CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题。
已知:反应ICO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-58kJ·mol-1
反应ICO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=+41kJ·mol-1
(1)CO(g)和H2(g)反应生成CH3OH(g)的热化学方程式为______________ 。
(2)某实验过程中,控制压强一定,将CO2和H2按一定的初始投料比、一定流速通过催化剂,经过相同时间测得如下实验数据(反应未达到平衡状态):
表中实验数据表明,升高温度,CO2实际转化率提高而甲醇的选择性降低。其原因是____________________________ 。
(3)在一定条件下,选择合适的催化剂只进行反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。调整CO2和H2初始投料比,测得在一定投料比和一定温度下,该反应CO2的平衡转化率如图(各点对应的反应温度可能相同,也可能不同)。
已知:Kx是以物质的量分数表示的化学平衡常数。
①经分析,A、E和G三点对应的反应温度相同,结合数据说明判断理由_______________ 。
②已知反应速率v=v正-v逆=k正x(CO2)x(H2)-k逆x(CO)x(H2O),k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数。C、D、E三点中k正-k逆最大的是___________ ,A、B、F三点中v逆最大的是___________ 。计算E点所示的投料比在从起始到平衡的过程中,当CO2转化率达到50%时,=___________ 。
(4)关于合成甲醇过程中用到的催化剂,下列说法错误的是___________ (填字母)。
A.参与了反应,改变了反应历程和△HB.使k正和k逆增大,但二者增大倍数不同
C.降低了反应的活化能D.提高了CO2的平衡转化率
已知:反应ICO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-58kJ·mol-1
反应ICO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=+41kJ·mol-1
(1)CO(g)和H2(g)反应生成CH3OH(g)的热化学方程式为
(2)某实验过程中,控制压强一定,将CO2和H2按一定的初始投料比、一定流速通过催化剂,经过相同时间测得如下实验数据(反应未达到平衡状态):
T/K | CO2实际转化率/% | 甲醇的选择性/% |
543 | 12.3 | 42.3 |
553 | 15.3 | 39.1 |
(3)在一定条件下,选择合适的催化剂只进行反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。调整CO2和H2初始投料比,测得在一定投料比和一定温度下,该反应CO2的平衡转化率如图(各点对应的反应温度可能相同,也可能不同)。
已知:Kx是以物质的量分数表示的化学平衡常数。
①经分析,A、E和G三点对应的反应温度相同,结合数据说明判断理由
②已知反应速率v=v正-v逆=k正x(CO2)x(H2)-k逆x(CO)x(H2O),k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数。C、D、E三点中k正-k逆最大的是
(4)关于合成甲醇过程中用到的催化剂,下列说法错误的是
A.参与了反应,改变了反应历程和△HB.使k正和k逆增大,但二者增大倍数不同
C.降低了反应的活化能D.提高了CO2的平衡转化率
更新时间:2021-04-04 22:15:23
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【推荐1】当今世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。因此,研发二氧化碳的利用技术,将二氧化碳转化为能源是缓解环境和能源问题的方案之一、请回答下列问题:
Ⅰ.耦合乙苯()脱氢制备苯乙烯()是综合利用的热点研究领域。制备苯乙烯涉及的主要反应如下:
i、
ii、
iii、
(1)_____ 。当反应达到平衡时,要提高的平衡产率,可采取的措施为_____ (任写一种)。
(2)在某恒温恒容容器中发生耦合乙苯()脱氢制备苯乙烯()的反应,下列能说明反应达到平衡的是_____(填标号)。
(3)恒压0.1MPa下,将原料气配比改为下列三种情况:只有、:(对应曲线3)、仅发生反应下i、ii,测得的平衡转化率与温度的变化关系如图1所示。
①图中表示原料气配比仅的曲线是曲线_____ (填“1”或“2”)。
②A点时,的物质的量分数为0.01,该条件下反应i的_____ (分压=总压×物质的量分数)MPa.
