氮元素有多种化合物。生产生活中氨及铵盐有重要用途,而汽车尾气中含有的 NO、NO2因有害则应降低其排放。回答下列问题:
(1)在 20℃ 时,已知:
①N2(g)+O2(g)⇌2NO(g) 正、逆反应活化能分别为 akJ•mol-1、bkJ•mol-1
②4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(l) 正、逆反应活化能分别为 ckJ•mol-1、dkJ•mol-1
则 4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(l)的△H 为__________________ 。
(2)10.0L 的密闭容器中,按物质的量比 1:3 投入氮气和氢气,发生反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H <0,用传感器测得温度为 T1、T2时容器中 n(N2)随时间变化如下表:
①T1 时,该反应的平衡常数为_________ (用最简分数表示);
②x_______________ 0.06(填“>”、“<”或“=”),原因是____________________ 。
(3)汽车排气管装有三元催化剂装置,在催化剂表面通过发生吸附、解吸消除 CO、NO 等污染物。反应机理如下[Pt(s)表示催化剂,右上角带“*”表示吸附状态]:
I NO+Pt(s)=NO* II CO+Pt(s)=CO*
III NO*=N*+O* IV CO*+O*=CO2+Pt(s)
V N*+N*=N2+Pt(s) VI NO*+N*=N2O+Pt(s)
经测定汽车尾气中反应物及生成物浓度随温度变化的关系如图一和图二所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/3/2649866725466112/2650701220945920/STEM/eb012ad9e041442ba15cd84a7d9dff17.png?resizew=472)
①图一中,温度为330℃时发生的主要反应为____ (填“IV”、“V”或“VI”);反应VI为____ 反应(填“放热”或“吸热”)。
②图二中,温度从Ta升至Tb的过程中,反应物浓度急剧减小的主要原因是___ 。
③已知气体在固体催化剂表面反应中,吸附和解吸过程同时影响总反应速率。温度一定时,反应2NO+2CO
N2+2CO2的总反应速率随压强的变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/3/2649866725466112/2650701220945920/STEM/ca1b21356c384fc3aa2144a1b7696957.png?resizew=136)
结合(3)中反应机理,解释 bc 段化学反应速率下降的原因____ 。
(1)在 20℃ 时,已知:
①N2(g)+O2(g)⇌2NO(g) 正、逆反应活化能分别为 akJ•mol-1、bkJ•mol-1
②4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(l) 正、逆反应活化能分别为 ckJ•mol-1、dkJ•mol-1
则 4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(l)的△H 为
(2)10.0L 的密闭容器中,按物质的量比 1:3 投入氮气和氢气,发生反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H <0,用传感器测得温度为 T1、T2时容器中 n(N2)随时间变化如下表:
![]() | 0 | 5 min | 10 min | 15 min | 20min |
T1 | 0.1mol | 0.08 mol | 0.062 mol | 0.05 mol | 0.05 mol |
T2 | 0.1 mol | 0.07 mol | - | x mol | 0.06 mol |
②x
(3)汽车排气管装有三元催化剂装置,在催化剂表面通过发生吸附、解吸消除 CO、NO 等污染物。反应机理如下[Pt(s)表示催化剂,右上角带“*”表示吸附状态]:
I NO+Pt(s)=NO* II CO+Pt(s)=CO*
III NO*=N*+O* IV CO*+O*=CO2+Pt(s)
V N*+N*=N2+Pt(s) VI NO*+N*=N2O+Pt(s)
经测定汽车尾气中反应物及生成物浓度随温度变化的关系如图一和图二所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/3/2649866725466112/2650701220945920/STEM/eb012ad9e041442ba15cd84a7d9dff17.png?resizew=472)
①图一中,温度为330℃时发生的主要反应为
②图二中,温度从Ta升至Tb的过程中,反应物浓度急剧减小的主要原因是
③已知气体在固体催化剂表面反应中,吸附和解吸过程同时影响总反应速率。温度一定时,反应2NO+2CO
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/3/2649866725466112/2650701220945920/STEM/ca1b21356c384fc3aa2144a1b7696957.png?resizew=136)
结合(3)中反应机理,解释 bc 段化学反应速率下降的原因
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更新时间:2021-02-04 10:48:21
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【推荐1】甲醚(D.ME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1=-90.7kJ·mol-1
②2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)则反应3H2(g)+3CO(g)
CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=___ kJ·mol-1。
(2)反应②达平衡后采取下列措施,能提高CH3OCH3产率的有___ (填字母,下同)。
A.升高温度 B.加入CH3OH C.增大压强 D.使用催化剂 E.移出H2O
(3)以下说法能说明反应3H2(g)+3CO(g)
CH3OCH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的有___ 。
A.H2和CO2的浓度之比为3∶1
B.单位时间内断裂3个H—H同时断裂1个C=O
C.恒温恒容条件下,气体的密度保持不变
