工业上大量排放的NOx、SO2、CO2都会污染环境, 如何治理环境和利用资源是科学研究中的重要课题。
(1)利用活性炭的还原性可处理汽车尾气, 发生如下反应: C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g) ΔH> 0,一定条件下,密闭容器中的有关物质的浓度时间的变化如表所示 :
①0~20min 内的平均反应速率 v(CO2) =________ mol/ ( L• min ) 。
②30min 时只改变某一条件, 则可能的变化是________ (填字母编号)。
a.升高温度 b. 降低温度 c. 再通入一定量的 NO d.缩小容器的体积 e. 加入合适的催化剂 f. 增大容器体积
(2)焦炭催化还原二氧化硫的化学方程式 为 2C(s)+2SO2 (g)
S2(g)+2CO2(g)。一定压强下,向 IL 密闭容器中充入足量的焦炭和l molSO2发生反应 ,测得SO2的反应速率与S2 ( g ) 的生成速率随温度变化的关系如图所示: A、B、C、D四点对应的状态中,达到平衡状态的有____ ( 填字母)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/8/defe6dc8-66c1-4640-9943-bd81da9bdf06.png?resizew=305)
(3)高温下碳可将难溶的重晶石转化为 BaS:
反应1:BaSO4(s)+4C(s)
4CO(g)+BaS(s)ΔH=+57 l.2 kJ·moJ-1
反应2:BaSO4(s)+4C(g)
4CO2(g)+BaS(s)ΔH =-188 k.J·mol-1。
①保持温度不变, 若t2时刻将容器体积减小为一半,t3时刻达到新的平衡, 请在下图继续画出t2~ t4区间 c ( CO ) 的变化曲线____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/8/16bd3a2c-26d6-4416-9e33-7ca8d39ff62c.png?resizew=302)
② 科学家将大量排放的CO2作为新碳源的研究引起国际关注, 以新型的二氧化钛为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。催化剂的催化效率与乙酸的生成速率随温度的 变化关系如图所示。 250 ~300℃时, 温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是____ 。
(1)利用活性炭的还原性可处理汽车尾气, 发生如下反应: C(s)+2NO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
时间/min 浓度/(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 2.0 | 1.16 | 0.40 | 0.40 | 0.60 | 0.60 |
N2 | 0 | 0.42 | a | b | 1.20 | 1.20 |
CO2 | 0 | 0.42 | a | b | 1.20 | 1.20 |
①0~20min 内的平均反应速率 v(CO2) =
②30min 时只改变某一条件, 则可能的变化是
a.升高温度 b. 降低温度 c. 再通入一定量的 NO d.缩小容器的体积 e. 加入合适的催化剂 f. 增大容器体积
(2)焦炭催化还原二氧化硫的化学方程式 为 2C(s)+2SO2 (g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
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(3)高温下碳可将难溶的重晶石转化为 BaS:
反应1:BaSO4(s)+4C(s)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
反应2:BaSO4(s)+4C(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
①保持温度不变, 若t2时刻将容器体积减小为一半,t3时刻达到新的平衡, 请在下图继续画出t2~ t4区间 c ( CO ) 的变化曲线
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/8/16bd3a2c-26d6-4416-9e33-7ca8d39ff62c.png?resizew=302)
② 科学家将大量排放的CO2作为新碳源的研究引起国际关注, 以新型的二氧化钛为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。催化剂的催化效率与乙酸的生成速率随温度的 变化关系如图所示。 250 ~300℃时, 温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/8/f65a5063-9776-4917-8e49-dd1e7df82189.png?resizew=311)
更新时间:2020-07-27 13:53:21
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐1】甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为
、
和
)在催化剂作用下可合成甲醇,发生的主要反应如下:
Ⅰ.
;
Ⅱ.
;
Ⅲ.
