“绿水青山就是金山银山”,运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对工业生产、缓解环境污染、解决能源危机等具有重要意义。
(1)已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
②C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H2=+172.5kJ/mol
③4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H3=-1651.0kJ/mol
CO还原氧化铁的热化学方程式为_____________ 。
(2)氢硫酸、碳酸均为二元弱酸,其常温下的电离常数如下表:
①煤的气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式为_______ ;
②常温下,0.1mol·L-1 NaHCO3溶液和0.1mol·L-1 NaHS溶液的pH相比,pH较小的为________ 溶液(填化学式)。
(3)一定条件下,向某恒容密闭容器中充入x mol CO2和y mol H2,发生反应:CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH (此反应在低温时为自发反应)。
①下图能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系曲线为_____ (填“a”或“b”),其判断依据是__________ 。
②若x=2、y=3,测得在相同时间内不同温度下H2的转化率如下图所示,则在该时间段内,恰好达到化学平衡时,此时容器内的压强与反应开始时的压强之比为_____________ 。
(4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。
①NH3与NO2生成N2的反应中,当生成28g N2时,转移的电子数为____ mol(结果保留三位有效数字)。
②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置如图1)。反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示,在50~250 ℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是______ ;当反应温度高于380 ℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是____ 。
(1)已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol
②C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H2=+172.5kJ/mol
③4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H3=-1651.0kJ/mol
CO还原氧化铁的热化学方程式为
(2)氢硫酸、碳酸均为二元弱酸,其常温下的电离常数如下表:
H2CO3 | H2S | |
Ka1 | 4.410-7 | 1.310-7 |
Ka2 | 4.710-11 | 7.110-15 |
①煤的气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式为
②常温下,0.1mol·L-1 NaHCO3溶液和0.1mol·L-1 NaHS溶液的pH相比,pH较小的为
(3)一定条件下,向某恒容密闭容器中充入x mol CO2和y mol H2,发生反应:CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH (此反应在低温时为自发反应)。
①下图能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系曲线为
②若x=2、y=3,测得在相同时间内不同温度下H2的转化率如下图所示,则在该时间段内,恰好达到化学平衡时,此时容器内的压强与反应开始时的压强之比为
(4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。
①NH3与NO2生成N2的反应中,当生成28g N2时,转移的电子数为
②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置如图1)。反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示,在50~250 ℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是
更新时间:2020-06-20 10:32:44
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【推荐1】(1)把0.4 mol X气体和0.6 mol Y气体混合于2 L密闭容器中,使它们发生如下反应:4X(g)+5Y(g) nZ(g)+6W(g)。2 min末生成0.3 mol W,若测知以Z的浓度变化表示的平均反应速率为0.05 mol·(L·min)-1。试计算:前2 min内用X的浓度变化表示的平均反应速率为____________________ ;2 min末时Y的浓度为______________ ;化学方程式中n的值是________ 。
(2)1 mol N2(g)和1 mol O2(g)在一定条件下反应生成2 mol NO(g),吸收180 kJ的热量,已知断裂1 mol N2(g)中的N≡N和1 mol O2(g)中的氧氧键分别需要吸收946 kJ和498 kJ的能量,则1 mol NO分子中的化学键形成时可释放________ kJ的能量。
(3)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。根据你所学的知识回答下列问题:
①碳元素在周期表中的位置是______________ ,甲烷与水相比较稳定的是__________ ;
已知1g甲烷完全燃烧生成液态水时放热55.6kJ,写出该反应的热化学方程式:____ 。
②碳有多种同素异形体,C60所属的晶体类型为__________ ,熔化时克服的作用力为 ____ ;金刚石属于____ 晶体,熔化时破坏的作用力是_________ ; 金刚石、石墨的能量关系如图所示,则金刚石和石墨相比,________ 更稳定。