Ⅱ.中科院化学所研究出了一种常温常压下通过电化学共还原和甲醛进行偶联的方法,该方法能够同时实现甲醛的处理与的高附加值转化,其工作原理如图2所示,总反应为。
(4)电极b的电极反应式为_____ ,每生成,电路中转移的电子数为_____ 。
Ⅰ.耦合乙苯()脱氢制备苯乙烯()是综合利用的热点研究领域。制备苯乙烯涉及的主要反应如下:
i、
ii、
iii、
(1)
(2)在某恒温恒容容器中发生耦合乙苯()脱氢制备苯乙烯()的反应,下列能说明反应达到平衡的是_____(填标号)。
A.容器内压强不再发生变化 |
B.CO的百分含量不再发生变化 |
C.容器内混合气体的密度不再发生变化 |
D.每消耗的同时生成 |
①图中表示原料气配比仅的曲线是曲线
②A点时,的物质的量分数为0.01,该条件下反应i的
Ⅱ.中科院化学所研究出了一种常温常压下通过电化学共还原和甲醛进行偶联的方法,该方法能够同时实现甲醛的处理与的高附加值转化,其工作原理如图2所示,总反应为。
(4)电极b的电极反应式为
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【推荐2】氮族元素包括氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)。
(1)氮是地球上含量丰富的一种元素,工业上用N2和H2合成NH3。
①已知:(Ⅰ)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ∆H=-92.2KJ/mol (Ⅱ) N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H=+180KJ/mol
(Ⅲ)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ∆H=-285.8KJ/mol,则4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) ∆H=___________
②现将1 mol N2(g)、3mol H2(g)充入一容积为2L的密闭容器中,在500℃下进行反应,10 min时达到平衡,下列说法中正确的是___________ 。
A.图甲是用H2表示的反应速率变化曲线
B.图乙表示反应过程中,混合气体平均相对分子质量为M,混合气体密度为d,混合气体压强为p的变化情况
C.图丙的两个容器中分别发生反应:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)、2NH3(g) =N2(g)+3H2(g)。达到化学平衡时,相同组分的浓度相等且两个反应的平衡常数互为倒数
(2)反应PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g) ∆H>0,在2L密闭容器中放入1molPCl5,保持一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
①若改变温度使v(逆)增大,平衡___________ 移动(填“正向”、“逆向”或“不”);
②T时,该反应的平衡常数为___________ 。
(3)①推断As元素在周期表中的位置是___________ 。
②已知某砷酸盐可发生如下反应:AsO+2I-+2H+=AsO+I2+H2O。某化学兴趣小组利用该反应原理设计如图所示装置:
C1、C2是石墨电极,A中盛有KI和I2混合溶液,B中盛有Na3AsO4和Na3AsO3的混合溶液,当连接开关K后,A中溶液颜色逐渐变深,灵敏电流计G的指针向右偏转。此时C2上发生的电极反应式是___________ ;一段时间后,当电流计指针回到中间“0”位时,再向B中滴加过量浓NaOH溶液,可观察到电流计指针___________ (填“不动”、“向左偏”或“向右偏”)。
(1)氮是地球上含量丰富的一种元素,工业上用N2和H2合成NH3。
①已知:(Ⅰ)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ∆H=-92.2KJ/mol (Ⅱ) N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H=+180KJ/mol
(Ⅲ)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ∆H=-285.8KJ/mol,则4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) ∆H=
②现将1 mol N2(g)、3mol H2(g)充入一容积为2L的密闭容器中,在500℃下进行反应,10 min时达到平衡,下列说法中正确的是
A.图甲是用H2表示的反应速率变化曲线
B.图乙表示反应过程中,混合气体平均相对分子质量为M,混合气体密度为d,混合气体压强为p的变化情况
C.图丙的两个容器中分别发生反应:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)、2NH3(g) =N2(g)+3H2(g)。达到化学平衡时,相同组分的浓度相等且两个反应的平衡常数互为倒数
(2)反应PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g) ∆H>0,在2L密闭容器中放入1molPCl5,保持一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
vs | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
n(PCl3)/mol | 0 | 0.16 | 0.19 | 0.20 | 0.20 |
②T时,该反应的平衡常数为
(3)①推断As元素在周期表中的位置是
②已知某砷酸盐可发生如下反应:AsO+2I-+2H+=AsO+I2+H2O。某化学兴趣小组利用该反应原理设计如图所示装置:
C1、C2是石墨电极,A中盛有KI和I2混合溶液,B中盛有Na3AsO4和Na3AsO3的混合溶液,当连接开关K后,A中溶液颜色逐渐变深,灵敏电流计G的指针向右偏转。此时C2上发生的电极反应式是
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【推荐3】尿素[CO(NH2)2]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)[CO(NH2)2](s)+H2O(g);已知第一步反应为快速反应,△H1=-119.2kJ·mol-1,第二步反应为慢速反应,△H2=+15.5kJ·mol-1,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.