。
(1)a=___________ 。
(2)将
和
通入容积为3L的恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应Ⅱ,测得
的平衡转化率与温度的关系如图1所示。
①
时反应达到平衡所需的时间为
,则反应从起始至
内,用
表示该反应的平均反应速率为___________ ;平衡后向容器中再通入
,平衡___________ (填“正向”“逆向”或“不”)移动。
(2)
时,反应Ⅱ的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/940db2e9b806d2c9dbedcf14f05b9480.png)
___________ 。
(3)甲醇会对水质造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理如下:通电后,将
氧化成
,然后以
作氧化剂,将水中的甲醇氧化成
而净化。实验室用如图2装置模拟上述过程。
①写出阳极的电极反应式:___________ 。
②写出除去甲醇的离子方程式:___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
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Ⅰ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/89d1a3ab72a7da02ba86b9fa28d1e680.png)
Ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c0da13457c3fa1e778d6f40017f72a3.png)
Ⅲ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9124f38df503a48ebf88fb5cb45bbe6e.png)
(1)a=
(2)将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cd4822808606c7e823921868d68681e5.png)
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①
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(2)
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(3)甲醇会对水质造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理如下:通电后,将
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①写出阳极的电极反应式:
②写出除去甲醇的离子方程式:
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【推荐2】氮氧化物的任意排放会造成酸雨、光化学烟雾等环境问题,可采用多种方法消除。
已知:CH4(g)+4NO2(g)
CO2(g)+2H2O(l)+4NO(g) ΔH=—654kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)
CO2(g)+2H2O(l)+2N2(g) ΔH=—1240kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) ΔH=—44kJ·mol-1
(1)CH4还原NO2
①CH4将NO2还原为N2并生成水蒸气的热化学方程式为_______ 。
②下列措施中,能提高NO2的转化率的是_______ 。
a.使用催化剂
b.充入NO2
c.恒容下,充入Ar惰性气体
d.把容器的体积缩小一半
e.降低温度
f.及时分离水
(2)CH4还原NO
在2L密闭容器中通入1.00molCH4和2.00molNO,在3MPa,一定温度下反应生成CO2(g)、H2O(g)、N2(g),反应时间(t)与NO的物质的量[n(NO)]关系如下表:
由表中数据计算,2~4min内v(CH4)=_______ mol·L-1·min-1,该温度下的压强平衡常数Kp_______ (用分压表示,分压=物质的量分数×总压)。
(3)C还原NO
①反应C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g)在常温下能自发进行,据此判断该反应的焓变ΔH________ 0(填“>”“<”或“=”)。
②以上反应可分为如下四步反应历程,写出其中第三步的反应:
第一步:2NO=(NO)2
第二步:C+(NO)2=C(O)+N2O
第三步:_______
第四步:2C(O)=CO2+C
(4)NH3催化还原氮氧化物技术(SCR)是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术,反应原理如图所示:
用Fe作催化剂时,在氨气足量的情况下,当c(NO2):c(NO)=1:1时,脱氮率最佳,按最佳脱氮率,每生成2molN2,转移电子数目为_______ 。
(5)除上述方法外,还可用电解法将NO转变为NH4NO3,其工作原理如图,N极的电极反应式为_______ ,通入NH3的主要原因是_______ 。
已知:CH4(g)+4NO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
CH4(g)+4NO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
H2O(g)=H2O(l) ΔH=—44kJ·mol-1
(1)CH4还原NO2
①CH4将NO2还原为N2并生成水蒸气的热化学方程式为
②下列措施中,能提高NO2的转化率的是
a.使用催化剂
b.充入NO2
c.恒容下,充入Ar惰性气体
d.把容器的体积缩小一半
e.降低温度
f.及时分离水
(2)CH4还原NO
在2L密闭容器中通入1.00molCH4和2.00molNO,在3MPa,一定温度下反应生成CO2(g)、H2O(g)、N2(g),反应时间(t)与NO的物质的量[n(NO)]关系如下表:
反应时间t/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
n(NO)/mol | 2.00 | 1.20 | 0.80 | 0.60 | 0.50 | 0.50 |
(3)C还原NO
①反应C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g)在常温下能自发进行,据此判断该反应的焓变ΔH
