合成氨对人类的生存和发展有着重要意义,1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨,实现了人工固氮。
(1)化学家Gethard Ertl证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的过程,示意图如下:
下列说法正确的是_____ (填标号)。
a.①表示N2、H2分子中均是单键
b.该过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成
c.③→④需要吸收能量
d.②→③需要吸收能量
(2)已知;,请分析工业上选用氮气与氢气反应固氮,而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是_____ 。
(3)对于反应,在一定条件下氨的平衡含量如下表。
哈伯选用的条件是、,而非、,可能的原因是_____ 。(提示:温度会影响催化剂的活性)
(4)一定温度下,向容积恒定的密闭容器中充入1mol氮气和3mol氢气,一段时间后达化学平衡状态。若保持其他条件不变,向上述平衡体系中再充入1mol氮气和3mol氢气,氮气的平衡转化率_____ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)合成氨需要选择合适的催化剂,分别选用A、B、C三种催化剂进行实验,所得结果如下图所示(其他条件相同),则实际生产中适宜选择的催化剂是_____ (填“A"“B”或“C”)。
(6)下图是当反应器中按投料后,在、、反应达到平衡时,混合物中的物质的量分数随总压强的变化曲线。
①曲线a、b、c对应温度较高的是______ (填“a”或“b”或“c”)。
②列出b点平衡常数的计算式_____ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数;不要求计算结果)。
(1)化学家Gethard Ertl证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的过程,示意图如下:
下列说法正确的是
a.①表示N2、H2分子中均是单键
b.该过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成
c.③→④需要吸收能量
d.②→③需要吸收能量
(2)已知;,请分析工业上选用氮气与氢气反应固氮,而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是
(3)对于反应,在一定条件下氨的平衡含量如下表。
温度/℃ | 压强/ | 氨的平衡含量 |
200 | 10 | 81.5% |
550 | 10 | 8.25% |
哈伯选用的条件是、,而非、,可能的原因是
(4)一定温度下,向容积恒定的密闭容器中充入1mol氮气和3mol氢气,一段时间后达化学平衡状态。若保持其他条件不变,向上述平衡体系中再充入1mol氮气和3mol氢气,氮气的平衡转化率
(5)合成氨需要选择合适的催化剂,分别选用A、B、C三种催化剂进行实验,所得结果如下图所示(其他条件相同),则实际生产中适宜选择的催化剂是
(6)下图是当反应器中按投料后,在、、反应达到平衡时,混合物中的物质的量分数随总压强的变化曲线。
①曲线a、b、c对应温度较高的是
②列出b点平衡常数的计算式
更新时间:2020-09-25 00:52:31
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(0.4)
【推荐1】既是一种重要的能源,也是一种重要的化工原料。回答下列问题:
(1)甲烷在高温条件下可分解生成氢气和碳。在密闭容器中进行此反应时要通入适量空气使部分甲烷燃烧,其目的是___________ 。
(2)以为燃料可设计成结构简单、能量转化率高、对环境无污染的燃料电池,其工作原理如图1所示,则通入的电极为___________ (填“正极”或“负极”),通入的电极反应式为___________ (质子交换膜只允许通过)。
(3)在一定温度和催化剂作用下,与可直接转化成乙酸,这是实现“减排”的一种研究方向。
①在不同温度下,催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图2所示,则该反应的最佳温度应控制在___________ 左右。
②与可直接转化成乙酸的原子利用率为___________ 。
(4)碳正离子[例如:、、等]是有机反应中间体,碳正离子是由在“超强酸”中获得一个而得到,而失去可得。去掉后生成电中性有机分子,该分子的结构简式为___________ 。
(5)与在光照条件下可发生反应。
①实验室中用如图3所示的装置进行实验。
在光照条件下反应一段时间后,可观察到试管中的现象为___________ 。
②与生成的反应过程,中间态物质的能量关系见图4。有关说法不正确的是___________ (填字母)。
A.Cl是在光照下化学键断裂生成的,该过程可表示为
B.反应过程一定无生成
C.图示到的反应过程放出热量
