氨气是基础有机合成工业和化肥工业的重要原料。
(1)诺贝尔奖获得者埃特尔提出了合成氨反应吸附解离的机理,通过实验测得合成氨势能如图所示:
在合成氨吸附解离的过程中,下列状态最稳定的是___________ (填选项)。
A. B.NH3(g) C.NH(ad)+2H(ad) D.N(ad)+3H(ad)
其中,NH3(ad) NH3(g) ∆H=___________ kJ·mol-1,若要使该平衡正向移动,可采取的措施是___________ (填选项)。
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强
(2)在上述实验条件下,向一密闭容器中通入 1molN2和 3molH2充分反应,达到平衡时放出 46kJ 热量,计算该条件下 H2的转化率___________ 。
(3)在 t ℃、压强为 3.6 MPa 条件下,向一恒压密闭容器中通入氢氮比[c(H2):c(N2)] 为 3 的混合气体,体系中气体的含量与时间变化关系如图所示:
反应 20 min 达到平衡,试求 0~20 min 内氨气的平均反应速率 v(NH3)=___________ MPa·min-1。若起始条件一样,在恒容容器中发生反应,则达到平衡时 H2的含量符合上图中 ___________ 点(填“d”、“e”、“f”或“g”)。
(4)在合成氨工艺中,未反应的气体(含不参与反应的惰性气体)可多次循环使用。当氢氮比[c(H2):c(N2)]为 3 时,平衡时氨气的含量关系式为:ω (NH3)=0.325·KP·P·(1-i ) 2,(KP:平衡常数;P:平衡体系压强;i:惰性气体体积分数)。当温度为 500℃,不含惰性气体时,平衡体系压强为 2.4MPa,氨气的含量为 ω ,若此时增大压强,Kp___________ 将(填“变大”、“变小”或“不变”)。若温度不变,体系中有 20%的惰性气体,欲使平衡时氨气的含量仍为 ω ,应将压强调整至___________ MPa。
(1)诺贝尔奖获得者埃特尔提出了合成氨反应吸附解离的机理,通过实验测得合成氨势能如图所示:
在合成氨吸附解离的过程中,下列状态最稳定的是
A. B.NH3(g) C.NH(ad)+2H(ad) D.N(ad)+3H(ad)
其中,NH3(ad) NH3(g) ∆H=
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强
(2)在上述实验条件下,向一密闭容器中通入 1molN2和 3molH2充分反应,达到平衡时放出 46kJ 热量,计算该条件下 H2的转化率
(3)在 t ℃、压强为 3.6 MPa 条件下,向一恒压密闭容器中通入氢氮比[c(H2):c(N2)] 为 3 的混合气体,体系中气体的含量与时间变化关系如图所示:
反应 20 min 达到平衡,试求 0~20 min 内氨气的平均反应速率 v(NH3)=
(4)在合成氨工艺中,未反应的气体(含不参与反应的惰性气体)可多次循环使用。当氢氮比[c(H2):c(N2)]为 3 时,平衡时氨气的含量关系式为:ω (NH3)=0.325·KP·P·(1-i ) 2,(KP:平衡常数;P:平衡体系压强;i:惰性气体体积分数)。当温度为 500℃,不含惰性气体时,平衡体系压强为 2.4MPa,氨气的含量为 ω ,若此时增大压强,Kp
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更新时间:2021-03-09 16:08:07
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【推荐1】工业上用CO和H2反应制备二甲醚(CH3OCH3)的条件是压力2.0~10.0MPa,温度300℃。设备中进行下列反应,请回答下列问题:
①CO(g)+2H2(B)CH3OH(g)△H=-90.7 kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5 kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=-41.2 kJ/mol
(1)总反应3CO(g)+3H2(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=_____________ 。据此可判断该反应_________________ 条件下自发。
(2)在温度和容积不变的条件下发生反应①,能说明该反应达到平衡状态的依据是_____
a.容器中压强保持不变b.混合气体中c(CO)不变
c.v正(CO)=v逆(H2) d.c(CH3OH)=c(CO)
(3)在2L的容器中加入a mol CH3OH(g)发生反应②,达到平衡后若再加入a mol CH3OH(g)重新达到平衡时,CH3OH的转化率____________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)850℃时在一体积为10 L的容器中通入一定量的CO和H2O(g)发生反应③,CO和H2O(g)浓度变化如图所示。
①0~4 min的平均反应速率,v(CO)=________________ 。
