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當(dāng)今中國(guó)積極推進(jìn)綠色低碳發(fā)展,力爭(zhēng)在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰,2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。因此,研發(fā)CO2利用技術(shù),降低空氣中CO2含量成為研究熱點(diǎn)。在5MPa壓強(qiáng)下,恒壓反應(yīng)器中通入3molH2,1molCO2氣體同時(shí)發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,Ⅱ如下:
反應(yīng)Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1 K1
反應(yīng)Ⅱ.CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH2  K2
(1)如圖(a)所示,則ΔH1-ΔH2
0(填“>”、“<”或“=”)。
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(2)在5MPa壓強(qiáng)下,恒壓反應(yīng)器中通入3molH2、1molCO2氣體,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率及CH3OH的平衡產(chǎn)率隨溫度變化關(guān)系如圖(b)。已知:CH3OH的產(chǎn)率=
C
H
3
OH
物質(zhì)的量
C
O
2
起始物質(zhì)的量
×100%。
①下列說(shuō)法正確的是
BCD
BCD
。
A.反應(yīng)過(guò)程中,容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化,說(shuō)明反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡
B.反應(yīng)過(guò)程中,氣體密度維持不變,說(shuō)明反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡
C.增大壓強(qiáng)能同時(shí)提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率
D.加入對(duì)反應(yīng)Ⅰ催化效果更佳的催化劑,可以提高CH3OH的產(chǎn)率
②475K時(shí),反應(yīng)Ⅱ的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=
3
161
或1.86×10-2
3
161
或1.86×10-2
(壓強(qiáng)平衡常數(shù):用平衡分壓代替平衡濃度,分壓=總壓×氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(3)圖(b)中500K以后,CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的原因
反應(yīng)Ⅰ放熱,溫度升高平衡左移,反應(yīng)Ⅱ吸熱,溫度升高平衡右移,525K以后,溫度升高,反應(yīng)Ⅱ平衡右移的程度更大,故CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大
反應(yīng)Ⅰ放熱,溫度升高平衡左移,反應(yīng)Ⅱ吸熱,溫度升高平衡右移,525K以后,溫度升高,反應(yīng)Ⅱ平衡右移的程度更大,故CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大

(4)反應(yīng)Ⅱ的正反應(yīng)速率方程為v=k?c(CO2)?c(H2),逆反應(yīng)速率方程為v=k?c(CO)?c(H2O),其中k、k分別為正、逆反應(yīng)的速率常數(shù),只受溫度影響。lgk與
1
T
(溫度的倒數(shù))的關(guān)系如圖(圖c)所示,①、②、③、④四條斜線(xiàn)中,表示lgk的是
。
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(5)我國(guó)科學(xué)家研究Li-CO2電池中取得了重大科研成果。Li-CO2電池中,Li為單質(zhì)鋰片,CO2在正極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),電池反應(yīng)產(chǎn)物為碳酸鋰和單質(zhì)碳,CO2電還原后與鋰離子結(jié)合形成碳酸鋰按以下4個(gè)步驟進(jìn)行,寫(xiě)出步驟Ⅲ的離子方程式
2
CO
2
-
2
+CO2=2
CO
2
-
3
+C
2
CO
2
-
2
+CO2=2
CO
2
-
3
+C
。
Ⅰ.2CO2+2e-=C2
O
2
-
4

Ⅱ.C2
O
2
-
4
=CO2+
CO
2
-
2

Ⅲ.??????
Ⅳ.
CO
2
-
3
+2Li+=Li2CO3
【答案】<;BCD;
3
161
或1.86×10-2;反應(yīng)Ⅰ放熱,溫度升高平衡左移,反應(yīng)Ⅱ吸熱,溫度升高平衡右移,525K以后,溫度升高,反應(yīng)Ⅱ平衡右移的程度更大,故CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大;④;2
CO
2
-
2
+CO2=2
CO
2
-
3
+C
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/9/22 1:0:8組卷:10引用:1難度:0.6
相似題
  • 1.亞硝酰氯(NOCl)是有機(jī)合成中的重要試劑,可由NO和Cl2反應(yīng)得到,化學(xué)方程式為2NO(g)+Cl2(g)?2NOCl(g)。
    (1)氮氧化物與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時(shí)會(huì)生成亞硝酰氯,涉及如下反應(yīng):
    ①2NO2(g)+NaCl(s)?NaNO3(s)+NOCl(g)K1
    ②4NO2(g)+2NaCl(s)?2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)K2
    ③2NO(g)+Cl2(g)?2NOCl(g)K3
    反應(yīng)①②③對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)依次為K1、K2、K3,則K3與K1、K2之間的關(guān)系為
     

    (2)300℃時(shí),2NOCl(g)?2NO(g)+Cl2(g)。正反應(yīng)速率的表達(dá)式為v═k?cn(NOCl)(k為帶有單位的速率常數(shù),其值只與溫度有關(guān)),測(cè)得速率與濃度的關(guān)系如表所示:
    序號(hào) c(NOCl)/mol?L-1 v/mol?L-1?s-1
    0.30 3.60×10-9
    0.60 l.44×10-8
    0.90 3.24×10-8
    n═
     
    ,k═
     
    。
    (3)25℃時(shí),向體積為2L且?guī)鈮河?jì)的恒容密閉容器中通入一定量NO和Cl2合成NOCl,方程式為2NO(g)+Cl2(g)?2NOCl(g)ΔH若反應(yīng)起始和平衡時(shí)溫度相同,測(cè)得反應(yīng)過(guò)程中壓強(qiáng)(p)隨時(shí)間(t)的變化如圖1曲線(xiàn)a所示,則ΔH
     
