解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷83
我国提出了2030年前碳达峰、2060年前碳中和的“双碳”目标。研发二氧化碳被转化为多种基础化学品,如一氧化碳、甲烷、甲醇等是实现“双碳”目标的有效方法。二氧化碳催化加氢部分热化学反应式如下:
Ⅰ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f3a33c34f5cde3c8363d1e9cff4daf44.svg)
Ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f7c72234d19779d90b002e76f9d885c.svg)
Ⅲ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0fc395138970b94861787a02680de2d7.svg)
(1)二氧化碳与甲烷反应生成一氧化碳和氢气的热化学方程式为________ ;恒温恒容密闭容器中进行该反应,下列事实能说明反应达到平衡状态的是________ (填选项字母)。
A.相同时间内形成C—H键和H—H键的数目相等
B.相同时间内消耗
和形成CO的分子数目相等
C.体系内各物质的浓度保持不变
D.体系内气体的密度保持不变
(2)消除NO污染物,在一定条件下,用
将NO还原为
和
。
①
还原NO的总反应为
,其能量变化如图所示。每还原1mol NO,应___________ (填“释放”或“吸收”)___________ kJ能量。
②研究表明上述反应历程分两步:
Ⅰ.
;
Ⅱ.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ee3e391ceba621d0313e236cb6c1d43a.svg)
该总反应的反应物的总键能___________ (填>,<或=)生成物的总键能。
(3)电渗析法淡化海水(在直流电源作用下通过离子交换膜对海水进行处理)
①利用如图所示装置可以减缓海水中钢铁设施的腐蚀。若开关K置于M处,则电极X可选用的物质是___________ (选填“石墨块”、“锌块”或“铜块”),钢铁设施表面发生的电极反应为_______ ;若开关K置于N处,则a极为电源的________ (选填“正极”或“负极”)。
②用NaCl溶液模拟海水淡化,电解装置原理示意图如图所示,淡水从___________ 室(填Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ)流出。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)二氧化碳与甲烷反应生成一氧化碳和氢气的热化学方程式为
A.相同时间内形成C—H键和H—H键的数目相等
B.相同时间内消耗
C.体系内各物质的浓度保持不变
D.体系内气体的密度保持不变
(2)消除NO污染物,在一定条件下,用
①
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/19/43464131-700f-4506-8ff7-b6bc8306addb.png?resizew=237)
②研究表明上述反应历程分两步:
Ⅰ.
Ⅱ.
该总反应的反应物的总键能
(3)电渗析法淡化海水(在直流电源作用下通过离子交换膜对海水进行处理)
①利用如图所示装置可以减缓海水中钢铁设施的腐蚀。若开关K置于M处,则电极X可选用的物质是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/19/2201734d-f8f2-45f2-bbd1-f37f9d1bbb44.png?resizew=230)
②用NaCl溶液模拟海水淡化,电解装置原理示意图如图所示,淡水从
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/19/6991a066-5434-43db-8f8b-043e200cde3a.png?resizew=240)
22-23高一下·江苏镇江·阶段练习
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我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,这对于改善环境、实现绿色发展至关重要,其中二氧化碳转化甲醇技术是当前研究热点之一。
Ⅰ.
加氢合成
的反应体系中主要包含以下反应:
反应①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.svg)
反应②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e0b1b1c17f4e0fa7d31a32074c2b0488.svg)
(1)已知:
,反应①的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ac4fe034ddc5dc5c445012d675b82738.svg)
___________ ,反应①在___________ (填“高温”“低温”或“任何温度”)下有利于正反应自发进行。
(2)在恒容、绝热密闭容器中只发生反应
,下列能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填标号)。
(3)当原料组成为
时,上述反应体系在一定条件下建立平衡后,含碳产物中
的物质的量分数(Y)及
的转化率与反应温度的关系曲线如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/30/7d0ca85c-266a-4330-b136-9a6a75928613.png?resizew=397)
①分析压强对
加氢合成
的影响,可知图中x___________ 5(填“大于”或“小于”),理由是___________ 。
②Q点时,只发生反应①,此时![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/00091bc99540f8087cb11086e021d5cd.svg)
___________ MPa,反应①的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.svg)
___________
(
以分压表示,分压
总压
物质的量分数)。
Ⅱ.电化学还原二氧化碳制甲醇:其中将双极膜应用于二氧化碳制备甲醇过程中的电解原理如图所示。已知:双板膜由阳高子交换膜和阴离子交换膜构成,在直流电场的作用下,双极膜间
解离成
和
,并向两极迁移。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/30/a7dbe469-2a1e-4963-b4cd-972dd36382a3.png?resizew=293)
(4)催化电极上的电极反应式为___________ ,双极膜内每消耗54 g水,理论上石墨电极上产生___________
(标准状况)。
Ⅰ.