(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.单位时间内消耗2molNH3,同时生成1molH2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
(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)的关系如图甲所示。
①若平衡时A点容器内总压强为0.5MPa,则上述反应的平衡常数Kp=____ (MPa)2。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
②若平衡时A、B对应容器的压强相等,则A、B对应的容器中,起始时投入氨气的物质的量之比nA(NH3):nB(NH3)=____ 。
(4)用惰性电极电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液可制取氢气,装置如图乙所示,则B为直流电源的____ 极,写出该装置阳极的电极反应式:_____ 。
(1)在尿素合成塔中发生的反应可表示为2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(l)[CO(NH2)2](s)+H2O(g);已知第一步反应为快速反应,△H1=-119.2kJ·mol-1,第二步反应为慢速反应,△H2=+15.5kJ·mol-1,则2NH3(g)+CO2(g)[CO(NH2)2](s)+H2O(g) △H3=
A. B. C. D.
(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
A.n(CO2):n(NH3)=1:2
B.混合气体的密度不再发生变化
C.单位时间内消耗2molNH3,同时生成1molH2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
(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)的关系如图甲所示。
①若平衡时A点容器内总压强为0.5MPa,则上述反应的平衡常数Kp=
②若平衡时A、B对应容器的压强相等,则A、B对应的容器中,起始时投入氨气的物质的量之比nA(NH3):nB(NH3)=
(4)用惰性电极电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液可制取氢气,装置如图乙所示,则B为直流电源的
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解答题-原理综合题
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困难
(0.15)
解题方法
【推荐1】氨气是重要的基础化工品。
Ⅰ.工业上使用氨气生产尿素,在一个体积恒为1L的恒温密闭容器中充入2mol和4mol的混合气体,经历反应1、2合成,经历如下两个过程:
反应1;
反应2:
(1)能说明反应1达到平衡状态的是(暂不考虑反应2)_______ (填序号)。
①混合气体的压强不变
②混合气体的密度不变
③相同时间内断裂3mol N-H键,同时形成1mol
④混合气体的平均相对分子质量不变
⑤的体积分数不变
(2)混合气体中氨气体积分数及气体总浓度随时间变化如图所示,对于反应Ⅰ,A点正反应速率与B点逆反应速率大小关系是_______ (填“>”“<”或“=”),在B点氨气的转化率为_______ 。
Ⅱ.恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生 。测得在同种催化剂下分解的实验数据如下表所示:
(3)根据组①数据,随着反应进行,减小,平均反应速率_______ (填“变大”“变小”或“不变”),对该变化的合理解释是_______ 。
(4)在科学家推出合成氨反应在接近平衡时净反应速率方程式为:,,分别为正、逆反应速率常数,p代表各组分的分压,如,其中为平衡体系中B的体积分数,p为平衡总压强16MPa,以铁为催化剂时,一定条件下,向容器中充入5mol和15mol的混合气体,平衡时氨气的质量分数为40%,试计算_______ 。
Ⅰ.工业上使用氨气生产尿素,在一个体积恒为1L的恒温密闭容器中充入2mol和4mol的混合气体,经历反应1、2合成,经历如下两个过程:
反应1;
反应2:
(1)能说明反应1达到平衡状态的是(暂不考虑反应2)
①混合气体的压强不变
②混合气体的密度不变
③相同时间内断裂3mol N-H键,同时形成1mol
④混合气体的平均相对分子质量不变
⑤的体积分数不变
(2)混合气体中氨气体积分数及气体总浓度随时间变化如图所示,对于反应Ⅰ,A点正反应速率与B点逆反应速率大小关系是
Ⅱ.恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生 。测得在同种催化剂下分解的实验数据如下表所示:
编号 | 反应时间\min 表面积/cm2 | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
① | a | 3.0 | 2.6 | 2.2 | 1.8 | 1.4 |
