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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷27
在铁系催化剂作用下,二氧化碳催化加氢合成乙烯。发生的主要反应如下:
I.2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)        △H1
II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)          △H2>0
回答下列问题:
(1)在密闭容器中通入1mol CO2和3mol H2,在铁系催化剂作用下进行反应,某一压强下,CO2的平衡转化率随温度的变化如图1所示。

①下列说法正确的是______(填选项字母)。
A.由图1可知:在该压强下,200-550℃之间以反应I为主,550℃后以反应II为主
B.反应II化学方程式前后物质的化学计量数之和相等,所以增大压强反应II的速率一定不变
C.恒温恒压下,容器内气体的密度不变时,说明反应已达到平衡
D.其他条件不变,将CO2和H2的初始物质的量之比变为2:3,可提高CO2平衡转化率
②图1中点M(350,70),此时乙烯的选择性为[选择性=]。
计算该温度时反应II的平衡常数K=_______(结果用分数表示)。
(2)恒温恒容密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),反应物的平衡转化率分别随着水、一氧化碳的物质的量之比[]的变化曲线如图2所示。若在此温度下,向容积为2.0L的恒容密闭容器中通入2.0mol CO(g)、1.6mol H2O(g)、3.2mol CO2(g)、1.2mol H2(g),发生上述反应,则反应向________(填“正向”或“逆向”)进行。

(3)工业上乙醇脱水可制得二乙醚:2C2H5OH(g)C2H5OC2H5(g)+H2O(g)        △H>0。实验测得:v=kc2(C2H5OH),v=kc(C2H5OC2H5)·c(H2O),k、k为速率常数。T1温度下,向2L恒容密闭容器中加入0.2mol C2H5OH,10min时达到平衡,H2O的体积分数为25%。
①C2H5OC2H5的体积分数为________
②平衡常数K=________(用k、k表示)。
③当温度变为T2时,k=,则T1________T2(填“大于”“小于”或“等于”)。
23-24高二上·黑龙江哈尔滨·阶段练习
知识点:影响化学反应速率的外因化学平衡的移动及其影响因素化学平衡常数的有关计算反应进行方向判据的应用 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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甲醇是一种重要的有机化工原料,在工业上有着重要的用途。
(1)已知:①C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)       H1=-akJ·mol-l
②2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)       H2=-bkJ·mol-1
③C2H5OH(g)=CH3OCH3(g)       H3=+ckJ·mol-1
则1mol乙烯和水蒸气在上述条件下化合生成甲醇气体的热化学方程式的H=_______
(2)若在体积为1.0L的恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2模拟工业合成甲醇的反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),二氧化碳的平衡转化率和温度的关系如下图A曲线所示。

①下列有关说法正确的是_______
A该反应为放热反应
B.若加倍投料,曲线A可变为曲线B
C.当v(CO2)=3v(H2),该反应达到平衡状态
D.容器内压强和混合气体平均相对分子质量不变,均可以说明该反应达到平衡状态
E.CO2和H2质量之比不变时,说明已达平衡状态
②计算a点该反应的化学平衡常数K=_______L2/mol2(计算结果保留一位小数)。其他条件不变,向a点平衡体系中再充入0.4molCO2和0.4molH2O,则平衡_______(填“正向”、“逆向”、或“不”)移动。
(3)一定条件下,往一密闭恒容容器中两次通入等量CO和H2的混和气合成甲醇[其中n(CO):n(H2)=1:2],其反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),测得容器内总压强(p)、温度(T)与反应时间(t)的关系如图所示。

①T1_______T2(填“>”、“<”或“=”)。C点的正反应速率vC(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系:vC(正)________vA(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
②图中达平衡的B点(其起始压强为10Mpa)的压强平衡常数Kp=_______(Mpa)-2(只列出计算式即可)(Kp为压强平衡常数,用各气体物质平衡分压代替此物质平衡浓度计算,某气体物质分压=总压×此物质物质的量分数)。
我国将在2023年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。“碳中和”是指 CO2的排放总量和减少总量相当。CO2的资源化利用能有效减少CO2排放。
I.研究表明CO2与CH4在催化剂存在下可发生反应制得合成气:
CO2(g)+ CH4(g)2CO(g)+2H2 (g) △H>0
(1)此反应的活化能Ea(正)___________Ea(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
(2)某温度下,向一恒容密闭容器中充入CO2和CH4发生上述反应,初始时CO2和CH4的分压分别为15kPa、20kPa,一段时间达到平衡后,测得体系压强增加了10kPa,则该反应的平衡常数Kp=___________(kPa)2(结果保留两位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)。
II.CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应:
反应①:CO2(g)+H2(g) ⇋CO(g)+H2O(g) △H1= +41.2kJ·mol-1
反应②:2CO2(g)+6H2(g) ⇋CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H2
在恒压,CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中:CH3OCH3的选择性=
   
(3)已知反应:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-204.9kJ·mol-1则反应②的△H2= ___________,反应②的自发条件为___________
A.高温          B.高压          C.低温          D.低压
(4)温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是___________
(5)220℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性对应图中A点数据。下列说法正确的是___________。
A.其他反应条件不变,增大压强一定可提高平衡时CH3OCH3的选择性
B.其他反应条件不变,改变催化剂,CH3OCH3的选择性不会改变
C.其他反应条件不变,升高温度,CO2的转化率一定随着温度的升高而降低
D.其他反应条件不变,提高投料时的氢碳比[n(H2):nCO2)],能提高CO2平衡转化率

III。
(6)某乙烯熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示,则负极上电极反应式为___________。若要维持电池持续稳定工作,则从理论上讲,进入石墨II电极上的CO2与石墨I电极上生成的CO2的物质的量之比是___________
   

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