解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷133
C、CO是常见的还原剂，碳与氧气的反应涉及以下三个：
Ⅰ：
Ⅱ：
Ⅲ：
请回答：
(1)
___________ 
，
___________ (用
表示)。
(2)①碳与氧气反应的
与T的关系如下图，反应Ⅱ对应的曲线是___________ 。
A．a B．b C．c D．无法确定
②下列说法不正确 的是___________ 。
A．熵增有利于反应的进厅，工业生产中可将BaCO3与碳混合煅烧以制取BaO
B．反应的自发性由
共同决定
C．随着反应温度的升高，碳被氧化为CO的倾向明显的增强
D．冶金生产中，都可以用碳作还原剂
(3)水煤气反应：
，工业生产水煤气时，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是___________ 。
(4)在
作催化剂的条件下合成甲醇：
，向恒容密闭容器中通入
和
，反应过程中转化率
与时间
、温度的关系如下图所示。
①若初始压强为
下该反应平衡常数
___________ (
为以分压表示的平衡常数)
②在500℃恒压条件下，请画出反应体系中a(CO)与时间(t)变化趋势图。______
Ⅰ：
Ⅱ：
Ⅲ：
请回答：
(1)
，表示)。(2)①碳与氧气反应的
与T的关系如下图，反应Ⅱ对应的曲线是 A．a B．b C．c D．无法确定
②下列说法
A．熵增有利于反应的进厅，工业生产中可将BaCO3与碳混合煅烧以制取BaO
B．反应的自发性由
共同决定C．随着反应温度的升高，碳被氧化为CO的倾向明显的增强
D．冶金生产中，都可以用碳作还原剂
(3)水煤气反应：
，工业生产水煤气时，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是(4)在
作催化剂的条件下合成甲醇：，向恒容密闭容器中通入和，反应过程中转化率与时间、温度的关系如下图所示。①若初始压强为
下该反应平衡常数为以分压表示的平衡常数)②在500℃恒压条件下，请画出反应体系中a(CO)与时间(t)变化趋势图。
22-23高二下·浙江衢州·期末
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我国提出了碳达峰、碳中和的目标，控制大气中的
浓度，减缓温室效应，将转化为高附加值化工产品成为当前科技工作者的一个重要课题。回答下列问题：
(1)工业生产尿素的基本原料为
，反应历程中的能量变化如图所示(反应历程中的有关物质均为气态)。写出制备尿素的热化学方程式：_______ 。
利用和
合成甲醇，在催化剂作用下可发生如下两个平行反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
(2)一定温度下，向恒容密闭容器中充入
和
，在催化剂作用下发生反应，容器内气体压强随时间的变化如表所示。
该温度下，若平衡时
的体积分数为
，反应Ⅱ的平衡常数
_______ (为以分压表示的平衡常数，以各气体物质的平衡分压替代物质的量浓度，气体的分压等于其物质的量分数乘以总压强)。
(3)下列说法不正确的是_______。
(4)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应
，体系中甲醇的产率与温度的关系如下图所示，此温度范围内，催化剂活性不受影响。
①当温度高于
后，甲醇产率减小的原因可能是_______ 。
②请在图中画出甲醇平衡产率随温度变化的曲线图_______ 。
浓度，减缓温室效应，将转化为高附加值化工产品成为当前科技工作者的一个重要课题。回答下列问题：(1)工业生产尿素的基本原料为
，反应历程中的能量变化如图所示(反应历程中的有关物质均为气态)。写出制备尿素的热化学方程式：利用
和合成甲醇，在催化剂作用下可发生如下两个平行反应：反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
(2)一定温度下，向恒容密闭容器中充入
和，在催化剂作用下发生反应，容器内气体压强随时间的变化如表所示。时间 | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 |
压强 | 320 | 280 | 250 | 226 | 206 | 200 | 200 |
的体积分数为，反应Ⅱ的平衡常数为以分压表示的平衡常数，以各气体物质的平衡分压替代物质的量浓度，气体的分压等于其物质的量分数乘以总压强)。(3)下列说法不正确的是_______。
| A．从反应体系中分离出甲醇，有利于提高反应物的转化率 |
| B．向容器中按原比例再充入反应物，达到新平衡时各组分的体积分数不变 |
C．当 时，说明反应达到了平衡状态 |
| D．工业合成甲醇时，将气体以一定流速通过催化剂，选择合适催化剂可提高甲醇的平衡产率 |
(4)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应
，体系中甲醇的产率与温度的关系如下图所示，此温度范围内，催化剂活性不受影响。①当温度高于
后，甲醇产率减小的原因可能是②请在图中画出甲醇平衡产率随温度变化的曲线图
“碳中和”引起各国的高度重视，正成为科学家研究的热点课题。利用
生产甲醇是资源化利用的一种有效途径。涉及的反应如下：
I．
Ⅱ．
Ⅲ．
Ⅳ.
