环境是人类赖以生存的基础,当前人类使用的能源石油产品中含有多种硫化物,如H2 S、H2S、COS、CH3SH等,为了保护环境,石油加工的脱硫技术研究意义重大。
请回答下列问题:
(1)科学研究一种复合组分催化剂,能实现CH4把SO2转化为S,同时生成CO2和H2O。已知CH4和S的燃烧热分别为 和 ,则CH4和SO2反应的热化学方程式为____________ 。
(2)一定条件下,焦炭可以还原SO2,其化学方程式为 ,在恒容密闭容器中, 与足量的焦炭反应,SO2的转化率随温度变化曲线如图甲所示。则该反应的____________ 0(选填“>”或“<”);该反应自发进行的依据是 ____________ 。
(3)真空克劳斯法脱硫,可以用过量K2CO3溶液吸收少量H2S,其化学方程式为____________ ,该反应的平衡常数为 ____________ 。(已知H2CO3的 , ;H2S的 , )
(4)COS的水解反应为 。某温度时,用活性作催化剂,在恒容密闭容器中COS(g)的平衡转化率随不同投料比的转化关系如图乙所示。其他条件相同时,改变反应温度,测得一定时间内COS的转化率如图丙所示。
①起始向容器中投入一定量反应物,在一定条件下,可以判断反应到达平衡状态的是___________ (填字母)。
A.容器中气体密度不变时
B.压强保持不变时
C.容器中气体的平均相对分子质量保持不变时
D.
②若减小投料比 ,H2O的转化率___________ (选填“增大”“减小”或“不变”)。
③请你分析该反应进行的温度不宜过高的可能原因是____________ 。
请回答下列问题:
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①起始向容器中投入一定量反应物,在一定条件下,可以判断反应到达平衡状态的是
A.容器中气体密度不变时
B.压强保持不变时
C.容器中气体的平均相对分子质量保持不变时
D.
②若减小投料比 ,H2O的转化率
③请你分析该反应进行的温度不宜过高的可能原因是
更新时间:2021-06-18 17:11:49
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【推荐1】合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义;氨的合成一直是科学重点研究课题。请结合所学知识回答以下问题:
(1)2007年度诺贝尔化学奖获得者格哈德·埃特尔,确认了合成氨反应机理。已知。298K、101kPa下,合成氨反应的能量变化如图1所示(吸附在催化剂表面的物质用“*”表示, “Ts”表示过渡态)。
①该条件下, N2(g)+ H2(g)⇌NH3(g), ΔH=___________ kJ·mol-1;
②该历程中决速步的活化能( E)为___________ kJ· mol-1;
(2)1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法,从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。“哈伯法”合成氨的工业条件为400-500℃、10~30MPa,是综合考虑了___________ 因素(至少写两点);
(3)尽管哈伯的合成氨法被评为“20世纪科学领域中最辉煌的成就”之一;但仍存在耗能高、产率低等问题。因此,科学家在持续探索,寻求合成氨的新路径。图2是用低温固体质子导体作为电解质,用Pt- C3N4作阴极催化剂电解H2(g)和N2(g)合成NH3的原理示意图:
①Pt- C3N4电极反应产生NH3的电极反应式为___________ ;
②实验研究表明;当外加电压超过一定值后,发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小,分析其可能原因___________ 。
(4)据Science报道,我国科学家开发新型催化剂Ba2RuH6在温和条件下合成NH3.已知,向密闭容器中充入5 mol N2和15 mol H2,在该温和条件下合成NH3,相同时间内测得体系中N2的物质的量(mol)与温度、压强的关系如图3所示。
①P___________ 1.6MPa(填“>”、“<”或“=”);
②投料比一定时,随着温度升高,在相同温度: 不同压强下N2的物质的量趋向相等;其主要原因是_____________ 。
③一定条件下,上述合成氨反应接近平衡时,遵循如下方程: v (NH3)=k1p(N2)[ ,v为反应的瞬时速率,即正反应速率和逆反应速率之差,k1、k2分别为正反应和逆反应的速率常数;p(N2)、p(H2)、 p(NH3)代表各组分的分压(分压=总压 ×物质的量分数): α为常数;工业上以Ba2RuH6为催化剂时, α=0.5.由Q点数据计算=___________ MPa-2(保留两位小数)。
(1)2007年度诺贝尔化学奖获得者格哈德·埃特尔,确认了合成氨反应机理。已知。298K、101kPa下,合成氨反应的能量变化如图1所示(吸附在催化剂表面的物质用“*”表示, “Ts”表示过渡态)。
①该条件下, N2(g)+ H2(g)⇌NH3(g), ΔH=