② | 2a | 3.0 | 2.2 | 1.4 | 1.0 | 1.0 |
(4)在科学家推出合成氨反应在接近平衡时净反应速率方程式为:,,分别为正、逆反应速率常数,p代表各组分的分压,如,其中为平衡体系中B的体积分数,p为平衡总压强16MPa,以铁为催化剂时,一定条件下,向容器中充入5mol和15mol的混合气体,平衡时氨气的质量分数为40%,试计算
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解答题-原理综合题
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困难
(0.15)
解题方法
【推荐2】二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H1<0
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2>0
Ⅲ.2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g) △H3
在密闭容器中,1.01×105Pa、n起始(CO2):n起始(H2)=1:4时,在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2平衡转化率、CO2实际转化率随温度的变化如图2所示。CH4的选择性可表示为×100%。
(1)各物质的相对能量如图1所示,△H3=______ kJ•mol-1,平衡时CH4的选择性随着温度的升高______ ,用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度为______ ,450℃时,使CO2平衡转化率达到X点的值,可以采用的措施为_______ (写出一条)。
(2)在密闭容器中,1.01×105Pa,CO2和H2的起始物质的量分别为1mol和4mol,平衡后反应体系中各物质的物质的量随温度的变化如图3所示,图中表示CH4的物质的量的曲线为______ 。在505℃,反应Ⅱ的平衡常数K=______ 。(保留两位有效数字)
(3)CeO2催化CO2与H2转化为CH4的机理如图4所示。反应体系中Ce呈现______ 种价态,催化剂中掺入少量CaO,用Ca2+替代CeO2结构中部分Ce4+形成CaxCe1-xOy,可提高催化效率的原因是_______ 。
Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H1<0
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2>0
Ⅲ.2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g) △H3
在密闭容器中,1.01×105Pa、n起始(CO2):n起始(H2)=1:4时,在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2平衡转化率、CO2实际转化率随温度的变化如图2所示。CH4的选择性可表示为×100%。
(1)各物质的相对能量如图1所示,△H3=
(2)在密闭容器中,1.01×105Pa,CO2和H2的起始物质的量分别为1mol和4mol,平衡后反应体系中各物质的物质的量随温度的变化如图3所示,图中表示CH4的物质的量的曲线为
(3)CeO2催化CO2与H2转化为CH4的机理如图4所示。反应体系中Ce呈现
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困难
(0.15)
解题方法
【推荐3】异丁烯是一种重要的化工原料,能用于生产甲基叔丁基醚、丁基橡胶、聚异丁烯和甲基丙烯酸酯等。它可由异丁烷通过如下反应催化脱氢制备:,回答下列问题:
(1)已知化学键的键能如下表所示,则_______ 。
(2)异丁烷的转化率和异丁烯的选择性[]随着温度的变化如图所示。当温度升高时,异丁烯的选择性变化的原因是_______(填标号)。
(3)在、反应条件下,向反应器中加入氩气与异丁烷混合气体。
①异丁烷的平衡转化率随的增大而升高,其原因为_______ 。
②当时,达到平衡所需时间为,异丁烷的平衡转化率为66.67%,则异丁烷分压的平均变化率为_______ ,异丁烷脱氢反应的_______ 。
(4)“○”表示催化剂固体杂多酸盐,“…○”表示吸附在该催化剂表面,异丁烷脱氢反应的机理如下,请补充基元反应iii。
i.
ii.
iii._______
iv.
(1)已知化学键的键能如下表所示,则
化学键 | ||||
436 | 413 | 348 | 615 |
(2)异丁烷的转化率和异丁烯的选择性[]随着温度的变化如图所示。当温度升高时,异丁烯的选择性变化的原因是_______(填标号)。
A.催化剂的活性增大 | B.异丁烷裂解发生副反应 |
C.异丁烯容易发生聚合反应 | D.平衡向逆反应方向移动 |
①异丁烷的平衡转化率随的增大而升高,其原因为
②当时,达到平衡所需时间为,异丁烷的平衡转化率为66.67%,则异丁烷分压的平均变化率为
(4)“○”表示催化剂固体杂多酸盐,“…○”表示吸附在该催化剂表面,异丁烷脱氢反应的机理如下,请补充基元反应iii。
i.
ii.
iii.
iv.