D.转化为,键发生了断裂
(1)甲烷在高温条件下可分解生成氢气和碳。在密闭容器中进行此反应时要通入适量空气使部分甲烷燃烧,其目的是
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①在不同温度下,催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图2所示,则该反应的最佳温度应控制在
②与可直接转化成乙酸的原子利用率为
(4)碳正离子[例如:、、等]是有机反应中间体,碳正离子是由在“超强酸”中获得一个而得到,而失去可得。去掉后生成电中性有机分子,该分子的结构简式为
(5)与在光照条件下可发生反应。
①实验室中用如图3所示的装置进行实验。
在光照条件下反应一段时间后,可观察到试管中的现象为
②与生成的反应过程,中间态物质的能量关系见图4。有关说法不正确的是
A.Cl是在光照下化学键断裂生成的,该过程可表示为
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解题方法
【推荐2】我国提出2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”,的再利用成为热门话题。回答下列问题:
Ⅰ.光热化学循环分解为CO和的反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
(1)已知:,根据数据计算,分解需吸收_______ kJ的能量。
Ⅱ.工业上可用来生产燃料甲醇,实验室模拟该过程,在体积为2L的密闭容器中,充入和,一定条件下发生反应:,测得和的浓度随时间变化如图所示:
(2)时刻,正、逆反应速率大小:v(正)_______ v(逆)(填“>”“=”或“<”),在0min到4min时间段,_______ 。
(3)下列措施能增大反应速率的是_______ (填字母)。
a.升高温度 b.扩大容器体积
c.充入一定量氦气 d.加入催化剂
(4)能说明上述反应达到平衡状态的是_______ (填字母)。
a.
b.的物质的量不再变化
c.容器内气体的总质量保持不变
d.单位时间内,每生成,同时生成
e.
(5)可以作燃料电池,工作原理如图。电池放电时,应从_______ (填“B”或“D”)通入,该电极发生_______ 反应(填“氧化”或“还原”),理论上每消耗转移_______ mol电子。
Ⅰ.光热化学循环分解为CO和的反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
(1)已知:,根据数据计算,分解需吸收
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(2)时刻,正、逆反应速率大小:v(正)
(3)下列措施能增大反应速率的是
a.升高温度 b.扩大容器体积
c.充入一定量氦气 d.加入催化剂
(4)能说明上述反应达到平衡状态的是
a.
b.的物质的量不再变化
c.容器内气体的总质量保持不变
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【推荐3】化学反应过程中释放或吸收的热量在生活、生产、科技及科学研究中具有广泛的应用。
(1)“神舟”系列火箭用偏二甲肼作燃料,作氧化剂,反应后产物无污染。
已知:
反应1: ;
反应2: 。
写出和反应生成、、的热化学方程式:___________ 。
(2)已知某金属氧化物催化丙烷脱氢过程中,部分反应进程如图,则过程中的焓变为___________ (列式表示)。(3)已知,在和下,部分化学键的键能数据如表所示。
①在和下,工业合成氨的反应中每生成就会放出热量,在该条件下,向某容器中加入、及合适的催化剂,充分反应后测得其放出的热量小于,原因可能是___________ ,表中的___________ 。___________ 。
(1)“神舟”系列火箭用偏二甲肼作燃料,作氧化剂,反应后产物无污染。
已知:
反应1: ;
反应2: 。
写出和反应生成、、的热化学方程式:
(2)已知某金属氧化物催化丙烷脱氢过程中,部分反应进程如图,则过程中的焓变为
化学键 | ||||||||
键能 | 436 | 391 | a | 498 | 414 | 803 | 462 | 193 |
②科学家发现了一种新的气态分子(),在和下,转化为的热化学方程式为
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【推荐1】碳及其化合物广泛应用在工业生产中。回答下列问题:
I.真空碳热冶铝法包含很多反应,其中的三个反应如下:
Al2O3(s)+3C(s)=Al2OC(s)+2CO(g) ΔH=a kJ·mol-1
2Al2OC(s)+3C(s)=Al4C3(s)+2CO(g) ΔH=b kJ·mol-1
2Al2O3(s)+9C(s)=Al4C3(s)+6CO(g) ΔH3
(1)ΔH3=___________ kJ·mol-1(用a、b表示)。
(2)Al4C3遇水剧烈反应,生成最简单的烃,该反应的化学方程式为_______ 。
II.
