解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷135
CO2的强温室效应导致全球气候显著变化,此变化引起各国政府的高度重视。利用CO2是实现碳中和目标的重要技术手段。我国某教授团队报道了一种以棒状CeO2为载体,通过引入Ti调控催化剂,实现在反应釜中CO2加氢反应一步制乙醇的技术,反应原理为
。
(1)某些常见化学键的键能数据如下表:
依据表中数据计算
的
H=_______
,下列有利于该反应自发进行的条件是_______ (填标号)。
A.高温 B.低温 C.任何温度
(2)在催化剂作用下,
加氢反应制乙醇的反应历程如图(部分吸附态的物质未列出)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/3/375e57fb-17cf-40df-8810-5fd68ca314b5.png?resizew=440)
该反应中形成的化学键有_______ (填标号)。
A.σ键 B.非极性键 C.氢键
(3)一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量
与
进行反应,下列条件能判断该反,应达到平衡状态的是_______ (填标号)。
a.
b.容器中气体的平均摩尔质量不变
c.CH3CH2OH的百分含量保持不变 d.容器中混合气体的密度保持不变
(4)分别按投料比L=1∶4、1∶2、4∶1[
]将反应物投入密闭容器中,在恒定压强为
MPa下进行反应,测得
的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/3/c7799711-b56a-4014-bb3b-4dc8d9b316fa.png?resizew=240)
①表示
的曲线为_______ (填标号)。
②
、
、
由大到小的顺序是_______ 。
③
℃、投料比为
下,该反应的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.svg)
_______
(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(1)某些常见化学键的键能数据如下表:
化学键 | C=O | H—O | H—H | C—O | C—H | C—C |
键能( | 803 | 463 | 436 | 326 | 414 | 348 |
A.高温 B.低温 C.任何温度
(2)在催化剂作用下,
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/3/375e57fb-17cf-40df-8810-5fd68ca314b5.png?resizew=440)
该反应中形成的化学键有
A.σ键 B.非极性键 C.氢键
(3)一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量
a.
c.CH3CH2OH的百分含量保持不变 d.容器中混合气体的密度保持不变
(4)分别按投料比L=1∶4、1∶2、4∶1[
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/3/c7799711-b56a-4014-bb3b-4dc8d9b316fa.png?resizew=240)
①表示
②
③
2024·贵州黔东南·二模
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以
催化加氢制
有利于实现“碳中和”。合成时有反应:
反应Ⅰ(主反应):
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1800f51f5d2854885cc78440bc34066a.svg)
反应Ⅱ(副反应):
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.svg)
相关键能如下表:
回答下列问题:
(1)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/260083784b7fd9f8c5ad0c2ec1aaef90.svg)
_______
(2)向某密闭容器中按投料比
通入混合气体,体系压强恒定为2.5MPa,控制不同温度若只发生反应Ⅰ(主反应)达平衡,体系中
和
的体积分数如图1所示。
①反应Ⅰ(主反应)在_______ (填“高温”、“低温”、“任何温度”)下自发进行。
②
温度下,下列有关反应Ⅰ(主反应)说法正确的是_______
A.若
时,反应达平衡
B.若反应混合气体的密度保持不变,反应达平衡
C.若
保持不变时,反应达平衡
D.反应达平衡时,不再有
和
生成
反应Ⅰ(主反应)反应10min达A点平衡状态,则该反应的分压平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/75bbf44099ea991d7a0538e2c3b1ec99.svg)
_______ (结果保留2位小数,以平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(3)在恒压、
和
的起始量一定的条件下,
的平衡转化率或平衡时
的选择性随温度的变化如图2。
已知:
的选择性=![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/262c61132837d88096175617bdbf13ef.svg)
①图2中曲线c、d表示
选择性的曲线是_______ (填“c”、“d”),理由是_______ 。
②若不改变反应时间和温度,一定能提高
选择性的措施有______ (写一条)
反应Ⅰ(主反应):
反应Ⅱ(副反应):
相关键能如下表:
化学键 | H—H | C=O | C≡O | O—H |
键能 | 436 | 803 | 1071 | 464 |
(1)
(2)向某密闭容器中按投料比
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/4/8712c2b1-1fbb-4022-b90e-e621975f90f5.png?resizew=251)
①反应Ⅰ(主反应)在
②
A.若
B.若反应混合气体的密度保持不变,反应达平衡
C.若
D.反应达平衡时,不再有
反应Ⅰ(主反应)反应10min达A点平衡状态,则该反应的分压平衡常数
(3)在恒压、
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/4/2b9b504e-6320-4dde-98bf-09c84b528bc2.png?resizew=328)
已知:
①图2中曲线c、d表示
②若不改变反应时间和温度,一定能提高
HCOOH是一种重要的化工原料。
(1)已知几种共价键的键能如下表。
根据上述键能估算:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.svg)
___________
。
(2)HCOOH是一种储氢材料,其某种制备原理如图所示。反应1断裂的化学键有___________ (填标号)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/8/1e7451d3-0e21-475e-bdc4-26977057b13d.png?resizew=218)
A.极性键 B.氢键 C.非极性键
(3)
的速率公式为
(k为速率常数,只与温度、催化剂有关)。已知经验公式为
(其中,
、k分别为活化能、速率常数,R、C为常数,T为温度)。在催化剂作用下,测得
与温度(
)的关系如图所示。其他条件都相同时,催化效率较高的是___________ (填“Cat1”或“Cat2”)。Cat2催化剂作用下,活化能
为___________
。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/8/96791586-7d46-4fbe-bdd9-b576e0dda93d.png?resizew=179)
(4)在一定温度下,保持总压强为170kPa.在
为1:1、1:2、1:3条件下发生反应
,测得
的平衡转化率与
之间的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/8/767cf844-36d8-4dc8-892b-c398a67ec450.png?resizew=223)
①下列条件能判断该反应达到平衡状态的是___________ (填标号)。
a.