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困难
(0.15)
名校
解题方法
【推荐1】近年,甲醇的制取与应用在全球引发了关于“甲醇经济”的广泛探讨。二氧化碳加氢制甲醇已经成为研究热点,在某催化加氢制的反应体系中,发生的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)下列能说明反应Ⅰ一定达到平衡状态的是_______(填标号)。
(2)在催化剂作用下,将平均相对分子质量为16的和的混合气体充入一恒容密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅱ,已知反应Ⅱ的反应速率,为速率常数,x为物质的量分数。
①当转化率达到60%时,反应达到平衡状态,这时和的平均相对分子质量为23,若反应Ⅱ的,平衡时反应速率_______ ;
②经验公式为,其中为活化能,T为热力学温度,k为速率常数,R和C为常数,则_______ (用含、、T、R的代数式表示)。
③由实验测得,随着温度的逐渐升高,反应Ⅰ为主反应,平衡逆向移动平衡时混合气体的平均相对分子质量几乎又变回16,原因是_______ 。
(3)其他条件相同时,反应温度对选择性的影响如图所示:由图可知,温度相同时选择性的实验值略高于其平衡值,可能的原因是_______ 。
(4)利用甲醇分解制取烯烃,涉及反应如下。
a.
b.
c.
恒压条件下,平衡体系中各物质的量分数随温度变化如图所示:已知时,,平衡体系总压强为P,则反应c的平衡常数_______ 。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)下列能说明反应Ⅰ一定达到平衡状态的是_______(填标号)。
A. | B.平衡常数不再发生变化 |
C.混合气体的密度不再发生变化 | D.混合气体中的百分含量保持不变 |
①当转化率达到60%时,反应达到平衡状态,这时和的平均相对分子质量为23,若反应Ⅱ的,平衡时反应速率
②经验公式为,其中为活化能,T为热力学温度,k为速率常数,R和C为常数,则
③由实验测得,随着温度的逐渐升高,反应Ⅰ为主反应,平衡逆向移动平衡时混合气体的平均相对分子质量几乎又变回16,原因是
(3)其他条件相同时,反应温度对选择性的影响如图所示:由图可知,温度相同时选择性的实验值略高于其平衡值,可能的原因是
(4)利用甲醇分解制取烯烃,涉及反应如下。
a.
b.
c.
恒压条件下,平衡体系中各物质的量分数随温度变化如图所示:已知时,,平衡体系总压强为P,则反应c的平衡常数
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困难
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名校
解题方法
【推荐2】汽车尾气中的NO和CO在催化转化器中反应生成两种无毒无害的气体:
已知:碳的燃烧热为393.5 kJ/mol
则:
(1)_______ kJ/mol。
(2)将CO和NO按投入一恒温密闭容器,反应达平衡时,体系的总压强为a Pa、的体积分数为20%,该温度下反应的平衡常数_______ (用平衡分压代替平衡浓度计算)。
(3)催化剂性能决定了尾气处理效果。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(Ⅰ、Ⅱ)进行反应,测量逸出气体中NO含量,可测算尾气脱氮率。相同时间内,脱氮率随温度变化曲线如图所示。
①曲线上a点的脱氮率_______ (填“>”、“<”或“=”)对应温度下的平衡脱氮率。
②催化剂Ⅱ条件下,450℃后,脱氮率随温度升高而下降的原因可能是_______ 。
(4)使用甲醇汽油能减少汽车尾气对环境的污染,某化工厂用水煤气为原料合成甲醇,恒温条件下,在体积可变的密闭容器中发生反应:,到达平衡时,测得CO、、分别为1 mol、1 mol、1 mol,此时容器的体积为3 L,现往容器中继续通入3 mol CO,则v(正)_______ v(逆) (填“>”、“<”或“=”),判断的理由_______ 。
(5)二甲醚也是清洁能源,用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为:。已知一定条件下,该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比的变化曲线如图:
①a、b、c按从小到大的顺序排序为_______ 。
②某温度下,将2.0 mol 和4.0 mol 充入容积为2 L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中二甲醚的物质的量分数变化情况如上图所示,在不同温度和压强下的平衡转化率最小的是_______ ;
A.、 B.、 C.、 D.、
③在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是_______ 。
A.混合气体的平均摩尔质量变小 B.逆反应速率先增大后减小
C.化学平衡常数K值增大 D.
