入2L密闭容器中发生反应②,测得H2的物质的量随时间的变化如图中状态Ⅰ(图中实线)所示。图中数据A(1,6)代表在1min时H2的物质的量是6mol。
①T℃时状态I条件下,0--3min内CH3OH的平均反应速率v=__________ (保留两位有效数字),
平衡常数K=__________ ;
②其他条件不变时,仅改变某一条件后测得H2的物质的量随时间变化如图中状态Ⅱ所示,则改变的条件可能是__________ 。
③一定温度下,此反应在恒容容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态依据的是__________
a.容器中压强不变
b. CO2和水蒸气的体积比保持不变
c. v正(H2) =3v逆(CH3OH )
d.气体的密度不再随时间的改变而变化
④CO与H2在密闭容器中发生反应①,按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图2所示。下列说法正确的是__________
A.温度:T1<T2<T3
B.正反应速率:v(a)>v(c);v(b)>v(d)
C.平衡常数:K(a)>K(c);K(b)>K(d)
D.平均摩尔质量:M(a)<M(c);M(b)>M(d)
⑤800K向下列起始体积相同的密闭容器中充入1molCO、2molH2发生反应①,如图所示甲容器在反应过程中保持压强不变,乙容器保持体积不变达到平衡时H2的浓度c (H2)甲__________ c(H2)乙
①CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H
②CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=-58kJ·mol-1
③CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)△H=+41kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H-H | C-O | H-O | C-H | |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 343 | 1076 | 465 | x |
则x=
(2)若T℃时将6molCO2和 8molH2充入2L密闭容器中发生反应②,测得H2的物质的量随时间的变化如图中状态Ⅰ(图中实线)所示。图中数据A(1,6)代表在1min时H2的物质的量是6mol。
①T℃时状态I条件下,0--3min内CH3OH的平均反应速率v=
平衡常数K=
②其他条件不变时,仅改变某一条件后测得H2的物质的量随时间变化如图中状态Ⅱ所示,则改变的条件可能是
③一定温度下,此反应在恒容容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态依据的是
a.容器中压强不变
b. CO2和水蒸气的体积比保持不变
c. v正(H2) =3v逆(CH3OH )
d.气体的密度不再随时间的改变而变化
④CO与H2在密闭容器中发生反应①,按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图2所示。下列说法正确的是
A.温度:T1<T2<T3
B.正反应速率:v(a)>v(c);v(b)>v(d)
C.平衡常数:K(a)>K(c);K(b)>K(d)
D.平均摩尔质量:M(a)<M(c);M(b)>M(d)
⑤800K向下列起始体积相同的密闭容器中充入1molCO、2molH2发生反应①,如图所示甲容器在反应过程中保持压强不变,乙容器保持体积不变达到平衡时H2的浓度c (H2)甲
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