乙烯是重要的化工原料。用CO2催化加氢可制取乙烯:CO2(g)+3H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) ΔH<0
(1)若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应的△H=__kJ/mol。(用含a、b的式子表示)
(2)几种化学键的键能如表所示,实验测得上述反应的△H=-76kJ/mol,则表中的x=__。
化学键 | C=O | H—H | C=C | C—H | H—O |
键能/kJ·mol-1 | x | 436 | 612 | 414 | 464 |
(3)向1L恒容密闭容器中通入1molCO2和nmolH2,在一定条件下发生上述反应,测得CO2的转化率α(CO2)与反应温度T、压强P的关系如图所示。
①P1___P2(填“>”、“<”或“=”,下同)。
②平衡常数KB__KC。
③若B点时投料比=3,则平衡常数KB=__(代入数据列出算式即可,不用化简)。
④其他条件不变时,能同时满足增大反应速率和提高CO2转化率的措施是___。
A.将产物从体系不断分离出去 B.给体系升温
C.给体系加压 D.增大H2的浓度
(4)①以稀硫酸为电解质溶液,利用太阳能电池将CO2转化为乙烯的工作原理如图所示。则M极上的电极反应式为___。
②已知乙烯也能做燃料电池,当消耗标况下2.24L乙烯时,导线中转移电子的数目为__。
高三化学综合题困难题
乙烯是重要的化工原料。用CO2催化加氢可制取乙烯:CO2(g)+3H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) ΔH<0
(1)若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应的△H=__kJ/mol。(用含a、b的式子表示)
(2)几种化学键的键能如表所示,实验测得上述反应的△H=-76kJ/mol,则表中的x=__。
化学键 | C=O | H—H | C=C | C—H | H—O |
键能/kJ·mol-1 | x | 436 | 612 | 414 | 464 |
(3)向1L恒容密闭容器中通入1molCO2和nmolH2,在一定条件下发生上述反应,测得CO2的转化率α(CO2)与反应温度T、压强P的关系如图所示。
①P1___P2(填“>”、“<”或“=”,下同)。
②平衡常数KB__KC。
③若B点时投料比=3,则平衡常数KB=__(代入数据列出算式即可,不用化简)。
④其他条件不变时,能同时满足增大反应速率和提高CO2转化率的措施是___。
A.将产物从体系不断分离出去 B.给体系升温
C.给体系加压 D.增大H2的浓度
(4)①以稀硫酸为电解质溶液,利用太阳能电池将CO2转化为乙烯的工作原理如图所示。则M极上的电极反应式为___。
②已知乙烯也能做燃料电池,当消耗标况下2.24L乙烯时,导线中转移电子的数目为__。
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低碳经济成为人们一种新的生活理念。二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。请你结合所学知识回答:
(1)①用CO2催化加氢可制取乙烯:CO2(g)+3H2(g)1/2C2H4(g)+ 2H2O(g),若 该反应体系的能量随反应过程变化关系如下图所示, 则该反应的△H =______(用含a、b的式子表示)。
已知:几种化学键的键能如下表所示,实验测得上述反应的△H=-152kJ•mol﹣1,则表中的x=___________。
化学键 | C=O | H-H | C=C | C-H | H-O |
键能/kJ•mol﹣1 | 803 | 436 | x | 414 | 464 |
② 以稀硫酸为电解质溶液,利用太阳能电池将CO2转化为乙烯的工作原理如下图所示。则N极上的电极反应式为____________;该电解池中所发生的总反应的化学方程式为__________。
(2)用CO2催化加氢可以制取乙醚的反应如下:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+ 3H2O(g) △H=﹣122.5 kJ•mol﹣1,某压强下,合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的平衡转化率如下图所示。
①T1_______T2(填“<”、“=”或“>”),判断理由是__________________________。
②T1温度下,将6 mol CO2和12mol H2充入2 L的密闭容器中,经过5 min反应达到平衡,则0~ 5 min内的平均反应速率υ(CH3OCH3)=______。
③一定条件下,上述合成二甲醚的反应达到平衡状态后,若改变反应的某个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是______(填标号)。
A.逆反应速率先增大后减小 B.容器中 c(H2)/c(CO2)的比值减小
C.H2的转化率增大
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乙烯是重要的化工原料。用CO2催化加氢可制取乙烯:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH<0
(1)若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应的ΔH=_________kJ·mol1。(用含a、b的式子表示)
(2)几种化学键的键能如表所示,实验测得上述反应的ΔH= −152 kJ·mol1,则表中的x=___________。
化学键 | C=O | H-H | C=C | C-H | O-H |
键能/(kJ·mol-1) | 803 | 436 | x | 414 | 463 |
