【題目】二氧化碳的捕集和轉化是科學研究中的熱點問題。我國科研人員提出了以Ni/Al2O3為催化劑,由 CO2(g)和H2(g)轉化為CH4(g)和H2O(g)的反應歷程,其示意圖如下:

(1)該可逆反應的化學方程式為_________。使用催化劑Ni/Al2O3_________ (填不能)提髙CO2的平衡轉化率。

(2)300℃下,在一恒容密閉容器中充入一定量的CO2H2,發(fā)生上述反應,一段時間后反應達平衡,若其他條件不變,溫度從300℃升至500℃,反應重新達到平衡時,H2的體積分數(shù)增加。下列說法錯誤的是_________(填標號)。

A.該反應的

B.平衡常數(shù)大。

C.300℃下,減小的值,的平衡轉化率升高

D.反應達到平衡時化

(3)在一定條件下,反應體系中CO2的平衡轉化率a( CO2)與LX的關系如圖所示,LX表示溫度或壓強。

X表示的物理量是___________。

L1_____________L2(填“<”“>”),判斷理由是______________________________________。

(4)向1 L恒容密閉容器中加入4.0 mol H2(g),1.0 mol CO2,控制條件(催化劑為 Ni/AI2O3、溫度為T1)使之發(fā)生上述反應,測得容器內氣體的壓強隨時間的變化如圖所示。

4 minCO2的轉化率為___________。

T1溫度下該反應的化學平衡常數(shù)為___________。

【答案】CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) 不能 BC 溫度 該反應為氣體分子數(shù)減小的反應,其他條件一定時,增大壓強,平衡右移,CO2的平衡轉化率升髙 75% 6.75

【解析】

(1)根據(jù)圖示書寫該可逆反應的化學方程式;催化劑只能加快反應的速率,不能提高CO2的平衡轉化率;

(2)A.溫度從300℃升至500℃反應重新達到平衡時,H2的體積分數(shù)增加,根據(jù)溫度對平衡移動的影響分析;

B.正反應為放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小;

C.減小的值,CO2的含量增大,據(jù)此分析;

D.反應達到平衡時,反應速率之比等于化學計量數(shù)之比;

(3)①根據(jù)方程式 CO2(g) +4H2(g)CH4(g) +2H2O(g)及反應的H0 可知結合圖像轉化率的變化分析判斷影響因素;

②結合題圖及①中的分析判斷;

(4)由題圖可知,4 min時反應體系處于平衡狀態(tài),此時壓強為0. 7p0,結合氣體壓強之比等于物質的量之比,列出三段式計算CO2的轉化率及反應平衡常數(shù)。

(1)由題意可知該可逆反應的化學方程式為CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) +2H2O(g),催化劑只能加快反應的速率,不能提高CO2的平衡轉化率;

(2)A.對于該可逆反應,若其他條件不變, 溫度從300℃升至500℃反應重新達到平衡時,H2的體積分數(shù)增加,說明正反應為放熱反應,故A正確;

B.正反應為放熱反應,因此,故B錯誤;

C.減小的值,CO2的平衡轉化率降低,故C錯誤;

D.反應達到平衡時,,故D正確;

答案選BC;

(3)①根據(jù)方程式 CO2(g) +4H2(g)CH4(g) +2H2O(g)及反應的H0 可知,其他條件一定時,升溫,CO2的平衡轉化率降低,其他條件一定時,加壓,CO2的平衡轉化率升高,則X表示的物理量是溫度;

②L表示壓強,結合題圖及上述分析,可知L1L2;

(4)①由題圖可知,4 min時反 應體系處于平衡狀態(tài),此時壓強為0. 7p0,設發(fā)生反應的CO2x mol,列出三段式:

根據(jù)恒溫恒容條件下,氣體壓強之比等于物質的量之比得出,解得 x=0.75,則CO2的轉化率為;

平衡常數(shù)

練習冊系列答案
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【題目】我國科學家最近成功合成了世界上首個五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列問題:

(1)氮原子價層電子的軌道表達式(電子排布圖)為_____________。

(2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負一價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖(a)所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是___________;氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是__________。

(3)經(jīng)X射線衍射測得化合物R的晶體結構,其局部結構如圖(b)所示。

①從結構角度分析,R中兩種陽離子的相同之處為_________,不同之處為__________。(填標號)

A.中心原子的雜化軌道類型 B 中心原子的價層電子對數(shù)

C.立體結構 D.共價鍵類型

②R中陰離子N5中的σ鍵總數(shù)為________個。分子中的大π鍵可用符號表示,其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù),n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為),則N5中的大π鍵應表示為____________。

圖(b)中虛線代表氫鍵,其表示式為(NH4+)NH…Cl、____________、____________。

(4)R的晶體密度為d g·cm3,其立方晶胞參數(shù)為a nm,晶胞中含有y個單元,該單元的相對質量為M,則y的計算表達式為______________。

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【題目】化合物F是從我國特產(chǎn)植物中提取的一種生物堿,其人工合成路線如圖:

1A中含氧官能團的名稱為______。

2C→D的反應類型為___。

3E→F的過程中,會有副產(chǎn)物X(分子式為C8H15NO2)生成,寫出X的結構簡式:___

4C的一種同分異構體同時滿足下列條件,寫出該同分異構體的結構簡式:__。

①分子中有醚鍵;

②能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應,能與鹽酸反應;

③有4種不同化學環(huán)境的氫且數(shù)目比為9222。

5)已知:R—O—R′+2HBrR—Br+R′—BrH2O(R、R′表示烴基)。

寫出以、CH3NH2CO(CH2COOH)2為原料制備的合成路線流程圖___(無機試劑任用,合成路線流程圖示例見本題題干)。

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【題目】)、如圖為一鐵鏈圖案,小明在圖案上分別寫了H2、CO2、Na2O、NaCl、FeCl3五種物質,圖中相連的兩種物質均可歸屬為一類,相交部分A、B、C、D為其相應的分類依據(jù)代號。請回答下列問題:

(1)請將分類依據(jù)代號填入相應的括號內:

______兩種物質都不是電解質

______兩種物質都是鹽

(2)用潔凈的燒杯取少量蒸餾水,用酒精燈加熱至沸騰,向燒杯中逐滴加入飽和的圖中某種物質M的溶液加熱至呈紅褐色。

①物質M的化學式為________________

②證明有紅褐色膠體生成的實驗操作是________________________________________。

Ⅱ)反應:A.2F2+2H2O=4HF+O2↑; B.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;

C.CaO+H2O=Ca(OH)2; D.2H2O=2H2↑+O2↑。

其中水是氧化劑的是______水是還原劑的是________。(填序號

()反應:3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,還原劑與氧化劑的物質的量之比:_______,當有0.6mol電子轉移時。生成的NO在標準狀況的體積為________L。

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【題目】下列關于有機化合物的說法正確的是

A.由乙醇和乙酸生成乙酸乙酯的反應屬于取代反應

B.煤中含有苯、甲苯和粗氨水,可通過干餾得到

C.甲苯和乙苯分子內共平面的碳原子數(shù)最多均為7

D.的同分異構體有7種(不考慮立體異構)

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【題目】太陽能的開發(fā)利用在新能源研究中占據(jù)重要地位,單晶硅太陽能電池片在加工時,一般摻雜微量的銅、鈷、硼、鎵、硒等;卮鹣铝袉栴}:

1)基態(tài)二價銅離子的電子排布式為______,已知高溫下Cu2OCuO更穩(wěn)定,試從核外電子排布角度解釋______。

2)銅的某種氧化物晶胞如圖,該晶胞中陰離子的個數(shù)為_________。

3)銅與(SCN)2反應生成Cu(SCN)2,中心體為___________,HSCN結構有兩種,硫氰酸(HSC≡N)的沸點低于異硫氰酸(HN=C=S)的原因是_________。

4BF3能與NH3反應生成BF3·NH3。BN之間形成配位鍵,氮原子提供_____,第二周期元素中,電離能介于BN之間的元素有_______個。

5)如圖EMIM+離子中,碳原子的雜化方式是___________。分子中的大π鍵可用符號πnm表示,其中n代表參與形成大π鍵的原子數(shù),m代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為π66),則EMM+離子中的大π鍵應表示為___________。

6)如圖六方氮化硼晶體結構與石墨晶體相似,則六方氮化硼晶體中層間的相互作用為___________。六方氮化硼在高溫高壓下,可以轉化為立方氮化硼,其結構、硬度與金剛石相似,其晶胞如圖,晶胞邊長為361.5pm,立方氮化硼的密度是___________g·cm3(只列算式,為阿伏加德羅常數(shù)的值)。

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【題目】某工業(yè)流程中,進入反應塔的混合氣體中NOO2的物質的量分數(shù)分別為0.10和0.06,發(fā)生化學反應2NO(g)+O2(g) 2NO2(g),在其他條件相同時,測得實驗數(shù)據(jù)如下表:

壓強/×105Pa

溫度/℃

NO達到所列轉化率需要時間/s

50%

90%

98%

1.0

30

12

250

2830

90

25

510

5760

8.0

30

0.2

3.9

36

90

0.6

7.9

74

根據(jù)表中數(shù)據(jù),下列說法正確的是

A.升高溫度,反應速率加快

B.增大壓強,反應速率變慢

C.1.0×105 Pa、90℃條件下,當轉化率為98%時反應已達平衡

D.若進入反應塔的混合氣體為a mol,反應速率以表示,則在8.0×105Pa、30℃條件下,轉化率從50%增至90%時段NO的反應速率為 mols-1

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【題目】下列離子方程式正確的是( )

A.澄清石灰水與稀鹽酸反應:Ca(OH)2+2H+=Ca2++2H2O

B.氯氣通入到FeCl2溶液中:Fe2++Cl2=Fe3++2Cl-

C.稀硫酸與氫氧化鋇溶液反應:H++OH-+Ba2++=H2O+BaSO4

D.碳酸氫鈉溶液與氫氧化鉀反應:HCO3-+OH-=H2O+

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【題目】有八種短周期主族元素x、y、z、de、f、g、h,其中xy、d、f隨著原子序數(shù)的遞增,其原子半徑的相對大小、最高正價或最低負價的變化如圖1所示。ze、g、h的最高價氧化物對應的水化物溶液(濃度均為0.01mol/L)pH與原子序數(shù)的關系如圖2所示。

根據(jù)上述信息進行判斷,并回答下列問題:

1g在元素周期表中的位置是______

2)比較d、e、f的簡單離子半徑大小為 < < (用離子符號表示)______;y、h的最高價氧化物對應水化物酸性較強的是______ (用化學式表示);

3)下列可作為比較cf金屬性強弱的依據(jù)是______;

①測同溫同壓同濃度相應氯化物水溶液的pH

②測兩種元素單質的硬度和熔、沸點

③比較單質作還原劑時失去的電子數(shù)目的多少

④比較兩種元素在化合物中化合價的高低

⑤比較單質與同濃度鹽酸反應的難易程度

4)由上述元素中的y、ze組成的某劇毒化合物eyz不慎泄露時,消防人員通常采用噴灑過氧化氫溶液的方式處理,以減少污染。反應生成一種酸式鹽和一種氣體,二者的水溶液均呈堿性,該反應的化學方程式為______。已知eyz含有Z2分子中類似的化學鍵,寫出化合物eyz的電子式___。

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