②若温度不变,向该容器中加入4 molCO(g)、2 molH2O(g)、3 mol CO2(g)和3 mol H2(g),起始时v正(CO)______ v逆(H2)(填“<”、“>”或“=”),请结合必要的计算说明理由。________ 。
①CO(g)+2H2(B)CH3OH(g)△H=-90.7 kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-23.5 kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=-41.2 kJ/mol
(1)总反应3CO(g)+3H2(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=
(2)在温度和容积不变的条件下发生反应①,能说明该反应达到平衡状态的依据是
a.容器中压强保持不变b.混合气体中c(CO)不变
c.v正(CO)=v逆(H2) d.c(CH3OH)=c(CO)
(3)在2L的容器中加入a mol CH3OH(g)发生反应②,达到平衡后若再加入a mol CH3OH(g)重新达到平衡时,CH3OH的转化率
(4)850℃时在一体积为10 L的容器中通入一定量的CO和H2O(g)发生反应③,CO和H2O(g)浓度变化如图所示。
①0~4 min的平均反应速率,v(CO)=
②若温度不变,向该容器中加入4 molCO(g)、2 molH2O(g)、3 mol CO2(g)和3 mol H2(g),起始时v正(CO)
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【推荐2】(1)已知下列反应的热化学方程式:
6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l) △H1
2 H2(g)+ O2(g)= 2H2O(g) △H2
C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H3
则反应4C3H5(ONO2)3(l)= 12CO2(g)+10H2O(g) + O2(g) +6N2(g)的△H为__________
(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH
①取一定体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1∶3),加入恒容密闭容器中,发生上述反应反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图1所示,则该反应的ΔH_______ 0(填“>”、“<”或“=”,下同)
②在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示,曲线I、Ⅱ对应的平衡常数关系为KⅠ_____________ KⅡ。
6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l) △H1
2 H2(g)+ O2(g)= 2H2O(g) △H2
C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H3
则反应4C3H5(ONO2)3(l)= 12CO2(g)+10H2O(g) + O2(g) +6N2(g)的△H为
(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH
①取一定体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1∶3),加入恒容密闭容器中,发生上述反应反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图1所示,则该反应的ΔH
②在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示,曲线I、Ⅱ对应的平衡常数关系为KⅠ
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【推荐3】纳米级Fe3O4呈黑色,因其有磁性且粒度小而在磁记录材料、生物功能材料等诸多领域有重要应用,探究其制备和用途意义重大。
(1)还原-沉淀法:①用还原剂Na2SO3将一定量Fe3+可溶盐溶液中的Fe3+还原,使Fe2+和Fe3+的物质的量比为1 : 2。②然后在①所得体系中加入氨水,铁元素完全沉淀形成纳米Fe3O4。写出②过程的离子方程式:__________ 。
(2)电化学法也可制备纳米级Fe3O4,用面积为4 cm2的不锈钢小球(不含镍、铬)为工作电极,铂丝作阴极,用Na2SO4溶液作为电解液,电解液的pH维持在10左右,电流50 mA。生成Fe3O4的电极反应为______ 。
(3)已知:H2O(1) === H2(g)+O2(g) △H =+285.5 kJ·mol-l,以太阳能为热源分解Fe3O4,经由热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下,完善以下过程I的热化学方程式。过程I:__________ 。过程Ⅱ:3FeO(s)+H2O(l) === H2(g)+Fe3O4(s) △H =+128.9 kJ·mol-1
