1. 把煤作为燃料可通过下列两种途径:

途径Ⅰ:

途径Ⅱ:先制成水煤气:

再燃烧水煤气:

(1) 则途径Ⅰ放出的热量①(填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量;的数学关系式是②
(2) 水蒸气与足量红热的炭即产生水煤气:

①该反应在(填“高温”或“低温”)下能自发进行。

②写出该反应的平衡常数表达式

③温度升高平衡常数(填“增大”“减小”或“不变”),恒温恒容条件下,再投入 , 平衡向方向移动,达到新平衡时与原平衡状态相比(填“增大”“减小”或“不变”)

(3) 一定条件下,发生反应时,生成或HCHO的能量变化如下图所示[反应物和生成物略去]。

在有催化剂作用下,反应主要产物为①;无催化剂时,升高温度更有利于提高的产率。

【考点】
焓变和熵变; 化学平衡常数; 化学平衡的影响因素;
【答案】

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综合题 普通
能力提升
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1. 我国力争于2030年前做到“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”。捕获与重整是利用的研究热点。其中重整反应体系涉及部分反应如下:

a.   

b.   

c.   

(1) 已知 , 则反应c在(填“高温”“低温”“任意温度”或“不能”)自发进行。
(2) 上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有___________。 A. 增大的浓度,反应a、b、c的正反应速率都增大 B. 移去部分 , 反应c,b的平衡向右移动,反应a向左移动 C. 加入反应a的催化剂,可提高的平衡转化率 D. 降低反应温度,反应a、b、c的正、逆反应速率都减小
(3) 雨水中含有来自大气的 , 溶于水中的会进一步和水反应,发生电离:

25℃时,反应②的平衡常数为。溶液中的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数),比例系数为 , 当大气压强为 , 大气中的物质的量分数为x时,溶液中浓度为(写出表达式,忽略水和的电离)。

(4) 105℃时,将足量的某碳酸氢盐()固体置于真空恒容容器中,存在如下平衡:。上述反应达平衡时体系的总压为46kPa.保持温度不变,开始时在体系中先通入一定量的 , 再加入足量 , 欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa,的初始压强应大于kPa。(已知:体系中某气体的分压=该气体的体积分数×总压)
(5) 可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液 , 溶液。(室温下,)
(6) CaO可在较高温度下捕集 , 在更高温度下将捕集的释放利用,请从化学反应原理角度分析其原因是。与热分解制备的CaO相比,热分解制备的CaO具有更好的捕集性能,其原因是
综合题 困难
2.

“氢经济”是“双碳”转型中非常关键的一环。大量安全制空是关键技术之一。

方法一:甲烷-水蒸气催化重整法。其涉及的主要反应如下:

反应I:   

反应Ⅱ:   

(1)反应能自发进行的条件是________(填“高温”“低温”或“任何温度下”)

(2)为了提高的平衡转化率,同时提高CO的浓度,可以采取的措施是________(填字母)。

A. 使用高效催化剂B. 升高温度
C. 增大压强D. 增大物质的量之比

(3)恒定压强为时,将的混合气体投入反应器中发生反应I和Ⅱ,平衡时,各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。

①图中表示的物质的量分数与温度的变化曲线是________(填字母)。

②系统中的含量在700℃左右出现峰值,试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因:________。

③600℃时,计算反应Ⅱ的平衡常数________(是以分压表示的平衡常数,分压=总压物质的量分数,结果可用分数表示)。

方法二:甲醇催化脱空法。催化反应的部分机理如下:

历程i:       历程ii:

历程iii:       历程iv:

(4)在一个2L恒容密闭容器中投入 , 20min后,测得甲醇的转化率(X)与甲醛的选择性(S)分别与温度的关系如左图所示。700℃时,历程iii能量~反应过程如右图所示,在图上画出历程ii的“能量~反应过程”示意图________。

     

综合题 普通