题目内容
【题目】二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质,对其有效的回收利用,不仅能缓解能源危机,又可减少温室效应的影响,具有解决能源问题和环保问题的双重意义。
(1)
和
经过催化重整可以得到合成气(
和
);
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①一定温度和压强下,由元素最稳定的单质生成
纯化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成焓。已知
、
、
的标准摩尔生成焓分别为
、
、
。则上述重整反应的
________
。
②其他条件相同,甲、乙两种不同催化剂作用下,相同时间内测得
转化率
与温度变化关系如图Ⅰ,
________(填“可能一定”或“一定未”)达到平衡状态理由是________。
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(2)
与
可以用来生产尿素
,其反应过程为:
;
①
时,在
的密闭容器中充人
和
模拟工业生产。投料比
,如图Ⅱ是
平衡转化率
与
的关系。则图中
点
的平衡转化率
_______。
②当
时,若起始的压强为
,水为液态,平衡时压强变为起始的
。用平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度表示该反应的平衡常数
________
。
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(3)以二氧化钛表面覆盖
为催化剂,可以将
和
直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的变化情况如图Ⅲ所示。250-300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是________。
②为了提高该反应中
的转化率,可以采取的措施是________。
(4)纳米二氧化钛膜中的
电对吸附
并将其还原。以纳米二氧化钛膜为工作电极,以一定浓度的硫酸为介质,在一定条件下通入
进行电解,在阴极可制得低密度聚乙烯
,(简称
)。电解时,
最终转化为
的电极反应式是________。
【答案】
一定未 因为相同温度时
,如果达平衡,相同温度时两种情况转化率应相等
温度超过
时,催化剂的催化效率降低 增大压强或者增加二氧化碳的浓度 ![]()
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【解析】
(1)①反应焓变
,且单质的标准摩尔生成焓为0是新信息,再代入数据计算即可;②催化剂不会改变平衡转化率,则平衡时,两个不同催化剂的转化率应是相同的;
(2)转化率
,再利用三段式计算Kp值;
(3)由图获取信息可得温度升高而乙酸的生成速率降低,说明温度超过250℃时,催化剂的催化效率降低;利用化学方程式:
,判断若想使
的转化率增大,就得使平衡正向移动,增加另一反应物或增大体系压强都可以;
(4)用电荷守恒来书写电极反应式。
(1)①根据标准摩尔生成焓的定义,稳定单质的标准摩尔生成焓为0,即H2(g)的为0,反应焓变
;
②c点一定未达到平衡;因为催化剂不会改变平衡转化率,如果达到平衡,甲催化剂与乙催化剂在相同温度的点相交,转化率应相等;
(2)①B点
,设
,二氧化碳的转化率为50%,则反应的二氧化碳为0.5mol,根据
,则反应的氨气为1.0mol,氨气的转化率
;
②当x=1.0时,
,若起始压强为
,平衡时压强为起始的
,则平衡总压强为
,设起始氨气和二氧化碳的物质的量为1mol,消耗的二氧化碳物质的量为x,
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,氨气物质的量分数
,则
;
(3)①温度超过250℃时,催化剂的催化效率降低,所以温度升高而乙酸的生成速率降低;
②将
和
直接转化成乙酸的化学方程式:
,为了提高
的转化率,可增大压强或者增加二氧化碳的浓度;
(4)![]()
,碳的化合价从+4变为-2,每个碳原子得到6个电子,则
共得到12n电子,根据电荷守恒可得该电极反应式为:![]()
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。