②该历程中决速步的活化能( E)为
(2)1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法,从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。“哈伯法”合成氨的工业条件为400-500℃、10~30MPa,是综合考虑了
(3)尽管哈伯的合成氨法被评为“20世纪科学领域中最辉煌的成就”之一;但仍存在耗能高、产率低等问题。因此,科学家在持续探索,寻求合成氨的新路径。图2是用低温固体质子导体作为电解质,用Pt- C3N4作阴极催化剂电解H2(g)和N2(g)合成NH3的原理示意图:
①Pt- C3N4电极反应产生NH3的电极反应式为
②实验研究表明;当外加电压超过一定值后,发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小,分析其可能原因
(4)据Science报道,我国科学家开发新型催化剂Ba2RuH6在温和条件下合成NH3.已知,向密闭容器中充入5 mol N2和15 mol H2,在该温和条件下合成NH3,相同时间内测得体系中N2的物质的量(mol)与温度、压强的关系如图3所示。
①P
②投料比一定时,随着温度升高,在相同温度: 不同压强下N2的物质的量趋向相等;其主要原因是
③一定条件下,上述合成氨反应接近平衡时,遵循如下方程: v (NH3)=k1p(N2)[ ,v为反应的瞬时速率,即正反应速率和逆反应速率之差,k1、k2分别为正反应和逆反应的速率常数;p(N2)、p(H2)、 p(NH3)代表各组分的分压(分压=总压 ×物质的量分数): α为常数;工业上以Ba2RuH6为催化剂时, α=0.5.由Q点数据计算=
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【推荐2】碳、氮、硫是中学化学重要的非金属元素,在工农业生产中有广泛的应用。
(1)CO与镍反应会造成含镍催化剂的中毒。为防止镍催化剂中毒,工业上常用SO2将CO氧化,二氧化硫转化为单质硫。已知:CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-Q1kJ•mol-1;S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-Q2kJ•mol-1;则SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g)△H=______ kJ•mol-1。
(2)298K时,在2L密闭容器中发生可逆反应:2NO2(g)N2O4(g)△H=-akJ•mol-1(a>0),N2O4的物质的量浓度随时间变化如图1所示。达平衡时,N2O4的浓度为NO2的2倍,回答下列问题:
①298K时,该反应的平衡常数为______ (精确到小数点后两位)。
②在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图2所示。下列说法正确的是______ 。
a.A、C两点的反应速率:A>C
b.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
c.由状态B到状态A,可以用加热的方法
③若反应在398K进行,某时刻测得n(NO2)=0.6mol,n(N2O4)=1.2mol,则此时v正______ v逆(填“>”“<”或“=”)。
(3)NH4HSO4在分析试剂、电子工业中用途广泛。现向100mL0.1mol•L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1mol•L-1NaOH溶液,得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图3所示。试分析图中a、b、c、d、e五个点。
①a-b发生反应的离子方程式为______ 。
②水的电离程度最大的是_____ 。(选填a、b、c、d、e五个点,下同)
③其溶液中c(OH-)的数值最接近NH3•H2O的电离常数K数值的是_____ 。
(1)CO与镍反应会造成含镍催化剂的中毒。为防止镍催化剂中毒,工业上常用SO2将CO氧化,二氧化硫转化为单质硫。已知:CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-Q1kJ•mol-1;S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-Q2kJ•mol-1;则SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g)△H=
(2)298K时,在2L密闭容器中发生可逆反应:2NO2(g)N2O4(g)△H=-akJ•mol-1(a>0),N2O4的物质的量浓度随时间变化如图1所示。达平衡时,N2O4的浓度为NO2的2倍,回答下列问题:
①298K时,该反应的平衡常数为
②在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图2所示。下列说法正确的是