D.恒温恒压条件下,气体的平均摩尔质量保持不变
E.绝热体系中,体系的温度保持不变
(4)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)
2CO(g)。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/20/f7291921-decd-4f22-ab4d-8ce7732ae1b9.png?resizew=382)
①请写出该反应的平衡常数的表达式:K=___ ,该反应ΔH___ (填“>”“<”或“=”)0。
②550℃时,平衡后若充入惰性气体,平衡___ (填“正移”“逆移”或“不移动”)。650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为___ (保留2位有效数字)。
①CO(g)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
②2CH3OH(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
③CO(g)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
回答下列问题:
(1)则反应3H2(g)+3CO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
(2)反应②达平衡后采取下列措施,能提高CH3OCH3产率的有
A.升高温度 B.加入CH3OH C.增大压强 D.使用催化剂 E.移出H2O
(3)以下说法能说明反应3H2(g)+3CO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
A.H2和CO2的浓度之比为3∶1
B.单位时间内断裂3个H—H同时断裂1个C=O
C.恒温恒容条件下,气体的密度保持不变
D.恒温恒压条件下,气体的平均摩尔质量保持不变
E.绝热体系中,体系的温度保持不变
(4)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
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①请写出该反应的平衡常数的表达式:K=
②550℃时,平衡后若充入惰性气体,平衡
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解答题-原理综合题
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【推荐2】对温室气体二氧化碳的处理是化学工作者实现“碳中和”重点研究的课题。
Ⅰ.回答下列问题。
(1)
,在恒容密闭容器中由
催化氢化合成
。如图为不同投料比
时某反应物
的平衡转化率变化曲线。反应物
是___________ (填“
”或“
”)。
Ⅱ.一种新的循环利用方案是用Bosch反应![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c7f386a2fabf4a8b05be4eef74968315.png)
(2)①已知:
和
的生成焓为
和
。则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41a0c6971b36d0629239b4e185ecad3a.png)
___________
(生成焓是一定条件下,由其对应最稳定单质生成
化合物时的反应热)。
②有利于Bosch反应自发进行的条件是___________ (填“高温”或“低温”)。
③Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是___________ 。
(3)
时,向体积为
的恒容密闭容器中通入
和
发生Bosch反应。若反应起始和平衡时温度相同(均为
),测得反应过程中压强随时间的变化如表所示:
①
时Bosch反应的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/75bbf44099ea991d7a0538e2c3b1ec99.png)
___________ (用含
的代数式表示,
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:
(k是速率常数,只与温度有关)。
时,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8ed21bf093fd2f1f3675c41e14a6e510.png)
___________
(填“>”“<”或“=”)。
Ⅰ.回答下列问题。
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09e501fedb743655b5418b42ab79d6e3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d44074982980cd8e0e9d474bb88195de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/493f5db5138c39baf24085c75d8c62d9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/674e31dbbc3c338972a2fa85d588afae.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/674e31dbbc3c338972a2fa85d588afae.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/19/6dd4adee-43d4-4775-aa3b-0845208bc386.png?resizew=228)
Ⅱ.一种新的循环利用方案是用Bosch反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c7f386a2fabf4a8b05be4eef74968315.png)
(2)①已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c299424fab47049e993bd886d5cd7a36.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f6287dab91a4428da92c3ce8f5550973.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/826a401fec16709e7e0e1374bf256942.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41a0c6971b36d0629239b4e185ecad3a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/17ac68c255ad454565a22fca2d29ac35.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/26edabbe2c43af4e74203ad34c4eff2d.png)