(2)1 mol N2(g)和1 mol O2(g)在一定条件下反应生成2 mol NO(g),吸收180 kJ的热量,已知断裂1 mol N2(g)中的N≡N和1 mol O2(g)中的氧氧键分别需要吸收946 kJ和498 kJ的能量,则1 mol NO分子中的化学键形成时可释放
(3)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。根据你所学的知识回答下列问题:
①碳元素在周期表中的位置是
已知1g甲烷完全燃烧生成液态水时放热55.6kJ,写出该反应的热化学方程式:
②碳有多种同素异形体,C60所属的晶体类型为
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(0.65)
解题方法
【推荐2】CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,写出CO2与NaOH溶液反应的主要化学方程式__________ 。
(2)研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平衡反应,分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= -53.7 kJ·mol-1Ⅰ
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2Ⅱ
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1∶2.2,经过相同反应时间测得如下实验数据:
【备注】Cat.1∶Cu/ZnO纳米棒;Cat.2∶Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醛的百分比
已知: CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0 kJ·mol-1和-285.8 kJ·mol-1;
H2O(l)= H2O(g) ΔH3 =+44.0 kJ·mol-1
请回答(不考虑温度对ΔH的影响):
①反应Ⅱ的ΔH2 =________ kJ·mol-1。
②研究证实,CO2可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的电极反应式是________ 。
③表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是_____________ 。
(3)O2辅助的Al~CO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。电池的负极反应式:_______ 。电池的正极反应式:6O2+6e-=6O2-;6CO2+6O2-=3C2+6O2,反应过程中O2的作用是________ 。该电池的总反应式:__________ 。
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,写出CO2与NaOH溶液反应的主要化学方程式
(2)研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平衡反应,分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= -53.7 kJ·mol-1Ⅰ
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2Ⅱ
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1∶2.2,经过相同反应时间测得如下实验数据:
【备注】Cat.1∶Cu/ZnO纳米棒;Cat.2∶Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醛的百分比
已知: CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0 kJ·mol-1和-285.8 kJ·mol-1;
H2O(l)= H2O(g) ΔH3 =+44.0 kJ·mol-1
请回答(不考虑温度对ΔH的影响):
①反应Ⅱ的ΔH2 =
②研究证实,CO2可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的电极反应式是
③表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是
(3)O2辅助的Al~CO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。电池的负极反应式:
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(0.65)
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【推荐3】甲醇、乙醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便,都是重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景,可以用多种方法合成。
Ⅰ﹒用CO2生产甲醇、乙醇
(1)已知:H2的燃烧热为﹣285.8kJ/mol,CH3OH(l)的燃烧热为﹣725.8kJ/mol,CH3OH(g)═CH3OH(1)△H=﹣37.3kJ/mol,则CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(l)△H=_______ kJ/mol。
(2)为探究用CO2生产燃料甲醇的反应原理,在容积为2L的密闭容器中,充入1molCO2和3.25molH2在一定条件下发生反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图1所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=_______ 。
②下列措施不能使CO2的平衡转化率增大的是_______ (填序号)。
A.在原容器中再充入1molCO2B.在原容器中再充入1molH2C.在原容器中充入1mol氦气
D.使用更有效的催化剂E.缩小容器的容积F.将水蒸气从体系中分离
