解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷68
近两年来,碳中和连续成为两会期间最受关注的议题之一,的回收和利用对于改善环境,实现绿色发展至关重要。
(1)甲烷化反应最早由化学家PaulSabatier提出。已知:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
①的结构式为_______ 。
②甲烷化反应是_______ (填“吸热”或“放热”)反应。
③反应Ⅰ的和为速率常数,与温度、催化剂有关)。若平衡后升高温度,则_______ (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)一定条件下,与反应可合成乙烯:。该反应分两步进行:
ⅰ.
ⅱ.
,压强恒定为时,将的混合气体和催化剂投入反应器中,达平衡时,部分组分的物质的量分数如表所示。
的平衡转化率为_______ ,反应ⅰ的平衡常数_______ (是以分压表示的平衡常数,分压总压物质的量分数)。
(3)一种以和甲醇为原料,利用和纳米片作催化电极,制备甲酸(甲酸盐)的电化学装置的工作原理如图所示。①为_______ 极,电解过程中阴极的电极反应式为_______ 。
②设为阿伏加德罗常数的值,当电路中转移电子时,装置中生成和的数目共为_______ 。
(1)甲烷化反应最早由化学家PaulSabatier提出。已知:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
①的结构式为
②甲烷化反应是
③反应Ⅰ的和为速率常数,与温度、催化剂有关)。若平衡后升高温度,则
(2)一定条件下,与反应可合成乙烯:。该反应分两步进行:
ⅰ.
ⅱ.
,压强恒定为时,将的混合气体和催化剂投入反应器中,达平衡时,部分组分的物质的量分数如表所示。
组分 | |||
物质的量分数 |
(3)一种以和甲醇为原料,利用和纳米片作催化电极,制备甲酸(甲酸盐)的电化学装置的工作原理如图所示。①为
②设为阿伏加德罗常数的值,当电路中转移电子时,装置中生成和的数目共为
2024·湖北·三模
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资源化在推进能源绿色转型,实现“碳达峰、碳中和”中具有重要意义。
Ⅰ. 与催化重整制合成气是研究热点之一、发生的主要反应有:
反应①:
反应②:
(1)有关化学键键能数据如表:
则反应②的反应热_______ 。
(2)对于上述反位体系,下列说法错误的是_______ 。
A.增大的浓度,反应①②的正反应速率均增加
B.恒容密闭容器中当气体密度不变时,反应达到平衡状态
C.加入催化剂,可提高的平衡转化率
(3)恒压下进行与催化重整实验。初始压强为,起始投料,和的平衡转化率随温度变化曲线如图所示。
①曲线_______ (填“A”或“B”)表示的平衡转化率。
②800K,反应至转化率达到X点时,v(正)_______ v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。若要使的转化率由X点达到Y点,改变的外界条件可以是_______ (答一条即可)。
③800K,反应①的分压平衡常数_______ (分压=总压×物质的量分数)。
Ⅱ.利用电化学装置可实现和两种分子的耦合转化,其原理如图所示。
(4)阴极的电极反应式为_______ 。
Ⅰ. 与催化重整制合成气是研究热点之一、发生的主要反应有:
反应①:
反应②:
(1)有关化学键键能数据如表:
化学键 | H-O | C=O | ||
键能/ | 436 | 463 | 803 | 1076 |
(2)对于上述反位体系,下列说法错误的是
A.增大的浓度,反应①②的正反应速率均增加
B.恒容密闭容器中当气体密度不变时,反应达到平衡状态
C.加入催化剂,可提高的平衡转化率
(3)恒压下进行与催化重整实验。初始压强为,起始投料,和的平衡转化率随温度变化曲线如图所示。
①曲线
②800K,反应至转化率达到X点时,v(正)
③800K,反应①的分压平衡常数
Ⅱ.利用电化学装置可实现和两种分子的耦合转化,其原理如图所示。
(4)阴极的电极反应式为
催化重整对温室气体的减排具有重要意义,其反应为:。回答下列问题:
(1)已知相关物质的燃烧热(
):
则催化重整反应的_______ 。
(2)将原料按初始组成
充入密闭容器中,保持体系压强为