(3)用还原法也可以处理氮氧化合物,发生的反应为:2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.8kJ·mol-1,在一恒压绝热的密闭容器中,不能表示上述反应达到平衡状态的是___ (填字母代号)。
A.单位时间内断裂1mol N≡N键的同时生成4mol C=O键
B.c(NO)∶c(N2)∶c(CO2)=2∶1∶2
C.混合气体的密度保持不变
D.容器内的总压强保持不变
E.容器内温度保持不变
F.混合气体的平均摩尔质量保持不变
(4)为探究温度及不同催化剂对反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)的影响,分别在不同温度、不同催化剂(甲、乙)下,保持其他初始条件不变,重复实验,在相同时间内测得NO的转化率与温度的关系如图所示,结合图象,最合适的反应条件为___________ 。
Ⅲ.
(5)工业上合成甲醇时常以Cu2O作催化剂。合成原理:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H<0,研究表明,反应体系中少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变,请结合平衡移动原理分析其原因是_______ (写出相关的化学方程式并辅以必要的文字说明)
(6)向一恒容密闭容器中充入3mol CO和4mol H2,开始测得气体的总压为7MPa,在一定温度下合成甲醇,10min后达到平衡,测得H2的转化率为50%,该反应的平衡常数KP=______ MPa-2(保留三位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(7)CO2与H2合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)最近采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒,在发展非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇方向取得重要进展,该反应历程如图所示。
容易得到的副产物有CO和CH2O,其中相对较多的副产物为___________ 。
I.真空碳热冶铝法包含很多反应,其中的三个反应如下:
Al2O3(s)+3C(s)=Al2OC(s)+2CO(g) ΔH=a kJ·mol-1
2Al2OC(s)+3C(s)=Al4C3(s)+2CO(g) ΔH=b kJ·mol-1
2Al2O3(s)+9C(s)=Al4C3(s)+6CO(g) ΔH3
(1)ΔH3=
(2)Al4C3遇水剧烈反应,生成最简单的烃,该反应的化学方程式为
II.
(3)用还原法也可以处理氮氧化合物,发生的反应为:2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.8kJ·mol-1,在一恒压绝热的密闭容器中,不能表示上述反应达到平衡状态的是
A.单位时间内断裂1mol N≡N键的同时生成4mol C=O键
B.c(NO)∶c(N2)∶c(CO2)=2∶1∶2
C.混合气体的密度保持不变
D.容器内的总压强保持不变
E.容器内温度保持不变
F.混合气体的平均摩尔质量保持不变
(4)为探究温度及不同催化剂对反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)的影响,分别在不同温度、不同催化剂(甲、乙)下,保持其他初始条件不变,重复实验,在相同时间内测得NO的转化率与温度的关系如图所示,结合图象,最合适的反应条件为
Ⅲ.
(5)工业上合成甲醇时常以Cu2O作催化剂。合成原理:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H<0,研究表明,反应体系中少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变,请结合平衡移动原理分析其原因是
(6)向一恒容密闭容器中充入3mol CO和4mol H2,开始测得气体的总压为7MPa,在一定温度下合成甲醇,10min后达到平衡,测得H2的转化率为50%,该反应的平衡常数KP=
(7)CO2与H2合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)最近采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒,在发展非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇方向取得重要进展,该反应历程如图所示。
容易得到的副产物有CO和CH2O,其中相对较多的副产物为
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【推荐2】I.已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),下图为不同温度(T1、T2)下SO2的转化率随时间的变化曲线。
完成下列填空:
(1)T1_______ (选填“>”“<”或“=”)T2,判断依据是_______ ;
(2)该反应为_______ (选填“放”或“吸”)热反应,判断依据是_______ 。
II.下表为一定温度和压强下,4种投料比[n(SO2):n(O2)]分别为2:18、4:15、7:11和8:10时SO2的平衡转化率。
(3)②对应的投料比为_______ 。
(4)投料比为8:10时,平衡混合气体中SO3体积分数为_______ 。
(5)在相同温度下:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) K1=a;
NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g) K2=b;
则2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) 的平衡常数K=_______ (用a、b表示)。
III.钠碱循环法吸收硫酸厂尾气中的SO2并将其转化为硫酸的工艺如下:
(6)吸收池中发生反应的化学方程式是_______ ;NaHSO3溶液呈弱酸性,NaHSO3溶液中离子浓度由大到小排序为_______ 。
IV.氢气是未来最具有前途的能源之一。氢气不仅能将二氧化碳转化为等液体燃料,也能用于燃料电池发电。以、为原料制涉及的主要反应如下:
i.
