国务院总理李克强在2021年国务院政府工作报告中指出,扎实做好碳达峰、碳中和各项工作,优化产业结构和能源结构,努力争取2060年前实现碳中和。碳的化合物在工业上应用广泛,下面有几种碳的化合物的具体应用:
(1)已知下列热化学方程式:
i.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)→CH2ClCHClCH3(g) ΔH=-133kJ·mol-1
ii.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)→CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) ΔH=-100kJ·mol-1
①写出相同条件下CH2=CHCH2C1和HCl合成CH2ClCHClCH3的热化学方程式____ 。
②已知①中的正反应的活化能E正为132kJ·mol-1,请在下图中标出①中逆反应的活化能E逆及数值_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/6/11/2740883319554048/2740972806758400/STEM/b3497bfee1d94d29b236e442f9131f01.png?resizew=150)
(2)温度为T℃时向容积为2L的密闭容器中投入3molH2和1molCO2发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌ CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.4kJ·mol-1,反应达到平衡时,测得放出热量19.76kJ,求平衡时:
①H2的转化率为_______
②T℃时该反应的平衡常数K=_______ (列计算式表示)。
(3)目前有Ni-CeO2催化CO2加H2形成CH4的反应,历程如图所示,吸附在催化剂表面的物种用*标注。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/6/11/2740883319554048/2740972806758400/STEM/0f0e879f5ef443d4a5b939d7aaac2b9e.png?resizew=267)
①写出上述转换中存在的主要反应的化学方程式_____ 。
②有人提出中间产物CO的处理,用反应2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0来消除CO的污染,请用文字说明是否可行_____ 。
(4)T℃,HCOOH与CH3COONa溶液反应:HCOOH+CH3COO-⇌HCOO-+CH3COOH,该反应的K=12.5,则该温度下醋酸的电离常数Ka(CH3COOH)=_____ (T℃时Ka(HCOOH)=2×10-4)。
(1)已知下列热化学方程式:
i.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)→CH2ClCHClCH3(g) ΔH=-133kJ·mol-1
ii.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)→CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) ΔH=-100kJ·mol-1
①写出相同条件下CH2=CHCH2C1和HCl合成CH2ClCHClCH3的热化学方程式
②已知①中的正反应的活化能E正为132kJ·mol-1,请在下图中标出①中逆反应的活化能E逆及数值
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/6/11/2740883319554048/2740972806758400/STEM/b3497bfee1d94d29b236e442f9131f01.png?resizew=150)
(2)温度为T℃时向容积为2L的密闭容器中投入3molH2和1molCO2发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌ CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.4kJ·mol-1,反应达到平衡时,测得放出热量19.76kJ,求平衡时:
①H2的转化率为
②T℃时该反应的平衡常数K=
(3)目前有Ni-CeO2催化CO2加H2形成CH4的反应,历程如图所示,吸附在催化剂表面的物种用*标注。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/6/11/2740883319554048/2740972806758400/STEM/0f0e879f5ef443d4a5b939d7aaac2b9e.png?resizew=267)
①写出上述转换中存在的主要反应的化学方程式
②有人提出中间产物CO的处理,用反应2CO(g)=2C(s)+O2(g) ΔH>0来消除CO的污染,请用文字说明是否可行
(4)T℃,HCOOH与CH3COONa溶液反应:HCOOH+CH3COO-⇌HCOO-+CH3COOH,该反应的K=12.5,则该温度下醋酸的电离常数Ka(CH3COOH)=
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更新时间:2021-06-11 23:46:21
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】处理烟气中SO2常采用的方法有CO还原法和碱液吸收法。请回答下列问题:
I.水煤气还原法﹒
已知:i.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/df47b9158197d10041f56a427e14423d.png)
ii.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c5eb7da88a16015520c71fe94963427f.png)
(1)写出CO(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)、H2(g)的热化学方程式:_______ 。若该反应在恒温、恒容体系中进行,达到平衡的标志为_______ (填选项字母)