(3)CO2也可通过催化加氢合成乙醇,其反应原理为2CO2(g)+6H2(g)═C2H5OH(g)+3H2O(g)△H<0。设m为起始时的投料比,即m=。通过实验得到如图2所示图象。
①图甲中投料比相同,温度从高到低的顺序为_______ 。
②图乙中m1、m2、m3从大到小的顺序为_______ 。
③图丙表示在总压为5MPa的恒压条件下,且m=3时,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系。T4温度时,该反应压强平衡常数Kp的计算式为_______ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,代入数据,不用计算)。
Ⅱ.甲醇的应用
以甲醇和CO为原料通过电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示。离子交换膜a为_______ (填“阳膜”或“阴膜”),阳极的电极反应式为_______ 。
Ⅰ﹒用CO2生产甲醇、乙醇
(1)已知:H2的燃烧热为﹣285.8kJ/mol,CH3OH(l)的燃烧热为﹣725.8kJ/mol,CH3OH(g)═CH3OH(1)△H=﹣37.3kJ/mol,则CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(l)△H=
(2)为探究用CO2生产燃料甲醇的反应原理,在容积为2L的密闭容器中,充入1molCO2和3.25molH2在一定条件下发生反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图1所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=
②下列措施不能使CO2的平衡转化率增大的是
A.在原容器中再充入1molCO2B.在原容器中再充入1molH2C.在原容器中充入1mol氦气
D.使用更有效的催化剂E.缩小容器的容积F.将水蒸气从体系中分离
(3)CO2也可通过催化加氢合成乙醇,其反应原理为2CO2(g)+6H2(g)═C2H5OH(g)+3H2O(g)△H<0。设m为起始时的投料比,即m=。通过实验得到如图2所示图象。
①图甲中投料比相同,温度从高到低的顺序为
②图乙中m1、m2、m3从大到小的顺序为
③图丙表示在总压为5MPa的恒压条件下,且m=3时,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系。T4温度时,该反应压强平衡常数Kp的计算式为
Ⅱ.甲醇的应用
以甲醇和CO为原料通过电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示。离子交换膜a为
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解题方法
【推荐1】Na2SO3是一种重要的还原剂。
(1)已知:2Na2SO3(aq)+O2(aq)=2Na2SO4(aq) ∆H=mkJ/mol,O2(g)⇌O2(aq) ∆H=nkJ/mol,则Na2SO3溶液与O2(g)反应的热化学方程式为________ 。
(2)291.5K时1.0L溶液中Na2SO3初始量分别为4、6、8、12mmol,溶解氧浓度初始值为9.60mg/L,每5s记录溶解氧浓度,实验结果如图所示。当Na2SO3的初始量为12mmol,经过20s溶解氧浓度降为6.40mg/L,则0~20s内Na2SO3的平均反应速率为________ mol∙L-1∙s-1。
(3)Na2SO3的氧化分富氧区和贫氧区两个阶段,贫氧区速率方程为v=k∙ca(SO32-),富氧区反应速率方程v=k∙c(SO32-)∙c(O2),k为常数。
①当溶解氧浓度为4.0mg/L,此时Na2SO3的氧化位于贫氧区时,c(SO32-)与速率数值关系如下表所示,则a=________ 。
②由富氧区速率方程v=k∙c(SO32-)∙c(O2),当其他条件不变时,SO32-、O2的浓度分别增大为原来的2倍,反应速率为原来的________ 倍。
(4)两个阶段的速率方程和不同温度的速率常数之比如下表所示。已知ln()=,R为常数,则Ea(富氧区)________ (填“>”或“<”)Ea(贫氧区)。
(5)常温下,向H2SO3溶液中逐滴滴加NaOH溶液,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。(不考虑H2SO3、SO32-的氧化)
①向H2SO3溶液中滴加NaOH至过量,滴加过程中水的电离程度变化趋势是______ 。
②由图分析,表示pH与-lg的变化关系是曲线__________ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”),亚硫酸的二级电离平衡常数Ka2为_________ mol/L(用指数表示)。
(1)已知:2Na2SO3(aq)+O2(aq)=2Na2SO4(aq) ∆H=mkJ/mol,O2(g)⇌O2(aq) ∆H=nkJ/mol,则Na2SO3溶液与O2(g)反应的热化学方程式为
(2)291.5K时1.0L溶液中Na2SO3初始量分别为4、6、8、12mmol,溶解氧浓度初始值为9.60mg/L,每5s记录溶解氧浓度,实验结果如图所示。当Na2SO3的初始量为12mmol,经过20s溶解氧浓度降为6.40mg/L,则0~20s内Na2SO3的平均反应速率为
(3)Na2SO3的氧化分富氧区和贫氧区两个阶段,贫氧区速率方程为v=k∙ca(SO32-),富氧区反应速率方程v=k∙c(SO32-)∙c(O2),k为常数。
①当溶解氧浓度为4.0mg/L,此时Na2SO3的氧化位于贫氧区时,c(SO32-)与速率数值关系如下表所示,则a=
c(SO32-)×10-3 | 3.65 | 5.65 | 7.3 | 11.65 |
V×106 | 10.2 | 24.5 | 40.8 | 104.4 |
②由富氧区速率方程v=k∙c(SO32-)∙c(O2),当其他条件不变时,SO32-、O2的浓度分别增大为原来的2倍,反应速率为原来的
(4)两个阶段的速率方程和不同温度的速率常数之比如下表所示。已知ln()=,R为常数,则Ea(富氧区)
反应阶段 | 速率方程 | k(297.9K)/k(291.5K) |
富氧区 | v=k∙c(SO32-)∙c(O2) | 1.47 |
贫氧区 | v=k∙ca(SO32-)∙cb(O2) | 2.59 |
(5)常温下,向H2SO3溶液中逐滴滴加NaOH溶液,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。(不考虑H2SO3、SO32-的氧化)
