化学反应的焓变通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(1)在101kPa时,1.6gCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出89.0kJ的热量,CH4的燃烧热为___________ kJ·mol-1,写出CH4燃烧热的热化学方程式:___________ ,89.6LCH4(标况)完全燃烧(产物水为液态)后所产生的热量为___________ kJ
(2)由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键的断裂和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中,拆开化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。已知反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=akJ·mol-1
试根据表中所列键能数据计算a的数值:___________ 。
(3)已知:C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2=-571.6kJ·mol-1②
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2599kJ·mol-1③
根据盖斯定律,请写出25℃、101kPa时由C(石墨,s)和H2(g)生成1molC2H2(g)反应的热化学方程式:___________ 。
(4)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下三个反应:
甲醇合成反应:
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=-90.1kJ·mol-1
水煤气变换反应:
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.1kJ·mol-1
二甲醚合成反应:
③2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=-24.5kJ·mol-1
由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为:___________
(1)在101kPa时,1.6gCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出89.0kJ的热量,CH4的燃烧热为
(2)由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键的断裂和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中,拆开化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。已知反应N2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
化学键 | H-H | N-H | N≡N |
键能(kJ·mol-1) | 436 | 391 | 945 |
(3)已知:C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2=-571.6kJ·mol-1②
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2599kJ·mol-1③
根据盖斯定律,请写出25℃、101kPa时由C(石墨,s)和H2(g)生成1molC2H2(g)反应的热化学方程式:
(4)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下三个反应:
甲醇合成反应:
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=-90.1kJ·mol-1
水煤气变换反应:
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.1kJ·mol-1
二甲醚合成反应:
③2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=-24.5kJ·mol-1
由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为:
更新时间:2021-10-08 23:09:35
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【推荐1】CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:
I.CO2可以被NaOH溶液捕获,若所得溶液c(HCO3-)∶c(CO32-)=2∶1,溶液pH=___ 。(室温下,H2CO3的K1=4×10-7;K2=5×10-11)
II.CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)
(1)已知上述反应中相关的化学键键能数据:
则该反应的ΔH=___________ 。分别在V L恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是___________ (填“A”或“B”)。
(2)按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图1所示。此反应优选温度为900℃的原因是____________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/29/2451715173441536/2452157791436800/STEM/eeeddc1237d748b98e5bdb68d73f8140.png?resizew=284)
(3)在T1温度时,将CH4和CO2各1.0 mol充入2 L密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CH4转化率为40%,则
①容器内的压强与起始压强之比为___________ ;
②此温度下,若该容器中含有CH4、CO2、H2、CO各1.0 mol,则此时反应所处的状态为___________ (填“向正反应方向进行中”“向逆反应方向进行中”或“平衡状态”)
③欲使甲烷的平衡转化率提高,应采取的措施是___________ (填标号)。
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强
I.CO2可以被NaOH溶液捕获,若所得溶液c(HCO3-)∶c(CO32-)=2∶1,溶液pH=
II.CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5a55d09eb14ce32c34588667f973496d.png)
(1)已知上述反应中相关的化学键键能数据:
化学键 | C-H | C=O | H-H | ![]() |
键能/kJ/mol | 413 | 745 | 436 | 1075 |
则该反应的ΔH=
(2)按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图1所示。此反应优选温度为900℃的原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/29/2451715173441536/2452157791436800/STEM/eeeddc1237d748b98e5bdb68d73f8140.png?resizew=284)