A.单位时间内,生成nmolCO的同时生成nmolCO2
B.混合气体的平均摩尔质量保持不变
C.混合气体的总压强保持不变
D.H2O(g)与H2(g)的体积比保持不变
(2)一定压强下,发生反应
,平衡时
的转化率
与投料比的比值[
]、温度T的关系如图所示。比较平衡时,
的转化率
:N_______ M(填“>”“<”或“=”,下同),逆反应速率:N_______ P
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/5/8/2716516610768896/2720730788069376/STEM/a894dcd1-8a71-4230-9d3f-5f0844bb4bf1.png?resizew=294)
(3)T℃,向10L恒容密闭容器中充入2molCO(g)、2molSO2(g)和2molH2(g),发生反应i和反应ii,5min达到平衡时,CO2(g)和H2O(g)的物质的量分别为1.6mol、1.8mol。
①该温度下,反应ii的平衡常数K=_______ 。
②其他条件不变,6min时缩小容器体积。![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5d1931bdd9cabfff95d09563f749fefd.png)
_______ (填“增大”“减小”或“不变”)
II.碱液吸收法
步骤1:用足量氨水吸收SO2
步骤2:再加入熟石灰,发生反应:2
+Ca2++2OH-+
=CaSO3↓+2NH3·H2O
(4)已知:25℃时,Kb(NH3·H2O)=a;Ksp(CaSO3)=b,该温度下,步骤2中反应的平衡常数K=_______ (用含a、b的代数式表示)。
I.水煤气还原法﹒
已知:i.
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ii.
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(1)写出CO(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)、H2(g)的热化学方程式:
A.单位时间内,生成nmolCO的同时生成nmolCO2
B.混合气体的平均摩尔质量保持不变
C.混合气体的总压强保持不变
D.H2O(g)与H2(g)的体积比保持不变
(2)一定压强下,发生反应
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(3)T℃,向10L恒容密闭容器中充入2molCO(g)、2molSO2(g)和2molH2(g),发生反应i和反应ii,5min达到平衡时,CO2(g)和H2O(g)的物质的量分别为1.6mol、1.8mol。
①该温度下,反应ii的平衡常数K=
②其他条件不变,6min时缩小容器体积。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5d1931bdd9cabfff95d09563f749fefd.png)
II.碱液吸收法
步骤1:用足量氨水吸收SO2
步骤2:再加入熟石灰,发生反应:2
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(4)已知:25℃时,Kb(NH3·H2O)=a;Ksp(CaSO3)=b,该温度下,步骤2中反应的平衡常数K=
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【推荐2】Ⅰ.已知:①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7341cec771eaf323104e66c047b8f62.png)
②![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1484d6bd8b84609998bc02636fdc9875.png)
③![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aeb9b9434e96c24b455689ff633b7e61.png)
试据此写出一氧化碳燃烧的热化学方程式___________________________ 。
Ⅱ.某同学设计一个燃料电池(如图所示),目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。根据要求回答相关问题:
①石墨电极为________ (填“阳极”或“阴极”),反应一段时间后,在乙装置中滴入酚酞溶液,________ (填“铁极”或“石墨极”)区的溶液先变红。乙池中电解总方程式为____________ 。
②如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,溶液中硫酸铜浓度将________ (填“增大”“减小”或“不变”)。精铜电极上的电极反应式为______________________ 。
③若在标准状况下,有224 mL氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体在标准状况下体积为________ mL;丙装置中阴极析出铜的质量为________ g。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7341cec771eaf323104e66c047b8f62.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1484d6bd8b84609998bc02636fdc9875.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aeb9b9434e96c24b455689ff633b7e61.png)
试据此写出一氧化碳燃烧的热化学方程式
Ⅱ.某同学设计一个燃料电池(如图所示),目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。根据要求回答相关问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/26/549a47f3-124d-4a5f-904b-e072dac14e3b.png?resizew=363)
①石墨电极为