ii.
(7)、转化为、的热化学方程式为_______ 。
V.在催化剂作用下,反应温度和压强对平衡转化率、选择性影响如下图所示。[的选择性]
(8)比较、的大小:_______ 。
(9)随着温度的升高,平衡转化率增大,选择性减小。说明原因:_______ 。
完成下列填空:
(1)T1
(2)该反应为
II.下表为一定温度和压强下,4种投料比[n(SO2):n(O2)]分别为2:18、4:15、7:11和8:10时SO2的平衡转化率。
投料比 | ① | ② | ③ | ④ |
SO2平衡转化率/% | 97.1 | 96.8 | 95.8 | 90.0 |
(4)投料比为8:10时,平衡混合气体中SO3体积分数为
(5)在相同温度下:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) K1=a;
NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g) K2=b;
则2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) 的平衡常数K=
III.钠碱循环法吸收硫酸厂尾气中的SO2并将其转化为硫酸的工艺如下:
(6)吸收池中发生反应的化学方程式是
IV.氢气是未来最具有前途的能源之一。氢气不仅能将二氧化碳转化为等液体燃料,也能用于燃料电池发电。以、为原料制涉及的主要反应如下:
i.
ii.
(7)、转化为、的热化学方程式为
V.在催化剂作用下,反应温度和压强对平衡转化率、选择性影响如下图所示。[的选择性]
(8)比较、的大小:
(9)随着温度的升高,平衡转化率增大,选择性减小。说明原因:
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【推荐3】二氧化碳是用途非常广泛的基础化工原料,回答下列问题:
(1)工业上可以用来生产燃料甲醇。
已知:;
的燃烧热_________ 。
(2)在催化剂作用下,和可以直接转化为乙酸:。在不同温度下乙酸的生成速率变化如图所示。
①温度在范围时,乙酸的生成速率减慢的主要原因是___________ ,当温度在范围时,影响乙酸生成速率的主要因素是__________ 。
②欲使乙酸的平衡产率提高,应采取的措施是__________ (填标号)。
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.加入合适的催化剂
(3)高温下,与足量的碳在密闭容器中实现反应:
①向容积为1L的恒容器中加入0.2mol ,在不同温度下达到平衡时的物质的量浓度随温度的变化如图所示。
某温度下,若向该平衡体系中再通入0.2mol ,达到新平衡后,体系中CO的百分含量________ (填“变大”“变小”或“不变”)。若升高温度,再次达到平衡,气体的平均摩尔质量_______ (填“变大”“变小”或“不变”或“无法确定”)
②向压强为p MPa、体积可变的恒压容器中充入一定量,时反应达到平衡,CO的体积分数为40%,则的转化率为_________ 。
(4)反应的正、逆反应速率可表示为:,;k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,c为物质的量浓度,一定温度下,在体积为1L的容器加入2mol NO和2mol CO发生上述反应,测得CO和物质的量浓度随时间的变化如下图所示,则a点时,v正:v逆=__________
(1)工业上可以用来生产燃料甲醇。
已知:;
的燃烧热
(2)在催化剂作用下,和可以直接转化为乙酸:。在不同温度下乙酸的生成速率变化如图所示。
①温度在范围时,乙酸的生成速率减慢的主要原因是
②欲使乙酸的平衡产率提高,应采取的措施是
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.加入合适的催化剂
