氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物,可防止空气污染。回答下列问题:
已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH= -221 kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= -393.5 kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH= +181 kJ/mol
(1)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)向容积为2 L密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),NO和N2的物质的量变化如下表所示。
①0~5 min 内,以CO2表示的该反应速率v(CO2)=___________ ,该条件下的平衡常数K=___________ 。
②第15 min后,温度调整到T2,数据变化如上表所示,则T1___________ T2(填*>"、“”或“"=")。
③若30 min时,保持T2不变,向该容器中再加入该四种反应混合物各2 mol,则此反应___________ 移动(填“正向“、“逆向"或“不);最终达平衡时NO的转化率α=___________ 。
(3)通过NOx传感器可监测NO的含量,其工作原理示意图如下:
写出NiO电极的电极反应式:___________ 。
已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH= -221 kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= -393.5 kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH= +181 kJ/mol
(1)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)向容积为2 L密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),NO和N2的物质的量变化如下表所示。
物质的量/mol | T1/℃ | T2/℃ | |||||
0 | 5 min | 10min | 15 min | 20 min | 25 min | 30 min | |
NO | 2.0 | 1.16 | 0.80 | 0.80 | 0.50 | 0.40 | 0.40 |
N2 | 0 | 0.42 | 0.60 | 0.60 | 0.75 | 0.80 | 0.80 |
①0~5 min 内,以CO2表示的该反应速率v(CO2)=
②第15 min后,温度调整到T2,数据变化如上表所示,则T1
③若30 min时,保持T2不变,向该容器中再加入该四种反应混合物各2 mol,则此反应
(3)通过NOx传感器可监测NO的含量,其工作原理示意图如下:
写出NiO电极的电极反应式:
更新时间:2021-06-20 22:31:51
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【推荐1】近年来CO2变废为宝,改善环境是科学研究的重要课题,对于实现废气资源的再利用及碳循环经济技术的发展都具有重要意义。
Ⅰ.已知CO2、C2H6为原料合成C2H4涉及的主要反应如下:
①C2H6(g)CH4(g)+H2(g)+C(s)△H1=+9kJ·mol-1
②C2H4(g)+H2(g)C2H6(g)△H2=-136kJ·mol-1
③H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)△H3=+41kJ·mol-1
④CO2(g)+C2H6(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)△H4
(1)△H4=___ ,0.1MPa时向密闭容器中充入CO2和C2H6,发生反应④,温度对催化剂K—Fe—Mn/Si性能的影响如图:
工业生产综合各方面的因素,根据图中的信息判断反应的最佳温度是__ ℃。
(2)在800℃时,n(CO2):n(C2H6)=1:3,充入一定体积的密闭容器中,在有催化剂存在的条件下,发生反应④,初始压强为p0,一段时间后达到平衡,产物的总物质的量与剩余反应物的总物质的量相等,则该温度下反应的平衡常数Kp=___ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,用最简分式表示)。
Ⅱ.科学家利用Li4SiO4吸附CO2有着重要的现实意义。CO2的回收及材料再生的原理如图所示:
(1)“吸附”过程中主要反应的化学方程式为___ 。
(2)为了探究Li4SiO4的吸附效果,在刚性容器中放入1000g的Li4SiO4,通入10mol不同比例的N2和CO2混合气体,控制反应时间均为2小时,得到Li4SiO4吸附CO2后固体样品质量分数与温度的关系如图所示。
①该反应为___ 反应(填“吸热”或“放热”)。
②保持A点的温度不变,若所用刚性容器体积变为原来的一半,则平衡时c(CO2)较原平衡___ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