①向H2SO3溶液中滴加NaOH至过量,滴加过程中水的电离程度变化趋势是
②由图分析,表示pH与-lg的变化关系是曲线
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解题方法
【推荐2】减少污染、保护环境是当前全世界最热门的课题,习近平主席在中共中央政治局第六次集体学习时强调,要清醒认识保护生态环境、治理环境污染的紧迫性和艰巨性。
(1)为了减少空气中SO2的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH1=-241.8 kJ·mol-1;C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH2=-110.5 kJ·mol-1则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为__________ 。
②可以用含下列那些物质的洗涤剂来洗涤含SO2的烟气_________ (填序号):
a.Ca(OH)2 b.CaCl2 c.Na2CO3 d.NaHSO3
(2)CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
① M、N两点平衡状态下,容器中所有物质的总的物质的量之比为:n(M)总:n(N)总=____ 。
②若M、N、Q三点的平衡常数为KM、KN、KQ,则三者大小关系为_________ 。(用>,=,<表示)
(3)催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化硝化法中,用H2将NO3-还原为N2,一段时间后,溶液的碱性明显增强。则该反应离子方程式为________________ 。
②电化学降解NO3-的原理如前图所示,若总反应为4NO3-+4H+=5O2↑+2N2↑+2H2O,则阴极反应式为___________________ 。
(1)为了减少空气中SO2的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH1=-241.8 kJ·mol-1;C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH2=-110.5 kJ·mol-1则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为
②可以用含下列那些物质的洗涤剂来洗涤含SO2的烟气
a.Ca(OH)2 b.CaCl2 c.Na2CO3 d.NaHSO3
(2)CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
① M、N两点平衡状态下,容器中所有物质的总的物质的量之比为:n(M)总:n(N)总=
②若M、N、Q三点的平衡常数为KM、KN、KQ,则三者大小关系为
(3)催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化硝化法中,用H2将NO3-还原为N2,一段时间后,溶液的碱性明显增强。则该反应离子方程式为
②电化学降解NO3-的原理如前图所示,若总反应为4NO3-+4H+=5O2↑+2N2↑+2H2O,则阴极反应式为
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解题方法
【推荐3】“低碳循环”引起各国的高度重视,已知煤、甲烷等可以与水蒸气反应生成以CO和H2为主的合成气,合成气有广泛应用.试回答下列问题:
(1)高炉炼铁是CO气体的重要用途之一,其基本反应为:
FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)△H>0.
已知在1100°C时,该反应的化学平衡常数K=0.263.
①温度升高,平衡移动后达到新平衡,此时平衡常数值________ (填“增大”“减小”“不变”);
②1100°C时测得高炉中,c(CO2)=0.025mol·L﹣1,c(CO)=0.1mol·L﹣1,则在这种情况下,该反应这一时刻向__________ 进行(填“左”或“右”).
(2)目前工业上也可用CO2来生产燃料甲醇CH3OH,有关反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),△H=﹣49.0KJmol﹣1,某温度下,向体积为1L恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示.
①反应开始至平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=__________ ,CO2的转化率为_______ .
该温度下上述反应的平衡常数K=____________ (分数表示).
②反应达到平衡后,下列能使的值增大的措施是_________ (填符号)。
a.升高温度 b.再充入H2 c.再充入CO2
d.将H2O(g)从体系中分离 e.充入He(g)
③以8g甲醇为燃料,足量O2为氧化剂,250ml 浓度为1mol/L的KOH溶液为电解质溶液,可制成燃料电池(电极材料为惰性电极).写出燃料电池负极的电极反应式:_________________ 。
④有人提出,可以设计反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)(△H>0)来消除CO的污染。请你判断上述反应是否能自发进行并说明理由__________________________ 。
(1)高炉炼铁是CO气体的重要用途之一,其基本反应为:
FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)△H>0.
已知在1100°C时,该反应的化学平衡常数K=0.263.
①温度升高,平衡移动后达到新平衡,此时平衡常数值
②1100°C时测得高炉中,c(CO2)=0.025mol·L﹣1,c(CO)=0.1mol·L﹣1,则在这种情况下,该反应这一时刻向
(2)目前工业上也可用CO2来生产燃料甲醇CH3OH,有关反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),△H=﹣49.0KJmol﹣1,某温度下,向体积为1L恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示.