(4)磁铁矿(Fe3O4)常作冶铁的原料,主要反应为Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2 (g),该反应的△H < 0,T℃时,在1 L恒容密闭容器中,加入Fe3O4、CO各0.5 mol,10 min后反应达到平衡时,容器中CO2的浓度是0.4 mol·L-1。
①T℃时,10 min内用Fe3O4表示的平均反应速率为___ g·min-1。
②T℃时,该反应的平衡常数为____________ 。
(1)还原-沉淀法:①用还原剂Na2SO3将一定量Fe3+可溶盐溶液中的Fe3+还原,使Fe2+和Fe3+的物质的量比为1 : 2。②然后在①所得体系中加入氨水,铁元素完全沉淀形成纳米Fe3O4。写出②过程的离子方程式:
(2)电化学法也可制备纳米级Fe3O4,用面积为4 cm2的不锈钢小球(不含镍、铬)为工作电极,铂丝作阴极,用Na2SO4溶液作为电解液,电解液的pH维持在10左右,电流50 mA。生成Fe3O4的电极反应为
(3)已知:H2O(1) === H2(g)+O2(g) △H =+285.5 kJ·mol-l,以太阳能为热源分解Fe3O4,经由热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下,完善以下过程I的热化学方程式。过程I:
(4)磁铁矿(Fe3O4)常作冶铁的原料,主要反应为Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2 (g),该反应的△H < 0,T℃时,在1 L恒容密闭容器中,加入Fe3O4、CO各0.5 mol,10 min后反应达到平衡时,容器中CO2的浓度是0.4 mol·L-1。
①T℃时,10 min内用Fe3O4表示的平均反应速率为
②T℃时,该反应的平衡常数为
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【推荐1】CO2是一种丰富的碳资源,将其清洁转化为高附加值化学品以实现资源利用是研究热点。
Ⅰ.合成甲醇(CH3OH)
在200~250℃的CO2加氢反应器中,主要反应有:
反应i
反应ii
反应iii
(1)△H3=___________ kJ/mol。
(2)同时也存在副反应iv:,反应器进行一段时间后要间歇降到室温,可提高甲醇的产率。对比反应iii、iv,解释其原因___________ 。(已知CH3OH的沸点为65℃,CH3OCH3的沸点为-25℃)
Ⅱ.甲醇的综合利用:以CO2和甲醇为原料直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3),反应v.
(3)在不同的实验条件下,测定甲醇的转化率。温度的数据结果为图a,压强的数据结果在图b中未画出。
①反应v的△H___________ 0(填“>”或“<”)。
②在100~140℃之间,随着温度升高,甲醇转化率增大的原因是___________ 。
③在图b中绘制出压强和甲醇转化率之间的关系(作出趋势即可)_____
Ⅰ.合成甲醇(CH3OH)
在200~250℃的CO2加氢反应器中,主要反应有:
反应i
反应ii
反应iii
(1)△H3=
(2)同时也存在副反应iv:,反应器进行一段时间后要间歇降到室温,可提高甲醇的产率。对比反应iii、iv,解释其原因
Ⅱ.甲醇的综合利用:以CO2和甲醇为原料直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3),反应v.
(3)在不同的实验条件下,测定甲醇的转化率。温度的数据结果为图a,压强的数据结果在图b中未画出。
①反应v的△H
②在100~140℃之间,随着温度升高,甲醇转化率增大的原因是
③在图b中绘制出压强和甲醇转化率之间的关系(作出趋势即可)
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【推荐2】碘及其化合物在科研与生活中有很重要的作用。回答下列问题:
(1)碘可用作心脏起搏器电源——锂碘电池的材料,则碘电极是电池的______ (填“正”或“负”)极。
(2)“加碘食盐”中含有少量的KIO3,向其中加入亚硫酸氢钠溶液,能产生使淀粉变蓝的物质,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是_______________ 。
(3)碘单质与氢气反应的能量变化过程如图所示:
写出碘I2(s)转化成碘I2(g)的热化学方程式:__________________________________ 。
(4)在合成氨工业中用I2O5来测定CO的含量:5CO(g)+I2O5(s) 5CO2(g)+I2(s),在装有足量的I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入2molCO发生上述反应,测得温度T1、T2下,一氧化碳的体积分数 (CO)随时间t的变化曲线如图所示。回答下列问题:
①温度T1下的平衡转化率=________ %,b点的平衡常数K2=__________ 。