a.A、C两点的反应速率:A>C
b.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
c.由状态B到状态A,可以用加热的方法
③若反应在398K进行,某时刻测得n(NO2)=0.6mol,n(N2O4)=1.2mol,则此时v正
(3)NH4HSO4在分析试剂、电子工业中用途广泛。现向100mL0.1mol•L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1mol•L-1NaOH溶液,得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图3所示。试分析图中a、b、c、d、e五个点。
①a-b发生反应的离子方程式为
②水的电离程度最大的是
③其溶液中c(OH-)的数值最接近NH3•H2O的电离常数K数值的是
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【推荐3】MoS2(辉钼矿的主要成分)可用于制取钼的化合物润滑添加剂氢化反应和异构化反应的催化剂等。回答下列问题:
(1)反应3MoS2+18HNO3+12HCl=3H2[MoO2Cl4]+18NO↑+6H2SO4+6H2O中,每溶解1mol MoS2,转移电子的物质的量为___ 。
(2)已知:MoS2(s)=Mo(s)+S2(g) ΔH1
S2(g)+2O2(g)=2SO2(g) ΔH2
2MoS2(s)+7O2(g)=2MoO3(s)+4SO2(g) ΔH3
反应2Mo(s)+3O2(g)=2MoO3(s)的ΔH=___ (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。
(3)利用电解法可浸取辉钼矿得到Na2MoO4和Na2SO4溶液(装置如图所示)。
①阴极的电极反应式为________ 。
②一段时间后,电解液的pH________ (填“增大”“减小”或“不变”),MoO在电极________ (填“A”或“B”)附近生成。
③实际生产中,惰性电极A一般不选用石墨,而采用DSA惰性阳极(基层为TiO2,涂层为RuO2+IrO2),理由是________ 。
(4)用辉钼矿冶炼Mo的反应为MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) ΔH。
①该反应的ΔH________ (填“>”或“<”)0;p1、p2、p3按从小到大的顺序为________ 。
②在某恒容密闭容器中加入0.1mol MoS2、0.2mol Na2CO3、0.4mol H2,一定温度下发生上述反应,下列叙述说明反应已达到平衡状态的是________ (填标号)。
a.v正(H2)=v逆(CO)
b.气体的密度不再随时间变化
c.气体的压强不再随时间变化
d.单位时间内断裂H-H键与断裂H-O键的数目相等
③在2L的恒温恒容密闭容器中加入0.1mol MoS2、0.2mol Na2CO3、0.4mol H2,在1100K时发生反应,达到平衡时恰好处于图中A点,则此温度下该反应的平衡常数为________ 。
(1)反应3MoS2+18HNO3+12HCl=3H2[MoO2Cl4]+18NO↑+6H2SO4+6H2O中,每溶解1mol MoS2,转移电子的物质的量为
(2)已知:MoS2(s)=Mo(s)+S2(g) ΔH1
S2(g)+2O2(g)=2SO2(g) ΔH2
2MoS2(s)+7O2(g)=2MoO3(s)+4SO2(g) ΔH3
反应2Mo(s)+3O2(g)=2MoO3(s)的ΔH=
(3)利用电解法可浸取辉钼矿得到Na2MoO4和Na2SO4溶液(装置如图所示)。
①阴极的电极反应式为
②一段时间后,电解液的pH
③实际生产中,惰性电极A一般不选用石墨,而采用DSA惰性阳极(基层为TiO2,涂层为RuO2+IrO2),理由是
(4)用辉钼矿冶炼Mo的反应为MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) ΔH。
①该反应的ΔH
②在某恒容密闭容器中加入0.1mol MoS2、0.2mol Na2CO3、0.4mol H2,一定温度下发生上述反应,下列叙述说明反应已达到平衡状态的是
a.v正(H2)=v逆(CO)
b.气体的密度不再随时间变化
c.气体的压强不再随时间变化
d.单位时间内断裂H-H键与断裂H-O键的数目相等
③在2L的恒温恒容密闭容器中加入0.1mol MoS2、0.2mol Na2CO3、0.4mol H2,在1100K时发生反应,达到平衡时恰好处于图中A点,则此温度下该反应的平衡常数为
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【推荐1】甲烷水汽重整反应是我国主要的制氢技术,有关反应如下:
反应i:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=akJ·mol-1;
反应ii:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=bkJ·mol-1。