②如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,溶液中硫酸铜浓度将
③若在标准状况下,有224 mL氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体在标准状况下体积为
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【推荐3】Ⅰ.甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如表所示:
(1)反应②是________ (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=__________ (用K1、K2表示)。
(3)一种甲醇燃料电池,使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/14/e0af6e54-afef-45d9-aefd-acae62ed7c8d.png?resizew=409)
请写出加入(通入)a物质一极的电极反应式_________________ ;
Ⅱ. 我国是一个多煤少油的国家,科学家致力于以煤为原料生产重要的化工原料烯烃,目前已取得重大突破,制乙烯的原理如下:
反应①:C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g) Δ H1=+ 131.3kJ·mol -1
反应②:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) Δ H2
反应③:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) Δ H3=- 23.9 kJ·mol -1
反应④: CH3OCH3(g)⇌C2H4(g)+H2O(g) Δ H4=- 29.1kJ·mol -1
(1)反应①能自发进行的条件是____ (填“高温”或“低温”)。
(2)温度为T1 时,向2 L密闭容器中投0.20 mol CO和0.40 mol H2,发生反应②, CO的物质的量与时间的关系如图所示,则该温度时反应的平衡常数K=____ ;已知温度T2>T1,请在原图上画出 在温度T2时反应过程中CO的物质的量与时间的关系图___ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/14/310c10b6-0d90-427b-94b7-91d01470f160.png?resizew=273)
(3)根据已知条件求算下列反应的反应热
2CH3OH(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g) Δ H =________ kJ·mol -1
(4)某课题研究小组将甲醇蒸气以一定的流速持续通过相同量的催化剂,研究温度对甲醇转化率和乙烯产率的影响,得如下图象,则下列结论不正确 的是_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/14/ea340b9a-12e6-46ad-a700-257fbd30a4fe.png?resizew=718)
A. 制乙烯的同时还发生了其它反应
B. 一段时间后甲醇转化率下降是由于反应逆向进行了
C. 乙烯的产率随温度升高而增大
D. 制乙烯比较适宜的温度是400-450°C
化学反应 | 平衡常数 | 温度℃ | |
500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g)![]() | K1 | 2.5 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g)![]() | K2 | 1.0 | 2.50 |
③3H2(g)+CO2(g)![]() | K3 |
(1)反应②是
(2)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=
(3)一种甲醇燃料电池,使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/14/e0af6e54-afef-45d9-aefd-acae62ed7c8d.png?resizew=409)
请写出加入(通入)a物质一极的电极反应式
Ⅱ. 我国是一个多煤少油的国家,科学家致力于以煤为原料生产重要的化工原料烯烃,目前已取得重大突破,制乙烯的原理如下:
反应①:C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g) Δ H1=+ 131.3kJ·mol -1
反应②:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) Δ H2
反应③:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) Δ H3=- 23.9 kJ·mol -1
反应④: CH3OCH3(g)⇌C2H4(g)+H2O(g) Δ H4=- 29.1kJ·mol -1
(1)反应①能自发进行的条件是
(2)温度为T1 时,向2 L密闭容器中投0.20 mol CO和0.40 mol H2,发生反应②, CO的物质的量与时间的关系如图所示,则该温度时反应的平衡常数K=
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/14/310c10b6-0d90-427b-94b7-91d01470f160.png?resizew=273)
(3)根据已知条件求算下列反应的反应热
2CH3OH(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g) Δ H =
(4)某课题研究小组将甲醇蒸气以一定的流速持续通过相同量的催化剂,研究温度对甲醇转化率和乙烯产率的影响,得如下图象,则下列结论
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/14/ea340b9a-12e6-46ad-a700-257fbd30a4fe.png?resizew=718)
A. 制乙烯的同时还发生了其它反应
B. 一段时间后甲醇转化率下降是由于反应逆向进行了
C. 乙烯的产率随温度升高而增大
D. 制乙烯比较适宜的温度是400-450°C