②在温度T2下,反应达到平衡后再充入适量的CO,重新达到平衡时;CO气体的转化率将_______ (填“变大”“变小”或“不变”),该反应的△H_____ (填“>”“<"或“=”)0。
③下列各种措施能提高该反应的CO转化率的是____________ 。
A.升温 B.加压 C.添加催化剂 D.移走部分CO2
(1)碘可用作心脏起搏器电源——锂碘电池的材料,则碘电极是电池的
(2)“加碘食盐”中含有少量的KIO3,向其中加入亚硫酸氢钠溶液,能产生使淀粉变蓝的物质,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是
(3)碘单质与氢气反应的能量变化过程如图所示:
写出碘I2(s)转化成碘I2(g)的热化学方程式:
(4)在合成氨工业中用I2O5来测定CO的含量:5CO(g)+I2O5(s) 5CO2(g)+I2(s),在装有足量的I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入2molCO发生上述反应,测得温度T1、T2下,一氧化碳的体积分数 (CO)随时间t的变化曲线如图所示。回答下列问题:
①温度T1下的平衡转化率=
②在温度T2下,反应达到平衡后再充入适量的CO,重新达到平衡时;CO气体的转化率将
③下列各种措施能提高该反应的CO转化率的是
A.升温 B.加压 C.添加催化剂 D.移走部分CO2
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【推荐3】“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。其中技术固碳是化学家不断探索的方向,主要应用碳捕集、利用与封存技术。下面是一些利用CO2为原料制备物质的反应,根据所学知识回答下列问题:
I、CO2合成尿素的反应为2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(g) +H2O(g) △H=-87.0kJ•mol-1,如图是上述反应合成尿素的机理及能量变化(单位:kJ/mol),TS表示过渡态。
(1)若△E1=66.5kJ•mol-1,则△E2=_______ kJ/mol。
(2)分别向等温等容、绝热等容(起始温度相同)的密闭容器中加入0.2mol的NH3和0.1mol的CO2,若达平衡时等温等容容器中CO(NH2)2百分含量为a%,绝热等容容器中CO(NH2)2百分含量为b%,则a_______ b(填“大于”“小于”或“等于”)。
Ⅱ、在一定条件下CO2、H2主要发生以下反应:
①CO2(g) +4H2(g)⇌CH4(g)+ 2H2O(g) ΔH1=-164. 0kJ ·mol-1
② ΔH1=+41.4 kJ ·mol-1
向恒压密闭容器中充入物质的量之比为1:4的 CO2和 H2,发生上述反应,实验测得CO2平衡转化率和平衡时CH4的选择性随温度的变化如图所示。(已知:CH4的选择性=)
(3)其中表示平衡时CH4的选择性的曲线是_______ (填“①”或“②”);温度高于300℃时,曲线②随温度升高而升高的原因是_______ 。A点时H2的转化率为_______ (保留小数点后一位)
(4)若在一定温度下,投料比例相同(充入物质的量之比为1:4的 CO2和 H2),通入恒容密闭容器中,发生上述反应达到平衡,测得反应前容器内压强为,平衡时压强为,甲烷压强为。则甲烷的选择性为_______ (用、、中相关字母表示,下同),反应②的压强平衡常数的值为_______ 。
I、CO2合成尿素的反应为2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(g) +H2O(g) △H=-87.0kJ•mol-1,如图是上述反应合成尿素的机理及能量变化(单位:kJ/mol),TS表示过渡态。
(1)若△E1=66.5kJ•mol-1,则△E2=
(2)分别向等温等容、绝热等容(起始温度相同)的密闭容器中加入0.2mol的NH3和0.1mol的CO2,若达平衡时等温等容容器中CO(NH2)2百分含量为a%,绝热等容容器中CO(NH2)2百分含量为b%,则a
Ⅱ、在一定条件下CO2、H2主要发生以下反应:
①CO2(g) +4H2(g)⇌CH4(g)+ 2H2O(g) ΔH1=-164. 0kJ ·mol-1
② ΔH1=+41.4 kJ ·mol-1
向恒压密闭容器中充入物质的量之比为1:4的 CO2和 H2,发生上述反应,实验测得CO2平衡转化率和平衡时CH4的选择性随温度的变化如图所示。(已知:CH4的选择性=)
(3)其中表示平衡时CH4的选择性的曲线是
(4)若在一定温度下,投料比例相同(充入物质的量之比为1:4的 CO2和 H2),通入恒容密闭容器中,发生上述反应达到平衡,测得反应前容器内压强为,平衡时压强为,甲烷压强为。则甲烷的选择性为
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【推荐1】丙烷脱氢制备丙烯已成为制备丙烯的重要方法之一。
已知:一定温度下,由元素的最稳定的单质生成1mol纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓。
回答下列问题:
(1)的___________ ,该反应在___________ (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发。
(2)维持体系总压强恒定为0.1MPa,加入1mol时,再加入nmol水蒸气作为稀释剂,测得丙烷平衡转化率与温度的关系如图所示,已知:水烃比是指投料中水蒸气和丙烷的物质的量之比。
①温度为800K,反应经tmin后达到平衡,0~tmin内,的分压平均变化率为___________ 。
②800K下反应的平衡常数___________ MPa。(用气体分压计算平衡常数,气体分压气体总压气体的物质的量分数)
③0.1MPa下,在图中画出水烃比为时的曲线___________ 。
④若其他条件不变,将nmol水蒸气改为nmol[此时有副反应],则丙烷的平衡转化率将大大增加,请解释原因:___________ 。
(3)恒温、体积可变的密闭容器中投入丙烷发生反应,某压强下反应一定时间,测量丙烷的转化率。然后保持其他初始实验条件不变,分别在不同压强下,重复上述实验,经过相同时间测得丙烷的转化率随压强变化的趋势图不可能是___________(填标号)。
已知:一定温度下,由元素的最稳定的单质生成1mol纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓。
气态物质 | (丙烯) | ||
摩尔生成焓 | 20.4 | 0 |
(1)的
(2)维持体系总压强恒定为0.1MPa,加入1mol时,再加入nmol水蒸气作为稀释剂,测得丙烷平衡转化率与温度的关系如图所示,已知:水烃比是指投料中水蒸气和丙烷的物质的量之比。
①温度为800K,反应经tmin后达到平衡,0~tmin内,的分压平均变化率为
②800K下反应的平衡常数
③0.1MPa下,在图中画出水烃比为时的曲线
④若其他条件不变,将nmol水蒸气改为nmol[此时有副反应],则丙烷的平衡转化率将大大增加,请解释原因:
(3)恒温、体积可变的密闭容器中投入丙烷发生反应,某压强下反应一定时间,测量丙烷的转化率。然后保持其他初始实验条件不变,分别在不同压强下,重复上述实验,经过相同时间测得丙烷的转化率随压强变化的趋势图不可能是___________(填标号)。
A. | B. |
C. | D. |
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【推荐2】CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题。工业上有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ·mol-1。将6molCO2和8molH2充入2L的恒温刚性密闭容器中,测得的氢气物质的量随时间变化如图所示(实线)。(1)下列说法能表明该反应已经达到平衡状态的是____ (填序号)。
(2)b点逆反应速率____ (填大于、等于或小于)c点正反应速率。
(3)平衡时CH3OH的产率为_____ (产率=实际产量/理论产量),若平衡时的总压强为p0,该条件下反应的平衡常数Kp=____ 。
(4)若达到平衡后往容器中充入4molCO2,2molH2O,请问此时v正____ v逆(填“大于”,“小于”或者“等于”)。
(5)仅改变某一实验条件再进行实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,达到新平衡时的平衡常数与原平衡相比____ 。(填“增大”,“减小”或者“不变”)。
(6)如果要加快反应速率并且提高H2平衡转化率,可以采取的措施有____ (写两条)。
A.3v正(CO2)=v逆(H2) | B.混合气体的密度保持不变 |
C.n(CO2):n(H2)保持不变 | D.压强保持不变 |
(2)b点逆反应速率
(3)平衡时CH3OH的产率为
(4)若达到平衡后往容器中充入4molCO2,2molH2O,请问此时v正
(5)仅改变某一实验条件再进行实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示,达到新平衡时的平衡常数与原平衡相比
(6)如果要加快反应速率并且提高H2平衡转化率,可以采取的措施有
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解题方法
【推荐3】探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
I. ;
II. ;
III. ;
回答下列问题:
(1)=___________ (用、表示);K3=___________ (用K1,K2表示)
(2)反应I、II、III以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示。据图判断,的数值范围是___________(填标号)。
(3)一定条件下,只发生反应I,原料初始组成,反应达到平衡时,CH3OH的物质的量分数为,用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数,表达式Kp=___________ (以分压表示,分压=总压物质的量分数);则CO2的转化率为____ 。