②以上反应可分为如下四步反应历程,写出其中第三步的反应:
第一步:2NO=(NO)2
第二步:C+(NO)2=C(O)+N2O
第三步:
第四步:2C(O)=CO2+C
(4)NH3催化还原氮氧化物技术(SCR)是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术,反应原理如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/13/2ba9f9d2-675e-4506-b164-954db6351b64.png?resizew=193)
用Fe作催化剂时,在氨气足量的情况下,当c(NO2):c(NO)=1:1时,脱氮率最佳,按最佳脱氮率,每生成2molN2,转移电子数目为
(5)除上述方法外,还可用电解法将NO转变为NH4NO3,其工作原理如图,N极的电极反应式为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/13/9b85a894-f53b-4ee4-b105-c8411f5c12ff.png?resizew=274)
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐3】一碳化学的研究对象是分子中只含一个碳原子的化合物,如CO2、CO、CH4等,回答下列问题:
(1)CO2的综合治理有助于减缓温室效应。已知下列热化学方程式:
i.2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H1=-122.6kJ•mol-1
ii.CH3OCH3(g)+H2O(g)
2CH3OH(g)△H2=+23.4kJ•mol-1
ⅲ.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H3
Ⅳ.CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)△H4=+206.4kJ•mol-1
v.CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)△H5=-41kJ•mol-1
①△H3=___ 。
②我国科学研究工作者研究了在Cu—ZnO—ZrO2催化剂条件下ⅲ的反应机理,反应机理如图1所示。下列说法正确的是___ (填字母)。
A.增大体系中CO2的投入量有利于提高CO2的转化率
B.活性*H是合成甲醇的必要中间体
C.使用催化剂可以降低反应的活化能及反应热
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/5/47081249-ba64-48d8-8d67-405e51023c00.png?resizew=502)
③一定条件下,向某密闭容器中
=
投料,发生反应ⅲ,反应达到平衡时,容器中H2的平衡转化率与压强、温度的关系如图2所示,则温度T1、T2、T3由大到小的顺序为___ 。
④向催化剂Cu—ZnO—ZrO2中加入Mn助剂能够提高二甲醚(CH3OCH3)的产率,通过研究Mn%值对反应的影响,得到数据如表:
由上表数据可知,为获得更多二甲醚,合适的Mn%值为___ 。
(2)将等物质的量的CH4(g)和H2O(g)加入恒温恒容密闭容器(压强为100kPa)中,发生反应ⅳ和v,容器内气体的压强随时间的变化关系如表所示。
300min时,体系__ (填“处于”或“不处于”)平衡状态。反应ⅳ前180min内平均反应速率v(CH4)=__ kPa•min-1(保留小数点后2位,下同),300min时,测得氢气分压[p(H2)]为105kPa,Kp为用气体分压表示的平衡常数,分压-总压×物质的量分数,则反应v的平衡常数Kp=__ 。
(1)CO2的综合治理有助于减缓温室效应。已知下列热化学方程式:
i.2CO2(g)+6H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
ii.CH3OCH3(g)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
ⅲ.CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
Ⅳ.CH4(g)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
v.CO(g)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
①△H3=
②我国科学研究工作者研究了在Cu—ZnO—ZrO2催化剂条件下ⅲ的反应机理,反应机理如图1所示。下列说法正确的是
A.增大体系中CO2的投入量有利于提高CO2的转化率
B.活性*H是合成甲醇的必要中间体
C.使用催化剂可以降低反应的活化能及反应热
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/5/47081249-ba64-48d8-8d67-405e51023c00.png?resizew=502)
③一定条件下,向某密闭容器中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/83cf054d04effc8da82c38d47c163bb8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3f1dd362f843e640ce551ad1787c9873.png)
④向催化剂Cu—ZnO—ZrO2中加入Mn助剂能够提高二甲醚(CH3OCH3)的产率,通过研究Mn%值对反应的影响,得到数据如表:
Mn% | CO2的转化率/% | 选择性 | 产率 | ||
CH3OCH3 | CH3OH | CO | CH3OCH3 | ||
0 | 28.9 | 55.1 | 12.9 | 32.0 | 15.9 |
0.5 | 30.3 | 56.0 | 13.3 | 30.7 | 17.0 |
1 | 33.4 | 57.5 | 12.6 | 29.9 | 19.2 |
2 | 28.9 | 50.1 | 12.8 | 37.1 | 14.5 |
(2)将等物质的量的CH4(g)和H2O(g)加入恒温恒容密闭容器(压强为100kPa)中,发生反应ⅳ和v,容器内气体的压强随时间的变化关系如表所示。
时间/min | 0 | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 360 |
压强/kPa | 100 | 118 | 132 | 144 | 154 | 162 | 162 |