的生成速率与
的消耗速率相等
b.容器中混合气体的密度保持不变
c.容器中气体的平均摩尔质量不变
d.
的百分含量保持不变
②曲线c代表的投料比为___________ 。M点条件下,平衡常数
为___________
。(提示:用分压计算的平衡常数为
,分压=总压×物质的量分数)
(1)已知几种共价键的键能如下表。
共价键 | ||||||
键能 | 803 | 436 | 413 | 745 | 351 | 463 |
(2)HCOOH是一种储氢材料,其某种制备原理如图所示。反应1断裂的化学键有
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/8/1e7451d3-0e21-475e-bdc4-26977057b13d.png?resizew=218)
A.极性键 B.氢键 C.非极性键
(3)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/8/96791586-7d46-4fbe-bdd9-b576e0dda93d.png?resizew=179)
(4)在一定温度下,保持总压强为170kPa.在
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/8/767cf844-36d8-4dc8-892b-c398a67ec450.png?resizew=223)
①下列条件能判断该反应达到平衡状态的是
a.
b.容器中混合气体的密度保持不变
c.容器中气体的平均摩尔质量不变
d.
②曲线c代表的投料比为
对CH4和CO2的高效利用能够有效缓解全球变暖。
(1)在两个体积均为1L的恒容密闭容器中,在相同温度下进行反应CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)(不发生其他反应),起始时按表中相应的量加入物质。CO2的平衡转化率如表所示。
①该温度下,反应的平衡常数K=___________ 。
②下列条件能说明反应达到平衡状态的是___________ (填标号)。
A.v正(CH4)=2v逆(CO)
B.容器内混合气体的总压强不再变化
C.容器内混合气体的密度保持不变
D.容器内各物质的浓度满足c(CH4)·c(CO2)=c2(CO)·c2(H2)
③达到平衡时,容器Y内CO2的平衡转化率___________ 50%。(填“>”,“<”或“=”)
(2)CO2还可以通过催化加氢合成乙醇:6H2(g)+2CO2(g)
C2H5OH(g)+3H2O(g) ΔH<0,设m为起始时的投料比,即m=
。通过实验得到下列图像:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/2/21/3437920916168704/3439829750890496/STEM/027e2306de9f45c187fe77d3dcafc753.png?resizew=422)
①若图1中m相同,则温度从高到低排序为___________ 。
②图2表示在m=3时,平衡状态各物质的物质的量分数与温度的关系,则d曲线表示的是___________ 的物质的量分数。在T4温度、总压为5MPa的恒压条件下,该反应压强平衡常数Kp的计算式(代入数据,不用化简)为___________ 。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数),CO2的平衡转化率为___________ (保留3位有效数字)。
(1)在两个体积均为1L的恒容密闭容器中,在相同温度下进行反应CH4(g)+CO2(g)
容器 | 起始物质的量/mol | CO2的平衡转化率 | |||
CH4 | CO2 | CO | H2 | ||
X | 1 | 1 | 0 | 0 | 50% |
Y | 2 | 2 | 0 | 0 | — |
②下列条件能说明反应达到平衡状态的是
A.v正(CH4)=2v逆(CO)
B.容器内混合气体的总压强不再变化
C.容器内混合气体的密度保持不变
D.容器内各物质的浓度满足c(CH4)·c(CO2)=c2(CO)·c2(H2)
③达到平衡时,容器Y内CO2的平衡转化率
(2)CO2还可以通过催化加氢合成乙醇:6H2(g)+2CO2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/2/21/3437920916168704/3439829750890496/STEM/027e2306de9f45c187fe77d3dcafc753.png?resizew=422)
①若图1中m相同,则温度从高到低排序为
②图2表示在m=3时,平衡状态各物质的物质的量分数与温度的关系,则d曲线表示的是
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