②有利于Bosch反应自发进行的条件是
③Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是
(3)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1daa1ba2f8bfbf3cd322db6023c560d0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c424e9f778fdc2a13a59898ab0ccbbe3.png)
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时间![]() | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
压强 | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2468403b3eba9e40bfa36f464e927738.png)
②Bosch反应的速率方程:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b84f955c02f6e45b27879206aad1dff6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a628160b971aca3528d447882fa45fe.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8ed21bf093fd2f1f3675c41e14a6e510.png)
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】尿素(NH2CONH2)又称碳酰胺,是含氮量高的氮肥。工业上利用二氧化碳和氨气在一定条件下合成尿素,涉及的反应如下
反应I:2NH3(g)+CO2(g)
H2NCOONH4(s)(氨基甲酸铵) ΔH1=-272kJ·mol-1
反应II:H2NCOONH4(s)
NH2CONH2(s)+H2O(g) ΔH2=+138kJ·mol-1
请回答:
(1)写出二氧化碳和氨气合成尿素的总热化学方程式___ ,该反应自发进行的条件是___ (填“低温”、“高温”或“任意条件”
(2)尿素(NH2CONH2)是一种重要的化工产品,有很多用途。化工生产中利用尿素溶液可吸收尾气中的氯气,生成两种无污染气体,其中一种气体是空气的主要成分,且溶液pH明显降低,该反应的化学方程式___ 。
(3)某实验小组在一恒容密闭容器中通入物质的量之比为1∶1的NH3和CO2模拟工业上合成尿素,下列在不同温度下,反应相同时间时CO2的体积分数随温度变化的图象中,较为合理的是__ 。
A.
B.
C.
D.
(4)合成氨工业先驱哈伯(P·Haber)利用N2和H2在Fe催化作用下最早人工合成氨气,反应为:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH(298K)=-92.4kJ·mol-1
①写出该反应的平衡常数表达式K=____ 。
②关于合成氨工艺的下列说法,正确的是___ 。
A.当温度,压强一定时,在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率
B.降低温度,能使平衡向正反应方向进行,且平衡常数不变
C.合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零
D.分离空气可得N2,通过天然气和水蒸气转化可得H2,原料气须经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故的发生
(5)CO2是合成尿素的原料,但水泥厂生产时排放出大量的CO2。华盛顿大学的研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时CO2零排放,电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸钠,其基本原理如图所示,阴极反应式为3CO2+4e-=C+2CO32-,则阳极的电极反应式___ 。
反应I:2NH3(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
反应II:H2NCOONH4(s)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
请回答:
(1)写出二氧化碳和氨气合成尿素的总热化学方程式
(2)尿素(NH2CONH2)是一种重要的化工产品,有很多用途。化工生产中利用尿素溶液可吸收尾气中的氯气,生成两种无污染气体,其中一种气体是空气的主要成分,且溶液pH明显降低,该反应的化学方程式
(3)某实验小组在一恒容密闭容器中通入物质的量之比为1∶1的NH3和CO2模拟工业上合成尿素,下列在不同温度下,反应相同时间时CO2的体积分数随温度变化的图象中,较为合理的是
A.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/23/b733392f-5785-4872-97e6-03ad86c6f425.png?resizew=120)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/23/d4ab7ae4-3c8d-468c-9f6e-e1eb1f0f6fad.png?resizew=124)
C.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/23/80966b27-a790-4be4-beba-7a994d3822a5.png?resizew=120)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/23/e2239612-36eb-4eb6-8e9e-7f7c3caf8aee.png?resizew=140)
(4)合成氨工业先驱哈伯(P·Haber)利用N2和H2在Fe催化作用下最早人工合成氨气,反应为:N2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