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】(1)乙基叔丁基醚(以ETBE表示)是一种性能优良的高辛烷值汽油调和剂。用乙醇与异丁烯(以IB表示)在催化剂HZSM-5催化下合成ETBE,反应化学方程式为:C2H5OH(g)+IB(g)=ETBE(g)△H。反应物被催化剂HZSM-5吸附的顺序与反应历程的关系如图所示,该反应的△H=___ kJ/mol。反应历程的最优途径是____ (填C1、C2或C3)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/6/2608612598996992/2609640401436672/STEM/06974067-05b3-4aad-8f25-490e81e6c97e.png?resizew=454)
C1表示先吸附乙醇,C2表示先吸附异丁烯,C3表示乙醇和异丁烯同时吸附
(2)用NH3可消除NO污染,反应原理为:4NH3+6NO
5N2+6H2O,以n(NH3):n(NO)分别为4:1、3:1、1:3投料,得到NO脱除率随温度变化的曲线如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/6/2608612598996992/2609640401436672/STEM/c57ba04f-a862-4e66-a213-9160e73c94c3.png?resizew=232)
①曲线a对应的n(NH3):n(NO)=___ 。
②曲线c中NO的起始浓度为4×10-4mg/m3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为____ 。
③由图可知,无论以何种比例反应,在温度超过900℃时NO脱除率都会骤然下降,可能的原因是____ (至少写两条)。
(3)已知NO2存在如下平衡:2NO2(g)
N2O4(g)△H<0,在一定条件下NO2与N2O4的消耗速率与各自的分压(分压=总压×物质的量分数)有如下关系:v(NO2)=k1•p2(NO2),v(N2O4)=k2•p(N2O4),相应的速率与其分压关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/6/2608612598996992/2609640401436672/STEM/08261ce5-4ca6-4d96-a046-e367768d93d8.png?resizew=302)
一定温度下,k1、k2与平衡常数Kp(压力平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算)间的关系是k1=____ ;在上图标出点中,指出能表示反应达到平衡状态的点是___ ,理由是___ 。
(4)二氧化硫的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应O2(g)+2SO2(g)
2SO3(g)。
已知:标准平衡常数Kθ=
,其中pθ为标准压强(1×105Pa),p(SO3)、p(O2)和p(SO2)为各组分的平衡分压,如p(SO3)=x(SO3)p,p为平衡总压,x(SO3)为平衡系统中SO3的物质的量分数。SO2和O2起始物质的量之比为2:1,反应在恒定温度和标准压强下进行,SO3的平衡产率为ω,则Kθ=____ (用含ω的最简式表示)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/6/2608612598996992/2609640401436672/STEM/06974067-05b3-4aad-8f25-490e81e6c97e.png?resizew=454)
C1表示先吸附乙醇,C2表示先吸附异丁烯,C3表示乙醇和异丁烯同时吸附
(2)用NH3可消除NO污染,反应原理为:4NH3+6NO
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5a55d09eb14ce32c34588667f973496d.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/6/2608612598996992/2609640401436672/STEM/c57ba04f-a862-4e66-a213-9160e73c94c3.png?resizew=232)
①曲线a对应的n(NH3):n(NO)=
②曲线c中NO的起始浓度为4×10-4mg/m3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为
③由图可知,无论以何种比例反应,在温度超过900℃时NO脱除率都会骤然下降,可能的原因是
(3)已知NO2存在如下平衡:2NO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/6/2608612598996992/2609640401436672/STEM/08261ce5-4ca6-4d96-a046-e367768d93d8.png?resizew=302)
一定温度下,k1、k2与平衡常数Kp(压力平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算)间的关系是k1=
(4)二氧化硫的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应O2(g)+2SO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
已知:标准平衡常数Kθ=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e13e22abbb5eea50179a10c0da4269c5.png)
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(0.4)
解题方法
【推荐2】将FeSO4置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:2FeSO4(s)
Fe2O3(s)+SO2(g) +SO3(g) (Ⅰ)。平衡时PSO3-T的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/1/e01191a1-f915-430e-b30b-4d0c535cf00d.png?resizew=319)
(1)660K时,该反应的平衡总压
