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2023-2024學(xué)年河北省衡水中學(xué)高三(上)第一次調(diào)研化學(xué)試卷
>
試題詳情
當(dāng)今世界多國相繼規(guī)劃了碳達峰、碳中和的時間節(jié)點。因此,研發(fā)二氧化碳利用技術(shù),降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點。其中用CO
2
、H
2
為原料合成甲醇(CH
3
OH)過程主要涉及以下反應(yīng):
反應(yīng)Ⅰ:CO
2
(g)+3H
2
(g)?CH
3
OH(g)+H
2
O(g) ΔH
1
反應(yīng)Ⅱ:CO
2
(g)+H
2
(g)?CO(g)+H
2
O(g) ΔH
2
=+41.2kJ?mol
-1
反應(yīng)Ⅲ:
1
2
CO(g)+H
2
(g)?2CH
3
OH(g) ΔH
3
=-45.1kJ?mol
-1
??
(1)根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)Ⅰ的ΔH
1
=
-49.0kJ/mol
-49.0kJ/mol
。
(2)我國學(xué)者結(jié)合實驗與計算機模擬結(jié)果,研究了CO
2
與H
2
在TiO
2
/Cu催化劑表面生成CH
3
OH和H
2
O的部分反應(yīng)歷程,如圖1所示,其中吸附在催化劑表面的物種用*標(biāo)注。
反應(yīng)歷程中反應(yīng)速率最快一步的能壘(活化能)的E
正
=
0.61
0.61
eV。并寫出該歷程的化學(xué)方程式
HOCO*+H*=CO*+H*+OH*ΔH=+0.20 (ev)
HOCO*+H*=CO*+H*+OH*ΔH=+0.20 (ev)
。
(3)上述反應(yīng)體系在一定條件下建立平衡后,下列說法正確的有
AC
AC
(填字母)。
A.升高溫度,反應(yīng)Ⅱ正向移動,反應(yīng)Ⅲ逆向移動
B.加入反應(yīng)Ⅰ的催化劑,可以降低反應(yīng)的活化能及反應(yīng)熱
C.增大H
2
的濃度,有利于提高CO
2
的平衡轉(zhuǎn)化率
D.及時分離出CH
3
OH,可以使得反應(yīng)Ⅰ的正反應(yīng)速率增大
(4)加壓,甲醇產(chǎn)率將
升高
升高
(填“升高”“不變”“降低”或“無法確定”);若原料二氧化碳中摻混一氧化碳,隨一氧化碳含量的增加,甲醇產(chǎn)率將
升高
升高
(填“升高”“不變”“降低”或“無法確定”)。
(5)加入新催化劑使1molCO
2
和3molH
2
在1L密閉容器中只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ,CO
2
平衡轉(zhuǎn)化率和甲醇選擇率(甲醇選擇率是指轉(zhuǎn)化生成甲醇的CO
2
物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))與溫度的變化趨勢如圖2所示。
①由圖可知,達到平衡時,最適宜的反應(yīng)溫度是
513K
513K
(填“473K”“513K”或“553K”)。
②553K時,若反應(yīng)后體系的總壓為p,反應(yīng)Ⅰ的K
p
=
3
p
14
×
3
p
14
(
p
7
)
×
(
3
p
7
)
3
3
p
14
×
3
p
14
(
p
7
)
×
(
3
p
7
)
3
(列出計算式)。(K
p
為壓強平衡常數(shù),其表達式寫法:在濃度平衡常數(shù)表達式中用氣體分壓代替濃度,氣體的分壓等于總壓乘以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。)
【考點】
化學(xué)平衡的計算
;
用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算
;
反應(yīng)熱和焓變
;
化學(xué)平衡的影響因素
.
【答案】
-49.0kJ/mol;0.61;HOCO*+H*=CO*+H*+OH*ΔH=+0.20 (ev);AC;升高;升高;513K;
3
p
14
×
3
p
14
(
p
7
)
×
(
3
p
7
)
3
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
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發(fā)布:2024/9/20 5:0:9
組卷:18
引用:1
難度:0.6
相似題
1.
已知反應(yīng):2SO
2
(g)+O
2
(g)?2SO
3
(g) ΔH<0。某溫度下,將2molSO
2
和1molO
2
置于10L密閉容器中,反應(yīng)到達平衡后,SO
2
的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(p)的關(guān)系如圖甲所示。則下列說法錯誤的是( ?。?br />
A.由圖甲推斷,A點SO
2
的平衡濃度為0.4mol?L
-1
B.由圖甲推斷,A點對應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)為800
C.到達平衡后,縮小容器容積,則反應(yīng)速率變化圖象可以用圖乙表示
D.壓強為0.50MPa時不同溫度下SO
2
轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系如圖丙所示,則T
2
<T
1
發(fā)布:2024/11/17 12:0:1
組卷:19
引用:3
難度:0.6
解析
2.
將E(s)和F(g)加入密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):E(s)+4F(g)?G(g)已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)如下表所示。下列說法正確的是( )
溫度/℃
25
230
平衡常數(shù)
5×10
4
1.9×10
-5
A.上述反應(yīng)是熵增反應(yīng)
B.25℃時,反應(yīng)G(g)?E(s)+4F(g)的平衡常數(shù)是0.5
C.在80℃時,測得某時刻F、G的濃度均為0.5mol/L,則此時v
正
>v
逆
D.恒溫恒容下,向容器中再充入少量G,達新平衡時,G的體積百分含量將增大
發(fā)布:2024/11/17 14:30:2
組卷:11
引用:4
難度:0.7
解析
3.
工業(yè)上常用天然氣作為制備CH
3
OH的原料.已知:
①CH
4
(g)+O
2
(g)?CO(g)+H
2
(g)+H
2
O(g)△H=-321.5kJ/mol
②CH
4
(g)+H
2
O(g)?CO(g)+3H
2
(g)△H=+250.3kJ/mol
③CO(g)+2H
2
(g)?CH
3
OH(g)△H=-90.0kJ/mol
(1)CH
4
(g)與O
2
(g)反應(yīng)生成CH
3
OH(g)的熱化學(xué)方程式為
.
(2)向VL恒容密閉容器中充入a mol CO與2a mol H
2
,在不同壓強下合成甲醇.CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖1所示:
①壓強P
1
P
2
(填“<”、“>”或“=”)
②在100℃、P
1
壓強時,平衡常數(shù)為
(用含a、V的代數(shù)式表示).
(3)如圖2所示是甲醇燃料電池(電解質(zhì)溶液為稀硫酸)結(jié)構(gòu)示意圖,Pt(a)電極通入的M為
,電極反應(yīng)式是
.若用該電池電解CuSO
4
溶液,當(dāng)?shù)玫?.2g銅時,參加反應(yīng)的氣體N的體積應(yīng)為
L(標(biāo)準(zhǔn)狀況).
發(fā)布:2024/11/18 8:0:1
組卷:9
引用:4
難度:0.3
解析
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