①写出该反应的平衡常数表达式K=
②关于合成氨工艺的下列说法,正确的是
A.当温度,压强一定时,在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率
B.降低温度,能使平衡向正反应方向进行,且平衡常数不变
C.合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零
D.分离空气可得N2,通过天然气和水蒸气转化可得H2,原料气须经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故的发生
(5)CO2是合成尿素的原料,但水泥厂生产时排放出大量的CO2。华盛顿大学的研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时CO2零排放,电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸钠,其基本原理如图所示,阴极反应式为3CO2+4e-=C+2CO32-,则阳极的电极反应式
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/23/173d8686-e2c5-4a7a-bd5e-133041a7e582.png?resizew=182)
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐1】甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,用 Pt/Al2O3、Pd/C、Rh/SiO2作催化剂都可以采用如下反应来合成甲醇:2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)
(1)下表所列数据是各化学键的键能:
则反应
的ΔH=___________ kJ·mol−1(用字母表示)。
(2)三种不同催化剂作用时,CO 的转化率如图1 所示,则最适合作催化剂的是_____ 。某科研小组用 Pd/C 作催化剂。在 450 ℃时,分别研究了[n(H2)∶n(CO)]为 2∶1、3∶1 时CO 转化率的变化情况(图2)。则图 2 中表示 n(H2)∶n(CO)=3∶1 的变化曲线为_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/11/23/2599069960798208/2601105456611328/STEM/0759dd7be6d74e4a9d971176581dddb1.png?resizew=723)
(3)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应,在2 L的恒容密闭容器内充入1 mol CO和2 mol H2,加入合适催化剂后在某温度下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
则从反应开始到20 min时,CO的平均反应速率为_________ ,该温度下的平衡常数K 为_________ 。
(1)下表所列数据是各化学键的键能:
化学键 | H—H | C≡O | C—H | C—O | O—H |
键能/(kJ·mol−1) | a | b | c | d | e |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0836a139f195816acc8bcd7a9bed6514.png)
(2)三种不同催化剂作用时,CO 的转化率如图1 所示,则最适合作催化剂的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/11/23/2599069960798208/2601105456611328/STEM/0759dd7be6d74e4a9d971176581dddb1.png?resizew=723)
(3)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应,在2 L的恒容密闭容器内充入1 mol CO和2 mol H2,加入合适催化剂后在某温度下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
反应时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
压强/MPa | 12.6 | 10.8 | 9.5 | 8.7 | 8.4 | 8.4 |
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】烷烃脱氢制烯烃是化工领域研究的热点过程。在 Pt-Sn/Zn/Al2O3催化作用下丙烷脱氢过程主要反应有:
反应 i:C3H8 (g)⇌C3H6 (g) + H2 (g) △H1= +125 kJ·mol -1
反应 ii:C3H8 (g)+ H2 (g)⇌C2H6(g) + CH4 (g) △H2= -56 kJ·mol -1
......
回答下列问题:
(1)丙烷脱氢过程中,生成的气体产物除 C3H6、C2H6、CH4、H2外,还可能有_____ 。
(2)丙烷脱氢反应 i、ii 的选择性和温度的关系如图所示。1000 K 时丙烷更容易断裂的化学键为_____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/19/299245a6-026d-47f3-bf2c-7e8d321080a8.png?resizew=395)
(3)在 883 K,102 kPa 条件下发生反应 i,其反应速率v正=k正 •P(C3H8), v逆=k逆 •P2(C3H6),该温度下速率常数 k正和 k逆数值分别为 6.0 min-1、1.3×10-3kPa-1·min-1,计算平衡常数 Kp =_____ (保留 1 位小数)。当丙烷与丙烯的物质的量分数相等时,V正=_____ kPa·min-1,此时反应向_____ (填“向正反应进行”、“向逆反应进行”或“达到平衡状态”)。
(4)为研究丙烷脱氢转化率的影响因素,科学家在不同反应器中分别通入一定量的 CO2或水蒸气进行试验:
①恒容条件下,通入 CO2增加了反应 CO2 (g)+ H2 (g)⇌CO(g) + H2O(g) △H3<0。通入CO2能提高丙烷脱氢转化率的原因是_____ 。
②恒压条件下,按不同水烃比 M=n(H2O)/n(C3H8)进行实验,丙烷的平衡转化率和温度、水烃比的关系如图所示。则 M1、M2、M3由大到小的顺序为_____ 。
反应 i:C3H8 (g)⇌C3H6 (g) + H2 (g) △H1= +125 kJ·mol -1
反应 ii:C3H8 (g)+ H2 (g)⇌C2H6(g) + CH4 (g) △H2= -56 kJ·mol -1
......