    (填“>”“<”或“不確定”)0;若其他條件相同,僅改變某一條件時(shí),測(cè)得其壓強(qiáng)(p)隨時(shí)間(t)的變化如圖1曲線(xiàn)b所示,則改變的條件是
     
    。
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    (4)若把2molNO和1molCl2加入到一恒壓的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率與溫度T、壓強(qiáng)p(總壓)的關(guān)系如圖2所示,若反應(yīng)一直保持在p壓強(qiáng)條件下進(jìn)行,則M點(diǎn)的分壓平衡常數(shù)Kp
     
    (用含p的表達(dá)式表示,用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓═總壓×體積分?jǐn)?shù))。
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    發(fā)布:2024/9/22 4:0:8組卷:3引用:2難度:0.5
  • 2.丙烯是工業(yè)上合成精細(xì)化學(xué)品的原料,隨著天然氣和頁(yè)巖氣的可用性不斷提高,制取丙烯的技術(shù)受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。
    (1)主反應(yīng)Ⅰ:C3H8(g)?C3H6(g)+H2(g)ΔH1
    副反應(yīng)Ⅱ:C3H8(g)?C2H4(g)+CH4(g)ΔH2
    已知H2、丙烷(C3H8)和丙烯(C3H6)的燃燒熱(ΔH)分別是-285.8kJ?mol-1、-2220kJ?mol-1和-2051kJ?mol-1,則ΔH=
     
    kJ?mol-1。主反應(yīng)Ⅰ在
     
    (填“高溫”、“低溫”或“任意溫度”)時(shí)能自發(fā)進(jìn)行。
    (2)一定溫度下,向總壓恒定為pkPa的容器中充入一定量C3H8氣體,在催化作用下,發(fā)生上述反應(yīng)制備C3H6。
    ①下列情況表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是
     
    (填標(biāo)號(hào))。
    A.氣體密度不再改變
    B.體系壓強(qiáng)不再改變
    C.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變
    D.單位時(shí)間內(nèi)消耗C3H8的物質(zhì)的量與生成C3H6的物質(zhì)的量相等
    ②從平衡移動(dòng)的角度判斷,達(dá)到平衡后通入N2的作用是
     

    (3)在溫度為T(mén)時(shí),向起始?jí)簭?qiáng)為120kPa的恒壓容器中通入4molC3H8和6molN2發(fā)生反應(yīng),經(jīng)10min反應(yīng)達(dá)到平衡,C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率與通入氣體中C3H8的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的關(guān)系如圖所示。該條件下,C3H8的選擇性為80%,則0~10min內(nèi)生成C3H6的平均速率為
     
    kPa?min-1;反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kp=
     
    kPa(以分壓表示,分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),保留一位小數(shù))。
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    (4)向恒溫剛性密閉容器中通入一定體積比的C3H8、O2、N2的混合氣體,已知某反應(yīng)條件下只發(fā)生如下反應(yīng)(k、k′為速率常數(shù)):
    反應(yīng)Ⅲ:2C3H8(g)+O2(g)═2C3H6(g)+2H2O(g)k
    反應(yīng)Ⅳ:2C3H6(g)+9O2(g)═6CO2(g)+6H2O(g)k′
    實(shí)驗(yàn)測(cè)得丙烯的凈生成速率方程為v(C3H6)=kp(C3H8)-k′p(C3H6),可推測(cè)丙烯的濃度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)為
     
    ,其理由是
     
    。
    發(fā)布:2024/9/22 2:0:8組卷:16引用:6難度:0.5
  • 3.SO2、NOx是空氣的主要污染物,有效去除大氣中的SO2、NOx可以保護(hù)大氣環(huán)境。回答下列問(wèn)題:
    Ⅰ.二氧化硫在V2O5作用下的催化氧化是工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的主要反應(yīng)。
    (1)釩催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖1所示,請(qǐng)寫(xiě)出VOSO4(s)和V2O4(s)反應(yīng)生成V2O5(s)與SO2(g)的熱化學(xué)方程式:
     
    。
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    (2)若當(dāng)SO2、O2、N2(不參與反應(yīng))起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為10%、15%和75%時(shí),在壓強(qiáng)為0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa下,SO2平衡轉(zhuǎn)化率α隨溫度的變化如圖2所示。反應(yīng)在0.5MPa、550℃時(shí)的α=
     
    ,判斷的依據(jù)是
     
    。
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    (3)若將物質(zhì)的量之比為2:1的SO2(g)和O2(g)通入反應(yīng)器發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),在恒溫T、恒壓p條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí),若SO2轉(zhuǎn)化率為α,則SO3的分壓為
     
    ,平衡常數(shù)Kp=
     
    (以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
    Ⅱ.一定溫度下,在容積恒定為1L的密閉容器中,加入0.30molNO與過(guò)量的金屬Al,發(fā)生的反應(yīng)存在如下平衡:
    4
    3
    Al(s)+2NO(g)?N2(g)+
    2
    3
    Al2O3(s)ΔH<0,已知在此條件下NO與N2的消耗速率與各自的濃度有如下關(guān)系:v(NO)=k1?c2(NO),v(N2)=k2?c(N2),其中k1、k2表示速率常數(shù)。
    (4)在T1溫度下,k1=0.004L?mol-1?min-1,k2=0.002L?mol-1?min-1,則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)的值為
     
    。
    (5)在T2溫度下,NO的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)如圖3,則T1
     
    T2(填“>”、“=”或“>”)。
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    發(fā)布:2024/9/22 1:0:8組卷:2引用:2難度:0.5
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