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐1】氨气可作为脱硝剂。回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/3/f8d064cf-b554-46da-a0fb-becbcd0761cc.png?resizew=213)
(1)在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和
,在一定条件下发生反应![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/58451762e397115a79edb9191e1b6102.png)
。
①能说明该反应已达到平衡状态标志的是___________ (填标号)。
a.反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d655e43c67523f54db9feed7b67ef8a9.png)
b.容器内压强不再随时间而发生变化
c.容器内
的物质的量分数不再随时间而发生变化
d.容器内![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fa0b40a89f365a2cbd1a2e1c27abbfa2.png)
②某次实验中测得容器内NO及
的物质的量随时间的变化如图所示,图中b点对应的反应速率关系是![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/efa0115b6fc641a07f4966c283db6138.png)
___________
(填“
”“
”或“
”)。
(2)一定温度下,在2L恒容密闭容器内发生反应
,
随时间的变化如下表:
①0~2s内,该反应的平均速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/339569b687a18592b57ddf1b9354b496.png)
___________ 。
②根据上表可以看出,随着反应进行,反应速率逐渐减小,其原因是___________ 。
③该温度下,反应
的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be67926dcdcae9406c284c19b51258b9.png)
___________
。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/3/f8d064cf-b554-46da-a0fb-becbcd0761cc.png?resizew=213)
(1)在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/58451762e397115a79edb9191e1b6102.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c1889f2468b6b3335f59553019c68fdf.png)
①能说明该反应已达到平衡状态标志的是
a.反应速率
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d655e43c67523f54db9feed7b67ef8a9.png)
b.容器内压强不再随时间而发生变化
c.容器内
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/689cceefc5aed24568b73c0a6910c539.png)
d.容器内
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fa0b40a89f365a2cbd1a2e1c27abbfa2.png)
②某次实验中测得容器内NO及
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/689cceefc5aed24568b73c0a6910c539.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/efa0115b6fc641a07f4966c283db6138.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cedff701a611bb6d232ef4ee29e05dc0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/392cdb9d30684cce244bef94b8d861b9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4ff7942da6c3fc4005256fb1458557c0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6706fe00b4e231e62d9ecbec567d526b.png)
(2)一定温度下,在2L恒容密闭容器内发生反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/925bf583623f85da99c8b620ac8ccedd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b2f7be054186b76fbc77abfc6e99eb94.png)
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
![]() | 0.040 | 0.020 | 0.010 | 0.005 | 0.005 | 0.005 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/339569b687a18592b57ddf1b9354b496.png)
②根据上表可以看出,随着反应进行,反应速率逐渐减小,其原因是
③该温度下,反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35d3f4062b3d1c719f67832fcc8dc4b5.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8b7d8c20411e5a0979865bfb37d2f647.png)