回答下列问题:
(1)丙烷脱氢过程中,生成的气体产物除 C3H6、C2H6、CH4、H2外,还可能有
(2)丙烷脱氢反应 i、ii 的选择性和温度的关系如图所示。1000 K 时丙烷更容易断裂的化学键为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/19/299245a6-026d-47f3-bf2c-7e8d321080a8.png?resizew=395)
(3)在 883 K,102 kPa 条件下发生反应 i,其反应速率v正=k正 •P(C3H8), v逆=k逆 •P2(C3H6),该温度下速率常数 k正和 k逆数值分别为 6.0 min-1、1.3×10-3kPa-1·min-1,计算平衡常数 Kp =
(4)为研究丙烷脱氢转化率的影响因素,科学家在不同反应器中分别通入一定量的 CO2或水蒸气进行试验:
①恒容条件下,通入 CO2增加了反应 CO2 (g)+ H2 (g)⇌CO(g) + H2O(g) △H3<0。通入CO2能提高丙烷脱氢转化率的原因是
②恒压条件下,按不同水烃比 M=n(H2O)/n(C3H8)进行实验,丙烷的平衡转化率和温度、水烃比的关系如图所示。则 M1、M2、M3由大到小的顺序为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/29/937e81fc-594c-4ae1-ba55-932d28304fea.png?resizew=389)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐3】尿素[CO(NH2)2][s]是首个由无机物人工合成的有机物。
(1)在尿素合成塔中发生的反应可表示为2NH3(g)+CO2(g)
NH2COONH4(l)
H1=-119.2 kJ∙mol-1;NH2COONH4(l)
CO(NH2)2(s)+H2O(g)
H2=+15.5kJ∙mol-1,已知第一步反应为快速反应,第二步反应为慢速反应,则2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(g)
H3=___________ kJ∙mol-1,下列图象能表示尿素合成塔中发生反应的能量变化历程的是___________ (填标号)。
A .
B.
C.
D.![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/5/7/a6f130d1-686b-41b7-b48b-5baf781321f9.png?resizew=133)
(2)T℃,在2L的密闭容器中,通入2molNH3和1molCO2,保持体积不变,发生反应,2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(g),10min时反应刚好达到平衡。测得起始压强为平衡时压强的1.5倍,则:
①NH3的平衡转化率为___________ 。
②能说明上述反应达到平衡状态的是___________ (填标号)。
A.n(CO2):n(NH3)=1:2
B.混合气体的密度不再发生变化
C.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
D.单位时间内消耗2molNH3,同时生成1molH2O
(3)一定温度下,某恒容密闭容器中发生反应2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(g),若原料气中
=m,测得m与CO2的平衡转化率(α)的关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/5/7/0e5e656a-3774-480d-8efe-9b2bbca32145.png?resizew=241)
若平衡时A点容器内总压强为
,则上述反应的平衡常数Kp=___________
。(用平衡分压代平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(1)在尿素合成塔中发生的反应可表示为2NH3(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7ec4b4a628ce4482e16a3edc2953fc8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7ec4b4a628ce4482e16a3edc2953fc8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7ec4b4a628ce4482e16a3edc2953fc8.png)
A .