(4)不同压强下,按照投料,实验测定CH3OH的平衡产率(CH3OH的平衡产率)随温度的变化关系如下图所示。
压强p1、p2、p3由大到小的顺序为____ ;为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择的反应条件为____ (填标号)。
A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压
I. ;
II. ;
III. ;
回答下列问题:
(1)=
(2)反应I、II、III以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示。据图判断,的数值范围是___________(填标号)。
A. | B. | C. | D. |
(3)一定条件下,只发生反应I,原料初始组成,反应达到平衡时,CH3OH的物质的量分数为,用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数,表达式Kp=
(4)不同压强下,按照投料,实验测定CH3OH的平衡产率(CH3OH的平衡产率)随温度的变化关系如下图所示。
压强p1、p2、p3由大到小的顺序为
A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压
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【推荐1】二氧化硫的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应,反应如下:
Ⅰ:(浓度平衡常数)
为研究该反应,某同学设计了以下三种已装固体催化剂的密闭容器装置
(1)在初始体积与温度相同的条件下,甲、乙、丙中均按、投料,达平衡时,三个容器中的转化率从大到小的顺序为___________ (用“甲、乙、丙”表示)。
(2)在容器丙中,0.1MPa条件下,在不同温度或不同投料方式下研究上述反应得到数据如下表:
①表中:________ ;____________ ;大小a_______ d(填“<”,“>”或“=”)
②已知用平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度计算,得到的平衡常数即为压强平衡常数,计算____________ ; ________ (填“>”、“<”或“=")。
(3)将上述固体催化剂换成气体同样可以对该反应起到催化作用,此催化过程如下:
Ⅱ: (浓度平衡常数)
Ⅲ: 浓度平衡常数
_________ ;__________ (用含有、的表达式表示)。
Ⅰ:(浓度平衡常数)
为研究该反应,某同学设计了以下三种已装固体催化剂的密闭容器装置
(1)在初始体积与温度相同的条件下,甲、乙、丙中均按、投料,达平衡时,三个容器中的转化率从大到小的顺序为
(2)在容器丙中,0.1MPa条件下,在不同温度或不同投料方式下研究上述反应得到数据如下表:
实验序号 | A组 | B组 | C组 |
反应温度 | 451℃ | 451℃ | 551℃ |
投料方式(按照、、的顺序) | 2mol、1mol、0mol | 0mol、0mol、2mol | 2mol、1mol、0mol |
含硫化合物的转化率 | 60% | b | c |
反应的热量变化() | 放热a | 吸热e | 放热d |
压强平衡常数() |
①表中:
②已知用平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度计算,得到的平衡常数即为压强平衡常数,计算
(3)将上述固体催化剂换成气体同样可以对该反应起到催化作用,此催化过程如下:
Ⅱ: (浓度平衡常数)
Ⅲ: 浓度平衡常数
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【推荐2】工业上通常采用CO(g)和H2(g)催化合成甲醇CH3OH(g),其反应是:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H=-128.8kJ·mol-1。
(1)在一定温度和压强下,若将10amolCO和20amolH2放入2L的密闭容器中,充分反应后测得CO的转化率为60%,则该反应的平衡常数为_______ (用含a的代数式表示)。若此时再向该容器中投入10amolCO、20amolH2和10amolCH3OH(g),判断平衡移动的方向是_______ (填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。
(2)在恒温恒容条件下,判断上述反应已达到平衡状态的依据是_______ (填字母序号)。
A.混合气体的密度不变
B.容器内CO、H2、CH3OH的浓度之比为1∶2∶1
C.2v逆(H2)=v正(CO)
D.CH3OH的物质的量浓度不再发生变化
E.该反应的热量不再发生变化
(3)一定条件下,在容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得上述反应达到平衡时的有关数据如下
则a+b=_______ ;α1+α3_______ 1(填“<”、“>”或“=”,下同);2p2_______ p3。