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【推荐2】乙烷氧化脱氢制乙烯是石油化工的研究热点。羟基化氮化硼可高效催化乙烷氧化脱氢制乙烯,发生反应2C2H6(g)+O2(g)⇌2C2H4(g)+2H2O(g)△H。回答下列问题:
(1)已知:C2H6的燃烧热△H1=﹣1560 kJ/mol,C2H4的燃烧热△H2=﹣1411 kJ/mol,H2O(g)
H2O(1)△H3=﹣44 kJ/mol,则△H=___________ 。
(2)该反应分多步进行,其中的部分反应历程如图1所示(图中IS表示起始态,TS表示过渡态,FS表示终态)。这一部分反应中慢反应的能垒(活化能)E正=____ eV。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/16/2830500342038528/2830713382117376/STEM/0bd1092c-21b0-49b7-a52b-5dfcd7964a4c.png?resizew=389)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/16/2830500342038528/2830713382117376/STEM/bc3f2635-13e8-40ab-9c25-f6dbcf6c8644.png?resizew=376)
(3)向反应装置中按体积比1:1:4通入C2H6、O2和N2的混合气体,维持压强为0.1 MPa,反应t1min,测得乙烷转化率和乙烯选择性(乙烯选择性=
×100%)随温度的变化如图2所示。
①若想使乙烯的产率较高,应选择的反应温度是____ (填选项字母)。
A.570℃ B.585℃ C.600℃
②图2中,乙烷转化率____ (填“是”或“不是”)平衡转化率,判断依据是____ 。
③在580℃的条件下,进一步提高上述反应中C2H6的转化率的措施是____ (填选项字母)。
A.延长反应时间 B.增大O2的浓度 C.使用更高效的催化剂
④维持压强和投料比不变,在T℃(T>100)下反应t2min使反应达到平衡,若此时乙烷转化率为2a,乙烯选择性为100%,则该温度下反应2C2 H6(g)+O2(g)⇌2C2H4(g)+2H2O(g)的平衡常数Kp=____ MPa(Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。用含a的代数式表示,列出计算式即可)。
(1)已知:C2H6的燃烧热△H1=﹣1560 kJ/mol,C2H4的燃烧热△H2=﹣1411 kJ/mol,H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/01669bda3ba224896a0d8a9a84f83ccc.png)
(2)该反应分多步进行,其中的部分反应历程如图1所示(图中IS表示起始态,TS表示过渡态,FS表示终态)。这一部分反应中慢反应的能垒(活化能)E正=
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/16/2830500342038528/2830713382117376/STEM/0bd1092c-21b0-49b7-a52b-5dfcd7964a4c.png?resizew=389)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/16/2830500342038528/2830713382117376/STEM/bc3f2635-13e8-40ab-9c25-f6dbcf6c8644.png?resizew=376)
(3)向反应装置中按体积比1:1:4通入C2H6、O2和N2的混合气体,维持压强为0.1 MPa,反应t1min,测得乙烷转化率和乙烯选择性(乙烯选择性=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/55c1ecffcceb8c0f7cf52ad9f9e09072.png)
①若想使乙烯的产率较高,应选择的反应温度是
A.570℃ B.585℃ C.600℃
②图2中,乙烷转化率
③在580℃的条件下,进一步提高上述反应中C2H6的转化率的措施是
A.延长反应时间 B.增大O2的浓度 C.使用更高效的催化剂
④维持压强和投料比不变,在T℃(T>100)下反应t2min使反应达到平衡,若此时乙烷转化率为2a,乙烯选择性为100%,则该温度下反应2C2 H6(g)+O2(g)⇌2C2H4(g)+2H2O(g)的平衡常数Kp=
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【推荐3】尿素[CO(NH2)2]是首个用无机物人工合成的有机物。
(1)在尿素合成塔中发生的反应分两步进行,其能量变化和反应历程如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/10/642940ce-17dc-4642-94a6-bf3b747cc268.jpg?resizew=442)
已知:E1=E2-15.5=E3-119.2=E4-129.3=E5-189.4
①图中所示两步反应中,第一步反应是_______ (填“放热”或“吸热”,下同)反应,第二步反应是_______ 反应,总反应的热化学方程式为_______ 。
②有利于第一步反应正向进行的条件是_______ (填标号,下同),有利于第二步反应正向进行的条件是_______ ,决定总反应速率的是第_______ (填“一”或“二”)步反应,该步反应的逆反应的活化能为_______ kJ·mol-1
a.高温、高压 b.高温、低压 c.低温、高压 d.低温、低压
(2)T ℃时,向2 L的密闭容器中,通入2 mol NH3和1 mol CO2,保持体积不变,发生反应2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(g),10 min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2 mol NH3,同时生成1 mol H2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