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/5/7/9943ac27-481b-4c12-8c97-fe2f193d1774.png?resizew=130)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/5/7/e7b1b32c-25fe-4a78-a26e-b810afc2ba0e.png?resizew=128)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/5/7/5426a782-32ea-46fa-9697-c290fce37df6.png?resizew=122)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/5/7/a6f130d1-686b-41b7-b48b-5baf781321f9.png?resizew=133)
(2)T℃,在2L的密闭容器中,通入2molNH3和1molCO2,保持体积不变,发生反应,2NH3(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
①NH3的平衡转化率为
②能说明上述反应达到平衡状态的是
A.n(CO2):n(NH3)=1:2
B.混合气体的密度不再发生变化
C.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
D.单位时间内消耗2molNH3,同时生成1molH2O
(3)一定温度下,某恒容密闭容器中发生反应2NH3(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/36be2e6fe4091e15ccf33e625dd0a51c.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/5/7/0e5e656a-3774-480d-8efe-9b2bbca32145.png?resizew=241)
若平衡时A点容器内总压强为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c21d87fdcad2d7cc16f4c834df01eb72.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/83290652acf616274d3c362b4ff93e09.png)
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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1】为减小煤炭对环境的污染,工业上将煤炭与空气和水蒸气反应,得到工业的原料气。回答下列问题:
(1)已知:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6c1cd7c146d9ba904aafe7906a1d33f1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e456585ed4d9c2fb7a5382b43eeb48ab.png)
①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1143404b19113bb24f9cc5f87fad59b1.png)
___________
。
②其他条件不变,随着温度的下降,气体中
与
的物质的量之比___________ (填标号)。
A.不变 B.增大 C.减小 D.无法判断
(2)为得到更多的氢气原料,工业上的一氧化碳变换反应:
。
①一定温度下,向密闭容器中加入等量的一氧化碳和水蒸气,总压强为
。反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数
总压):
、
,则反应用平衡分压代替平衡浓度的平衡常数
的数值为___________ 。
②生产过程中,为了提高变换反应的速率,下列措施中合适的是___________ (填标号)。
A.反应温度越高越好 B.通入一定量的氮气
C.选择合适的催化剂 D.适当提高反应物压强
③以固体催化剂M催化变换反应,若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离,反应过程如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/3/136e6e4a-063b-47ea-91bc-41a210673c2e.png?resizew=354)
用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理):步骤Ⅰ:________ ;步骤Ⅱ:_______ 。
(3)制备水煤气反应的反应原理:
。在工业生产水煤气时,通常交替通入适量的空气和水蒸气与煤炭反应,其理由是___________ 。
(1)已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6c1cd7c146d9ba904aafe7906a1d33f1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e456585ed4d9c2fb7a5382b43eeb48ab.png)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1143404b19113bb24f9cc5f87fad59b1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
②其他条件不变,随着温度的下降,气体中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
A.不变 B.增大 C.减小 D.无法判断
(2)为得到更多的氢气原料,工业上的一氧化碳变换反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0455570c53ed733dc3dbd66f3e8c89c5.png)
①一定温度下,向密闭容器中加入等量的一氧化碳和水蒸气,总压强为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b3a3bdde27fd25a47945914d5d05d52f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2468403b3eba9e40bfa36f464e927738.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/77827df8988f01fb64df5330715a3b41.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3b5e00e81dafa210a0c4ab9eec587f87.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/febe6ae46e15c2df1772464535e1ce23.png)
②生产过程中,为了提高变换反应的速率,下列措施中合适的是
A.反应温度越高越好 B.通入一定量的氮气
C.选择合适的催化剂 D.适当提高反应物压强