①反应开始至平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=
该温度下上述反应的平衡常数K=
②反应达到平衡后,下列能使的值增大的措施是
a.升高温度 b.再充入H2 c.再充入CO2
d.将H2O(g)从体系中分离 e.充入He(g)
③以8g甲醇为燃料,足量O2为氧化剂,250ml 浓度为1mol/L的KOH溶液为电解质溶液,可制成燃料电池(电极材料为惰性电极).写出燃料电池负极的电极反应式:
④有人提出,可以设计反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)(△H>0)来消除CO的污染。请你判断上述反应是否能自发进行并说明理由
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(0.65)
解题方法
【推荐1】烯烃是重要的化工原料,如乙烯、苯乙烯、丁二烯等。
(1)目前生产苯乙烯的方法主要是乙苯脱氢法,反应原理如下:
①则___________ 。
②实际生产过程中,通常向乙苯中掺入水蒸气,保持体系总压为常压(101kPa)的条件下进行反应。掺入水蒸气的目的是___________ 。
③乙苯的平衡转化率与温度、投料比的关系如图所示。若,保持体系总压为常压(101kPa),则A点温度下,该反应的平衡常数___________ kPa(列出计算式即可,为用平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(2)经催化加氢合成乙烯: 。恒容条件下,按投料,各物质平衡浓度变化与温度的关系如图所示:①指出图中曲线b、m分别表示___________ 、___________ 的浓度。
②升高温度,平衡常数K___________ (填“减小”、“增大”或“不变”)。A点,___________ (用表示)。写出能提高乙烯平衡产率的措施___________ (任举两种)。
(3)丁二烯与卤素反应为有机合成的重要步骤,1,3-丁二烯和反应的能量随反应过程的变化关系如图所示:①1,3-丁二烯和反应会生成两种产物,一种称为动力学产物,由速率更快的反应生成;一种称为热力学产物,由产物更加稳定的反应生成。则动力学产物结构简式为___________ 。
②T℃时在2L刚性密闭容器中充入1,3-丁二烯(g)()和各2mol,发生反应。1,3-丁二烯及产物的物质的量分数随时间的变化如下表:
在0~20min内,反应体系中1,4-加成产物的平均反应速率v(1,4-加成产物)=___________ 。
(1)目前生产苯乙烯的方法主要是乙苯脱氢法,反应原理如下:
。
已知:部分化学键的键能数据如下表所示:共价键 | ||||
键能 | 347.7 | 413.4 | 615 | 436 |
②实际生产过程中,通常向乙苯中掺入水蒸气,保持体系总压为常压(101kPa)的条件下进行反应。掺入水蒸气的目的是
③乙苯的平衡转化率与温度、投料比的关系如图所示。若,保持体系总压为常压(101kPa),则A点温度下,该反应的平衡常数
(2)经催化加氢合成乙烯: 。恒容条件下,按投料,各物质平衡浓度变化与温度的关系如图所示:①指出图中曲线b、m分别表示
②升高温度,平衡常数K
(3)丁二烯与卤素反应为有机合成的重要步骤,1,3-丁二烯和反应的能量随反应过程的变化关系如图所示:①1,3-丁二烯和反应会生成两种产物,一种称为动力学产物,由速率更快的反应生成;一种称为热力学产物,由产物更加稳定的反应生成。则动力学产物结构简式为
②T℃时在2L刚性密闭容器中充入1,3-丁二烯(g)()和各2mol,发生反应。1,3-丁二烯及产物的物质的量分数随时间的变化如下表:
时间(min) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
1,3-丁二烯 | 100% | 72% | 0% | 0% | 0% |
1,2-加成产物 | 0% | 26% | 10% | 4% | 4% |
1,4-加成产物 | 0% | 2% | 90% | 96% | 96% |
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要意义,对于密闭容器中的反应:
(1)写出该反应的逆反应的化学平衡常数表达式______ ,升高温度,该反应化学反应速率______ ,氢气的转化率______ 以上均填“增大”、“减小”或“不变”。实际生产中温度一般控制在,原因是______ 。
(2)能表示该反应在恒温恒容密闭容器中时刻后已经达到平衡状态的图示是______ 。
(3)浓度的氨水,pH为当用蒸馏水稀释100倍时,则的电离平衡将向______ 方向移动填“正”或“逆”,溶液的pH将为______ “大于”“小于”“等于”。
设计一个简单实验,证明一水合氨是弱碱:______ 。
某化学兴趣小组进行了下列关于氯化铵的课外实验:
【实验操作】
浸过氯化钠溶液的布条很快烧光,浸过氯化铵溶液的布条不燃烧,冒出白烟。
(4)氯化铵饱和溶液中离子浓度由大到小的顺序是______ 。白烟的成分是______ 。
(5)请推测浸过氯化铵溶液的布条不燃烧、不易着火的主要原因写出一条即可______