③若10 min时保持温度和压强不变,再向容器中同时充入0.5 mol CO2和0.5 mol H2O(g),则此时平衡_______ (填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。
(1)在尿素合成塔中发生的反应分两步进行,其能量变化和反应历程如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/10/642940ce-17dc-4642-94a6-bf3b747cc268.jpg?resizew=442)
已知:E1=E2-15.5=E3-119.2=E4-129.3=E5-189.4
①图中所示两步反应中,第一步反应是
②有利于第一步反应正向进行的条件是
a.高温、高压 b.高温、低压 c.低温、高压 d.低温、低压
(2)T ℃时,向2 L的密闭容器中,通入2 mol NH3和1 mol CO2,保持体积不变,发生反应2NH3(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.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.单位时间内消耗2 mol NH3,同时生成1 mol H2O
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
③若10 min时保持温度和压强不变,再向容器中同时充入0.5 mol CO2和0.5 mol H2O(g),则此时平衡
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解题方法
【推荐1】研究CO2与CH4的反应使之转化为CO和H2,对减缓燃料危机,减少温室效应具有重要的意义。
(1)已知CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) △H=+248kJ·mol-1、△S=310J •mol-1·K-1,该反应能自发进行的温度范围为____________________ 。
(2)在密闭恒容容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如下图所示。
①工业生产时一般会选用P4和1250℃进行合成,请解释其原因_________________________ 。
②在压强为P4、1100℃的条件下,该反应5min时达到平衡点X,则用CO表示该反应的速率为_____ ,该温度下,反应的平衡常数为_____________________ (保留3位有效数字)。
(3)CO和H2在工业上还可以通过反应C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2 (g)来制取
①在恒温恒容下,如果从反应物出发建立平衡,可认定已达平衡状态的是____________________ 。
A.体系压强不再变化 B.H2、CO和H2O的物质的量之比为1:1:1
C.混合气体的密度保持不变 D.气体平均相对分子质量保持不变
②在某体积可变的密闭容器中同时投入四种物质,2min时达到平衡,测得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、2.2molH2(g)和足量的C(s),如果此时对体系加压,平衡向___________ (填“正”或“逆”)反应方向移动,达到新的平衡后,气体的平均摩尔质量为_____________________ 。
(1)已知CH4(g)+CO2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/2/21/2145449033973760/2147457274216448/STEM/d8d0cd47fb044696a608cdffae2ed1ec.png?resizew=36)
(2)在密闭恒容容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/2/21/2145449033973760/2147457274216448/STEM/d8d0cd47fb044696a608cdffae2ed1ec.png?resizew=36)
①工业生产时一般会选用P4和1250℃进行合成,请解释其原因
②在压强为P4、1100℃的条件下,该反应5min时达到平衡点X,则用CO表示该反应的速率为
(3)CO和H2在工业上还可以通过反应C(s)+H2O(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/2/21/2145449033973760/2147457274216448/STEM/d8d0cd47fb044696a608cdffae2ed1ec.png?resizew=36)
①在恒温恒容下,如果从反应物出发建立平衡,可认定已达平衡状态的是
A.体系压强不再变化 B.H2、CO和H2O的物质的量之比为1:1:1
C.混合气体的密度保持不变 D.气体平均相对分子质量保持不变
②在某体积可变的密闭容器中同时投入四种物质,2min时达到平衡,测得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、2.2molH2(g)和足量的C(s),如果此时对体系加压,平衡向
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【推荐2】工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖,其反应为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ∆H=-92.4kJ·mol-1 ∆S=-200J·K-1·mol-1。回答下列问题:
(1)合成氨反应在常温下_______ (填“能”或“不能”)自发。
(2)_______ 温(填“高”或“低”,下同)有利于提高反应速率,_______ 温有利于提高平衡转化率,综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素,工业常采用
。
针对反应速率与平衡产率的矛盾,我国科学家提出了两种解决方案。
(3)方案二:
复合催化剂。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/13/8ab43316-3ea6-4b3b-b785-442968eeeb0b.png?resizew=549)
下列说法正确的是_______ 。
a.