反应①
反应②
(1)已知:
(2)在恒容、绝热密闭容器中只发生反应
A.气体的平均摩尔质量不再随时间而变化 |
B.气体的密度不再随时间而变化 |
C.反应体系的温度保持不变 |
D.单位时间内断裂 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/30/7d0ca85c-266a-4330-b136-9a6a75928613.png?resizew=397)
①分析压强对
②Q点时,只发生反应①,此时
Ⅱ.电化学还原二氧化碳制甲醇:其中将双极膜应用于二氧化碳制备甲醇过程中的电解原理如图所示。已知:双板膜由阳高子交换膜和阴离子交换膜构成,在直流电场的作用下,双极膜间
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/30/a7dbe469-2a1e-4963-b4cd-972dd36382a3.png?resizew=293)
(4)催化电极上的电极反应式为
研究二氧化碳的回收对我国2060年实现碳中和具有现实意义:
(1)已知:①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/25726b22cbba75291bbcdf9290abf235.svg)
②![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2a712adb4a449736ed7062f6696a7765.svg)
③![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a16a5e377487c326bbfd41e85a0ed3a7.svg)
写出
与
反应生成
和
的热化学方程式:。_______ 。
(2)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇,其反应原理为:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c3f099d5d2ed08000d7e6b06ae6ff8f7.svg)
①通过表格中的数值可以推断:该反应的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.svg)
_______ 0(填“>”、“<”、或“=”),其正反应在_______ (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
②
的平衡转化率与压强、温度及氢碳比
的关系分别如图a和图b所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/13/d488a297-58fb-47c6-b41d-9bbde344d083.png?resizew=634)
图a中压强从大到小的顺序为_______ ,图b中氢碳比m从大到小的顺序为_______ 。
(3)工业上也可以利用
和
合成甲醇:
某
恒温恒容密闭容器中充入
和
发生反应,测得
和
浓度随时间变化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/13/f71752b5-d65d-4262-9895-02226b3dac10.png?resizew=217)
①
内,
的平均反应速率为_______
,该温度下的平衡常数为![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/940db2e9b806d2c9dbedcf14f05b9480.svg)
_______ (单位可忽略)。若达平衡时,保持温度不变,向容器中再充入
和
各
,则此时v正_______ v逆(填“>”、“<”、或“=”)。
②下列说法能说明反应达到化学平衡状态的是_______ 。
A.
的消耗速率与
的消耗速率之比为3∶1
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.
和
的浓度相等时
(4)丙烷脱氢是制备丙烯的一种常见方法,下图是某催化剂催化该过程的能量变化,*表示吸附在催化剂表面的物种。下列有关说法正确的是_______。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/13/ab95968b-fc81-4229-97f3-511600fe428b.png?resizew=540)
(1)已知:①
②
③
写出
(2)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇,其反应原理为:
温度/ | 400 | 500 |
平衡常数K | 9 | 5.3 |
①通过表格中的数值可以推断:该反应的
②
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/13/d488a297-58fb-47c6-b41d-9bbde344d083.png?resizew=634)
图a中压强从大到小的顺序为
(3)工业上也可以利用
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/13/f71752b5-d65d-4262-9895-02226b3dac10.png?resizew=217)
①
②下列说法能说明反应达到化学平衡状态的是
A.
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.
(4)丙烷脱氢是制备丙烯的一种常见方法,下图是某催化剂催化该过程的能量变化,*表示吸附在催化剂表面的物种。下列有关说法正确的是_______。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/13/ab95968b-fc81-4229-97f3-511600fe428b.png?resizew=540)
A. |
B.在该条件下,所得丙烯中不含其它有机物 |
C.该过程中发生了碳碳键的断裂与形成 |
D.相同条件下在该催化剂表面, |
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