回答下列问题:
(1)反应i、反应ii的平衡常数分别为K1=1.198×、K2=1.767×,反应温度为T℃。
①随着温度的升高,K1____ (填“增大”“减小”或“不变”),△H2____ (填“<”或“>”)0。
②对于反应i,v正=k正c(CH4)•c(H2O),v逆=k逆c(CO)•c3(H2)(k正、k逆为速率常数,仅与温度有关)。向等压密闭容器中充入2molCH4、2molH2O仅发生反应i,达到平衡后生成1molCO和3molH2。下列说法正确的是____ (填字母)。
A.CO的体积分数保持不变能判断反应处于平衡状态
B.及时分离出CO,有利于提高甲烷的转化率和正反应速率
C.温度升高,k正和k逆均增大,且k正增大的倍数大于k逆增大的倍数
D.其他条件不变,达平衡后再向容器中充入1molCH4、1molH2O、1molCO、3molH2,则v正>v逆
(2)一定温度下,向恒容密闭反应器中通入CH4和H2O(g),起始时CH4和H2O(g)的分压分别为1MPa、3MPa,发生反应i和反应ii。反应进行t1min时达到平衡状态,此时CO、CO2的分压分别为mMPa、nMPa。
①H2(g)的平衡分压为_____ MPa(用含m、n的代数式表示,下同)。
②反应i前tmin的平均速率v(CH4)=_____ MPa·min-1。
③反应ii的Kp=____ (用平衡时各物质的分压代替物质的量浓度)。
(3)载氧体Fe2O3、载氧体CeO2和复合载氧体均可以氧化甲烷制取合成气(CO、H2),载氧体的质量与时间的关系如图所示(一定条件下有积碳反应发生:CH4=C+2H2)。
①由图可知反应性能最好的是_____ (填“Fe2O3”“CeO2”或“复合载氧体”)。
②从开始到13min的时候,曲线呈下降趋势的原因主要是甲烷还原载氧体,载氧体失去氧而出现失重的情况;反应在13~15min时,出现了一个短暂的小平台,其主要的原因是____ 。
反应i:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=akJ·mol-1;
反应ii:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=bkJ·mol-1。
回答下列问题:
(1)反应i、反应ii的平衡常数分别为K1=1.198×、K2=1.767×,反应温度为T℃。
①随着温度的升高,K1
②对于反应i,v正=k正c(CH4)•c(H2O),v逆=k逆c(CO)•c3(H2)(k正、k逆为速率常数,仅与温度有关)。向等压密闭容器中充入2molCH4、2molH2O仅发生反应i,达到平衡后生成1molCO和3molH2。下列说法正确的是
A.CO的体积分数保持不变能判断反应处于平衡状态
B.及时分离出CO,有利于提高甲烷的转化率和正反应速率
C.温度升高,k正和k逆均增大,且k正增大的倍数大于k逆增大的倍数
D.其他条件不变,达平衡后再向容器中充入1molCH4、1molH2O、1molCO、3molH2,则v正>v逆
(2)一定温度下,向恒容密闭反应器中通入CH4和H2O(g),起始时CH4和H2O(g)的分压分别为1MPa、3MPa,发生反应i和反应ii。反应进行t1min时达到平衡状态,此时CO、CO2的分压分别为mMPa、nMPa。
①H2(g)的平衡分压为
②反应i前tmin的平均速率v(CH4)=
③反应ii的Kp=
(3)载氧体Fe2O3、载氧体CeO2和复合载氧体均可以氧化甲烷制取合成气(CO、H2),载氧体的质量与时间的关系如图所示(一定条件下有积碳反应发生:CH4=C+2H2)。
①由图可知反应性能最好的是
②从开始到13min的时候,曲线呈下降趋势的原因主要是甲烷还原载氧体,载氧体失去氧而出现失重的情况;反应在13~15min时,出现了一个短暂的小平台,其主要的原因是
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【推荐2】化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。
Ⅰ.用纯净的锌粒与稀盐酸反应制取氢气,请回答:
(1)实验过程如图所示,分析判断_______ 段化学反应速率最快(答“O~E”、“E~F”或“F~G”)。
(2)将锌粒投入盛有稀盐酸的烧杯中,刚开始时产生的速率逐渐加快,其原因是_______ 。
Ⅱ.一定温度下,在体积为0.5L的恒容密闭容器中,和之间发生反应:,反应过程中各物质的物质的量与时间的关系如图所示。回答下列问题:
(3)曲线_______ (填“X”或“Y”)表示的物质的量随时间的变化曲线。
(4)在内,用表示的反应速率为_______ 。
(5)若在一绝热(不与外界发生热交换)容器中加入一定量,反应一段时间后,混合气体温度升高,说明的能量比的能量_______ (填“高”或“低)。
(6)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是_______ (填标号)。
A.容器内压强不再发生变化
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.