E.混合气体的密度减小 F.氢气的转化率减小
已知:碳的燃烧热为393.5 kJ/mol
则:
(1)
(2)将CO和NO按投入一恒温密闭容器,反应达平衡时,体系的总压强为a Pa、的体积分数为20%,该温度下反应的平衡常数
(3)催化剂性能决定了尾气处理效果。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(Ⅰ、Ⅱ)进行反应,测量逸出气体中NO含量,可测算尾气脱氮率。相同时间内,脱氮率随温度变化曲线如图所示。
①曲线上a点的脱氮率
②催化剂Ⅱ条件下,450℃后,脱氮率随温度升高而下降的原因可能是
(4)使用甲醇汽油能减少汽车尾气对环境的污染,某化工厂用水煤气为原料合成甲醇,恒温条件下,在体积可变的密闭容器中发生反应:,到达平衡时,测得CO、、分别为1 mol、1 mol、1 mol,此时容器的体积为3 L,现往容器中继续通入3 mol CO,则v(正)
(5)二甲醚也是清洁能源,用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为:。已知一定条件下,该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比的变化曲线如图:
①a、b、c按从小到大的顺序排序为
②某温度下,将2.0 mol 和4.0 mol 充入容积为2 L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中二甲醚的物质的量分数变化情况如上图所示,在不同温度和压强下的平衡转化率最小的是
A.、 B.、 C.、 D.、
③在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是
A.混合气体的平均摩尔质量变小 B.逆反应速率先增大后减小
C.化学平衡常数K值增大 D.
E.混合气体的密度减小 F.氢气的转化率减小
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【推荐3】萘类物质的加成反应,可以合成多种环状结构的异构体,并在工业中有重要应用,利用1-甲基萘()制备四氢萘类物质(,包括和)。反应过程中伴有生成十氢萘()的副反应,涉及反应如图:
请回答下列问题:
(1)已知一定条件下反应的焓变分别为,则反应的焓变______ (用含的代数式表示)。
(2)根据和的结构及命名方式,和的一种同分异构体的名称为______ 。
(3)四个平衡体系的平衡常数与温度的关系如图所示。
①,,中最稳定的是______ 。
②不考虑生成,从反应进行程度上考虑,利于生成的条件是______ 。
③若曲线c、d分别代表反应、的平衡常数随温度的变化,则表示反应的平衡常数随温度变化的曲线为______ 。
(4)某温度下,将一定量的、投入一密闭容器中,检测到四种有机物的物质的量随时间的变化关系如图乙所示。
在此温度下,如何更多的得到______ 。
a.延长反应时间
b.增大压强
c.使用选择性更高的催化剂
d反应初期生成较多时,及时分离出
(5)时,在体积恒定的密闭容器中投入一定量的,假定只发生过程,足量,且反应过程中氢气的浓度恒定为,当的转化率为a时,反应的平衡常数为______ 。
请回答下列问题:
(1)已知一定条件下反应的焓变分别为,则反应的焓变
(2)根据和的结构及命名方式,和的一种同分异构体的名称为
(3)四个平衡体系的平衡常数与温度的关系如图所示。
①,,中最稳定的是
②不考虑生成,从反应进行程度上考虑,利于生成的条件是
③若曲线c、d分别代表反应、的平衡常数随温度的变化,则表示反应的平衡常数随温度变化的曲线为
(4)某温度下,将一定量的、投入一密闭容器中,检测到四种有机物的物质的量随时间的变化关系如图乙所示。
在此温度下,如何更多的得到
a.延长反应时间
b.增大压强
c.使用选择性更高的催化剂
d反应初期生成较多时,及时分离出
(5)时,在体积恒定的密闭容器中投入一定量的,假定只发生过程,足量,且反应过程中氢气的浓度恒定为,当的转化率为a时,反应的平衡常数为
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【推荐1】乙醇与水催化反应可以制得氢气。
(1)已知: ,回答下列问题:
①升温,平衡_______ 移动(填“向左”、“向右”、“不”);
②与原平衡相比较,增大压强,新平衡时_______ (填“增大”、“减小”、“不变”,下同);
③恒温、恒容条件下。加入水蒸气,转化率_______ ;
④恒温、恒压条件下,加入稀有气体,体积分数_______ 。