(3)在T1温度时,将CH4和CO2各1.0 mol充入2 L密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CH4转化率为40%,则
①容器内的压强与起始压强之比为
②此温度下,若该容器中含有CH4、CO2、H2、CO各1.0 mol,则此时反应所处的状态为
③欲使甲烷的平衡转化率提高,应采取的措施是
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强
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【推荐2】温室气体让地球发烧,倡导低碳生活,是一种可持续发展的环保责任,将CO2应用于生产中实现其综合利用是目前的研究热点。
I.在催化作用下由CO2和CH4转化为CH3COOH的反应历程示意图如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/14/ca4ba46e-6caf-4f68-b3b9-e66fef4f19ce.png?resizew=411)
(1)在合成CH3COOH的反应历程中,下列有关说法正确的是_______(填字母)。
II.以CO2、H2为原料制备“21世纪的清洁燃料”二甲醚(CH3OCH3)涉及的主要反应如下:
①2CO2(g)+6 H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH1= -122.5kJ·mol-1。
②CO2(g)+ H2(g)
CO (g)+ H2O(g) ΔH2 = +41.1kJ·mol-1。
(2)反应2CO(g)+4 H2(g)
CH3OCH3(g)+ H2O(g) 的 ΔH=_______ ;
(3)在压强、CO2和H2的起始投料一定的条件下,发生反应①、②,实验测得CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/14/3dea0bc6-5f74-4994-bac4-ba10101e4fda.png?resizew=231)
i.已知:CH3OCH3的选择性
,其中表示平衡时CH3OCH3的选择性的是曲线_______ (填“①”或“②”,下同);温度高于300℃时,曲线②随温度升高而升高的原因是高于300℃时,以反应_______ 为主,温度升高平衡正向移动,CO2的平衡转化增大。
ii.为同时提高CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性,应选择的反应条件为_______ (填标号)。
a.低温、低压 b.高温、高压 c.高温、低压 d.低温、高压
III.以CO2、C2H6为原料合成的主要反应为:CO2(g) + C2H6(g)
C2H4(g) + H2O(g)+CO(g) ΔH1= +177kJ·mol-1。
(4)某温度下,在0.1MPa恒压密闭容器中充入等物质的量的CO2和C2H6达到平衡时C2H4的物质的量分数为20%,该温度下反应的平衡常数Kp=_______ MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
IV.以稀硫酸为电解质溶液,由甲醇(CH3OH)、O2构成的原电池作为电解饱和食盐水的电源(电解池中左右两室均为1L的NaCl溶液)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/14/7062f90e-bb92-456b-a5ac-ea788c6d690a.png?resizew=397)
(5)a电极的电极反应式为_______ 。电解饱和食盐水装置溶液中的阳离子由_______ (填“左向右”或“右向左”)移动,
(6)室温下,当电解池中共产生224mL(已折算成标况下,不考虑气体溶解损失)气体时,右室溶液(体积变化忽略不计)的pH为_______ 。
I.在催化作用下由CO2和CH4转化为CH3COOH的反应历程示意图如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/14/ca4ba46e-6caf-4f68-b3b9-e66fef4f19ce.png?resizew=411)
(1)在合成CH3COOH的反应历程中,下列有关说法正确的是_______(填字母)。
A.该催化剂使反应的平衡常数增大 |
B.CH4 →CH3COOH过程中,有C-H键断裂和C-C键形成 |
C.生成乙酸的反应原子利用率100% |
D.ΔH =E2-E1 |
II.以CO2、H2为原料制备“21世纪的清洁燃料”二甲醚(CH3OCH3)涉及的主要反应如下:
①2CO2(g)+6 H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
②CO2(g)+ H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
(2)反应2CO(g)+4 H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
(3)在压强、CO2和H2的起始投料一定的条件下,发生反应①、②,实验测得CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/14/3dea0bc6-5f74-4994-bac4-ba10101e4fda.png?resizew=231)
i.已知:CH3OCH3的选择性
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fc65e5f080d13585b7e008453e7c8bea.png)
ii.为同时提高CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性,应选择的反应条件为
a.低温、低压 b.高温、高压 c.高温、低压 d.低温、高压
III.以CO2、C2H6为原料合成的主要反应为:CO2(g) + C2H6(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
(4)某温度下,在0.1MPa恒压密闭容器中充入等物质的量的CO2和C2H6达到平衡时C2H4的物质的量分数为20%,该温度下反应的平衡常数Kp=
IV.以稀硫酸为电解质溶液,由甲醇(CH3OH)、O2构成的原电池作为电解饱和食盐水的电源(电解池中左右两室均为1L的NaCl溶液)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/14/7062f90e-bb92-456b-a5ac-ea788c6d690a.png?resizew=397)
(5)a电极的电极反应式为
(6)室温下,当电解池中共产生224mL(已折算成标况下,不考虑气体溶解损失)气体时,右室溶液(体积变化忽略不计)的pH为
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解答题-原理综合题
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【推荐3】铝是地壳中含量最高的金属元素,其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。
(1)真空碳热还原-氯化法可实现由铝土矿制备金属铝,其相关反应的热化学方程式如下:
Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g) △H=a kJ·mol-1
3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g) △H=b kJ·mol-1
①反应Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=________ kJ·mol-1(用含a、b 的代数式表示)。
②Al4C3是反应过程中的中间产物。Al4C3与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程式为____________________________________________ 。
(2)镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料,可在氩气保护下,将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al12+17H2=17MgH2+12Al。得到的混合物Y(17MgH2+12Al)在一定条件下可释放出氢气。
①熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是_______________________ 。
②在6.0 mol·L-1 HCl溶液中,混合物Y能完全释放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应,释放出H2的物质的量为____________ 。
③在0.5 mol·L-1 NaOH和1.0 mol·L-1MgCl2溶液中,混合物Y均只能部分放出氢气,反应后残留固体物质的X-射线衍射谱图如图所示(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。在上述NaOH溶液中,混合物Y中产生氢气的主要物质是_______________________ (填化学式)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/29/66b92975-5eb3-43db-9c58-582b7862a1c3.png?resizew=269)
(3)铝电池性能优越,Al-AgO电池可用作水下动力电源,其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为_________________________________ 。
(1)真空碳热还原-氯化法可实现由铝土矿制备金属铝,其相关反应的热化学方程式如下:
Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g) △H=a kJ·mol-1
3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g) △H=b kJ·mol-1
①反应Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=
②Al4C3是反应过程中的中间产物。Al4C3与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程式为
(2)镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料,可在氩气保护下,将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al12+17H2=17MgH2+12Al。得到的混合物Y(17MgH2+12Al)在一定条件下可释放出氢气。
①熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是
②在6.0 mol·L-1 HCl溶液中,混合物Y能完全释放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应,释放出H2的物质的量为
③在0.5 mol·L-1 NaOH和1.0 mol·L-1MgCl2溶液中,混合物Y均只能部分放出氢气,反应后残留固体物质的X-射线衍射谱图如图所示(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。在上述NaOH溶液中,混合物Y中产生氢气的主要物质是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/29/66b92975-5eb3-43db-9c58-582b7862a1c3.png?resizew=269)
(3)铝电池性能优越,Al-AgO电池可用作水下动力电源,其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/29/c300baa0-3113-4d60-82be-3bff668d0162.png?resizew=201)
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解题方法
【推荐1】实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源.目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇.一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),图1表示该反应过程中能量变化:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/6/ba980415-d0a4-4be5-aa31-69b70c1f79bd.png?resizew=401)
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是__________(填字母).
(2)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为l L的密闭容器中,充入l mol CO2和4mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3O(g)的浓度随时间变化如图2所示.
①从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)=___________ mol/(L·min)
②该反应的平衡常数表达式K=______________
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是__________ (填字母)
A.升高温度 B.将CH3OH(g)及时液化抽出 C.选择高效催化剂
(3)25℃,1.01105Pa时,16g 液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出363.3kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:______________________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/6/ba980415-d0a4-4be5-aa31-69b70c1f79bd.png?resizew=401)
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是__________(填字母).