(3)向1 L恒容密闭容器中通入1 mol CO2和n mol H2,在一定条件下发生上述反应,测得CO2的转化率α(CO2)与反应温度、投料比X[ n(H2)/n(CO2 )]的关系如图所示。
①X1_________(填“>”、“<”或“=”,下同)X2;
②平衡常数KA_______KB,KB________KC;
③若B点时X=3,则平衡常数KB=_____________(代入数据列出算式即可);
④下列措施能同时满足增大反应速率和提高CO2转化率的是(__________)
a.升高温度 b.加入催化剂 c.增大投料比X d.将产物从反应体系中分离出来
(4)以稀硫酸为电解质溶液,利用太阳能电池将CO2转化为乙烯的工作原理如图所示。则N极上的电极反应式为:_______________;该电解池中所发生的总反应的化学方程式为:__________________。
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低碳经济成为人们一种新的生活理念,二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。请你结合下列有关图示和所学知识回答:
I.用CO2催化加氢可以制取乙烯:CO2(g)+3H2(g)1/2C2H4(g)+2H2O(g)。
(l)若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应△H =___________(用含a、b的式子表示);又知:相关化学键的键能如下表所示,实验测得上述反应的△H =-152 kJ/mol,则表中的x= ___。
(2)以稀硫酸为电解质溶液,利用太阳能电池将CO2转化为乙烯的工作原理如图所示。则M极上的电极反应式为____。
II.用CO2催化加氢还可以制取二甲醚:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H =-122.5kJ/mol,某压强下,合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的平衡转化率如图所示。
(3)图中T1、T2分别表示反应温度,判断T1、T2大小关系的依据是____;图中A、B、C三点对应的平衡常数分别为KA、KB、Kc,其三者大小的关系是____。
(4)T1温度下,将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中,经过5min反应达到平衡,则0~5min内的平均反应速率υ(H2)=_______,平衡常数K=__(列出计算式即可)。
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乙烯可用作合成纤维、合成橡胶、合成塑料的原料。回答下列问题:
(1)实验室用乙醇和五氧化二磷制取乙烯的过程如下:
P2O5+3H2O=2H3PO4
H3PO4+C2H5OH→C2H5OPO(OH)2(磷酸单乙醋)+H2O;
170~200 ℃时,C2H5OPO(OH)2会分解生成乙烯和磷酸。
C2H5OPO(OH)2分解反应的化学方程式为___________________。
(2)向2 L的恒容密闭容器中充入0.1mol C2H6和0.1 molCO2,发生的反应为
C2H6 (g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g),C2H6的平衡转化率与温度的关系如图所示。
①在相应温度下,A点的反应速率v(正)________(填“>”“<”或“=”)v(逆)。
②若不考虑副反应的发生,为提高C2H6的平衡转化率,除了将生成物及时从体系中分离出来外,还可采取的措施有________________ (任写一种)。
③720℃时,上述反应的平衡常数K=______________。
(3)用CrO3作催化剂,CO2重整C2H6制乙烯的反应过程如下:
C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H1 ;
3H2(g)+2CrO3(s)=3H2O(g)+Cr2O3(s) △H2 ;
Cr2O3(s)+3CO2(g)=3CO(g)+2CrO3(s) △H3。
①反应:C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+ CO2(g) +H2O(g)的△H=____________(用含△H1、△H2、△H3的代数式表示)。
②已知部分化学键的键能数据如下表所示,则△H1=__________kJ·mol-1。
化学键 | C-C | C=C | C-H | H-H |
键能/kJ • mol-1 | 348 | 615 | 413 | 436 |
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工业生产会产生大量CO2,增加了碳排放量。人们一直努力将CO2变废为宝。
途径一:将CO2催化加氢可制取乙烯。
已知:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g) ΔH= -152kJ/mol
(1)如图所示为在体积为2L的恒容容器中,投料为1mol CO2和3mol H2时,测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响。请回答:
①计算250℃时该反应的化学平衡常数K=_______(列出计算式即可)。
②下列说法正确的是_____。
a.平衡常数大小:M>N
b.反应物活化分子百分数大小:M>N
c.当压强、混合气体的密度或不变时均可视为化学反应已达到平衡状态
d.其他条件不变,若不使用催化剂,则250℃时CO2的平衡转化率可能位于点M1
(2)下列措施一定可以提高平衡体系中C2H4百分含量,又能加快反应速率的是 ________。
a.升高温度 b.缩小体积,增大压强
c.增大H2的浓度 d.将产物从反应体系中分离出来
途径二:以稀硫酸为电解质溶液,利用电解原理将CO2转化为乙烯。