(2)乙醇与水催化制氢同时发生以下三个反应,回答下列问题:
反应I:
反应II:
反应III:
则_______ 。
(3)压强为100kPa,的平衡产率与温度、起始时的关系如图所示,x、y、z三条曲线上的点都代表在不同条件下的平衡产率,且每条曲线上的平衡产率相同,如: A、B两点的平衡产率相等,B、C两点的平衡产率不相等。
的平衡产率:B点_______ C点(填“>”或“<”)。
(4)恒容条件下,将和投入密闭容器中发生上述三个反应,平衡时的选择性、平衡时CO的选择性、平衡时乙醇的转化率随温度的变化曲线如图所示。
【已知:CO的选择性】
①表示乙醇转化率的曲线是_______ (填“a”、“b”或“c”)。
②573K时,反应II的压强平衡常数_______ 。(已知:分压=总压该组分物质的量分数,计算结果保留整数。)
(1)已知: ,回答下列问题:
①升温,平衡
②与原平衡相比较,增大压强,新平衡时
③恒温、恒容条件下。加入水蒸气,转化率
④恒温、恒压条件下,加入稀有气体,体积分数
(2)乙醇与水催化制氢同时发生以下三个反应,回答下列问题:
反应I:
反应II:
反应III:
则
(3)压强为100kPa,的平衡产率与温度、起始时的关系如图所示,x、y、z三条曲线上的点都代表在不同条件下的平衡产率,且每条曲线上的平衡产率相同,如: A、B两点的平衡产率相等,B、C两点的平衡产率不相等。
的平衡产率:B点
(4)恒容条件下,将和投入密闭容器中发生上述三个反应,平衡时的选择性、平衡时CO的选择性、平衡时乙醇的转化率随温度的变化曲线如图所示。
【已知:CO的选择性】
①表示乙醇转化率的曲线是
②573K时,反应II的压强平衡常数
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【推荐2】在推进碳达峰、碳中和的大背景下,可以通过多种手段实现的减排和资源化利用。请回答下列问题:
(1)科学家设想,二氧化碳加氢还原转化为推进剂甲烷,以实现星际旅行的愿望。其中涉及的主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
①已知: ,则反应的______ (用含、、的代数式表示)。
②反应Ⅰ的与温度的关系如图1所示。已知反应Ⅰ的速率方程为,,其中、为速率常数,只受温度影响。由图1可知,代表曲线的是______ (填“MH”或“NG”);反应Ⅰ的(浓度平衡常数)与速率常数之间的关系为______ (用含、的代数式表示)。
③向某恒压密闭容器中充入5 mol CO2、和20mol 、和在不同温度下同时发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ,平衡时两种含碳物质的物质的量与温度T的关系如图2所示。图2中缺少______ (填含碳物质的分子式)的物质的量与温度的关系变化曲线;800K时,若平衡时容器内总压为p,图2中缺少的含碳物质平衡时为1.0 mol,则反应Ⅱ的压强平衡常数_____ (结果保留两位有效数字,为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(2)二氧化碳加氢制甲醇发生的主要化学反应如下:
① kJ⋅mol
② kJ⋅mol
控制压强为Pa、,其他条件相同时,在密闭容器中发生上述反应①、②,反应温度对的平衡转化率及的平衡选择性的影响如图3、4所示[的选择性可表示为]。根据图4解释:图3中温度低于260℃时,的平衡转化率随温度升高而降低的原因是____________ 。
(3)金红石型,可用于催化氢化,其立方晶胞结构如图所示,设阿伏加德罗常数的值为。①Ti位于周围O构成的______ 中心(填字母)。
A.三角形 B.四面体 C.六面体 D.八面体
②该晶体的密度为______ g·cm(用含a、b、的代数式表示)。
(1)科学家设想,二氧化碳加氢还原转化为推进剂甲烷,以实现星际旅行的愿望。其中涉及的主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
①已知: ,则反应的
②反应Ⅰ的与温度的关系如图1所示。已知反应Ⅰ的速率方程为,,其中、为速率常数,只受温度影响。由图1可知,代表曲线的是
③向某恒压密闭容器中充入5 mol CO2、和20mol 、和在不同温度下同时发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ,平衡时两种含碳物质的物质的量与温度T的关系如图2所示。图2中缺少
(2)二氧化碳加氢制甲醇发生的主要化学反应如下:
① kJ⋅mol
② kJ⋅mol