(3)高温下,与足量的碳在密闭容器中实现反应:
①向容积为1L的恒容器中加入0.2mol ,在不同温度下达到平衡时的物质的量浓度随温度的变化如图所示。
某温度下,若向该平衡体系中再通入0.2mol ,达到新平衡后,体系中CO的百分含量
②向压强为p MPa、体积可变的恒压容器中充入一定量,时反应达到平衡,CO的体积分数为40%,则的转化率为
(4)反应的正、逆反应速率可表示为:,;k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,c为物质的量浓度,一定温度下,在体积为1L的容器加入2mol NO和2mol CO发生上述反应,测得CO和物质的量浓度随时间的变化如下图所示,则a点时,v正:v逆=
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(0.4)
解题方法
【推荐1】丙烯是一种重要的石油化工原料,丙烷脱氢制丙烯具有显著的经济价值和社会意义,其中一种工艺原理如下:
①C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)△H1
②C3H8(g)C2H4(g)+CH4(g) △H2=+81.7kJ/mol
③C2H4(g)+H2(g)C2H6(g) △H3
④C3H8(g) +H2(g) CH4(g)+C2H6(g) △H4=-54.8kJ/mol
(1)计算反应③的反应热△H3=______________ 。
(2)丙烷脱氢平衡常数、丙烷裂解产物选择性与温度关系如图1所示,从图象判断△H2____ 0,工业生产中采用的温度600-650℃,原因是__________________ 。
(3)温度为650℃时,在1L的容器中投入1molC3H8和1molH2发生反应①,计算该条件下C3H8理论脱氢率为(保留3位有效数字,下同)_________________ (已知:)
(4)不同氢烃比和温度对丙院脱氢平衡转化率的影响如上图2所示。相同温度下,增大氢烃比平衡转化率下降的原因是__________________ 。
(5)丙烯经过两步氧化可制得丙烯酸(用HR表示,其电离常数Ka=5.55×10-5)。常温下,丙烯酸钠的水解常数为________ ,将0.2mol/LHR与0.1mol/LNaOH等体积混合,则溶液中的离子浓度大小顺序为__________________ 。
①C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)△H1
②C3H8(g)C2H4(g)+CH4(g) △H2=+81.7kJ/mol
③C2H4(g)+H2(g)C2H6(g) △H3
④C3H8(g) +H2(g) CH4(g)+C2H6(g) △H4=-54.8kJ/mol
(1)计算反应③的反应热△H3=
(2)丙烷脱氢平衡常数、丙烷裂解产物选择性与温度关系如图1所示,从图象判断△H2
(3)温度为650℃时,在1L的容器中投入1molC3H8和1molH2发生反应①,计算该条件下C3H8理论脱氢率为(保留3位有效数字,下同)
(4)不同氢烃比和温度对丙院脱氢平衡转化率的影响如上图2所示。相同温度下,增大氢烃比平衡转化率下降的原因是
(5)丙烯经过两步氧化可制得丙烯酸(用HR表示,其电离常数Ka=5.55×10-5)。常温下,丙烯酸钠的水解常数为
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【推荐2】抽集的技术对解决全球室效应意又重大。目前国际空间站处理的一个重要方法是将还原,涉及化学反应: ,完成下列填空:
(1)该反应的平衡常数表达式为________ 。
(2)在恒温,体积一定的密闭容器中进行该反应,下列能作为达到平衡的标志的是________ 。
a.气体的平均分子量不变 b.系统的压强不变
c.气体密度不变 d.