(1)已知反应I和Ⅳ的焓变和熵变如下表所示
你认为哪个反应更适宜于甲醇的工业生产___________ (填“反应I”或“反应Ⅳ”)；请应用“化学反应的方向”相关知识说明选择的理由___________ 。
(2)一定温度下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入
气体和
气体发生上述反应，达到平衡时，容器中
为
，CO(g)为
，此时，反应Ⅲ的平衡常数为___________ (用含a、b的代数式表示；不考虑反应Ⅳ)。
(3)不同压强下，按照
投料，实验测定的平衡转化率和
的平衡产率随温度的变化关系如下图所示：(已知：的平衡转化率
的平衡产率
)
①下列说法正确的是___________ (填字母；不考虑反应Ⅳ)。
A．纵坐标表示平衡转化率的是图乙
B．压强大小：
C．为同时提高的平衡转化率和的平衡产率，应选择低温低压的反应条件
②图乙中
温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是___________ 。
(4)一定条件下，若只按反应Ⅰ进行，温度和时间对转化率的影响曲线如下图所示。若图中曲线对应的温度为523K，请在下图中作出温度为583K的影响曲线___________ 。
(5)反应I中，催化剂对转化率的影响如图所示。则下列说法正确的是___________。
生产甲醇是资源化利用的一种有效途径。涉及的反应如下：I．
Ⅱ．
Ⅲ．
Ⅳ.
(1)已知反应I和Ⅳ的焓变和熵变如下表所示
| 反应 |  |  |
| I |  |  |
| Ⅳ |  |  |
你认为哪个反应更适宜于甲醇的工业生产
(2)一定温度下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入
气体和气体发生上述反应，达到平衡时，容器中为，CO(g)为，此时，反应Ⅲ的平衡常数为(3)不同压强下，按照
投料，实验测定的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如下图所示：(已知：的平衡转化率 的平衡产率)①下列说法正确的是
A．纵坐标表示
平衡转化率的是图乙B．压强大小：
C．为同时提高
的平衡转化率和的平衡产率，应选择低温低压的反应条件②图乙中
温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是(4)一定条件下，若只按反应Ⅰ进行，温度和时间对
转化率的影响曲线如下图所示。若图中曲线对应的温度为523K，请在下图中作出温度为583K的影响曲线(5)反应I中，催化剂对
转化率的影响如图所示。则下列说法正确的是___________。| A．催化效果最好的是催化剂Ⅲ |
| B．b点一定没有达到平衡 |
C．c点处的反应速率为： |
| D．a点后转化率下降的原因之一是温度升高，平衡逆向移动 |
“一碳化学”是指以研究分子中只含有一个碳原子的化合物(如CO、CO2、CH3OH等)为原料合成一系列化工产品的化学。
(一)工业上，在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH
(1)已知：CH3OH(l)=CH3OH (g) ΔH=+35.2 kJ·mol-1，根据下表：
反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的ΔH=_____ kJ·mol-1。
(2)向2L恒容密闭容器中通入1 mol CO(g)和2 mol H2(g)，发生反应合成甲醇，反应过程中n(CH3OH)与时间(t)及温度的关系如图所示。在500℃恒压条件下，请在图中画出反应体系中n(CH3OH)与时间(t)变化总趋势图________ 。
(二)CO2和H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应：
反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= -48.5kJ·mol-1
反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2= +41.2kJ·mol-1
(3)控制CO2和H2初始投料比为1：3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO的产率的影响如图所示：
①由图可知温度升高CO产率上升，其主要原因是_____ 。
②由图可知获取甲醇最适宜的温度是_____ 。
(4)控制CO2和H2初始投料比为1：1.6，在300℃时，反应I已达到平衡状态，CO2的转化率为50%，甲醇的选择性为60%，此时容器体积为1.0 L，若CO2初始加入量为2.0 mol，则反应Ⅰ的平衡常数是_____ 。
(三)以甲醇为主要原料电化学合成碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]的反应原理如下：4CH3OH+2CO+O2
2(CH3O)2CO+2H2O
(5)由图可知B极为电源_________ (填“正”或“负”)极，阳极电极反应式是________ 。
(一)工业上，在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH(1)已知：CH3OH(l)=CH3OH (g) ΔH=+35.2 kJ·mol-1，根据下表：
| 物质 | H2(g) | CO(g) | CH3OH(l) |
| 燃烧热/kJ·mol-1 | -285.8 | -283.0 | -726.5 |
CH3OH(g)的ΔH=(2)向2L恒容密闭容器中通入1 mol CO(g)和2 mol H2(g)，发生反应合成甲醇，反应过程中n(CH3OH)与时间(t)及温度的关系如图所示。在500℃恒压条件下，请在图中画出反应体系中n(CH3OH)与时间(t)变化总趋势图
(二)CO2和H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应：
反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= -48.5kJ·mol-1反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2= +41.2kJ·mol-1(3)控制CO2和H2初始投料比为1：3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO的产率的影响如图所示：
①由图可知温度升高CO产率上升，其主要原因是
②由图可知获取甲醇最适宜的温度是
(4)控制CO2和H2初始投料比为1：1.6，在300℃时，反应I已达到平衡状态，CO2的转化率为50%，甲醇的选择性为60%，此时容器体积为1.0 L，若CO2初始加入量为2.0 mol，则反应Ⅰ的平衡常数是
(三)以甲醇为主要原料电化学合成碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]的反应原理如下：4CH3OH+2CO+O2
2(CH3O)2CO+2H2O(5)由图可知B极为电源
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