控制压强为Pa、,其他条件相同时,在密闭容器中发生上述反应①、②,反应温度对的平衡转化率及的平衡选择性的影响如图3、4所示[的选择性可表示为]。根据图4解释:图3中温度低于260℃时,的平衡转化率随温度升高而降低的原因是
(3)金红石型,可用于催化氢化,其立方晶胞结构如图所示,设阿伏加德罗常数的值为。①Ti位于周围O构成的
A.三角形 B.四面体 C.六面体 D.八面体
②该晶体的密度为
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【推荐3】化学平衡是中学化学的重点研究对象
I.氮及其化合物是重要的化工原料。回答下列问题:
(1)汽车尾气的储存还原技术法(NSR)可有效消除机动车尾气中NOx和CO的排放。
已知:
则2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g) △H3=___________ kJ∙mol-1。
(2)在不同压强下,向恒容密闭容器中通入初始浓度为3.0molmol∙L-1NO、1.0mol∙L-1,使其发生反应: kJ•mol-1。测得平衡时的体积百分含量随着温度、压强变化情况如图所示:
①、、由大到小的顺序为___________ 。
②下列数据能表明反应处于平衡状态的是___________ (填字母)。
A.混合气体的密度不变 B.混合气体的平均摩尔质量不变
C. D.混合气体的颜色深浅不变
③温度为时,反应的平衡常数___________ (填具体数字)。
(3)对于可逆反应,若起始投料mol,达到平衡后,增大压强,的体积分数___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅱ.
(4)水是极弱的电解质,常温下某电解质溶解在水中后,溶液中的mol∙L-1,则该电解质可能是___________(填字母)。
(5)已知次氯酸是比碳酸还弱的酸,要使新制稀氯水中的增大,可以采取的措施为___________(填字母)。
(6)常温下,为证明是弱电解质,某同学取出10mL0·10mol•L-1氨水,用pH试纸测其pH为a;用蒸馏水稀释至1000mL,再用pH试纸测其pH为b;只要a、b满足关系___________ (用等式或不等式表示),就可确认是弱电解质。
(7)已知:25℃时,两种常见弱酸的电离平衡常数:
①25℃时,10mL0.10mol⋅L溶液与10mL0.10mol•L-1溶液中,离子总数大小关系:溶液___________ 溶液(填“>”、“<”或“=”)。
②向溶液中通入过量反应的离子方程式为___________ 。
(8)已知:常温下,,(在溶液中某离子完全沉淀时,认为该离子浓度小于)
①的溶度积常数表达式___________ 。
②完全沉淀的为___________ 。
I.氮及其化合物是重要的化工原料。回答下列问题:
(1)汽车尾气的储存还原技术法(NSR)可有效消除机动车尾气中NOx和CO的排放。
已知:
则2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g) △H3=
(2)在不同压强下,向恒容密闭容器中通入初始浓度为3.0molmol∙L-1NO、1.0mol∙L-1,使其发生反应: kJ•mol-1。测得平衡时的体积百分含量随着温度、压强变化情况如图所示:
①、、由大到小的顺序为
②下列数据能表明反应处于平衡状态的是
A.混合气体的密度不变 B.混合气体的平均摩尔质量不变
C. D.混合气体的颜色深浅不变
③温度为时,反应的平衡常数
(3)对于可逆反应,若起始投料mol,达到平衡后,增大压强,的体积分数
Ⅱ.
(4)水是极弱的电解质,常温下某电解质溶解在水中后,溶液中的mol∙L-1,则该电解质可能是___________(填字母)。
A. | B.HCl | C. | D.NaOH |
(5)已知次氯酸是比碳酸还弱的酸,要使新制稀氯水中的增大,可以采取的措施为___________(填字母)。
A.再通入 | B.加碳酸钙粉末 | C.加氯化钠溶液 | D.加足量NaOH |
(6)常温下,为证明是弱电解质,某同学取出10mL0·10mol•L-1氨水,用pH试纸测其pH为a;用蒸馏水稀释至1000mL,再用pH试纸测其pH为b;只要a、b满足关系
(7)已知:25℃时,两种常见弱酸的电离平衡常数:
酸 | 电离平衡常数 |
②向溶液中通入过量反应的离子方程式为
(8)已知:常温下,,(在溶液中某离子完全沉淀时,认为该离子浓度小于)
①的溶度积常数表达式
②完全沉淀的为
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