③若在A点CO2的吸收率为70%,A点的纵坐标y的值为___ 。
Ⅰ.已知CO2、C2H6为原料合成C2H4涉及的主要反应如下:
①C2H6(g)CH4(g)+H2(g)+C(s)△H1=+9kJ·mol-1
②C2H4(g)+H2(g)C2H6(g)△H2=-136kJ·mol-1
③H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)△H3=+41kJ·mol-1
④CO2(g)+C2H6(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)△H4
(1)△H4=
工业生产综合各方面的因素,根据图中的信息判断反应的最佳温度是
(2)在800℃时,n(CO2):n(C2H6)=1:3,充入一定体积的密闭容器中,在有催化剂存在的条件下,发生反应④,初始压强为p0,一段时间后达到平衡,产物的总物质的量与剩余反应物的总物质的量相等,则该温度下反应的平衡常数Kp=
Ⅱ.科学家利用Li4SiO4吸附CO2有着重要的现实意义。CO2的回收及材料再生的原理如图所示:
(1)“吸附”过程中主要反应的化学方程式为
(2)为了探究Li4SiO4的吸附效果,在刚性容器中放入1000g的Li4SiO4,通入10mol不同比例的N2和CO2混合气体,控制反应时间均为2小时,得到Li4SiO4吸附CO2后固体样品质量分数与温度的关系如图所示。
①该反应为
②保持A点的温度不变,若所用刚性容器体积变为原来的一半,则平衡时c(CO2)较原平衡
③若在A点CO2的吸收率为70%,A点的纵坐标y的值为
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(0.4)
解题方法
【推荐2】加氢可转化为高附加值的、、等产物。加氢过程,主要发生的三个竞争反应为:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
回答下列问题:
(1)①由、合成甲醇的热化学方程式为________________ 。
②一定条件下,往恒容密闭容器中充入和,在不同催化剂作用下合成甲醇,相同时间内的转化率随温度变化如下图所示,其中活化能最高的反应所用的催化剂是______ (填“A”、“B”或“C”)。
③在某催化剂作用下,和除发生反应Ⅰ外,还发生反应Ⅲ。维持压强不变,按固定初始投料比将和按一定流速通过该催化剂,经过相同时间测得实验数据:
注:甲醇的选择性是指发生反应的中转化为甲醇的百分比。
表中数据说明,升高温度,的实际转化率提高而甲醇的选择性降低,其原因是______________ 。
(2)我国科学家研究了不同反应温度对含碳产物组成的影响。在反应器中按通入和,分别在和下进行反应。试验中温度对平衡组成(、、)中的和的影响如下图所示(该反应条件下甲醇产量极低,因此忽略“反应Ⅰ”)。
①时,表示和平衡组成随温度变化关系的曲线分别是__________ 、_____________ 。M点平衡组成含量高于N点的原因是________ 。
②当和平衡组成为40%时,该温度下反应Ⅲ的平衡常数为___________ 。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
回答下列问题:
(1)①由、合成甲醇的热化学方程式为
②一定条件下,往恒容密闭容器中充入和,在不同催化剂作用下合成甲醇,相同时间内的转化率随温度变化如下图所示,其中活化能最高的反应所用的催化剂是
③在某催化剂作用下,和除发生反应Ⅰ外,还发生反应Ⅲ。维持压强不变,按固定初始投料比将和按一定流速通过该催化剂,经过相同时间测得实验数据:
实际转化率(%) | 甲醇选择性(%) | |
543 | 12.3 | 42.3 |
553 | 15.3 | 39.1 |
注:甲醇的选择性是指发生反应的中转化为甲醇的百分比。
表中数据说明,升高温度,的实际转化率提高而甲醇的选择性降低,其原因是
(2)我国科学家研究了不同反应温度对含碳产物组成的影响。在反应器中按通入和,分别在和下进行反应。试验中温度对平衡组成(、、)中的和的影响如下图所示(该反应条件下甲醇产量极低,因此忽略“反应Ⅰ”)。
①时,表示和平衡组成随温度变化关系的曲线分别是
②当和平衡组成为40%时,该温度下反应Ⅲ的平衡常数为
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(0.4)
【推荐3】工业燃煤废气(含有CO、SO2等)的处理和合理利用,越来越受到关注。
(1)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知:
①CO(g)+O2(g)⇌CO2(g) ΔH=-283.0kJ·mol-1
②S(s)+O2(g)⇌SO2(g) ΔH=-296.0kJ·mol-1
则按上述方法处理CO、SO2的热化学方程式是___________ 。
(2)在两个固定容积为2L的恒容密闭容器中均充入2molCO和2molNO,在不同条件下发生反应2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g),实验测得反应体系的压强与时间t的变化曲线如图所示。
①与实验a相比,实验b采取的措施可能是___________ ,理由是___________ 。