(3)如果改变某种条件,平衡向正反应方向移动,则平衡常数K值________ (填编号)。
a.一定增大 b.一定减小 c.可能增大 d.可能减小 e.可能不变
(4)该反应的逆反应速率与时间的变化如图所示,不改变各物质的投入量,、时刻都只改变了一个条件,判断改变的条件:________ ,________ 。
(5)在一定温度下,氢气浓度随时间变化如图所示,时,压缩容器的体积至原来的一半,时重新达到平衡,画出内氢气的浓度随时间变化的图象________ 。
(6)向密闭容器充入和,一定条件下发生上述反应,末测得气体的物质的量减少了20%,则内的平均反应速率为________ 。
(1)该反应的平衡常数表达式为
(2)在恒温,体积一定的密闭容器中进行该反应,下列能作为达到平衡的标志的是
a.气体的平均分子量不变 b.系统的压强不变
c.气体密度不变 d.
(3)如果改变某种条件,平衡向正反应方向移动,则平衡常数K值
a.一定增大 b.一定减小 c.可能增大 d.可能减小 e.可能不变
(4)该反应的逆反应速率与时间的变化如图所示,不改变各物质的投入量,、时刻都只改变了一个条件,判断改变的条件:
(5)在一定温度下,氢气浓度随时间变化如图所示,时,压缩容器的体积至原来的一半,时重新达到平衡,画出内氢气的浓度随时间变化的图象
(6)向密闭容器充入和,一定条件下发生上述反应,末测得气体的物质的量减少了20%,则内的平均反应速率为
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【推荐3】汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。为减轻大气污染,人们提出通过以下反应来处理汽车尾气:
(1)已知:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=-746.5KJ/mol(条件为使用催化剂)
2C (s)+O2(g)2CO(g) △H=-221.0KJ/mol
C (s)+O2(g)CO2(g) △H=-393.5KJ/mol
则N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=________ kJ·mol-1。
(2)T℃下,在一容积不变的密闭容器中,通入一定量的NO和CO,用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表
则c1合理的数值为______ (填字母标号)。
A.4.20 B.4.00 C.3.50 D.2.50
(3)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如下图所示:
则曲线I对应的实验编号为_______ 。
(4)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
①实验组①中以v(CO2)表示的反应速率为________________ 。
②若a=2,b=1,则c=______ ,达平衡时实验组②中H2O(g)和实验组③中CO的转化率的关系为:α2 (H2O)____ α3 (CO)(填“<”、“>”或“=”)。
(5)CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准,该分析仪的工作原理类似于燃料电池,其中电解质是氧化钇(Y2O3)和氧化锆(ZrO2)晶体,能传导O2-。
①则负极的电极反应式为________________ 。
②以上述电池为电源,通过导线连接成图一。若X、Y为石墨,a为2L 0.1mol/L KCl溶液,写出电解总反应的离子方程式_____________________________ 。电解一段时间后,取25mL上述电解后的溶液,滴加0.4mol/L醋酸得到图二曲线(不考虑能量损失和气体溶于水,溶液体积变化忽略不计)。根据图二计算,上述电解过程中消耗一氧化碳的质量为__________ g。
(1)已知:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=-746.5KJ/mol(条件为使用催化剂)
2C (s)+O2(g)2CO(g) △H=-221.0KJ/mol
C (s)+O2(g)CO2(g) △H=-393.5KJ/mol
则N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=
(2)T℃下,在一容积不变的密闭容器中,通入一定量的NO和CO,用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
C(NO)10-4 mol/L | 10.0 | 4.50 | C1 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
C(CO)10-3 mol/L | 3.60 | 3.05 | C2 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
A.4.20 B.4.00 C.3.50 D.2.50
(3)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如下图所示:
实验 编号 | T/°C | NO初始浓 度/10-3mol•L-1 | CO初始浓 度/10-3mol•L-1 | 催化剂的比表面积/m2•g-1 |
① | 350 | 1.20 | 5.80 | 124 |
② | 280 | 1.20 | 5.80 | 124 |
③ | 280 | 1.20 | 5.80 | 82 |
则曲线I对应的实验编号为
(4)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
H2O | CO | CO | H2 | |||
① | 650 | 2 | 4 | 2.4 | 1.6 | 5 |
② | 900 | 1 | 2 | 1.6 | 0.4 | 3 |
③ | 900 | a | b | c | d | t |
②若a=2,b=1,则c=
(5)CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准,该分析仪的工作原理类似于燃料电池,其中电解质是氧化钇(Y2O3)和氧化锆(ZrO2)晶体,能传导O2-。
①则负极的电极反应式为
②以上述电池为电源,通过导线连接成图一。若X、Y为石墨,a为2L 0.1mol/L KCl溶液,写出电解总反应的离子方程式
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(0.4)
【推荐1】磷酸是重要的化学试剂和工业原料。回答下列问题:
(1)已知:25℃时,磷酸和氢氟酸的电离常数如下表所示。
向NaF溶液中滴加少量溶液,反应的离子方程式为___________ 。
(2)已知:
Ⅰ. CaO(s)+H2SO4(l)CaSO4(s)+H2O(l)
Ⅱ.