E.相同时间内消耗nmol的Y的同时消耗2nmol的X
(7)氮氧化物是重要的大气污染物,如图是监测NO含量的传感器工作原理示意图。NiO电极为_______ 极(填“正”或“负”)。
Ⅰ.用纯净的锌粒与稀盐酸反应制取氢气,请回答:
(1)实验过程如图所示,分析判断
(2)将锌粒投入盛有稀盐酸的烧杯中,刚开始时产生的速率逐渐加快,其原因是
Ⅱ.一定温度下,在体积为0.5L的恒容密闭容器中,和之间发生反应:,反应过程中各物质的物质的量与时间的关系如图所示。回答下列问题:
(3)曲线
(4)在内,用表示的反应速率为
(5)若在一绝热(不与外界发生热交换)容器中加入一定量,反应一段时间后,混合气体温度升高,说明的能量比的能量
(6)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是
A.容器内压强不再发生变化
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.
E.相同时间内消耗nmol的Y的同时消耗2nmol的X
(7)氮氧化物是重要的大气污染物,如图是监测NO含量的传感器工作原理示意图。NiO电极为
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【推荐3】探究工业脱硫[二硫化碳]对于环境建设意义重大。回答下列问题:
(1)已知和固体的燃烧热分别为。一定条件下,去除烟气中[反应原理为]的___________ 。一定温度下,恒容密闭容器中进行上述反应,下列可以作为达到平衡的判据的是___________ (填字母)。
A.气体的压强不变 B.平衡常数不变
C. D.容器内气体密度不变
(2)某温度下,将和充入2L和1L的两个刚性容器中,发生反应:,实验测得的体积分数随时间变化如图1所示:①反应进行到d点时,反应速率___________ ,该点处,平衡常数___________ 。
②c点处,的平衡转化率___________ 。
③若升高温度,在2L的容器中,平衡后的体积分数为0.8,该反应的___________ (填“>”“<”或“=”)的平衡转化率___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)室温下,双核钯化合物催化反应历程如图2所示:①总反应化学方程式为___________ 。
②下列说法正确的是___________ (填字母)。
A.上述反应历程中,没有参与反应
B.上述总反应中,每形成转移电子数为
C.上述反应中,温度越高,反应速率一定越快
D.上述反应历程中,存在键的断裂和形成
(1)已知和固体的燃烧热分别为。一定条件下,去除烟气中[反应原理为]的
A.气体的压强不变 B.平衡常数不变
C. D.容器内气体密度不变
(2)某温度下,将和充入2L和1L的两个刚性容器中,发生反应:,实验测得的体积分数随时间变化如图1所示:①反应进行到d点时,反应速率
②c点处,的平衡转化率
③若升高温度,在2L的容器中,平衡后的体积分数为0.8,该反应的
(3)室温下,双核钯化合物催化反应历程如图2所示:①总反应化学方程式为
②下列说法正确的是
A.上述反应历程中,没有参与反应
B.上述总反应中,每形成转移电子数为
C.上述反应中,温度越高,反应速率一定越快
D.上述反应历程中,存在键的断裂和形成
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【推荐1】氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题,请回答:
(1)若在一容积为2 L的密闭容器中加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2,在一定条件下发生反应: N2(g) +3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2 mol。则前5分钟的平均反应速率v(N2)=________ 。
(2)平衡后,若要提高H2的转化率,可以采取的措施有________ 。
A.加了催化剂 B.增大容器体积 C.降低反应体系的温度 D.加入一定量N2
(3)若在0.5 L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示:
请完成下列问题:
①试比较K1、K2的大小,K1________ K2(填“<”、“>”或“=”);
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是________ (填序号字母)
A.容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2
B.v(H2)正=3v(H2)逆
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
③400℃时,反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为________ 。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3 mol、2 mol和 1 mol时,则该反应的v(N2)正________ v(N2)逆(填“<”、“>”或“=”)。