=_______ kPa、平衡常数KP(Ⅰ)=_______ (kPa)2。KP(Ⅰ)随反应温度升高而_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)提高温度,上述容器中进一步发生反应2SO3(g)
2SO2(g) +O2(g) (Ⅱ),平衡时
=_______ (用式子表示)。在929K时,
=84.6kPa、
=35.7kPa,则
=_______ kPa,KP(Ⅱ)=_______ kPa (列出计算式)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/1/e01191a1-f915-430e-b30b-4d0c535cf00d.png?resizew=319)
(1)660K时,该反应的平衡总压
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0ae41c6bd8a2b2126e45bc8dd4601804.png)
(2)提高温度,上述容器中进一步发生反应2SO3(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6a5ff9e7fc41a63cfc0bc0ee8cb66ff3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0ae41c6bd8a2b2126e45bc8dd4601804.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/21ff43fda9677e6a4018738903754d6e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/94d9b3d804ad3393d8c7507c2acac956.png)
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(0.4)
名校
解题方法
【推荐3】肼(N2H4)是一种重要的化工原料,既可用于制药,又可用作火箭燃料。回答下列问题:
(1)已知反应的热化学方程式如下:
①N2H4(g)
N2(g)+2H2(g) △H1;
②N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H2。
反应热△H1_____ (填“大于”或“小于”) △H2。向2 L的恒容密闭容器中充入1 mol N2H4,发生反应①,
(用x表示)与时间的关系如图1所示,则该温度下,反应①的平衡常数K=___________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/9/20/1778254043897856/1778713913106432/STEM/75537e0c-be4e-4595-acc6-00c97316be90.png)
(2)肼在另一条件下也可达到分解平衡,同时生成两种气体,且其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。图2为平衡体系中肼的体积分数与温度、压强的关系。
①该反应的化学方程式为________________________________________ 。
②p2_______ (填“大于”或“小于”) p1。
③图中N2H4的平衡体积分数随温度升高而降低,其原因是__________________________________ 。
(1)已知反应的热化学方程式如下:
①N2H4(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/9/20/1778254043897856/1778713913106432/STEM/9f9c9110557e43bbab59856c78acbef4.png?resizew=33)
②N2(g)+3H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/9/20/1778254043897856/1778713913106432/STEM/9f9c9110557e43bbab59856c78acbef4.png?resizew=33)
反应热△H1
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e84646aca19acf3e885082fa7a198394.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/9/20/1778254043897856/1778713913106432/STEM/75537e0c-be4e-4595-acc6-00c97316be90.png)
(2)肼在另一条件下也可达到分解平衡,同时生成两种气体,且其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。图2为平衡体系中肼的体积分数与温度、压强的关系。
①该反应的化学方程式为
②p2
③图中N2H4的平衡体积分数随温度升高而降低,其原因是
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(0.4)
名校
解题方法
【推荐1】(1)一种新的循环利用方案是用Bosch反应
代替Sabatier反应,再电解水实现O2的循环利用。
I.①已知:CO2(g)和H2O(g)的生成焓为:-394kJ/mol,-242kJ/mol。则△H=___ kJ/mol。(生成焓是一定条件下,由其对应最稳定单质生成1mol化合物时的反应热。)
②若要此反应自发进行,___ (填“高温”或“低温”)更有利。
③Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是___ 。
II.350℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中通入8molH2和4molCO2发生以上反应。若反应起始和平衡时温度相同(均为350℃),测得反应过程中压强随时间的变化如表所示:
①350℃时Bosch反应的Kp=___ (Kp为用气体的分压表示的平衡常数,分压=气体的体积分数×体系总压)
②Bosch反应的速率方程:v正=k正·c(CO2)·c2(H2),v逆=k逆·c2(H2O)(k是速率常数,只与温度有关)。30min时,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/558a286301fdd29c31b6384d412caa40.png)
___
(填“>”“<”或“=”);升高温度,k正增大的倍数___ k逆增大的倍数(填“>”“<”或“=”)。