A.△H>0,△S>0 | B.△H>0,△S<0 |
C.△H<0,△S<0 | D.△H<0,△S>0 |
①从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)=
②该反应的平衡常数表达式K=
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是
A.升高温度 B.将CH3OH(g)及时液化抽出 C.选择高效催化剂
(3)25℃,1.01105Pa时,16g 液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出363.3kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐2】(Ⅰ)(1)在25℃、101kPa下,1 g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则甲醇的燃烧热的热化学方程式为:_________________________________
(Ⅱ)现用中和滴定测定某盐酸溶液的浓度,有关数据记录如下:
(2)实验中有石蕊和酚酞两种指示剂,该实验应选用_______ 作指示剂。用______ 式滴定管盛装0.2500 mol/L烧碱标准液,锥形瓶中装有25.00mL待测盐酸溶液。
(3)下图表示第二次滴定时50 mL滴定管中前后液面的位置。该次滴定所用标准烧碱溶液体积为_______ mL。
(4)根据所给数据,计算出该盐酸的物质的量浓度(注意保留合适的有效数字),c (HCl) =_____________ 。
(5)读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,则会使最终测定结果_________ 。(填“无影响”、“偏高”、“偏低”)
(Ⅱ)现用中和滴定测定某盐酸溶液的浓度,有关数据记录如下:
滴定序号 | 待测液体积(mL) | 所消耗烧碱标准液的体积(mL) | ||
滴定前 | 滴定后 | 消耗的体积 | ||
1 | 25.00 | 0.50 | 25.12 | 24.62 |
2 | 25.00 | / | / | / |
3 | 25.00 | 5.00 | 29.58 | 24.58 |
(3)下图表示第二次滴定时50 mL滴定管中前后液面的位置。该次滴定所用标准烧碱溶液体积为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/25/b7facc11-22e9-497c-90d5-947e89395fc4.png?resizew=193)
(4)根据所给数据,计算出该盐酸的物质的量浓度(注意保留合适的有效数字),c (HCl) =
(5)读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,则会使最终测定结果
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】科学家对汽车尾气进行无害化处理反应为:
。一定条件下,在1L密闭容器中充入2.00molCO和2.00molNO,一段时间后测得CO、CO2浓度随时间变化如图1所示,CO的平衡转化率与温度、起始投料比m的关系如图2所示,图中起始投料比
,完成问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式是___________ 。根据图1,用
表示反应达平衡过程中的平均反应速率是___________ mol/(L•min)。
(2)已知:反应
中,每生成14g
时放出373.23kJ热量,写出上述反应的热化学方程式:___________ 。
(3)图2中a、b、c三点对应的平衡常数
、
、
相对大小关系是___________ 。
(4)下列关于该可逆反应的说法不正确 的是___________ 。
a.其他条件不变,若充入N2,达到新平衡时,
、
均增大
b.加入催化剂可提高NO的平衡转化率
c.若适当增大压强,则平衡正向移动
d.其他条件不变,若容器体积扩大一倍,达到新平衡时,c(N2)小于原来的一半
(5)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了验证催化剂比表面积对反应速率的影响规律,在温度为
时,某同学设计了以下实验:
在图3中画出表中实验Ⅱ条件下混合气体中NO的浓度随时间变化的曲线___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5351c5f804f10e0b4803cccbee17e158.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bebd149d1281a1f22d1afa723186d552.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/5/c3115a5b-6686-4f36-889e-6394c0ad7581.png?resizew=352)
(1)该反应的化学平衡常数表达式是
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
(2)已知:反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f959d34abb80c28dcf1bab14d1786ed7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
(3)图2中a、b、c三点对应的平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eba8cc23ec5b93f7e225ac3fe955ea9b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/39c80e617414086b977362cf100d7b08.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fa6699df89b2ed57b261c4ba323be586.png)
(4)下列关于该可逆反应的说法
a.其他条件不变,若充入N2,达到新平衡时,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e57edde7f724502998be2f0b1aeac252.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/88ba335f26814e936f59cafb656a7d34.png)
b.加入催化剂可提高NO的平衡转化率
c.若适当增大压强,则平衡正向移动
d.其他条件不变,若容器体积扩大一倍,达到新平衡时,c(N2)小于原来的一半
(5)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了验证催化剂比表面积对反应速率的影响规律,在温度为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/635ccd929471d564cc9d2d96266b34d1.png)
实验 编号 | T(K) | NO的初始浓(![]() | CO的初始浓度(![]() | 催化剂的比表面积(![]() |
I | ![]() | ![]() | ![]() | 75 |
Ⅱ | ![]() | ![]() | ![]() | 50 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/5/1d106944-8767-4669-9a06-0f79d7f44619.png?resizew=207)
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【推荐1】(1) Shibata曾做过下列实验:
①使纯H2缓慢地通过处于721℃下的过量氧化钴 CoO(s),氧化钴部分被还原为金属钴(Co),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0192。