已知:该电解池的工作原理如图所示。
(1)M极上的电极反应式为________________________;
(2)已知铅蓄电池放电时发生的反应为:PbO2+ Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O。若铅蓄电池中消耗1molH2SO4,理论上能产生标准状况下C2H4____________L(结果保留两位小数)。
(3)反应一段时间后,停止通电并撤掉交换膜使溶液充分混合。此时和电解前相比,硫酸溶液的pH____________(选填“变大”、“变小”或“不变” )。
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CO2催化加氢制取甲醇的研究,对于环境、能源问题都具有重要的意义。反应如下:
反应ⅰ:CO2(g) + 3H2(g) ⇌ CH3OH(g) + H2O(g) ∆H1 =﹣58 kJ· mol-1
反应ⅱ:CO2(g) + H2(g) ⇌ CO(g) + H2O(g) ∆H2 = +42 kJ· mol-1
下列说法不正确的是
A.增大氢气浓度能提高二氧化碳的转化率
B.增大压强,有利于向生成甲醇的方向进行,反应ⅰ的平衡常数增大
C.升高温度,生成甲醇的速率加快,反应ⅱ的限度同时增加
D.选用理想的催化剂可以提高甲醇在最终产物中的比率
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CO2催化加氢制取甲醇、乙醇等低碳醇的研究,对于环境问题和能源问题都具有非常重要的意义。已知一定条件下的如下反应:
CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ∆H =-49.0 kJ· mol-1
2CO2(g) + 6H2(g) CH3CH2OH(g) + 3H2O(g) ∆H=-173.6 kJ· mol-1
下列说法不正确的是
A.CH3OH(g) + CO2(g) + 3H2(g) CH3CH2OH(g) + 2H2O(g) ∆H<0
B.增大压强,有利于反应向生成低碳醇的方向移动,平衡常数增大
C.升高温度,可以加快生成低碳醇的速率,但反应限度降低
D.增大氢气浓度可以提高二氧化碳的转化率
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CO、H2 是重要的工业原料,在高温、催化剂存在的条件下,可用甲烷 和水蒸气为原料制取它:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH0
(1)已知:
① 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1=-484kJ·mol-1
② CH4(g)+1.5O2(g)=CO(g)+2H2O(g) ΔH2=-564kJ·mol-1。
则ΔH0 =_____。
(2)一定温度下,将一定量甲烷与水蒸气的混合气体置于某密闭容器中发生反应 生成 CO、H2,测得反应体系中平衡时的某种量值 X 与温度(T)、压强(P)之间的关系如图 所示:
若 X 表示 CH4 的百分含量,则 T1_________T2(填“>”“<”“无法确定”,下同),X 还可 以表示_____(在下列选项中选填序号),a、b 两点的平衡常数 K(a) ____K(b)。
A.混合气体的平均摩尔质量 B.CO 的产率 C.ΔH 值
(3)若在 T3 时将 4mol H2O(g)与 a mol CH4 置于 2L 恒容密闭容器中,测得 CO 的 浓度(mol/L)与时间 t(min)的关系如图 所示。
①反应 4min 后达平衡, 反应 4min 内用 H2浓度变化表示的反应速率 v(H2)=__________________
②若在第 5 分钟时改变条件,CO 浓度变化曲线如图 所示,则改变条件可能是____________
(4)从焓变角度上看,反应 CO2(g)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)+O2(g)_____(填“具 有”或“不具有”)自发性。
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丙烯是一种重要的化工原料。可由丙烷催化脱氢制备。
主反应:①C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) ΔH1
副反应:②C3H8(g)=C2H4(g)+CH4(g)
③C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)
④C3H8(g)+H2(g)=C2H6(g)+CH4(g)
回答下列问题:
(1)已知:C3H8(g)+O2(g)=C3H6(g)+H2O(g) ΔH2=-117kJ/mol
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH3=-242kJ/mol。反应①的ΔH1=___。
(2)某温度下,在体积不变的密闭容器内发生反应①,起始总压强为105Pa,平衡时总压增加了20%。则C3H8的转化率为___;该反应的平衡常数Kp=___Pa。若提高C3H8的平衡转化率,可采取的措施有___(填标号)。
A.增大C3H8的浓度
B.提高温度
C.恒容下通入惰性气体
D.使用高效催化剂
(3)工业生产中常采用恒压下充入高温水蒸气的条件。如图表示常压下反应①C3H8的平衡转化率与温度及水烃比(M)的关系,M2___5(填“>”或“<”)。
(4)已知高温下C-C键断裂反应比C-H键断裂的脱氢反应容易发生,这将导致丙烯选择性降低;同时高温加剧催化剂表面积炭,导致催化剂迅速失活。在生产中充入CO2的作用之一是利于催化剂活性保持,其原因是___。反应气中的配比对催化剂活性的影响如表所示。其中C3H6收率最高时的配比是___。
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