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共计: 4894 道试题
题型:综合题 难度:较难

9、

煤气化和液化是现代能源工业中重点考虑的能源综合利用方案。最常见的气化方法为用煤生产水煤气,而当前比较流行的液化方法为用煤生产CH3OH。已知制备甲醇的有关化学反应及平衡常数如下:

①CO2(g)+3H2(g) 1 CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH1=-90.8 kJ·mol-1

②CO(g)+H2O(g) 1 CO2(g)+H2(g)  ΔH2=-41.2 kJ·mol-1

③CO(g)+2H2(g) 1 CH3OH(g)ΔH3

850 ℃平衡常数分别为K1=160、K2=243、K3=160,甲醇可以与乙酸反应制香料CH3OH(l)+CH3COOH(l) 1 CH3COOCH3(l)+H2O(l)。

(1)则反应ΔH3=____________,制香料反应的K的表达式________________。

(2)由CO合成甲醇时,以下有关该反应的说法正确的是________(填字母)。

A.恒温、恒容条件下,若容器内的压强不发生变化,则可逆反应达到平衡

B.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时,可逆反应达到平衡

C.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH 的产率

D.某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2  mol·L-1,则CO的转化率为80%

(3)850 ℃时,在密闭容器中进行反应①,开始时只加入CO2、H2,反应10 min后测得各组分的浓度如下表。比较正、逆反应的速率的大小:v正________(填“>”“<”或“=”)v逆,该时间段内反应速率v(H2)=____________________________________________________。

物质

H2

CO2

CH3OH

H2O

浓度/mol·L-1

0.2

0.2

0.4

0.4

(4)在一定条件下3 L恒容密闭容器中,充入一定量的H2和CO2仅发生反应①,实验测得反应物在不同起始投入量下,反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线,如图1所示。

23

①H2和CO2的起始的投入量以A和B两种方式投入

A:n(H2)=3 mol,n(CO2)=1.5 mol,

B:n(H2)=3 mol,n(CO2)=2 mol,曲线Ⅰ代表哪种投入方式________(用A、B表示)。

②在温度为500 K的条件下,按照A方式充入3 mol H2和1.5 mol CO2,该反应10 min时达到平衡,在此条件下,系统中CH3OH的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示,当反应时间达到3 min时,迅速将体系温度升至600 K,请在图2中画出3~10 min内容器中CH3OH浓度的变化趋势曲线。_____________________

题型:综合题 难度:较难

10、

二氧化碳的捕集与利用是实现温室气体减排的重要途径之一。

(1)目前工业上使用的捕碳剂有NH3和(NH4)2CO3,它们与CO2可发生如下可逆反应:

2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) 1 (NH4)2CO3(aq) ΔH1

NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) 1 NH4HCO3(aq) ΔH2

(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g) 1 2NH4HCO3(aq) ΔH3

则ΔH3=___________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。

(2)利用CO2制备乙烯是我国能源领域的一个重要战略方向,具体如下:

方法一:CO2催化加氢合成乙烯,其反应为

2CO2(g)+6H2(g) 1 C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=a kJ·mol-1

起始时按n(CO2)∶n(H2)=1∶3的投料比充入20 L的恒容密闭容器中,不同温度下平衡时的H2和H2O的物质的量如图甲所示:

2

①下列说法正确的是________;

A.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能

B.其他条件不变时,若扩大容器容积,则活化分子百分数增大,v正和v逆均增大

C.测得容器内混合气体平均分子量不随时间改变时,说明反应已达到平衡

D.使用合适的催化剂,可以改变反应历程,减小反应焓变,加快反应速率

②393 K下,H2的平衡转化率为________(保留三位有效数字);

③393 K下,该反应达到平衡后,再向容器中按n(CO2)∶n(H2)=1∶3投入CO2和H2则3将_________(填“变大”“不变”“变小”或“无法确定”);

方法二:用惰性电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯,其原理如图乙所示。

4

④b电极上的电极反应式为_______________________________________________________;

⑤该装置中使用的是________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。

题型:综合题 难度:较难

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