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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷89
“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。其中技术固碳是化学家不断探索的方向,主要应用碳捕集、利用与封存技术。下面是一些利用为原料制备物质的反应,根据所学知识回答下列问题:
Ⅰ.合成尿素的反应为    kJ⋅mol-1,如图是上述反应合成尿素的机理及能量变化(单位:kJ/mol),TS表示过渡态。

(1)若 kJ⋅mol-1,则___________kJ/mol。
(2)分别向等温等容、绝热等容(起始温度相同)的密闭容器中加入0.2 mol的和0.1 mol的,若达平衡时等温等容容器中百分含量为a%,绝热等容容器中百分含量为b%,则a___________b(填“大于”“小于”或“等于”),理由是___________
Ⅱ.在一定条件下主要发生以下反应:
    kJ⋅mol-1
    kJ⋅mol-1
向恒压密闭容器中充入物质的量之比为1∶4的,发生上述反应,实验测得平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示。(已知:的选择性)

(3)其中表示平衡时的选择性的曲线是___________(填“①”或“②”);A点时的转化率为___________(保留小数点后一位)
(4)若在一定温度下,投料比例相同(充入物质的量之比为1∶4的),通入恒容密闭容器中,发生上述反应达到平衡,测得反应前容器内压强为,平衡时压强为,甲烷压强为。则甲烷的选择性为___________(用中相关字母表示,下同),反应②的压强平衡常数的值为___________
23-24高三上·福建泉州·期中
知识点:盖斯定律及其有关计算化学平衡的移动及其影响因素化学平衡的有关计算化学平衡图像分析 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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CCUS是一种二氧化碳的捕获、利用与封存的技术,这种技术可将CO2资源化,产生经济效益。请回答下列问题:
(1)利用废气中的CO2为原料可制取甲醇。一定条件下,在恒容密闭容器中发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
①已知:H2(g)、CH3OH(1)的燃烧热(△H)分别为-285.8kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1
CH3OH (1)===CH3OH (g) △H=+35.2kJ·mol-1
H2O(1)===H2O(g) △H=+44kJ·mol-1
则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=___________kJ·mol-1。有利于提高H2平衡转化率的条件是___________(填选项字母)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
②某温度下,向体积为2L的容器中充入6molH2、4 mol CO2,发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),达到平衡时H2的转化率为50%,其平衡常数为___________(保留两位有效数字)。
③起始条件(T1℃、2L密闭容器)如表所示:
CO2/molH2/molCH3OH/molH2O/mol
I(恒温恒容)2600
II(绝热恒容)0022

达到平衡时,该反应的平衡常数:K(I)___________K(Ⅱ)(填“>”“<”或“=”,下同);平衡时CH3OH的浓度:c(I)___________c(Ⅱ)。
(2)CO2可用来合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=-127.8 kJ·mol-1。0.1MPa下,按n(CO2)︰n(H2)=1︰3的投料比充入体积固定的密闭容器中,发生上述反应,不同温度(T)下平衡时的四种气态物质的质量分数()如图所示:
   
①曲线b、c表示的物质分别为______________________(填化学式)。
②保持温度不变,在体积为VL的恒容容器中以n(CO2)︰n(H2)=2︰3的投料比加入反应物,t0时达到化学平衡。t1时将容器体积瞬间扩大至2VL并保持不变,t2时重新达到平衡。请在图中画出容器内混合气体的平均相对分子质量M随时间的变化图象_________
   
CCUS是一种二氧化碳的捕获、利用与封存的技术,这种技术可将CO2资源化,产生经济效益。请回答下列问题:
(1)利用废气中的CO2为原料可制取甲醇。一定条件下,在恒容密闭容器中发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
①已知:H2(g)、CH3OH(1)的燃烧热(H)分别为-285.8kJ•mol-1和-726.5kJ•mol-1;CH3OH(1)=CH3OH (g) H=+35.2kJ•mol-1;H2O(1)=H2O(g) H=+44kJ•mol-1
则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H=___kJ•mol-1。有利于提高H2平衡转化率的条件是___(填选项字母)。
A.高温低压       B.低温高压       C.高温高压       D.低温低压
②某温度下,向体积为2L的容器中充入6molH2、4molCO2,发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),达到平衡时H2的转化率为50%,其平衡常数为___ (保留两位小数)。
③起始条件(T1℃、2L密闭容器)如表所示:
CO2/molH2/molCH3OH/molH2O/mol
I(恒温恒容)2600
II(绝热恒容)0022

达到平衡时,该反应的平衡常数:K(I)___K(Ⅱ)(填“>”“<”或“=”,下同);平衡时CH3OH的浓度:c(I)___c(Ⅱ)。
(2)CO2可用来合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) H=-127.8 kJ•mol-1。0.1MPa下,按n(CO2)︰n(H2)=1︰3的投料比充入体积固定的密闭容器中,发生上述反应,不同温度(T)下平衡时的四种气态物质的体积分数(φ)如图所示:

①曲线b、c表示的物质分别为______(填化学式)。
②保持温度不变,在体积为VL的恒容容器中以n(CO2)︰n(H2)=2︰3的投料比加入反应物,t0时达到化学平衡。t1时将容器体积瞬间扩大至2VL并保持不变,t2时重新达到平衡。请在图中画出容器内混合气体的平均相对分子质量M随时间的变化趋势图象___
2024年上海国际碳中和技术博览会以“中和科技、碳素未来”为主题,重点聚焦二氧化碳的捕捉、利用与封存(CCUS)等问题。回答下列问题:
Ⅰ.是典型的温室气体,Sabatier反应可实现转化为甲烷,实现的资源化利用。合成过程中涉及如下反应:
甲烷化反应(主反应):①   
逆变换反应(副反应):②     
(1)反应③   ___________,该反应在___________(填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(2)下列叙述中能说明反应①达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.断裂4mol 的同时断裂1mol              
B.恒温恒容条件下,体系压强不再变化
C.恒温恒容条件下,气体的密度不再变化                    
D.
E.绝热恒容条件下,不再变化
(3)科研小组按进行投料,下面探究影响选择性的一些因素。
①若在恒容容器中进行反应(初始压强为0.1MPa),平衡时各气体的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。图中表示的物质的量分数随温度变化的曲线是___________(填“曲线1”“曲线2”或“曲线3”)。曲线1和曲线3交叉点处的平衡分压为___________MPa(该空忽略副反应逆变换反应)。

②积碳会使催化剂的活性降低,从而影响甲烷的选择性,各积碳反应的平衡常数与温度关系如下表所示:
温度℃
80021.600.1360.133
85033.940.0580.067
90051.380.0270.036
反应a:   
反应b:   
反应c:   
由表中数据可知,积碳反应主要由反应___________引起(填“a”“b”或“c”)。
Ⅱ.完成下列问题
(4)一定条件下,向4L恒容密闭容器中充入2mol 和6mol ,发生反应。已知容器内起始压强为240kPa,反应达平衡时容器内压强为150kPa,该温度下反应的标准平衡常数___________。(该反应标准平衡常数的表达式为,其中p为分压,分压=总压×物质的量分数,)

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