①工业上用和硫酸反应制备磷酸的热化学方程式为___________ 。
②一定条件下,在密闭容器中只发生反应Ⅱ,达到平衡后缩小容器容积,HF的平衡转化率___________ (填“增大”“减小”“不变”,下同);HF的平衡浓度___________ 。
(3)工业上用磷尾矿制备时生成的副产物CO可用于制备,原理为
①一定温度下,向10L密闭容器中充入0.5molCO和,2min达到平衡时,测得0~2min内用表示的反应速率,则CO的平衡转化率___________ ,该反应的平衡常数K=___________ 。
②在压强不变的密闭容器中发生上述反应,设起始的,CO的平衡体积分数与温度(T)的关系如图所示。
则:该反应的___________ 0(填“>”“<”或“=”,下同),a___________ 1。
(1)已知:25℃时,磷酸和氢氟酸的电离常数如下表所示。
物质 | ||
电离常数 |
(2)已知:
Ⅰ. CaO(s)+H2SO4(l)CaSO4(s)+H2O(l)
Ⅱ.
①工业上用和硫酸反应制备磷酸的热化学方程式为
②一定条件下,在密闭容器中只发生反应Ⅱ,达到平衡后缩小容器容积,HF的平衡转化率
(3)工业上用磷尾矿制备时生成的副产物CO可用于制备,原理为
①一定温度下,向10L密闭容器中充入0.5molCO和,2min达到平衡时,测得0~2min内用表示的反应速率,则CO的平衡转化率
②在压强不变的密闭容器中发生上述反应,设起始的,CO的平衡体积分数与温度(T)的关系如图所示。
则:该反应的
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(0.4)
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【推荐2】汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。为减轻大气污染,人们提出通过以下反应来处理汽车尾气:
(1)已知:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=-746.5KJ/mol(条件为使用催化剂)
2C (s)+O2(g)2CO(g) △H=-221.0KJ/mol
C (s)+O2(g)CO2(g) △H=-393.5KJ/mol
则N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=________ kJ·mol-1。
(2)T℃下,在一容积不变的密闭容器中,通入一定量的NO和CO,用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表
则c1合理的数值为______ (填字母标号)。
A.4.20 B.4.00 C.3.50 D.2.50
(3)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如下图所示:
则曲线I对应的实验编号为_______ 。
(4)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
①实验组①中以v(CO2)表示的反应速率为________________ 。
②若a=2,b=1,则c=______ ,达平衡时实验组②中H2O(g)和实验组③中CO的转化率的关系为:α2 (H2O)____ α3 (CO)(填“<”、“>”或“=”)。
(5)CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准,该分析仪的工作原理类似于燃料电池,其中电解质是氧化钇(Y2O3)和氧化锆(ZrO2)晶体,能传导O2-。
①则负极的电极反应式为________________ 。
②以上述电池为电源,通过导线连接成图一。若X、Y为石墨,a为2L 0.1mol/L KCl溶液,写出电解总反应的离子方程式_____________________________ 。电解一段时间后,取25mL上述电解后的溶液,滴加0.4mol/L醋酸得到图二曲线(不考虑能量损失和气体溶于水,溶液体积变化忽略不计)。根据图二计算,上述电解过程中消耗一氧化碳的质量为__________ g。
(1)已知:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=-746.5KJ/mol(条件为使用催化剂)
2C (s)+O2(g)2CO(g) △H=-221.0KJ/mol
C (s)+O2(g)CO2(g) △H=-393.5KJ/mol
则N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=