时,复合催化剂比单一催化剂效率更高
b.同温同压下,复合催化剂有利于提高氨的平衡产率
c.温度越高,复合催化剂活性一定越高
(4)某合成氨速率方程为:
,根据表中数据,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a818f28eb5f2f596a7f4f57682ca10ae.png)
_______ ;
在合成氨过程中,需要不断分离出氨的原因为_______ 。
a.有利于平衡正向移动 b.防止催化剂中毒 c.提高正反应速率
(5)在初始压强为20MPa、450℃、容积恒定、催化剂条件下发生合成氨反应,按物质的量比值n(N2):n(H2)=1:3充入反应物,氢气的平衡转化率为60%,则Kp=_______ (保留三位小数)。
(1)合成氨反应在常温下
(2)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2997d02a6db3b2c9edcfe96b3a51ee90.png)
针对反应速率与平衡产率的矛盾,我国科学家提出了两种解决方案。
(3)方案二:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/044238220a31cf255043975dd3482624.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/13/8ab43316-3ea6-4b3b-b785-442968eeeb0b.png?resizew=549)
下列说法正确的是
a.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/92fd63e34c1e6b6ad7a52cd81bf91d79.png)
b.同温同压下,复合催化剂有利于提高氨的平衡产率
c.温度越高,复合催化剂活性一定越高
(4)某合成氨速率方程为:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6c77a6b3b489b11cc9b499ae3cef1984.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a818f28eb5f2f596a7f4f57682ca10ae.png)
实验 | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
1 | m | n | p | q |
2 | ![]() | n | p | ![]() |
3 | m | n | ![]() | ![]() |
4 | m | ![]() | p | ![]() |
a.有利于平衡正向移动 b.防止催化剂中毒 c.提高正反应速率
(5)在初始压强为20MPa、450℃、容积恒定、催化剂条件下发生合成氨反应,按物质的量比值n(N2):n(H2)=1:3充入反应物,氢气的平衡转化率为60%,则Kp=
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【推荐3】碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及其化合物是人类生产生活的主要能源物质。已知:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH1=-99.0kJ·mol-1。
(1)该反应的熵变ΔS_______ 0(填“>”、“<”或“=”),该反应在_______ (填“低温”、“高温”或“任意温度”)条件下较易自发进行。
(2)反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)ΔH2=-128.84kJ·mol-1,则CH3OH(l)=CH3OH(g)ΔH3=_______ 。
(3)已知1g液态甲醇完全燃烧放出的热量为22.7kJ(298K、1.01×105Pa时测定)。该条件下甲醇燃烧热的热化学方程式为:_______ 。
(4)在1L恒容密闭容器中充入一定量CH3OH发生反应:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH4,测得CH3OH的浓度与温度的关系如图所示:则ΔH4_______ (填“>”“<”或“=”)0,说明理由_______ 。
(1)该反应的熵变ΔS
(2)反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)ΔH2=-128.84kJ·mol-1,则CH3OH(l)=CH3OH(g)ΔH3=
(3)已知1g液态甲醇完全燃烧放出的热量为22.7kJ(298K、1.01×105Pa时测定)。该条件下甲醇燃烧热的热化学方程式为:
(4)在1L恒容密闭容器中充入一定量CH3OH发生反应:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH4,测得CH3OH的浓度与温度的关系如图所示:则ΔH4
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/11/daf10607-033e-4dbe-b0fd-6a493d61a038.png?resizew=234)
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【推荐1】电离平衡常数和电离度(电离度是指已电离的电解质分子数占原来总分子数的百分比)均可衡量弱电解质的电离,下表是常温下几种弱酸的电离平衡常数(
)和弱碱的电离平衡常数(
),回答下列问题∶
(1)
的水溶液呈______ (填“酸性”、“中性”或“碱性”),理由是______ 。
(2)现测得溶解了
的某盐酸的pH=4,则该溶液中
的电离度约为______ 。
(3)常温下,浓度相同的三种溶液NaF、
、
,pH由大到小的顺序是______ 。
(4)将过量
通入
溶液中,反应的离子方程式为______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/88951b52e016825b6645fd3baa8f5f8b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1222888b56858fea0224b7230db188a9.png)
弱酸或弱碱 | HF | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
电离平衡常数 | ![]() | ![]() | ![]() ![]() | ![]() ![]() | ![]() |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/29109888f4fb3543bb8c75af62e22f46.png)
(2)现测得溶解了
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
(3)常温下,浓度相同的三种溶液NaF、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cd46a1a853c372c1fb6c7a88cd947e87.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b779f39f58dc21cf9153e15b0a9a65b.png)
(4)将过量
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cd46a1a853c372c1fb6c7a88cd947e87.png)
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【推荐2】2021年8月,我国第一套利用中国石油自主研发的乙烷裂解制乙烯技术建成的大型乙烯生产装置成功投料开车。其反应原理为①
。回答下列问题:
(1)已知②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8a75b8449a571bf5e56836e90ae1064e.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/495b8e10f5a5869a293a9b8fd90083de.png)
则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/14d7083610c69e55d959b9b8678e8543.png)
_______ (用
、
表示)。反应①、②、③以物质的量分数表示的平衡常数
与温度T的变化关系如图1所示,则表示反应①的曲线是_______ (填标号,下同)。若其他条件相同,分别在总压为10atm、20atm时发生反应①,平衡体系中
、
的体积分数随温度变化的关系如图2所示,则代表压强为10atm时