(4)根据化学反应速率和化学平衡理论,联系合成氨的生产实际,你认为下列说法不正确的是________ 。
A.化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品
B.勒夏特列原理可指导怎样使用有限原料多出产品
C.催化剂的使用是提高产品产率的有效方法
D.正确利用化学反应速率和化学反应限度理论都可以提高化工生产的综合经济效益
(1)若在一容积为2 L的密闭容器中加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2,在一定条件下发生反应: N2(g) +3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2 mol。则前5分钟的平均反应速率v(N2)=
(2)平衡后,若要提高H2的转化率,可以采取的措施有
A.加了催化剂 B.增大容器体积 C.降低反应体系的温度 D.加入一定量N2
(3)若在0.5 L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示:
T/℃ | 200 | 300 | 400 |
K | K1 | K3 | 0.5 |
①试比较K1、K2的大小,K1
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是
A.容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2
B.v(H2)正=3v(H2)逆
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
③400℃时,反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为
(4)根据化学反应速率和化学平衡理论,联系合成氨的生产实际,你认为下列说法不正确的是
A.化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品
B.勒夏特列原理可指导怎样使用有限原料多出产品
C.催化剂的使用是提高产品产率的有效方法
D.正确利用化学反应速率和化学反应限度理论都可以提高化工生产的综合经济效益
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【推荐2】氨是工农业生产中的重要原料,研究氨的合成和转化是一项重要的科研课题。回答下列问题:
(1)已知:工业合成氨合成塔中每产生2molNH3,放出92.2kJ热量,
则1molN-H键断裂吸收的能量为___________ kJ。
(2)在密闭容器中合成氨气,有利于加快反应速率且能提高H2转化率的措施是___________(填字母)
(3)将0.6molN2和0.8molH2充入恒容密闭容器中,在不同温度下,平衡时NH3的体积分数随压强变化的曲线如图。
甲、乙、丙中温度从高到低的顺序是___________ 。d点N2的转化率是___________ ,d点Kp=___________ (Kp是以平衡分压表示的平衡常数,平衡分压=平衡时各组分的物质的量分数×总压)。
(4)催化氧化法消除NO反应原理为:6NO+4NH35N2+6H2O。不同温度条件下,氨气与一氧化氮的物质的量之比为2:1时,得到NO脱除率曲线如图甲所示。脱除NO的最佳温度是___________ 。在温度超过1000°C时NO脱除率骤然下降的原因可能是___________ 。
(5)研究发现NH3与NO的反应历程如图乙所示。下列说法正确的是___________(填字母)。
(1)已知:工业合成氨合成塔中每产生2molNH3,放出92.2kJ热量,
则1molN-H键断裂吸收的能量为
(2)在密闭容器中合成氨气,有利于加快反应速率且能提高H2转化率的措施是___________(填字母)
A.升高反应温度 | B.增大反应的压强 |
C.及时移走生成的NH3 | D.增加H2的物质的量 |
甲、乙、丙中温度从高到低的顺序是
(4)催化氧化法消除NO反应原理为:6NO+4NH35N2+6H2O。不同温度条件下,氨气与一氧化氮的物质的量之比为2:1时,得到NO脱除率曲线如图甲所示。脱除NO的最佳温度是
(5)研究发现NH3与NO的反应历程如图乙所示。下列说法正确的是___________(填字母)。
A.该反应历程中形成了非极性键和极性键 |
B.每生成2molN2,转移的电子总数为8NA |
C.Fe2+能降低总反应的活化能,提高反应速率 |
D.该反应历程中存在:NO+Fe2+-NH2=Fe2++N2↑+H2O |
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(0.4)
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解题方法
【推荐3】达成“双碳”目标的重要途径是实现碳的固定。利用CO、和可以合成生物质能源甲醇:
反应1:
反应2:
反应3:
回答下列问题:
(1)反应1在___________ (填“较高温度”“较低温度”或“任何温度”)下能自发进行。
(2)___________ 。
(3)T℃时,向一恒容密闭容器中仅充入1molCO(g)和,仅发生反应2。下列叙述错误的是___________(填标号)。
(4)在某催化剂作用下,反应2的历程如图所示(图中数据表示微粒的相对能量,*表示吸附在催化剂表面上)。控速反应方程式为___________ 。
(5)在某催化剂作用下,只发生反应:。该反应的速率方程式为,(k为速率常数,只与温度、催化剂有关)。830℃时该反应的平衡常数K=1,达到平衡后,________ (填“>”“<”或“=”,下同),900℃时________ 。
(6)时,在密闭容器甲、乙中,分别充入和,它们分别在有水分子筛(只允许水分子透过)和无水分子筛条件下仅发生反应1.测得平衡转化率与压强关系如图所示。①使用了水分子筛的容器是___________ (填“甲”或“乙”)。
②平衡常数___________ (填“>”“<”或“=”),M点___________ kPa。
(7)时,向一体积为1L的恒容密闭容器中充入1molCO、和,在一定条件下发生上述3个反应,达到平衡时得到和,此时平衡转化率为50%。该温度下,反应1的平衡常数K=___________ 。(列出计算式)
反应1:
反应2:
反应3:
回答下列问题:
(1)反应1在
(2)
(3)T℃时,向一恒容密闭容器中仅充入1molCO(g)和,仅发生反应2。下列叙述错误的是___________(填标号)。
A.加入催化剂,反应速率增大 |
B.CO体积分数不变时,反应达到平衡状态 |
C.平衡后,充入氩气,平衡正向移动 |
D.平衡后,充入,CO平衡转化率增大 |
(4)在某催化剂作用下,反应2的历程如图所示(图中数据表示微粒的相对能量,*表示吸附在催化剂表面上)。控速反应方程式为
(5)在某催化剂作用下,只发生反应:。该反应的速率方程式为,(k为速率常数,只与温度、催化剂有关)。830℃时该反应的平衡常数K=1,达到平衡后,
(6)时,在密闭容器甲、乙中,分别充入和,它们分别在有水分子筛(只允许水分子透过)和无水分子筛条件下仅发生反应1.测得平衡转化率与压强关系如图所示。①使用了水分子筛的容器是
②平衡常数
(7)时,向一体积为1L的恒容密闭容器中充入1molCO、和,在一定条件下发生上述3个反应,达到平衡时得到和,此时平衡转化率为50%。该温度下,反应1的平衡常数K=
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【推荐1】如图,有甲、乙、丙三个密闭容器,其中甲、乙容器与外界能进行热交换,丙不能。现向三个容器中各充入4mol SO2和2mol O2,保持开始时条件完全相同,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-196kJ/mol,段时间后三容器中反应均达平衡。
(1)达平衡时,三容器中反应放出的热量由多到少的顺序是_____________ 。
(2)平衡常数K(甲)、K(乙)、K(丙)的大小关系是__________ 。
(3)乙、丙相比,反应先达到平衡状态的是__________ 。
(4)平衡后某时刻,向三容器中都再充入4mol SO2和2mol O2,重新平衡后,三容器内气体压强由大到小的顺序是_________ 。
(5)已知甲中达平衡时共放出热量294kJ,现欲使平衡时甲、乙容器体积相同,维持SO2和O2比例与初始相同,则需要再向甲容器中充入SO2和O2共__________ mol。
(6)若起始时向丙容器中加入的物质的量如下列各项,则反应达到平衡时SO2、O2及SO3的量与丙中原来平衡时相同或相近的是__________ (稀有气体不参与反应)。
A.4mol SO2、2mol O2、1mol He
B.4mol SO3、1mol He
C.2mol SO2、lmol O2、2mol SO3
D.2mol SO2、1mol O2
(1)达平衡时,三容器中反应放出的热量由多到少的顺序是
(2)平衡常数K(甲)、K(乙)、K(丙)的大小关系是
(3)乙、丙相比,反应先达到平衡状态的是
(4)平衡后某时刻,向三容器中都再充入4mol SO2和2mol O2,重新平衡后,三容器内气体压强由大到小的顺序是
(5)已知甲中达平衡时共放出热量294kJ,现欲使平衡时甲、乙容器体积相同,维持SO2和O2比例与初始相同,则需要再向甲容器中充入SO2和O2共
(6)若起始时向丙容器中加入的物质的量如下列各项,则反应达到平衡时SO2、O2及SO3的量与丙中原来平衡时相同或相近的是
A.4mol SO2、2mol O2、1mol He
B.4mol SO3、1mol He
C.2mol SO2、lmol O2、2mol SO3
D.2mol SO2、1mol O2
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【推荐2】化学在绿色发展、循环发展、低碳发展及推进生态文明建设中正发挥着积极作用。因此,研发利用技术,降低空气中含量成为研究热点。以、为原料同时发生反应I、II如下:
反应I.
反应II.