(2)尿素的制备:
。一定条件下,往10L恒容密闭容器中充入2molNH3和1molCO2。
①该反应6min后达到平衡,测得容器中气体密度为5.4g·L-1,则v(NH3)=___ 。
②如图是该条件下,系统中尿素的物质的量随反应时间的变化趋势,当反应时间达到3min时,迅速将体系升温,请在图中画出3~10min内容器中尿素的物质的量的变化趋势曲线___ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/98ab378702ddd5011d36370f7289128f.png)
I.①已知:CO2(g)和H2O(g)的生成焓为:-394kJ/mol,-242kJ/mol。则△H=
②若要此反应自发进行,
③Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是
II.350℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中通入8molH2和4molCO2发生以上反应。若反应起始和平衡时温度相同(均为350℃),测得反应过程中压强随时间的变化如表所示:
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
压强 | 6.00P | 5.60P | 5.30P | 5.15P | 5.06P | 5.00P | 5.00P |
①350℃时Bosch反应的Kp=
②Bosch反应的速率方程:v正=k正·c(CO2)·c2(H2),v逆=k逆·c2(H2O)(k是速率常数,只与温度有关)。30min时,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/558a286301fdd29c31b6384d412caa40.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0d382a891081512dbec38727f7f52ca5.png)
(2)尿素的制备:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/67e370ea982c91063df270b162d3a269.png)
①该反应6min后达到平衡,测得容器中气体密度为5.4g·L-1,则v(NH3)=
②如图是该条件下,系统中尿素的物质的量随反应时间的变化趋势,当反应时间达到3min时,迅速将体系升温,请在图中画出3~10min内容器中尿素的物质的量的变化趋势曲线
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/20/06934046-5558-417e-ba56-ad3ce8db8df6.png?resizew=302)
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(0.4)
解题方法
【推荐2】
重整反应【
】可以生成合成气。如何减少反应过程中的积炭,是研究的热点之一、某条件下,发生主反应的同时,还发生了积炭反应:
歧化:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
裂解:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/15/2851839169978368/2853111502798848/STEM/6775f673dbf34043b48c4f2d344ecffb.png?resizew=474)
(1)对上述两个积炭反应分别进行计算,得到以下温度和压强对积炭反应中平衡炭量的影响图,其中表示温度和压强对
裂解反应中平衡炭量影响的是___________ (填“图a”或“图b”),![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
___________ 0(填“>”或“<”),___________ (填“高温”或“低温”)有利于
歧化反应自发进行。
(2)实验表明,在重整反应中,为抑制积炭产生,应选用高温、低压条件,由此可推断,该重整反应过程中的积炭主要由___________ 反应产生。
(3)一定条件下,
裂解的反应历程如图所示。该历程分___________ 步进行,其中决定
裂解反应快慢的基元反应___________ (写出化学方程式)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/15/2851839169978368/2853111502798848/STEM/304ff9de2a0941f08a71921722871dc6.png?resizew=253)
(4)同温下,某研究小组分别在容积相等的两个恒容密闭容器中加入一定量的反应物,控制反应条件使其仅发生
重整反应,获得如下效据:
①容器ⅰ中反应达到平衡时,生成
的物质的量为___________ ,容器ⅱ中反应达到平衡状态过程中吸收的热量___________ ,247kJ(填“>”、“<”或“=”)。
②容器ⅰ的容积变为原来的一半,则
平衡转化率___________
(填“>”“<”或“=”)。
③计算容器ⅱ中反应的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
___________
(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压
总压
物质的量分数)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eeb5c57f097a15ff38b86796763692d9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4632ef37968f28f485e2b886e9b4633d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff6f3ba6882884e7f093f8cedb8030a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/10db572e0971644a638cec0d7b40d106.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8785e610b9ee981ebff13ab7a7bacc2a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
