解答题-原理综合题 较难0.4 引用2 组卷40
近日，厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室教授王野、傅钢和中国科学技术大学教授姜政等，创制出超高稳定性In/Rh@S－1催化剂，高选择性催化丙烷等低碳烷烃直接脱氢制取对应烯烃：C3H8(g)
C3H6(g)+H2(g) △H。
回答下列问题：
(1)已知：几种可燃物的燃烧热如表所示。
上述反应中，△H=______ kJ•mol-1。
(2)一定温度下，在恒容密闭容器中充入1mol丙烷发生上述反应。下列叙述中，正确的是______ (填标号)。
(3)单位时间内，丙烷在不同催化剂Cat1、Cat2作用下的转化率与温度关系如图所示。______ (填“Cat1”或“Cat2”)；b点______ (填“是”或“不是”)平衡点；b→c变化的原因可能是______ 。
(4)保持总压强恒定为pkPa，向反应器充入丙烷和氩气(Ar)混合气体，仅发生上述反应，丙烷的平衡转化率与温度、起始投料比[η=
]关系如图所示。______ n(填“＞”“＜”或“=”)；T1温度下，压强平衡常数Kp=______ kPa(用含p的代数式表示)。[提示：用分压计算的平衡常数叫做压强平衡常数(Kp)，分压=总压×物质的量分数。]
(5)以熔融K2CO3(不含O2-和HCO
)为电解质的丙烷－空气燃料电池的放电效率高，该电池放电时，负极反应式为_______ 。为了使电池长时间稳定运行，必须确保电解质组成稳定，即在通入的空气中添加_______ (填化学式)。
C3H6(g)+H2(g) △H。回答下列问题：
(1)已知：几种可燃物的燃烧热如表所示。
| 可燃物 | C3H8(g) | C3H6(g) | H2(g) |
| 燃烧热△H/(kJ•mol-1) | -2220 | -2051 | -285.8 |
(2)一定温度下，在恒容密闭容器中充入1mol丙烷发生上述反应。下列叙述中，正确的是
| A．混合气体中H2体积分数最大值为50% |
| B．升高温度，丙烷脱氢反应的平衡常数增大 |
| C．混合气体密度不变时，反应一定达到平衡状态 |
| D．平衡时再充C3H8，丙烷平衡转化率减小 |
(3)单位时间内，丙烷在不同催化剂Cat1、Cat2作用下的转化率与温度关系如图所示。
(4)保持总压强恒定为pkPa，向反应器充入丙烷和氩气(Ar)混合气体，仅发生上述反应，丙烷的平衡转化率与温度、起始投料比[η=
]关系如图所示。
(5)以熔融K2CO3(不含O2-和HCO
)为电解质的丙烷－空气燃料电池的放电效率高，该电池放电时，负极反应式为2024·湖南衡阳·三模
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我国科学家通过修饰催化剂将CO2转化为烃的效率提高了1000倍。在催化剂作用下CO2和H2发生反应 I：4CO2(g) + 13H2(g) 
C4H10(g)+8H2O(g) △H1，回答下列问题：
(1)已知C4H10(g)、H2(g)的燃烧热(△H)分别为-2900 KJ﹒mol-1、-285.81 KJ﹒mol-1，H2O(1)=H2O(g) △H4 =+44 KJ﹒mol-1。则 △H1=___________ KJ﹒mol-1。
(2)在恒容恒温条件下，向密闭容器中充入CO2、H2，加入合适催化剂，发生反应I，下列情况表明反应I达到平衡状态的是___________(填标号)。
(3)在密闭容器中充入一定量的CO2和H2，发生反应I，在催化剂作用下单位时间内CO2的转化率与温度、催化剂的关系如图1所示。
①a点时，C4H10的正反应速率___________ (填“ ＞”、“ ＜ ”或“ = ”，下同)C4H10的逆反应速率；催化效率： Cat2___________ Cat1。
②b点___________ (填“已达到”、“未达到”或“无法判断是否达到”)化学平衡，理由是___________ ；b点之后CO2的转化率降低，可能的原因是___________ 。
(4)在密闭容器中投入0.4 mol CO2和1.3 mol H2，发生反应I ，测得CO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示。
①随着温度升高，不同压强下，CO2的平衡转化率接近相等，原因是___________ 。
② 已知M点对应的容器体积为1 L，则在对应的温度下，反应I的平衡常数