(1)如图1所示,则_______ 0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)在5MPa压强下,恒压反应器中通入3mol、1mol气体,的平衡转化率及的平衡产率随温度变化关系如图2。
已知:的产率=×100%。
①下列说法正确的是_______ 。
A.反应过程中,容器内压强不再变化,说明反应I达到平衡
B.反应过程中,气体密度维持不变,说明反应I达到平衡
C.改用高效催化剂,可增大反应的平衡常数
D.加入对反应I催化效果更佳的催化剂,可以提高的产率
②475K时,反应II的压强平衡常数_______ (压强平衡常数:用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×气体物质的量分数)。
③图2中525K以后,平衡转化率随温度升高而增大的原因是_______ 。
(3)已知漂白粉需要密封保存,露置在空气中其有效成分易与反应而变质。
低温时:
高温时:
有研究表明,生成的反应分两步进行:
i.
ii.
常温下,反应ii能快速进行,但氯气与反应很难得到。请画出上述过程中、、、的四种物质在反应过程中的能量图___________ 。
反应I.
反应II.
(1)如图1所示,则
(2)在5MPa压强下,恒压反应器中通入3mol、1mol气体,的平衡转化率及的平衡产率随温度变化关系如图2。
已知:的产率=×100%。
①下列说法正确的是
A.反应过程中,容器内压强不再变化,说明反应I达到平衡
B.反应过程中,气体密度维持不变,说明反应I达到平衡
C.改用高效催化剂,可增大反应的平衡常数
D.加入对反应I催化效果更佳的催化剂,可以提高的产率
②475K时,反应II的压强平衡常数
③图2中525K以后,平衡转化率随温度升高而增大的原因是
(3)已知漂白粉需要密封保存,露置在空气中其有效成分易与反应而变质。
低温时:
高温时:
有研究表明,生成的反应分两步进行:
i.
ii.
常温下,反应ii能快速进行,但氯气与反应很难得到。请画出上述过程中、、、的四种物质在反应过程中的能量图
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【推荐3】乙烯是石油化工最基本的原料之一。
I.乙烷在一定条件下可脱氢制得乙烯:。
(1)提高乙烷平衡转化率的措施有_____________ 、_______________ 。
(2)①一定温度下,向体积为的密闭容器中加入和,发生上述反应,平衡时的体积分数为,若平衡后再加入和,平衡___________ (填“正向”“逆向”或“不”)移动。
②一定温度下,向恒容密闭容器中通入和,初始压强为,发生上述反应,乙烷的平衡转化率为。平衡时体系的压强为__________ ,该反应的平衡常数________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
II.在乙烷中引入可以降低反应温度,减少积碳。涉及如下反应:
a.
b.
c.
(3)根据盖斯定律,反应a的___________ (写出代数式)。
(4)氧气的引入可能导致过度氧化。为减少过度氧化,需要寻找催化剂降低反应________ (填“a”“b”或“c”)的活化能。
(5)常压下,在某催化剂作用下按照投料制备乙烯,体系中和在含碳产物中的物质的量分数及转化率随温度的变化关系如图所示。
①乙烯的物质的量分数随温度升高而降低的原因是_____________________________________ 。
②在温度范围内,下列说法正确的有__________ (填标号)。
A.产率随温度升高而增大
B.的含量随温度升高而增大
C.在体系中的物质的量分数随温度升高而增大
D.此催化剂的优点是能在较低温度下降低CO的平衡产率
I.乙烷在一定条件下可脱氢制得乙烯:。
(1)提高乙烷平衡转化率的措施有
(2)①一定温度下,向体积为的密闭容器中加入和,发生上述反应,平衡时的体积分数为,若平衡后再加入和,平衡
②一定温度下,向恒容密闭容器中通入和,初始压强为,发生上述反应,乙烷的平衡转化率为。平衡时体系的压强为
II.在乙烷中引入可以降低反应温度,减少积碳。涉及如下反应:
a.
b.
c.
(3)根据盖斯定律,反应a的
(4)氧气的引入可能导致过度氧化。为减少过度氧化,需要寻找催化剂降低反应
(5)常压下,在某催化剂作用下按照投料制备乙烯,体系中和在含碳产物中的物质的量分数及转化率随温度的变化关系如图所示。
①乙烯的物质的量分数随温度升高而降低的原因是
②在温度范围内,下列说法正确的有
A.产率随温度升高而增大
B.的含量随温度升高而增大
C.在体系中的物质的量分数随温度升高而增大
D.此催化剂的优点是能在较低温度下降低CO的平衡产率
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