②在a实验条件下,NO的平衡转化率α(NO)=___________ 。
(3)燃煤烟气中硫的回收反应为2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(l)。在其他条件相同、催化剂不同时,硫回收中SO2转化率随反应温度的变化如图所示。260℃时,___________ (填“La2O3”“NiO”或“TiO2” )的催化效率最高。La2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到很高,不考虑价格因素,选择La2O3的主要优点是___________ 。
(4)CO和H2在一定条件下可以合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H。 已知:v(正)=k(正)·x(CO)·x2(H2),v(逆)=k(逆)·x(CH3OH),其中x为各组分的体积分数。在密闭容器中按物质的量之比为1:2充入CO和H2,测得平衡混合气体中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。
①P1___________ P2(填“>”或“<”);升高温度,___________ (填“增大”“减小”或“不变”);
②c、d、e三点平衡常数Kc、Kd、Ke三者之间的关系为___________ 。
(5)用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液,然后电解该溶液可制得硫酸。原理如图,写出开始电解时阳极的电极反应式___________ 。
(1)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知:
①CO(g)+O2(g)⇌CO2(g) ΔH=-283.0kJ·mol-1
②S(s)+O2(g)⇌SO2(g) ΔH=-296.0kJ·mol-1
则按上述方法处理CO、SO2的热化学方程式是
(2)在两个固定容积为2L的恒容密闭容器中均充入2molCO和2molNO,在不同条件下发生反应2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g),实验测得反应体系的压强与时间t的变化曲线如图所示。
①与实验a相比,实验b采取的措施可能是
②在a实验条件下,NO的平衡转化率α(NO)=
(3)燃煤烟气中硫的回收反应为2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(l)。在其他条件相同、催化剂不同时,硫回收中SO2转化率随反应温度的变化如图所示。260℃时,
(4)CO和H2在一定条件下可以合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H。 已知:v(正)=k(正)·x(CO)·x2(H2),v(逆)=k(逆)·x(CH3OH),其中x为各组分的体积分数。在密闭容器中按物质的量之比为1:2充入CO和H2,测得平衡混合气体中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。
①P1
②c、d、e三点平衡常数Kc、Kd、Ke三者之间的关系为
(5)用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液,然后电解该溶液可制得硫酸。原理如图,写出开始电解时阳极的电极反应式
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【推荐1】聚苯乙烯是一类重要的高分子材料,可通过苯乙烯聚合制得。
I.工业常采用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯,其原理为:C6H5-CH2CH3(g)C6H5-CH=CH2(g)+H2(g) 。通过计算机模拟一个乙苯分子在催化剂表面脱氢制苯乙烯的反应,其历程如图1所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注):(1)乙苯脱氢制苯乙烯反应的焓变___________。
(2)写出该反应历程(过渡态1和2中)的决速步骤反应方程式:___________ 。
(3)实验测得乙苯脱氢反应的速率方程为v正=k正p乙苯,v逆=k逆p苯乙烯p氢气(k正、k逆为速率常数,只与温度有关),图2中③代表lgk逆随的变化关系,则能代表lgk正随的变化关系的是___________。
(4)某温度下,向1.0L恒容密闭容器中充入0.10mol C6H5-CH2CH3(g),测得乙苯脱氢反应时间(t)与容器的气体总压强(p)的数据见表:
该温度下的浓度平衡常数K=___________ mol/L(结果保留至小数点后两位)。
(5)实际生产中常在恒压条件下掺入高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(水蒸气不参加反应),乙苯的转化率随稀释比的变化如图所示,说明乙苯转化率变化的原因。___________ II.CO2氧化乙苯脱氢是制备苯乙烯的另一种方式。其方程式如下:(6)如表所示是反应中几种物质的燃烧热。
又已知水的汽化热为40.8kJ·mol-1。根据以上数据,计算CO2氧化乙苯脱氢反应的=___________ 。