___________ (只列计算式)。
C4H10(g)+8H2O(g) △H1，回答下列问题：(1)已知C4H10(g)、H2(g)的燃烧热(△H)分别为-2900 KJ﹒mol-1、-285.81 KJ﹒mol-1，H2O(1)=H2O(g) △H4 =+44 KJ﹒mol-1。则 △H1=
(2)在恒容恒温条件下，向密闭容器中充入CO2、H2，加入合适催化剂，发生反应I，下列情况表明反应I达到平衡状态的是___________(填标号)。
| A．混合气体密度保持不变 |
| B．气体总压强保持不变 |
| C．混合气体的平均摩尔质量保持不变 |
| D．混合气体中C4H10与H2O的物质的量比值不变 |
①a点时，C4H10的正反应速率
②b点
(4)在密闭容器中投入0.4 mol CO2和1.3 mol H2，发生反应I ，测得CO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示。
①随着温度升高，不同压强下，CO2的平衡转化率接近相等，原因是
② 已知M点对应的容器体积为1 L，则在对应的温度下，反应I的平衡常数
乙醛(CH3CHO)是一种常见的有机物，在生产、生活中用途广泛。回答下列问题：
(1)已知：①
；ΔH1
②
；ΔH2
③
；ΔH3
；ΔH=___________ (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。
(2)在镍催化下，乙醛与氢气反应生成乙醇。在恒温恒容反应器中充入一定量CH3CHO(g)和H2(g)发生反应：下列叙述错误的是___________(填标号)。
(3)速率方程v=kcn(CH3CHO)(k为速率常数，只与温度、催化剂有关；n为反应级数)。
①阿伦尼乌斯就关于速率常数与活化能(Ea)、温度(T)的关系提出经验关系式：Rlnk=-
(R为常数，k为速率常数，Ea为活化能，T为温度)。一定温度下，在Cat1、Cat2(催化剂)作用下，Rlnk与
关系如图所示。催化剂效能较高的是___________ (填“Cat1”或“Cat2”)，判断依据是___________ 。在一系列不同浓度时的初始反应速率数据如下：
已知：一步进行的反应称为基元反应，基元反应中反应级数等于反应物的化学计量数之和。下列叙述正确的是___________ (填标号)。
A．该总反应为二级反应
B．速率常数k=4.00L·mol-1·s-1
C．上述反应不是基元反应
D．t(CH3CHO)=0.15mol·L-1时v=0.45mol·L-1·s-1
(4)一定温度下，保持总压强为pkPa，向反应器充入CH3CHO(g)和N2的混合气体(N2不参与反应)发生反应，测得CH3CHO平衡转化率与起始投料比[n(CH3CHO)/n(N2)]的关系如图所示。___________ 。该温度下，上述反应M点平衡常数Kp=___________ kPa(Kp用分压计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
(5)T℃时，向反应器充入一定量CH3CHO(g)发生反应，测得单位时间内CH3CHO转化率与压强关系如图所示。解释p=3MPa时CH3CHO的转化率达到峰值的原因：___________ 。
(1)已知：①
；ΔH1②
；ΔH2③
；ΔH3；ΔH=(2)在镍催化下，乙醛与氢气反应生成乙醇。在恒温恒容反应器中充入一定量CH3CHO(g)和H2(g)发生反应：下列叙述错误的是___________(填标号)。
| A．气体压强不随时间变化时达到平衡状态 |
| B．平衡后充入氖气，平衡向逆反应方向移动 |
| C．上述可逆反应的正反应是熵增反应 |
| D．平衡后，充入少量H2，CH3CHO平衡转化率增大 |
(3)
速率方程v=kcn(CH3CHO)(k为速率常数，只与温度、催化剂有关；n为反应级数)。①阿伦尼乌斯就关于速率常数与活化能(Ea)、温度(T)的关系提出经验关系式：Rlnk=-
(R为常数，k为速率常数，Ea为活化能，T为温度)。一定温度下，在Cat1、Cat2(催化剂)作用下，Rlnk与关系如图所示。催化剂效能较高的是
在一系列不同浓度时的初始反应速率数据如下：| c(CH3CHO)/mol·L-1 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 |
| v/mol·L-1·s-1 | 0.020 | 0.080 | 0.182 | 0.318 |
A．该总反应为二级反应
B．速率常数k=4.00L·mol-1·s-1
C．上述反应不是基元反应