(2)T℃下,在一容积不变的密闭容器中,通入一定量的NO和CO,用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
C(NO)10-4 mol/L | 10.0 | 4.50 | C1 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
C(CO)10-3 mol/L | 3.60 | 3.05 | C2 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
A.4.20 B.4.00 C.3.50 D.2.50
(3)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如下图所示:
实验 编号 | T/°C | NO初始浓 度/10-3mol•L-1 | CO初始浓 度/10-3mol•L-1 | 催化剂的比表面积/m2•g-1 |
① | 350 | 1.20 | 5.80 | 124 |
② | 280 | 1.20 | 5.80 | 124 |
③ | 280 | 1.20 | 5.80 | 82 |
则曲线I对应的实验编号为
(4)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
H2O | CO | CO | H2 | |||
① | 650 | 2 | 4 | 2.4 | 1.6 | 5 |
② | 900 | 1 | 2 | 1.6 | 0.4 | 3 |
③ | 900 | a | b | c | d | t |
②若a=2,b=1,则c=
(5)CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准,该分析仪的工作原理类似于燃料电池,其中电解质是氧化钇(Y2O3)和氧化锆(ZrO2)晶体,能传导O2-。
①则负极的电极反应式为
②以上述电池为电源,通过导线连接成图一。若X、Y为石墨,a为2L 0.1mol/L KCl溶液,写出电解总反应的离子方程式
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(0.4)
解题方法
【推荐3】与在固载金属催化剂(M)上可发生以下反应:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
反应ⅲ:……
可能的机理如图所示:
(1)写出反应ⅲ的化学方程式:___________ 。
(2)已知298K时下列几种物质的标准生成焓。
[在标态和T(K)条件下由指定单质生成1mol某种物质的焓变]
则反应ⅱ的___________ 。
(3)向一装有催化剂的反应容器中通入和,维持体系压强为p MPa,只发生反应ⅰ和ⅱ,测得不同投料比下的平衡转化率随温度变化的曲线如图甲所示;时,HCHO和HCOOH的选择性随温度的变化曲线如图乙所示。
已知:物质B的选择性
①图甲中x___________ (填“>”、“<”或“=”)3,理由是___________ 。
②下列说法正确的是___________ (填标号)。
A.当容器中气体密度不再变化时,体系处于平衡状态
B.体系达平衡时,若分离出部分,反应ⅱ的平衡常数值将增大
C.若充入稀有气体,体系重新达平衡时HCHO的物质的量会减少
D.升高温度,反应ⅰ的增大,减小
③P点对应的体系中消耗了2.7mol ,则体系中充入的___________ mol,此时反应ⅰ的平衡常数___________ 。(列出计算式即可)为以分+压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
反应ⅰ:
反应ⅱ:
反应ⅲ:……
可能的机理如图所示:
(1)写出反应ⅲ的化学方程式:
(2)已知298K时下列几种物质的标准生成焓。
[在标态和T(K)条件下由指定单质生成1mol某种物质的焓变]
物质 | (g) | (g) | HCHO(g) | (g) |
标准生成焓/ | -393.5 | -242 | -115.9 | 0 |
(3)向一装有催化剂的反应容器中通入和,维持体系压强为p MPa,只发生反应ⅰ和ⅱ,测得不同投料比下的平衡转化率随温度变化的曲线如图甲所示;时,HCHO和HCOOH的选择性随温度的变化曲线如图乙所示。
已知:物质B的选择性
①图甲中x
②下列说法正确的是
A.当容器中气体密度不再变化时,体系处于平衡状态
B.体系达平衡时,若分离出部分,反应ⅱ的平衡常数值将增大
C.若充入稀有气体,体系重新达平衡时HCHO的物质的量会减少
D.升高温度,反应ⅰ的增大,减小
③P点对应的体系中消耗了2.7mol ,则体系中充入的
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