(7)该反应在催化剂表面发生的历程如图所示:反应过程中需要将催化剂表面的酸性控制在pH=3.5~4.5之间,原因是pH过低时,催化剂表面正电荷聚集,___________ ;pH过高时,___________ 。
(8)相对于乙苯脱氢法,CO2氧化法制备苯乙烯工艺的优点为合成速率快、单位时间内的产量高;其缺点为:①反应需要控制酸度,工艺较为复杂;②___________ ;③___________ 。
I.工业常采用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯,其原理为:C6H5-CH2CH3(g)C6H5-CH=CH2(g)+H2(g) 。通过计算机模拟一个乙苯分子在催化剂表面脱氢制苯乙烯的反应,其历程如图1所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注):(1)乙苯脱氢制苯乙烯反应的焓变___________。
A.大于0 | B.等于0 | C.小于0 | D.无法确定 |
(2)写出该反应历程(过渡态1和2中)的决速步骤反应方程式:
(3)实验测得乙苯脱氢反应的速率方程为v正=k正p乙苯,v逆=k逆p苯乙烯p氢气(k正、k逆为速率常数,只与温度有关),图2中③代表lgk逆随的变化关系,则能代表lgk正随的变化关系的是___________。
A.① | B.② | C.④ | D.⑤ |
(4)某温度下,向1.0L恒容密闭容器中充入0.10mol C6H5-CH2CH3(g),测得乙苯脱氢反应时间(t)与容器的气体总压强(p)的数据见表:
时间t/h | 0 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 20 | 25 | 30 |
总压强p/100kPa | 4.91 | 5.58 | 6.32 | 7.31 | 8.54 | 9.26 | 9.32 | 9.33 | 9.33 |
(5)实际生产中常在恒压条件下掺入高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(水蒸气不参加反应),乙苯的转化率随稀释比的变化如图所示,说明乙苯转化率变化的原因。
物质 | CO(g) | ||
燃烧热/kJ·mol-1 | -4610.2 | -4376.9 | -283.5 |
(7)该反应在催化剂表面发生的历程如图所示:反应过程中需要将催化剂表面的酸性控制在pH=3.5~4.5之间,原因是pH过低时,催化剂表面正电荷聚集,
(8)相对于乙苯脱氢法,CO2氧化法制备苯乙烯工艺的优点为合成速率快、单位时间内的产量高;其缺点为:①反应需要控制酸度,工艺较为复杂;②
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【推荐2】二甲醚()既是一种有机燃料,又是一种重要的有机化工原料。利用催化氢化制备二甲醚的反应原理如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
下表是几种物质的标准生成热(由对应稳定单质生成1mol某种物质的焓变叫做该物质的标准生成热)。
回答下列问题:
(1)___________ ;反应Ⅱ的___________ (填“>”“=”或“<”)0。
(2)℃下,向1L刚性密闭容器中投入2mol ,只发生反应Ⅲ,t s时达到平衡,此时的转化率为。
①下列叙述能说明反应Ⅲ已经达到平衡的是___________ (填选项字母)。
a.混合气体密度不再发生变化 b.容器内压强不再发生变化
c.的消耗速率等于的消耗速率 d.的体积分数不再发生变化
②若向该容器中再加入2mol ,重新达到平衡时所需时间___________ (填“>”“=”或“<”)t s,此时的体积分数为___________ (用含的代数式表示)。
③在催化剂条件下反应Ⅲ的反应过程如下图所示,“*”表示吸附在催化剂上。该催化过程的决速步骤为___________ (填“第一步”或“第二步”),判断的理由是__________________ 。
(3)℃下,向压强恒定为p kPa的某密闭容器中按1∶3投入和发生上述反应,平衡时的转化率为60%,(g)的体积分数为25%。则平衡时的体积分数为___________ (保留3位有效数字);该温度下反应Ⅰ的压强平衡常数___________ (用含p的代数式表示)。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
下表是几种物质的标准生成热(由对应稳定单质生成1mol某种物质的焓变叫做该物质的标准生成热)。
物质 | (g) | (g) | (g) | (g) |
标准生成热/() | 0 | -201.3 | -241.3 | -184.3 |
(1)
(2)℃下,向1L刚性密闭容器中投入2mol ,只发生反应Ⅲ,t s时达到平衡,此时的转化率为。
①下列叙述能说明反应Ⅲ已经达到平衡的是
a.混合气体密度不再发生变化 b.容器内压强不再发生变化
c.的消耗速率等于的消耗速率 d.的体积分数不再发生变化
②若向该容器中再加入2mol ,重新达到平衡时所需时间
③在催化剂条件下反应Ⅲ的反应过程如下图所示,“*”表示吸附在催化剂上。该催化过程的决速步骤为
(3)℃下,向压强恒定为p kPa的某密闭容器中按1∶3投入和发生上述反应,平衡时的转化率为60%,(g)的体积分数为25%。则平衡时的体积分数为