②在同一温度下用CO还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0250。根据上述实验结果判断,还原CoO( s)为Co(s)的倾向是CO_______ H2(填“大于”或“小于”)。
(2)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。Deacon发明的直接氧化法为4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。如图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl):c(O2)分别等于1:1、4:1、7:1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/23/a2614243-e7d1-416b-ade1-3ef8135bbab6.png?resizew=331)
①由图可推知该反应的∆H_______ 0(填>、<、=,下同)平衡常数K(300℃)_______ K(400℃)
②曲线C代表进料浓度比c(HCl):c(O2)为_______ ,设HCl初始浓度为c0,根据进料浓度比c(HCl):c(O2)=4:1的数据计算K(400℃)=_______ (列出计算式)。
③按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl):c(O2)过高的不利影响是___ 。
④Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:
CuCl2(s)=CuCl(s)+
Cl2(g) ∆H1=+89kJ∙mol-1
CuCl(s)+
O2(g)=CuO(s)+
Cl2(g) ∆H2=-25 kJ∙mol-1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ∆H3=-120 kJ∙mol-1
则4HClg)+O2 (g)=2C12(g)+2H2O(g)的∆H=_______ kJ∙mol-1
①使纯H2缓慢地通过处于721℃下的过量氧化钴 CoO(s),氧化钴部分被还原为金属钴(Co),平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0192。
②在同一温度下用CO还原CoO(s),平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0250。根据上述实验结果判断,还原CoO( s)为Co(s)的倾向是CO
(2)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。Deacon发明的直接氧化法为4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。如图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl):c(O2)分别等于1:1、4:1、7:1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/23/a2614243-e7d1-416b-ade1-3ef8135bbab6.png?resizew=331)
①由图可推知该反应的∆H
②曲线C代表进料浓度比c(HCl):c(O2)为
③按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl):c(O2)过高的不利影响是
④Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:
CuCl2(s)=CuCl(s)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cfa1e7ffae662aefb49a44c52d4954d.png)
CuCl(s)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cfa1e7ffae662aefb49a44c52d4954d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cfa1e7ffae662aefb49a44c52d4954d.png)
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ∆H3=-120 kJ∙mol-1
则4HClg)+O2 (g)=2C12(g)+2H2O(g)的∆H=
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】减少CO2排放是一项重要课题。CO2经催化加氢可以生成低碳有机物,主要有以下反应:
反应Ⅰ:
kJ·mol![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f483eb8188afd27aa8f59e3f0b0ce3e.png)
反应Ⅱ:
kJ·mol![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f483eb8188afd27aa8f59e3f0b0ce3e.png)
反应Ⅲ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/14aa494345f61c5c935c3113dd990b8a.png)
(1)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/19b94591ee39c0d450f1b99d4dc537c0.png)
_________ 。
(2)反应Ⅱ在某温度下的平衡常数为0.25,此温度下,在密闭容器中加入等物质的量的
和
,反应到某时刻时测得各组分浓度如下:
此时![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e57edde7f724502998be2f0b1aeac252.png)
_________
(填“>”、“<”或“=”),当反应达到平衡状态时,混合气体中CH3OH的体积分数=_________ %。
(3)在某压强下,反应Ⅲ在不同温度、不同投料比时,
的平衡转化率如下图所示。
温度下,将6 mol
和12 mol
充入2 L的密闭容器中,5 min后反应达到平衡状态,则0~5 min内的平均反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/64daf933219baf0e7a3c567be89dcf7d.png)
_________ ;
、
、
三者之间的大小关系为_________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/30/a1f8d396-de59-4cb2-96ee-69c7d99f41a7.png?resizew=226)
(4)恒压下将CO2和H2按体积比为1∶3混合,在催化剂CZ(Zr-1)T作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅲ,在相同的时间段内
转化率和
的选择性随温度的变化如下表所示。其中
的选择性![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4bc90eb6e18a6361c9ea31ac03f98200.png)
①温度高于230℃,CO2转化率随温度升高而下降可能的原因是_________ 。
②在上述条件下合成甲醇的最佳温度是_________ ,此时甲醇的产率为_________ 。
反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f3259baddfe9bc02ac5766f800607825.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aaca413f8c432e1dd623717b4af9d8a9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f483eb8188afd27aa8f59e3f0b0ce3e.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/059035d64a210b45da75da489f1dc274.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b3dd069efa124a0e4b862fe8b886b4a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f483eb8188afd27aa8f59e3f0b0ce3e.png)