(1)写出该反应的逆反应的化学平衡常数表达式
(2)能表示该反应在恒温恒容密闭容器中时刻后已经达到平衡状态的图示是
(3)浓度的氨水,pH为当用蒸馏水稀释100倍时,则的电离平衡将向
设计一个简单实验,证明一水合氨是弱碱:
某化学兴趣小组进行了下列关于氯化铵的课外实验:
【实验操作】
浸过氯化钠溶液的布条很快烧光,浸过氯化铵溶液的布条不燃烧,冒出白烟。
(4)氯化铵饱和溶液中离子浓度由大到小的顺序是
(5)请推测浸过氯化铵溶液的布条不燃烧、不易着火的主要原因写出一条即可
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】下表所列实验数据是在不同温度和压强下达到平衡状态时,混合物中的含量(体积分数)的变化情况[投料比
(1)比较200℃和300℃时的数据,可判断出升高温度,平衡向_____ (填“正反应”或“逆反应”)方向移动,合成氨的正反应为_________ (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)根据平衡移动原理,合成氨的适宜条件是_________ (填序号)
A 高温、高压 B 高温、低压 C 低温、高压 D 低温、低压
(3)500℃、时,的转化率为__________ 。
(4)工业中实际生产氨时,考虑到浓度对化学平衡及反应速率的影响,常采取的措施有:__________ 。
0.1 | 10 | 20 | 30 | 60 | 100 | |
200 | 15.3 | 81.5 | 86.4 | 89.9 | 95.4 | 98.8 |
300 | 2.2 | 52.0 | 64.2 | 71.0 | 84.2 | 92.6 |
400 | 0.4 | 25.1 | 38.2 | 47.0 | 65.2 | 79.8 |
500 | 0.1 | 10.6 | 19.1 | 26.4 | 42.2 | 57.5 |
600 | 0.05 | 4.5 | 9.1 | 13.8 | 23.1 | 31.4 |
(2)根据平衡移动原理,合成氨的适宜条件是
A 高温、高压 B 高温、低压 C 低温、高压 D 低温、低压
(3)500℃、时,的转化率为
(4)工业中实际生产氨时,考虑到浓度对化学平衡及反应速率的影响,常采取的措施有:
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐1】Ⅰ.能源是国民经济发展的重要基础,我国目前使用的能源主要是化石燃料。
已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH2=-241.8kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH3=-283.0kJ·mol-1
(1)煤气化主要反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的ΔH=___________ 。
Ⅱ.为了减少CO的排放,某环境研究小组以CO和H2为原料合成清洁能源二甲醚(DME),反应如下:4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-198kJ·mol-1。
(2)如图所示能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为___________ (填曲线标记字母),其判断理由是___________ 。
(3)在一定温度下,向2.0L固定容积的密闭容器中充入2mol H2和1mol CO,经过一段时间后,反应4H2(g)+2CO(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表:
①0~20min的平均反应速率v(CO)= ________ mol·L−1·min−1。
②达到平衡时,H2的转化率为________ 。
③在上述温度下,该反应的平衡常数K=________ 。(列出计算式即可)
④能表明该反应达到平衡状态的是________ (填序号)。
A.CO的转化率等于H2O的产率 B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.v(CO)与v(H2)的比值不变 D.混合气体的密度不变
(4)已知氢氟酸、醋酸、次氯酸(HClO)、碳酸的电离常数分别为:
写出少量的CO2通入NaClO溶液中的反应的离子方程式:___________ ;
已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH2=-241.8kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH3=-283.0kJ·mol-1
(1)煤气化主要反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的ΔH=
Ⅱ.为了减少CO的排放,某环境研究小组以CO和H2为原料合成清洁能源二甲醚(DME),反应如下:4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-198kJ·mol-1。