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【推荐3】氮及其化合物在生产、生活中有广泛的应用,按要求回答下列问题:
(1)工业合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),断裂1molN≡N、H-H、N-H需要吸收的能量分别是xkJ·mol-1、436kJ·mol-1、391kJ·mol-1,结合合成氨反应过程中的能量变化图,则x=____ 。
(2)恒温下,将1.0molN2和3.0molH2置于体积为2L的密闭容器中进行反应。若5min时测得氢气浓度为0.9mol/L,则用氨气表示5min内的化学反应速率为____ mol·L-1·min-1,5min体系总压强与初始时的总压强之比为____ 。
(3)消除NO污染物,可在一定条件下,用CO与NO反应生成CO2和N2,在恒容密闭容器中充入4molCO和4molNO发生2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)反应。
①为提高此反应的速率,下列措施可行的是____ (填字母)。
A.充入氦气 B.降低温度 C.使用适合催化剂 D.移出CO2
②下列事实能说明该反应达到平衡状态的是____ (填字母)。
A.容器中NO和CO的体积分数之比不再变化
B.容器中混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.2v正(NO)=v逆(N2)
D.相同时间内断裂N2中N≡N数与形成CO2中C=O数之比为1:2
(4)如图是监测NO含量的传感器工作原理示意图。NiO电极上发生____ (填“氧化”或“还原”)反应,Pt电极上发生的电极反应式为____ 。
(1)工业合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),断裂1molN≡N、H-H、N-H需要吸收的能量分别是xkJ·mol-1、436kJ·mol-1、391kJ·mol-1,结合合成氨反应过程中的能量变化图,则x=
(2)恒温下,将1.0molN2和3.0molH2置于体积为2L的密闭容器中进行反应。若5min时测得氢气浓度为0.9mol/L,则用氨气表示5min内的化学反应速率为
(3)消除NO污染物,可在一定条件下,用CO与NO反应生成CO2和N2,在恒容密闭容器中充入4molCO和4molNO发生2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)反应。
①为提高此反应的速率,下列措施可行的是
A.充入氦气 B.降低温度 C.使用适合催化剂 D.移出CO2
②下列事实能说明该反应达到平衡状态的是
A.容器中NO和CO的体积分数之比不再变化
B.容器中混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.2v正(NO)=v逆(N2)
D.相同时间内断裂N2中N≡N数与形成CO2中C=O数之比为1:2
(4)如图是监测NO含量的传感器工作原理示意图。NiO电极上发生
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【推荐1】可逆反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)是硫酸工业中非常重要的一个反应,因该反应中使用催化剂而被命名为接触法制硫酸。
(1)使用V2O5催化该反应时,涉及催化剂V2O5的能量变化如图1所示:
则2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH3=___ 。
(2)向10L密闭容器中加入V2O4(s)、SO2(g)各1mol及一定量的O2,改变加入O2的量,在常温下反应一段时间后,测得容器中V2O4、V2O5、SO2和SO3的量随反应前加入O2的量的变化如图2所示,图中没有生成SO3的可能原因是___ 。
(3)向体积可变的密闭容器中加入V2O5(s)、SO2(g)各0.6mol、O2(g)0.3mol,此时容器的体积为10L,保持恒压的条件下分别在T1、T2、T3三种温度下进行反应,测得容器中SO2的转化率如图3所示。
①T3温度下反应速率最慢的原因是____ 。
②T2温度时,反应达平衡时容器的体积为_____ L,2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的平衡常数K=_____ 。
③T2时使用V2O5进行反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),反应达平衡后增大容器的体积同时再充入一定量的O2(g),在保证O2(g)的浓度不变,平衡___________ (填标号)
A.向正反应方向移动 B.不移动 C.向逆反应方向移动 D.无法确定
(4)近年来,地下水中的氮污染已成为世界性的环境问题。在金属Pt、Cu和依(Ir)的催化作用下,H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮(),其工作原理如图所示。
导电基体上的单原子铜表面发生反应的方程式为___________ 。
(1)使用V2O5催化该反应时,涉及催化剂V2O5的能量变化如图1所示:
则2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH3=
(2)向10L密闭容器中加入V2O4(s)、SO2(g)各1mol及一定量的O2,改变加入O2的量,在常温下反应一段时间后,测得容器中V2O4、V2O5、SO2和SO3的量随反应前加入O2的量的变化如图2所示,图中没有生成SO3的可能原因是
(3)向体积可变的密闭容器中加入V2O5(s)、SO2(g)各0.6mol、O2(g)0.3mol,此时容器的体积为10L,保持恒压的条件下分别在T1、T2、T3三种温度下进行反应,测得容器中SO2的转化率如图3所示。
①T3温度下反应速率最慢的原因是
②T2温度时,反应达平衡时容器的体积为
③T2时使用V2O5进行反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),反应达平衡后增大容器的体积同时再充入一定量的O2(g),在保证O2(g)的浓度不变,平衡
A.向正反应方向移动 B.不移动 C.向逆反应方向移动 D.无法确定
(4)近年来,地下水中的氮污染已成为世界性的环境问题。在金属Pt、Cu和依(Ir)的催化作用下,H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮(),其工作原理如图所示。
导电基体上的单原子铜表面发生反应的方程式为
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【推荐2】甲醇是一种可再生能源,具有广阔的开发和应用前景。
(1)可用Pt/Al2O3、Pd/C、Rh/SiO2等作催化剂,采用如下反应来合成甲醇:2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g) ΔH<0
①如表所列数据是各化学键的键能,该反应的ΔH=______ (用含字母的代数式表示)。
②在一定条件下,将1 molCO和2 molH2通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:
X轴上a点的数值比b点_________ (填“大”或“小”)。某同学认为上图中Y轴表示温度,你认为他判断的理由是_______________ 。
(2)用CO2和H2合成甲醇:3H2(g) + CO2(g)⇌CH3OH(g) + H2O(g) △H=-49.0kJ·mol-1。在T℃时,甲、乙、丙三个2L的恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得平衡时有关数据如下:
①甲容器20s达到平衡时测得x=29.4,则甲中平均反应速率v(CO2)=______ 。
②下列说法错误的是________ (填字母编号)。
A.2c2<c3 B.z>2y C.p3<2p1 D.α1+α3=1
(3)甲醇与水蒸气重整可以制氢。已知:
甲醇分解反应:CH3OH(g)⇌CO(g) + 2H2(g) ΔH1=+90.64 kJ·mol-1
水蒸气变换反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.20 kJ·mol-1
①科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时,得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示,其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。此历程中活化能最大的反应方程式为______________ 。
②573.2K时,向一刚性密闭容器中充入5.00MPaCH3OH使其分解,th后达平衡时容器中压强变为10.00MPa,其平衡常数分压Kp =_________ 。
③在0.1MPa下,将总进料量1mol且n(CH3OH):n(H2 O)=1:1.3的混合气体充入一刚性密闭容器中反应。实验测得水煤气变换反应的速率随温度的升高明显下降,原因是______________ 。
(1)可用Pt/Al2O3、Pd/C、Rh/SiO2等作催化剂,采用如下反应来合成甲醇:2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g) ΔH<0
①如表所列数据是各化学键的键能,该反应的ΔH=
化学键 | H-H | C≡O | C-H | C-O | O-H |
键能/(kJ/mol) | a | b | c | d | e |
②在一定条件下,将1 molCO和2 molH2通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:
X轴上a点的数值比b点
(2)用CO2和H2合成甲醇:3H2(g) + CO2(g)⇌CH3OH(g) + H2O(g) △H=-49.0kJ·mol-1。在T℃时,甲、乙、丙三个2L的恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得平衡时有关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 | |
起始反应物投入量 | 3molH2(g) 1molCO2(g) | 1molCH3OH(g) 1molH2O(g) | 2molCH3OH(g) 2molH2O(g) | |
