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解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷75
二氧化碳—甲烷重整反应制备合成气（）是一种生产高附加值化学品的低碳过程。该过程存在如下化学反应：
①
②
③
④
回答下列问题：
(1)=______，反应①______正向自发进行（填标号）。
A．低温下能                    B．高温下能                    C．任何温度下都能             D．任何温度下都不能
(2)反应体系总压强分别为5.00MPa、1.00MPa和0.50MPa时，平衡转化率随反应温度变化如图所示，则代表反应体系总压强为5.00MPa的曲线是______（填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”），判断依据是______

(3)当反应传系总压强为0.1MPa时，平衡时部分组分的物质的量随反应温度变化如图所示。随反应温度的升高，的物质的量先增加后减少。主要原因是______．

(4)恒温恒压条件下，向容器中通入1mol和1mol，达到平衡时CH4的转化率为80%，的转化率为50%，碳单质的物质的量为0.8mol，的物质的量为______mol，反应①用摩尔分数表示的平衡常数=______（结果保留两位小数）。上述平衡时。向体系通入气，重新达到平衡时。，则______（填“>”“<”或“=”）。（已知反应的，物质的摩尔分数）
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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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回答下列问题
(1)以和为原料合成乙烯、二甲醚()等有机物，一直是当前化学领域研究的热点。回答下列问题：已知相关物质能量变化示意图如图：

①写出由和反应生成和的热化学方程式：_______。
②在一绝热的恒容密闭容器中，通入和(物质的量之比1∶2)发生反应，反应过程中容器内压强(p)与时间(t)变化如图1所示，随着反应进行，段压强增大的原因是_______。

③与催化重整制备的过程中存在反应：
Ⅰ.
Ⅱ.
向密闭容器中以物质的量之比为1∶3充入与，实验测得的平衡转化率随温度和压强的变化关系如图2所示。、、由大到小的顺序为_______；时主要发生反应_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)

(2)在密闭容器中充入等物质的量的CO和NO气体，发生反应：2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) ∆ H<0，图为平衡时N2的体积分数与温度、压强的关系。

①若在g点对反应容器升温，同时增大容器体积使体系压强减小，重新达到新的平衡状态可能是图中a~f中的_______点(填字母序号)。
②e点的CO的转化率为_______(计算结果保留一位小数)。
(3)在密闭容器中发生反应：NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)3H2O(g)+2N2(g) ∆H<0。
①改变某一条件可提高NOx的转化速率和平衡转化率，该条件可能是_______。
②450℃时，在2L恒容密闭容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3，5min时反应达到平衡，此时NH3的转化率为50％，体系压强为pMPa，则450℃时该反应的平衡常数Kp=_______MPa(用含p的代数式表示，Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
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)：   
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

回答下列问题：
(1)_______
(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_______(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＝
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)
为落实“双碳”目标，某科研所研究用二氧化碳催化加氢合成石油化工原料乙烯．回答下列问题：
(1)在某条件下合成乙烯涉及的主要反应有：
①
②
③   
__________，反应③能正向自发进行时，温度的要求是__________（填“高温”“低温”或“任何温度”）。
(2)在一定条件下，向的密闭容器中加入和7molH2(g)，发生反应2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)，反应达到平衡时生成1molC2H4(g)，若向该容器中再加入2molCO2(g)和3molC2H4(g)，平衡向__________（填“正反应方向”“逆反应方向”或“不”）移动。
(3)在一定条件下，当原料初始组成n(CO2)：n(H2)＝1：3，维持体系压强为1MPa，2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图1所示．

图中，表示H2、H2O变化的曲线分别是__________、__________．根据图中点A（450K，0.3），计算该温度时反应的平衡常数Kp＝__________(MPa)－3（最后结果保留1位小数；以分压表示，分压＝总压×物质的量分数）。
(4)将乙烷和氢气的混合气体以一定流速通过有催化剂的反应器（氢气能活化催化剂），其反应的热化学方程式为C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)   △H＝＋123kJ·mol－1．反应平衡转化率与反应温度及压强的关系如图2所示．则x__________1（填“＞”或“＜”）；由A点到B点，c(H2)变大，请借助平衡常数解释__________。

(5)利用电化学原理，在碱性环境中将CO2电催化还原制备C2H4，写出反应的电极反应式__________。

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