(2)如图所示能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为
(3)在一定温度下,向2.0L固定容积的密闭容器中充入2mol H2和1mol CO,经过一段时间后,反应4H2(g)+2CO(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表:
时间/min | 0 | 20 | 40 | 80 | 100 |
n(H2)/mol | 2.0 | 1.4 | 0.85 | 0.4 | — |
n(CO)/mol | 1.0 | — | 0.425 | 0.2 | 0.2 |
n(CH3OCH3)/mol | 0 | 0.15 | — | — | 0.4 |
n(H2O)/mol | 0 | 0.15 | 0.2875 | 0.4 | 0.4 |
②达到平衡时,H2的转化率为
③在上述温度下,该反应的平衡常数K=
④能表明该反应达到平衡状态的是
A.CO的转化率等于H2O的产率 B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.v(CO)与v(H2)的比值不变 D.混合气体的密度不变
(4)已知氢氟酸、醋酸、次氯酸(HClO)、碳酸的电离常数分别为:
HF | Ka=6.8×10-4mol•L-1 |
CH3COOH | Ka=1.7×10-5mol•L-1 |
HClO | Ka=2.9×10-8mol•L-1 |
H2CO3 | Ka1=4.4×10-7mol•L-1 Ka2=4.7×10-11mol•L-1 |
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐2】某学习小组为探究的电离情况,进行了如下实验。
【实验一】配制并测定醋酸中的浓度。
(1)配制250mL稀醋酸,用_______ (填标号)量取25mL于锥形瓶中,加入几滴_______ 溶液作指示剂。
(2)用的NaOH溶液滴定,达到滴定终点时的现象为_______ 。
(3)4次滴定消耗NaOH溶液的体积记录如下:
第4次滴定消耗NaOH溶液的体积为_______ mL,则所配稀醋酸的物质的量浓度约为_______ (保留4位有效数字):。
【实验二】探究浓度对:电离程度的影响。用pH计测定25℃时不同浓度的醋酸的pH,结果如下:
(4)由表中数据计算的电离常数_______ 。
(5)从表中数据可以计算得出:随着浓度的增大,的电离程度将_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
【实验一】配制并测定醋酸中的浓度。
(1)配制250mL稀醋酸,用
(2)用的NaOH溶液滴定,达到滴定终点时的现象为
(3)4次滴定消耗NaOH溶液的体积记录如下:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | |
滴定前 | 滴定终点 | ||||
消耗NaOH溶液的体积/mL | 25.07 | 25.02 | 26.88 |
【实验二】探究浓度对:电离程度的影响。用pH计测定25℃时不同浓度的醋酸的pH,结果如下:
浓度 | 0.0010 | 0.0100 | 0.1000 |
pH | 3.88 | 3.38 | 2.88 |
(4)由表中数据计算的电离常数
(5)从表中数据可以计算得出:随着浓度的增大,的电离程度将
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】某化学学习小组为研究HA、HB和MOH的酸碱性的相对强弱,设计以下实验:将pH=2的两种酸溶液HA、HB和pH=12的MOH碱溶液各1mL,分别加水稀释到1000mL,其pH的变化与溶液体积的关系如图,根据所给的数据,请回答下列问题:
(1)HA为___________ 酸,HB为___________ 酸(填“强”或“弱”),若c=9,则MOH为___________ (填“强”或“弱”)碱;
(2)若c=9,则将pH=2的HB与pH=12的MOH等体积混合后,溶液呈___________ (填“酸”“碱”或“中”)性;
(3)若c=9,稀释后的三种溶液中,由水电离的氢离子浓度的大小顺序为___________ (用酸、碱化学式表示);
(4)常温下,取pH=2的HA、HB各100mL,向其中分别加入适量的Zn粒,反应后两溶液的pH均变为4,设HA中加入的Zn质量为m1,HB中加入的Zn质量为m2,则m1___________ m2(选填“<”、“=”或“>”)。
(1)HA为
(2)若c=9,则将pH=2的HB与pH=12的MOH等体积混合后,溶液呈
(3)若c=9,稀释后的三种溶液中,由水电离的氢离子浓度的大小顺序为
(4)常温下,取pH=2的HA、HB各100mL,向其中分别加入适量的Zn粒,反应后两溶液的pH均变为4,设HA中加入的Zn质量为m1,HB中加入的Zn质量为m2,则m1
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