平衡数据 | c(CH3OH)/mol∙L-1 | c1 | c2 | c3 |
反应的能量变化/kJ | x | y | z | |
体系压强/Pa | p1 | p2 | p3 | |
反应物转化率 | α1 | α2 | α3 |
①甲容器20s达到平衡时测得x=29.4,则甲中平均反应速率v(CO2)=
②下列说法错误的是
A.2c2<c3 B.z>2y C.p3<2p1 D.α1+α3=1
(3)甲醇与水蒸气重整可以制氢。已知:
甲醇分解反应:CH3OH(g)⇌CO(g) + 2H2(g) ΔH1=+90.64 kJ·mol-1
水蒸气变换反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.20 kJ·mol-1
①科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气重整制氢反应机理时,得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示,其中附在Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。此历程中活化能最大的反应方程式为
②573.2K时,向一刚性密闭容器中充入5.00MPaCH3OH使其分解,th后达平衡时容器中压强变为10.00MPa,其平衡常数分压Kp =
③在0.1MPa下,将总进料量1mol且n(CH3OH):n(H2 O)=1:1.3的混合气体充入一刚性密闭容器中反应。实验测得水煤气变换反应的速率随温度的升高明显下降,原因是
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【推荐3】Ⅰ.脱除烟气中的氮氧化物(主要是指NO和)可以净化空气、改善环境,是环境保护的主要课题。
(1)以漂粉精溶液为吸收剂脱除烟气中的NO,相关热化学方程式如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
___________ 。
(2)2.00g甲烷气体完全燃烧,生成和液态,放出111.2kJ的热量,写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式:___________ 。
Ⅱ. 是制备硫酸的重要反应。将与放入2L的密闭容器中,在一定条件下反应5min达到平衡,测得平衡时的浓度为。
(3)用表示的平均速率为___________ ,平衡时的转化率为___________ 。
(4)写出该反应的化学平衡常数表达式___________ ;如温度升高时,K值将___________ (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)若不改变反应温度和反应物中的起始浓度,使的平衡转化率达到90%,则的起始浓度为___________ 。
(6)若保持体系温度、体积不变,若往相同的密闭容器中加入、和,则达化学平衡时的浓度为___________ 。
(1)以漂粉精溶液为吸收剂脱除烟气中的NO,相关热化学方程式如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
(2)2.00g甲烷气体完全燃烧,生成和液态,放出111.2kJ的热量,写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式:
Ⅱ. 是制备硫酸的重要反应。将与放入2L的密闭容器中,在一定条件下反应5min达到平衡,测得平衡时的浓度为。
(3)用表示的平均速率为
(4)写出该反应的化学平衡常数表达式
(5)若不改变反应温度和反应物中的起始浓度,使的平衡转化率达到90%,则的起始浓度为
(6)若保持体系温度、体积不变,若往相同的密闭容器中加入、和,则达化学平衡时的浓度为
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【推荐1】Ⅰ.烟气脱硝是指通过一系列化学反应将烟气中的、等氮的氧化物转化为无污染的含氮物质的过程。
(1)已知为角形分子。下列关于、说法正确的是___________。
(2)比较与的电负性大小,并说明理由___________ 。
Ⅱ.臭氧—氨水法是一种高效的工业脱硝技术,主要流程图如下所示:已知:;
(3)静电除尘的原理是含尘气体经高压静电场使尘粒带电荷后,尘粒向带相反电荷的电极定向移动,从而达到除尘目的。静电除尘类似于胶体的___________ 。
(4)X溶液中含有一种铵盐,它由氨水与反应生成,写出反应的离子方程式___________ 。
(5)摩尔比对脱除率以及转化率的影响如下图所示。分析最佳摩尔比并说明理由___________ 。Ⅲ.下图装置能有效去除烟气中的,已知该电池反应为:。(6)A电极通过导线___________ (选填“流出”或“流入”)电子。B电极的电极反应式___________ 。
Ⅳ.利用催化剂对催化转化的反应过程与能量变化如下图所示。(7)下列说法正确的是___________。
(8)写出总反应的热化学方程式___________ 。并判断在上述实验条件时该反应是否会自发地进行___________ 。
(1)已知为角形分子。下列关于、说法正确的是___________。
