(1)已知反应ⅱ中相关化学键键能数据如下:
化学键 E/(kJ·mol-1)
H—H C436
O 1 076
H—O
465
803
由此计算ΔH2= kJ·mol-1。已知ΔH3=+99 kJ·mol-1,则ΔH1= kJ·mol-1。 (2)一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如下图所示。
温度为470 K时,图中P点 (填“是”或“不是”)处于平衡状态。在490 K之前,甲醇产率随着温度升高而增大的原因是 ;490 K之后,甲醇产率下降的原因是 。 答案 (1)+36 -63
(2)不是 温度越高化学反应速率越快 升高温度,反应ⅰ逆向移动,催化剂活性降低 30.(2019江西南昌一模,28)乙酸制氢具有重要意义: 热裂解反应:CH3COOH(g)ΔH=+213.7 kJ·mol-1 脱羧基反应:CH3COOH(g)ΔH=-33.5 kJ·mol-1
(1)请写出CO与H2甲烷化的热化学方程式: 。 (2)在密闭容器中,利用乙酸制氢,选择的压强为 (填“较大”或“常压”)。其中温度与气体产率的关系如图:
CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)
①约650 ℃之前,脱羧基反应活化能低,速率快,故氢气产率低于甲烷;650 ℃之后氢气产率高
于甲烷,理由是随着温度升高,热裂解反应速率加快,同时 。
②保持其他条件不变,在乙酸气中掺杂一定量水,氢气产率显著提高而CO的产率下降,请用化学方程式表示: 。
(3)若利用合适的催化剂控制其他副反应,温度为T K时达到平衡,总压强为p kPa,热裂解反应消耗乙酸20%,脱羧基反应消耗乙酸60%,乙酸体积分数为 (计算结果保留1位小数);脱羧基反应的平衡常数Kp为 kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,计算结果保留1位小数)。
答案 (1)2CO(g)+2H2(g)
CH4(g)+CO2 (g) ΔH=-247.2 kJ·mol-1
H2(g)+CO2
(2)常压 ①热裂解反应正向移动,而脱羧基反应逆向移动 ②CO(g)+H2O(g)(g)
(3)9.1% 0.8p
31.(2019课标Ⅲ,28,15分)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题: (1)Deacon发明的直接氧化法为4HCl(g)+O2(g)
2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中,进
料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:
可知反应平衡常数K(300 ℃) K(400 ℃)(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0,根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据计算K(400 ℃)= (列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是 。 (2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:
CuCl2(s)CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=83 kJ·mol-1
CuCl(s)+O2(g)
CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)则4HCl(g)+O2(g)
CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1 2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH= kJ·mol-1。
HCl
的转化率的方法
(3)在一定温度的条件下,进一步提高是 。(写出2种)
(4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示:
负极区发生的反应有 (写反应方程式)。电路中转移1 mol电子,需消耗氧气 L(标准状况)。
答案 (1)大于
O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低 (2)-116 (3)增加反应体系压强、及时除去产物 (4)Fe3++e-
Fe2+,4Fe2++O2+4H+
4Fe3++2H2O 5.6
2021届全国卷高考化学一轮专题训练：化学反应速率和化学平衡(含解析)