发生反应。达到平衡时,
体积分数与温度的关系如图所示。
①下,n(平衡时气体):n(初始气体)=_______ 。该温度下,此反应的平衡常数_______ (以分压表示,分压=总压强×气体成分的物质的量分数。保留1位小数)。
②若A、B、C三点表示不同温度和压强下达到平衡时的体积分数,则_______ 点对应的平衡常数最小,理由是_______ 。
(3)其他条件相同,在不同催化剂(A、B)作用下,反应
进行相同时间后,
的产率随反应温度的变化如图所示。
①在催化剂A、B作用下,它们正、逆反应活化能差值分别用表示,则_______ (填“>”“<”或“=”,下同)。
②y点对应的_______ z点对应的。
(4)和
都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示:
①阴极的电极反应式为_______ 。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为,则消耗的和的体积比为_______ 。
(1)已知相关物质的燃烧热(
):
物质 | |||
燃烧热 |
(2)将原料按初始组成
充入密闭容器中,保持体系压强为
发生反应。达到平衡时,
体积分数与温度的关系如图所示。
①下,n(平衡时气体):n(初始气体)=
②若A、B、C三点表示不同温度和压强下达到平衡时的体积分数,则
(3)其他条件相同,在不同催化剂(A、B)作用下,反应
进行相同时间后,
的产率随反应温度的变化如图所示。
①在催化剂A、B作用下,它们正、逆反应活化能差值分别用表示,则
②y点对应的
(4)和
都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示:
①阴极的电极反应式为
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为,则消耗的和的体积比为
的化学转化利用路径有效推动了高附加值利用和化工行业绿色低碳负碳化进程。回答下列问题。
Ⅰ.利用合成淀粉的研究成果已经被我国科学家发表在《Nature》杂志上。其涉及的关键反应如下:
①
②
③
(1)反应①在________ (选填“高温”“低温”或“任何温度”)下自发进行,反应③中________ 。
(2)在一定条件下,向某体积恒为的容器中按的比例通入气体,只发生反应③,下列情况可以说明反应③已经达到平衡的是________。
(3)在催化剂作用下,按的比例向某密闭容器中通入一定量的原料气,只发生①②两个反应。维持总压强为,测得不同温度下,反应达到平衡后的转化率、的选择性如图所示:
已知:的选择性。
在时,若反应从开始到达到点所用时间为,则这内________ ,反应②的________ 。(可用分数表示。指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数,的平衡分压的物质的量分数)
Ⅱ.近年来,有研究人员用通过电催化生成多种燃料,实现的回收利用,其工作原理如图所示。
(4)请写出电极上产生的电极反应式:_________ 。
(5)在一定条件下,该装置电极附近制得的、、的物质的量之比为,则当Pt电极附近有气体产生时(已折算为标准状况,不考虑水蒸气,忽略气体的溶解),制得的甲醇的质量为_________ 。
Ⅰ.利用合成淀粉的研究成果已经被我国科学家发表在《Nature》杂志上。其涉及的关键反应如下:
①
②
③
(1)反应①在
(2)在一定条件下,向某体积恒为的容器中按的比例通入气体,只发生反应③,下列情况可以说明反应③已经达到平衡的是________。
A.混合气体密度不再改变 |
B.混合气体平均相对分子质量不再改变 |
C.容器中与的物质的量之比不再发生改变 |
D. |
(3)在催化剂作用下,按的比例向某密闭容器中通入一定量的原料气,只发生①②两个反应。维持总压强为,测得不同温度下,反应达到平衡后的转化率、的选择性如图所示:
已知:的选择性。
在时,若反应从开始到达到点所用时间为,则这内
Ⅱ.近年来,有研究人员用通过电催化生成多种燃料,实现的回收利用,其工作原理如图所示。
(4)请写出电极上产生的电极反应式:
(5)在一定条件下,该装置电极附近制得的、、的物质的量之比为,则当Pt电极附近有气体产生时(已折算为标准状况,不考虑水蒸气,忽略气体的溶解),制得的甲醇的质量为
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