③以固体催化剂M催化变换反应,若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离,反应过程如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/3/136e6e4a-063b-47ea-91bc-41a210673c2e.png?resizew=354)
用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理):步骤Ⅰ:
(3)制备水煤气反应的反应原理:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4b36277e4aff038ca81d0e0623f03e1.png)
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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2】我国提出争取在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。当前,科学家成功利用CO2和H2合成了CH3CH2OH、CH3OH,这对节能减排、降低碳排放具有重大意义。回答下列问题:
(1)一定压强下,测得某密闭容器中由CO2和H2制备CH3CH2OH的实验数据中,起始投料比、温度与CO2转化率的关系如图所示。
已知:2CO2(g)+6H2(g)
CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH。
①每生成0.2molCH3CH2OH产生的热量为akJ(a为正值),则ΔH=___________ kJ·mol-1(用含a的代数式表示)。
②在上述条件下,发生该反应适宜的温度为___________ (填“500”、“600”、“700”或“800”)K,判断的理由为___________ 。
③某温度下,向2L恒容密闭容器中充入2molH2和1molCO2,2min末反应达到平衡,此时测得反应前后的总压强之比为5:3,则CO2的平衡转化率为___________ ,0~2min内,v(CH3CH2OH)=___________ mol·L-1·min-1。
(2)对于CO2和H2合成CH3CH2OH的反应,下列说法正确的是___________ (填字母)。
a.混合气体的平均相对分子质量不再发生改变时,该反应达到平衡
b.加入合适的催化剂,正、逆反应速率均增大,同时CH3CH2OH的产率也提高
c.H2的物质的量分数不再发生改变时,该反应达到平衡
d.增大压强,可提高CO2的转化率,同时平衡常数也增大
(3)将2molCO2和6molH2充入密闭容器中发生反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49kJ·mol-1,测得CO2的平衡转化率随温度、压强的变化如图所示。
①X1___________ (填“>”、“=”或“<”)X2。
②若M点对应平衡压强为10MPa,则对应的平衡常数KP=___________ (精确到0.01,Kp为以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)。
(1)一定压强下,测得某密闭容器中由CO2和H2制备CH3CH2OH的实验数据中,起始投料比、温度与CO2转化率的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/4/17a3e5f0-c252-41a8-911a-6cb1cb32ac40.png?resizew=333)
已知:2CO2(g)+6H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
①每生成0.2molCH3CH2OH产生的热量为akJ(a为正值),则ΔH=
②在上述条件下,发生该反应适宜的温度为
③某温度下,向2L恒容密闭容器中充入2molH2和1molCO2,2min末反应达到平衡,此时测得反应前后的总压强之比为5:3,则CO2的平衡转化率为
(2)对于CO2和H2合成CH3CH2OH的反应,下列说法正确的是
a.混合气体的平均相对分子质量不再发生改变时,该反应达到平衡
b.加入合适的催化剂,正、逆反应速率均增大,同时CH3CH2OH的产率也提高
c.H2的物质的量分数不再发生改变时,该反应达到平衡
d.增大压强,可提高CO2的转化率,同时平衡常数也增大
(3)将2molCO2和6molH2充入密闭容器中发生反应:CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/4/223c58a8-2ea0-41ad-9aa2-be964179d9e9.png?resizew=193)
①X1
②若M点对应平衡压强为10MPa,则对应的平衡常数KP=
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】铟(In)与Al同主族,是一种稀散金属,广泛应用于电子半导体、光纤通信等领域。以炼锌得到的硬锌粗渣(含有Zn、ZnO、ZnS、In、InSb等)为原料提取单质铟并制备ZnSO4·7H2O的工艺流程如图所示。请回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/21/98fa87b1-094d-4270-9f76-988005441b18.png?resizew=638)
已知:① 当c(H2SO4)<0.16 mol·L-1时,铟的浸出率几乎为0
②常温下,Ksp[In(OH)3]=1.3×10-37
(1)硬锌粗渣浸出前需进行球磨成粉,其原因是___________ 。
(2)操作Ⅱ的名称为___________ (填字母)。
A.过滤 B.蒸馏 C.干馏 D.萃取分液
操作Ⅰ为___________ ,过滤、洗涤、干燥。
(3)“氧化浸出”过程中,浓硝酸可将InSb(Sb为-3价)转化为In2O3和Sb2O3,同时释放出红棕色气体,则该反应化学方程式为___________ 。
(4)H2O2、NaClO3和HNO3均可作“氧化浸出”时的氧化剂,三种物质中只含有极性共价键的物质是___________ ;“氧化浸出”过程中,若分别使用H2O2、NaClO3作氧化剂,转移电子的数目相同时,则消耗二者的物质的量之比为___________ 。
(5)常温下,在0.1 mol·L-1的In2(SO4)3溶液中存在平衡:In3+(aq)+ 3H2O(1)
In(OH)3(s)+3H+(aq),则该反应的化学平衡常数K=___________ 。(计算结果保留两位有效数字)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/21/98fa87b1-094d-4270-9f76-988005441b18.png?resizew=638)
已知:① 当c(H2SO4)<0.16 mol·L-1时,铟的浸出率几乎为0
②常温下,Ksp[In(OH)3]=1.3×10-37
(1)硬锌粗渣浸出前需进行球磨成粉,其原因是
(2)操作Ⅱ的名称为
A.过滤 B.蒸馏 C.干馏 D.萃取分液
操作Ⅰ为
(3)“氧化浸出”过程中,浓硝酸可将InSb(Sb为-3价)转化为In2O3和Sb2O3,同时释放出红棕色气体,则该反应化学方程式为
(4)H2O2、NaClO3和HNO3均可作“氧化浸出”时的氧化剂,三种物质中只含有极性共价键的物质是
(5)常温下,在0.1 mol·L-1的In2(SO4)3溶液中存在平衡:In3+(aq)+ 3H2O(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
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