(1)在一定温度和压强下,若将10amolCO和20amolH2放入2L的密闭容器中,充分反应后测得CO的转化率为60%,则该反应的平衡常数为
(2)在恒温恒容条件下,判断上述反应已达到平衡状态的依据是
A.混合气体的密度不变
B.容器内CO、H2、CH3OH的浓度之比为1∶2∶1
C.2v逆(H2)=v正(CO)
D.CH3OH的物质的量浓度不再发生变化
E.该反应的热量不再发生变化
(3)一定条件下,在容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得上述反应达到平衡时的有关数据如下
容器 | 甲 | 乙 | 丙 | |
反应物投入量 | 1molCO、2molH2 | 1molCH3OH | 2molCH3OH | |
平衡时 数据 | 反应能量变化的绝对值(kJ) | a | b | c |
反应物转化率 | α1 | α2 | α3 | |
体系压强(Pa) | P1 | p2 | p3 |
则a+b=
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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】请综合运用所学知识,填写下列空白:
(1)①中和热测定实验中,除了烧杯、温度计、泡沫塑料、泡沫塑料板外,还需要使用的仪器有_____ 。
②下列关于中和热的说法正确的是______
A.用稀硫酸和Ba(OH)2溶液代替盐酸与NaOH溶液进行中和热测定,如果准确操作,所测中和热数值可以相同
B.测定中和热时,为保证酸碱充分反应,应将碱溶液缓慢分次倒入酸溶液中,并充分搅拌
C.测定中和热时,温度计测量盐酸溶液的温度后,用蒸馏水洗净再测NaOH溶液温度,实验准确度更高
D.为准确测定盐酸与NaOH溶液反应的中和热,所用酸和碱的物质的量应相等
(2)①某反应历程,假设体系的始态为S,终态为L,它们之间的变化用两段弧线(可以包含任意数目的中间步骤)连接如图所示,则△H1+△H2=______ 。
②已知C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、870.3kJ/mol,则反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) △H=_______ 。
(3)①用如图所示装置,在一定条件下讨论锌与稀硫酸的反应速率时,采用一些方法测定了下列物理量,其中可以用于表示(或计算)其化学反应速率的是______
A.收集10mL H2所用的时间 B.一定时间内收集H2的体积
C.一定时间内溶液中H+的浓度变化 D.一定时间内锌粒质量的变化
E.一定时间内反应热量的变化
②为加快一定量的Zn与足量稀硫酸反应的速率,且不影响生成H2的总量,下列措施可行的是_____
A.加入少量CuSO4溶液 B.对反应液适当加热
C.将稀硫酸换成浓硫酸 D.将锌粒换成锌粉
(4)反应a M(g)+a N(g)b W(g)+c Z(g),在体积相同且恒定的两个容器中,按照下列方式加入原料,一段时间后达到平衡:
则x=____ ,P1_____ P2(填“>”、“<”或“=”)。
(1)①中和热测定实验中,除了烧杯、温度计、泡沫塑料、泡沫塑料板外,还需要使用的仪器有
②下列关于中和热的说法正确的是
A.用稀硫酸和Ba(OH)2溶液代替盐酸与NaOH溶液进行中和热测定,如果准确操作,所测中和热数值可以相同
B.测定中和热时,为保证酸碱充分反应,应将碱溶液缓慢分次倒入酸溶液中,并充分搅拌
C.测定中和热时,温度计测量盐酸溶液的温度后,用蒸馏水洗净再测NaOH溶液温度,实验准确度更高
D.为准确测定盐酸与NaOH溶液反应的中和热,所用酸和碱的物质的量应相等
(2)①某反应历程,假设体系的始态为S,终态为L,它们之间的变化用两段弧线(可以包含任意数目的中间步骤)连接如图所示,则△H1+△H2=
②已知C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、870.3kJ/mol,则反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) △H=
(3)①用如图所示装置,在一定条件下讨论锌与稀硫酸的反应速率时,采用一些方法测定了下列物理量,其中可以用于表示(或计算)其化学反应速率的是
A.收集10mL H2所用的时间 B.一定时间内收集H2的体积
C.一定时间内溶液中H+的浓度变化 D.一定时间内锌粒质量的变化
E.一定时间内反应热量的变化
②为加快一定量的Zn与足量稀硫酸反应的速率,且不影响生成H2的总量,下列措施可行的是
A.加入少量CuSO4溶液 B.对反应液适当加热
C.将稀硫酸换成浓硫酸 D.将锌粒换成锌粉
(4)反应a M(g)+a N(g)b W(g)+c Z(g),在体积相同且恒定的两个容器中,按照下列方式加入原料,一段时间后达到平衡:
开始时 | 平衡时 | |||
容器1 | 2mol M | 1mol N | 总压P1 | 0.5mol W |
容器2 | 1mol M | 2mol N | 总压P2 | x mol W |
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