A.均属于酸性氧化物 | B.均属于离子化合物 |
C.均属于极性分子 | D.均属于电解质 |
(2)比较与的电负性大小,并说明理由
Ⅱ.臭氧—氨水法是一种高效的工业脱硝技术,主要流程图如下所示:已知:;
(3)静电除尘的原理是含尘气体经高压静电场使尘粒带电荷后,尘粒向带相反电荷的电极定向移动,从而达到除尘目的。静电除尘类似于胶体的
(4)X溶液中含有一种铵盐,它由氨水与反应生成,写出反应的离子方程式
(5)摩尔比对脱除率以及转化率的影响如下图所示。分析最佳摩尔比并说明理由
Ⅳ.利用催化剂对催化转化的反应过程与能量变化如下图所示。(7)下列说法正确的是___________。
A.高温下有利于的转化 | B.由a释放的反应速率最慢 |
C.a到b、d到e,都会形成非极性键 | D.过渡态2比过渡态1稳定 |
(8)写出总反应的热化学方程式
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【推荐2】二氧化硫及氮氧化物是大气的主要污染物,为防治环境污染,科研人员做了大量研究。回答下列问题:
(1)氨气催化还原是消除NO的一种方法。
已知:
则理论上,每消耗标准状况下22.4L催化还原NO生成和时,吸收或释放的能量为___________ 。
(2)利用如下装置可有效消除含NO废气、含废气,同时制备化工产品次磷酸,实现能量资源综合利用。①开始工作后,甲装置溶液酸性___________ (填“增强”或“减弱”),多孔石墨b的电极反应式为___________ 。
②乙装置电池反应的化学方程式为___________ 。
③丙装置产品室获得的原因是___________ 。
(3)库伦测硫仪可用于检测煤燃烧释放出的气体中的含量,进而计算出煤中硫的含量,原理如图所示。检测前,电解质溶液中保持定值时,电解池不工作;将待测气体通入电解池后,溶解并将还原,测硫仪便立即工作使又恢复到原定值,测定结束。①在电解池中发生反应的离子方程式为___________ 。
②对mg煤样品进行检测时,电解消耗的电荷量为xC,该煤样品中硫元素的含量为___________ (已知电路中每转移1mol消耗的电荷量为96500C)
(1)氨气催化还原是消除NO的一种方法。
已知:
则理论上,每消耗标准状况下22.4L催化还原NO生成和时,吸收或释放的能量为
(2)利用如下装置可有效消除含NO废气、含废气,同时制备化工产品次磷酸,实现能量资源综合利用。①开始工作后,甲装置溶液酸性
②乙装置电池反应的化学方程式为
③丙装置产品室获得的原因是
(3)库伦测硫仪可用于检测煤燃烧释放出的气体中的含量,进而计算出煤中硫的含量,原理如图所示。检测前,电解质溶液中保持定值时,电解池不工作;将待测气体通入电解池后,溶解并将还原,测硫仪便立即工作使又恢复到原定值,测定结束。①在电解池中发生反应的离子方程式为
②对mg煤样品进行检测时,电解消耗的电荷量为xC,该煤样品中硫元素的含量为
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【推荐3】我国提出“CO2排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。研发CO2的利用技术,降低空气中CO2的含量是实现该目标的重要途径。
(1)下面是用H2捕捉CO2时发生两个反应:
I.
Ⅱ.
①反应I、Ⅱ的lnK随的变化如图所示,则_______ 0(填“>”“<”或“=”)0;有利于该反应自发进行的温度是___________ (填“高温”或“低温”)。
②将一定量的CO2和H2的混合气体充入密闭容器中,、与温度的关系如图所示,400℃之后降低的原因是_______ ;而速率仍然增大的可能原因是________ 。
③220℃时,将4molH2与1molCO2的混合气体充入2L反应器中,气体初始总压强为p,10分钟后体系达到平衡,CO2的转化率为80%,CH4的选择性为50%,则生成的CH4平均速率为_______ ,反应Ⅱ的平衡常数为________ 。[已知CH4的选择性]
(2)常温下,用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工物质Na2CO3.若某次捕捉后得到pH=10的溶液,则溶液中___________ 。(已知常温下:、)
(3)Na-CO2电池可以实现对CO2的利用,该类电池放电的反应方程式为。其工作原理如图所示,请写出正极的反应方程式:________ 。
(1)下面是用H2捕捉CO2时发生两个反应:
I.
Ⅱ.
①反应I、Ⅱ的lnK随的变化如图所示,则
②将一定量的CO2和H2的混合气体充入密闭容器中,、与温度的关系如图所示,400℃之后降低的原因是
③220℃时,将4molH2与1molCO2的混合气体充入2L反应器中,气体初始总压强为p,10分钟后体系达到平衡,CO2的转化率为80%,CH4的选择性为50%,则生成的CH4平均速率为
(2)常温下,用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工物质Na2CO3.若某次捕捉后得到pH=10的溶液,则溶液中
(3)Na-CO2电池可以实现对CO2的利用,该类电池放电的反应方程式为。其工作原理如图所示,请写出正极的反应方程式:
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