D．t(CH3CHO)=0.15mol·L-1时v=0.45mol·L-1·s-1
(4)一定温度下，保持总压强为pkPa，向反应器充入CH3CHO(g)和N2的混合气体(N2不参与反应)发生反应
，测得CH3CHO平衡转化率与起始投料比[n(CH3CHO)/n(N2)]的关系如图所示。
(5)T℃时，向反应器充入一定量CH3CHO(g)发生反应
，测得单位时间内CH3CHO转化率与压强关系如图所示。解释p=3MPa时CH3CHO的转化率达到峰值的原因：
我国科学家成功开发Pd—Fe/Fe2O3催化剂在低温条件下高选择性合成高纯度的乙烯，化学原理如下：
主反应：C2H2(g)+H2(g)C2H4(g) △H1
副反应：C2H2(g)+2H2(g)C2H6(g) △H2
(1)已知：a.几种共价键的键能如下表所示：
b.C2H2(g)、H2(g)、C2H6(g)的燃烧热△H分别为-1299.6kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1、-1559.8kJ·mol-1。
则△H1=_______ kJ·mol-1；乙烯加氢生成乙烷的热化学方程式是_______ 。
(2)在刚性密闭容器中充入一定量的C2H2(g)和H2(g)，发生反应：C2H2(g)+H2(g)C2H4(g)。其他条件相同，在Cat1、Cat2两种催化剂作用下，反应相同时间时C2H2的转化率与温度的关系如图1所示。
①催化效率较高的是_______ (填“Cat1”或“Cat2”)；b点_______ (填“达到”或“未达到”)平衡。
②温度高于300℃，升高温度，b→c的原因可能是_______ (答1条即可)。
(3)在密闭容器中充入1mol C2H2和2mol H2，发生上述两个反应，测得C2H2平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示。在T0 K、20kPa下C2H4的选择性等于
[C2H4选择性=
]。p0_______ 20kPa(填“＞”、“＜”或“=”)。T0 K下，主反应的平衡常数Kp=_______ kPa-1(Kp为用气体分压计算的平衡常数，气体分压等于气体总压×物质的量分数)。
(4)在恒温刚性密闭容器中通入气体分压比为p(C2H2)：p(H2)=1：1的混合气体，已知某反应条件下只发生如下反应(k1、k2为速率常数)：
主反应：C2H2(g)+H2(g)=C2H4(g) k1
副反应：C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g) k2
实验测得乙烯的净生成速率方程为v(C2H4)=k1p(C2H2)·p(H2)-k2p(C2H4)，可推测乙烯的浓度随时间的变化趋势为_______ ，其理由是_______ 。
主反应：C2H2(g)+H2(g)
C2H4(g) △H1副反应：C2H2(g)+2H2(g)
C2H6(g) △H2 (1)已知：a.几种共价键的键能如下表所示：
| 共价键 | H-C | H-H | C=C | C≡C |
| 键能/(kJ·mol-1) | 413.4 | 436 | 615 | 812 |
则△H1=
(2)在刚性密闭容器中充入一定量的C2H2(g)和H2(g)，发生反应：C2H2(g)+H2(g)
C2H4(g)。其他条件相同，在Cat1、Cat2两种催化剂作用下，反应相同时间时C2H2的转化率与温度的关系如图1所示。①催化效率较高的是
②温度高于300℃，升高温度，b→c的原因可能是
(3)在密闭容器中充入1mol C2H2和2mol H2，发生上述两个反应，测得C2H2平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示。在T0 K、20kPa下C2H4的选择性等于
[C2H4选择性=]。p0(4)在恒温刚性密闭容器中通入气体分压比为p(C2H2)：p(H2)=1：1的混合气体，已知某反应条件下只发生如下反应(k1、k2为速率常数)：
主反应：C2H2(g)+H2(g)=C2H4(g) k1
副反应：C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g) k2
实验测得乙烯的净生成速率方程为v(C2H4)=k1p(C2H2)·p(H2)-k2p(C2H4)，可推测乙烯的浓度随时间的变化趋势为
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