的体积分数随温度变化的曲线是_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/1/3258a864-af14-409e-999e-b7390a0801a1.png?resizew=356)
(2)乙烷裂解时易发生副反应:④
。
①250℃时,在容积为1L的密闭容器中,充入
,发生反应①和④。反应达到平衡时,
的转化率为50%,
的选择性(生成的
占生成的
和
总量的百分比)为80%,则该温度下反应④的平衡常数为_______ 。
②常温下,将①中裂解产物通过足量溴水后,再完全燃烧,将生成的气体通入1L2.2mol/LKOH吸收液中,所得溶液中![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9825276a885a0b40bdff7d2905c89d03.png)
_______ (填“<”“>”或“=”)
。已知
的
,
,,
,若改变KOH吸收液的体积,所得溶液中
,则溶液![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8c24d130ec9342588aea315810eea372.png)
_______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7d2b986a6fedac6735e77fb533c41b61.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
(1)已知②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/655b7a56b9d1863d73f97995a5051d54.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8a75b8449a571bf5e56836e90ae1064e.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3081471a59571d1e73e59fc72fb098ef.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/495b8e10f5a5869a293a9b8fd90083de.png)
则
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/14d7083610c69e55d959b9b8678e8543.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a95d800b889e9e22aa00ec16b7f0a794.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6500ab7bf1b8a24b4e020fc49eb7cd90.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2e8a250ba2a0214c4eba1834d6affd62.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bdc60edb8cba93be989aebaa04675e7b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2e8a250ba2a0214c4eba1834d6affd62.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/1/3258a864-af14-409e-999e-b7390a0801a1.png?resizew=356)
(2)乙烷裂解时易发生副反应:④
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1348a70eb9c4ed6301f1f38d18d12e72.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ac4bb5ab7f13c24e73afc40e9e4ab04b.png)
①250℃时,在容积为1L的密闭容器中,充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/af47231dd2075fd0dd537e85966252a2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2e8a250ba2a0214c4eba1834d6affd62.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
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②常温下,将①中裂解产物通过足量溴水后,再完全燃烧,将生成的气体通入1L2.2mol/LKOH吸收液中,所得溶液中
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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3】NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ/mol
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221 kJ/mol
若某反应的平衡常数表达式为K=
,请写出此反应的热化学方程式____________ 。
(2)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式:_________________________ 。
(3)NO2用氨水吸收能生成NH4NO3,25℃时,将amolNH4NO3溶于水配成bL溶液,溶液显酸性,常温下向该溶液通入标准状况下VL氨气后溶液呈中性,则通入氨气的过程中水的电离平衡将_____ (填“正向”“不”“逆向”)移动,通入标准状况下氨气的体积为_________ L(设通入氨气后溶液的体积不变,用含a的代数式表示,已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数为2.0×10-5)
(4)催化氧化法去除NO是在一定条件下,用NH3消除NO污染,其反应原理为4NH3+6NO
5N2+6H2O不同温度条件下,n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4:1、3:1、1:3时,得到NO脱除率曲线如图所示:
①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的原因可能是________ 。
②曲线a中NO的起始浓度为6×10-4mg/m3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为_____________ mg/(m3·s)。
③曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是____________ 。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5 kJ/mol
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221 kJ/mol
若某反应的平衡常数表达式为K=
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(2)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式:
(3)NO2用氨水吸收能生成NH4NO3,25℃时,将amolNH4NO3溶于水配成bL溶液,溶液显酸性,常温下向该溶液通入标准状况下VL氨气后溶液呈中性,则通入氨气的过程中水的电离平衡将
(4)催化氧化法去除NO是在一定条件下,用NH3消除NO污染,其反应原理为4NH3+6NO
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①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的原因可能是
②曲线a中NO的起始浓度为6×10-4mg/m3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为
③曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是
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