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(1)对上述两个积炭反应分别进行计算,得到以下温度和压强对积炭反应中平衡炭量的影响图,其中表示温度和压强对
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
(2)实验表明,在重整反应中,为抑制积炭产生,应选用高温、低压条件,由此可推断,该重整反应过程中的积炭主要由
(3)一定条件下,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/15/2851839169978368/2853111502798848/STEM/304ff9de2a0941f08a71921722871dc6.png?resizew=253)
(4)同温下,某研究小组分别在容积相等的两个恒容密闭容器中加入一定量的反应物,控制反应条件使其仅发生
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eeb5c57f097a15ff38b86796763692d9.png)
容器编号 | 起始时各物质的物质的量/mol | ![]() | 达到平衡时体系的压强/MPa | 达到平衡时体系能量的变化 | |||
![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ||||
ⅰ | 1 | 2 | 0 | 0 | P | 吸收热量:123.5kJ | |
ⅱ | 2 | 4 | 0 | 0 | ![]() |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
②容器ⅰ的容积变为原来的一半,则
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e514bc1761deff47d27c1909c1906ab4.png)
③计算容器ⅱ中反应的平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5486b7b78ebf97bfb24ebce79b461c68.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6706fe00b4e231e62d9ecbec567d526b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2468403b3eba9e40bfa36f464e927738.png)
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(0.4)
解题方法
【推荐3】
(1)工业合成氨时,合成塔中每产生1molNH3,放出46.1kJ的热量。
某小组研究在500℃下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为VL的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其在相同温度下发生反应。相关数据如下:
①容器a中,0~t1时间的平均反应速率为υ(H2)= ___________ 。
②下列叙述正确的是________ (填字母序号)。
A.容器b中反应达平衡状态时,Q>73.76kJ
B.平衡时,两容器中H2的体积分数相等
C.反应开始时,两容器中反应的化学反应速率相等
D.平衡时,容器中N2的转化率:a<b
(2)以氨为原料,合成尿素的反应原理为:2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(l)+H2O(g) ΔH = a kJ·mol-1。
为研究平衡时CO2的转化率与反应物投料比[
]及温度的关系,研究小组在10 L恒容密闭容器中进行模拟反应。(Ⅰ、Ⅱ曲线分别表示在不同投料比时,CO2的转化率与温度之间的关系)。
①a_______ 0 (填“>”或“<”)。
②若n(CO2)起始 =10 mol,曲线Ⅱ的投料比为0.4,在100℃条件下发生反应,达平衡至A点,则A点与起始压强比为_______ 。
③A点平衡常数与B点平衡常数间的关系:KA_______ KB (填“>”或“<”或“=”)。
(3)利用氨气与空气催化氧化法制取联氨N2H4.如图是由“联氨—空气”形成的绿色燃料电池,以石墨为电极的电池工作原理示意图,b电极为_______ 极(填“正”或“负”),写出该电池工作时a电极的电极反应式_______ 。
(1)工业合成氨时,合成塔中每产生1molNH3,放出46.1kJ的热量。
某小组研究在500℃下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为VL的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其在相同温度下发生反应。相关数据如下:
容器 | 起始时各物质物质的量/mol | 达到平衡的时间 | 达平衡时体系能量的变化/kJ | ||
N2 | H2 | NH3 | |||
a | 1 | 4 | 0 | t1 min | 放出热量:36.88kJ |
b | 2 | 8 | 0 | t2 min | 放出热量:Q |
②下列叙述正确的是
A.容器b中反应达平衡状态时,Q>73.76kJ
B.平衡时,两容器中H2的体积分数相等
C.反应开始时,两容器中反应的化学反应速率相等
D.平衡时,容器中N2的转化率:a<b
(2)以氨为原料,合成尿素的反应原理为:2NH3(g)+CO2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/3/7/1638703993888768/1640299291754496/STEM/d6ca4619df7d4b74bdb7de21918742c9.png?resizew=33)
为研究平衡时CO2的转化率与反应物投料比[
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c5499fde9c796b39318cad2682f9d8bc.png)
①a
②若n(CO2)起始 =10 mol,曲线Ⅱ的投料比为0.4,在100℃条件下发生反应,达平衡至A点,则A点与起始压强比为
③A点平衡常数与B点平衡常数间的关系:KA
(3)利用氨气与空气催化氧化法制取联氨N2H4.如图是由“联氨—空气”形成的绿色燃料电池,以石墨为电极的电池工作原理示意图,b电极为
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