反应Ⅲ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6299cce9ecb30228d41ba597f5a510e9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/14aa494345f61c5c935c3113dd990b8a.png)
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/19b94591ee39c0d450f1b99d4dc537c0.png)
(2)反应Ⅱ在某温度下的平衡常数为0.25,此温度下,在密闭容器中加入等物质的量的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/66f38fb8a33c8ae945923be62fedb1bb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f6287dab91a4428da92c3ce8f5550973.png)
物质 | ![]() | ![]() | ![]() |
浓度![]() | 1.8 | 1.8 | 0.4 |
此时
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e57edde7f724502998be2f0b1aeac252.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/88ba335f26814e936f59cafb656a7d34.png)
(3)在某压强下,反应Ⅲ在不同温度、不同投料比时,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a724b59c890095baa5cb73e267c44.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/64daf933219baf0e7a3c567be89dcf7d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b23d08f125873b66e1233472050914b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5b7706c6abbe0f7086d405c8c5e4c0d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0e579281706c2457d723bebe84db0d1f.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/30/a1f8d396-de59-4cb2-96ee-69c7d99f41a7.png?resizew=226)
(4)恒压下将CO2和H2按体积比为1∶3混合,在催化剂CZ(Zr-1)T作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅲ,在相同的时间段内
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4bc90eb6e18a6361c9ea31ac03f98200.png)
温度 | 210℃ | 230℃ | 250℃ | 270℃ | 290℃ |
CO2的转化率 | 18% | 48% | 40% | 32% | 30% |
CH3OH的选择性 | 40% | 25% | 22.5% | 20% | 16% |
①温度高于230℃,CO2转化率随温度升高而下降可能的原因是
②在上述条件下合成甲醇的最佳温度是
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解答题-原理综合题
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适中
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解题方法
【推荐3】有效去除大气中的NOx和水体中的氮是环境保护的重要课题。
(1)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);ΔH1=-566.0kJ·mol-1
②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g);ΔH2=+64kJ·mol-1
反应:2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO2(g);ΔH3=________ 。
(2)近年研究发现,电催化CO2和含氮物质(
等)在常温常压下合成尿素,有助于实现碳中和及解决含氮废水污染问题。向一定浓度的KNO3溶液通CO2至饱和,在电极上反应生成
,电解原理如图所示。________ 。
(3)磷酸铵镁(MgNH4PO4)沉淀法可去除水体中的氨氮(NH
和NH3)。实验室中模拟氨氮处理:1L的模拟氨氮废水(主要含NH
),置于搅拌器上,设定反应温度为25℃。先后加入MgCl2和Na2HPO4溶液,用NaOH调节反应pH,投加絮凝剂;开始搅拌,反应30min后,取液面下2cm处清液测定氨氮质量浓度。
①生成磷酸铵镁沉淀的离子反应方程式为________ 。
②测得反应pH对氨氮去除率的影响如下图1所示,当pH从7.5增至9.0的过程中,水中氨氮的去除率明显增加,原因是________ 。
①NZVI/BC和(CuPd)/BC复合材料还原硝酸盐的反应机理如下图2所示,
转化为N2或
的过程可描述为________ 。
去除率的影响如上图3,前200min内,pH=9.88时的去除率远低于pH=4.05时,其可能的原因是________ 。
(1)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);ΔH1=-566.0kJ·mol-1
②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g);ΔH2=+64kJ·mol-1
反应:2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO2(g);ΔH3=
(2)近年研究发现,电催化CO2和含氮物质(
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f3b22c7fcd6aef75aa2119ad593692c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/457028bc56f0a204a227295692c6b4b7.png)
(3)磷酸铵镁(MgNH4PO4)沉淀法可去除水体中的氨氮(NH
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a74994fa846ff01d87548db6f34d3613.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a74994fa846ff01d87548db6f34d3613.png)
①生成磷酸铵镁沉淀的离子反应方程式为
②测得反应pH对氨氮去除率的影响如下图1所示,当pH从7.5增至9.0的过程中,水中氨氮的去除率明显增加,原因是
①NZVI/BC和(CuPd)/BC复合材料还原硝酸盐的反应机理如下图2所示,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f3b22c7fcd6aef75aa2119ad593692c.png)
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