请根据化学反应原理的知识回答下列问题。
(1)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知温度下:
①
②
③
反应的焓变___________ 。(用含字母的代数式表示)
(2)某研究小组发现用还原法也可以处理氮氧化物,发生反应 。
①下列事实能说明该反应达到平衡状态的是___________ (填选项字母)。
a.
b.与的物质的量之比保持不变
c.恒容密闭容器中气体的密度保持不变
d.各组分的物质的量分数保持不变
②向一密闭容器中充入和,发生上述反应,平衡混合物中的体积分数与压强、温度的关系如图所示(T代表温度),判断T1和T2的大小关系:T1_________ T2 (填“>”“<”或“=”)。时,A点的坐标为,此时的转化率为___________ (保留三位有效数字)。
(3)科学研究表明,活性炭还原法也能处理氮氧化物,发生反应 。某探究小组向恒容密闭容器中加入足量的活性炭和,充分反应后达到化学平衡。其他条件不变,下列措施能同时提高化学反应速率和平衡转化率的是___________ (填选项字母)。
a.通入氦气 b.加入催化剂 c.除去体系中的 d.升高温度
(1)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知温度下:
①
②
③
反应的焓变
(2)某研究小组发现用还原法也可以处理氮氧化物,发生反应 。
①下列事实能说明该反应达到平衡状态的是
a.
b.与的物质的量之比保持不变
c.恒容密闭容器中气体的密度保持不变
d.各组分的物质的量分数保持不变
②向一密闭容器中充入和,发生上述反应,平衡混合物中的体积分数与压强、温度的关系如图所示(T代表温度),判断T1和T2的大小关系:T1
(3)科学研究表明,活性炭还原法也能处理氮氧化物,发生反应 。某探究小组向恒容密闭容器中加入足量的活性炭和,充分反应后达到化学平衡。其他条件不变,下列措施能同时提高化学反应速率和平衡转化率的是
a.通入氦气 b.加入催化剂 c.除去体系中的 d.升高温度
更新时间:2021-10-09 21:10:13
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【推荐1】请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)工业上可利用CO或CO2来制备清洁液体燃料甲醇。已知: 800℃时
反应①:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H=-90.8 kJ/mol
反应②:H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) △H=+41.2kJ/mol
(1)写出用CO2与H2反应制备甲醇的热化学方程式___________________________________ 。
(2)对于反应①,在体积一定的密闭容器中按物质的量之比1:2充入CO和H2,测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图1所示。据此判断
①压强P1_____ P2(填“>”“<”或“=”,下同)
②平衡常数K(状态C)_____ K(状态D)
③反应速率:V逆(状态A)_____ V逆(状态B)
(3)对于反应②,在体积一定的密闭容器中加入一定量的H2和CO。进行反应。下列说法正确的是______ 。
A.若该反应在恒容,绝热的容器中进行,当容器中压强保持不变时表明反应达到平衡状态
B.该反应达到平衡时,向平衡体系中充入一定量的氦气,平衡可能发生移动
C.恒温恒容条件下,若改变反应物的投入量,△H的值不发生变化
D.恒温恒容条件下,若投入气体的总量保持不变,设起始投料比[n(H2)/n(CO2)]=X,当X=2或1/2时,H2O的体积分数不变。
(4)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外线照射时,在不同催化剂(I、II、III)作用下,CH4产量随光照时间的变化如下图2所示,在0-15h内,对反应催化效果最好的催化剂是____________ (填序号)。
(5)一种新利CO燃料电池工作原理如上图3所示,该电池负极电极反应式为______________ ,电极A处产生的CO2有部分参与循环利用,其利用率为______________________ 。
(1)工业上可利用CO或CO2来制备清洁液体燃料甲醇。已知: 800℃时
反应①:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H=-90.8 kJ/mol
反应②:H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) △H=+41.2kJ/mol
(1)写出用CO2与H2反应制备甲醇的热化学方程式
(2)对于反应①,在体积一定的密闭容器中按物质的量之比1:2充入CO和H2,测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图1所示。据此判断
①压强P1
②平衡常数K(状态C)
③反应速率:V逆(状态A)
(3)对于反应②,在体积一定的密闭容器中加入一定量的H2和CO。进行反应。下列说法正确的是
A.若该反应在恒容,绝热的容器中进行,当容器中压强保持不变时表明反应达到平衡状态
B.该反应达到平衡时,向平衡体系中充入一定量的氦气,平衡可能发生移动
C.恒温恒容条件下,若改变反应物的投入量,△H的值不发生变化
D.恒温恒容条件下,若投入气体的总量保持不变,设起始投料比[n(H2)/n(CO2)]=X,当X=2或1/2时,H2O的体积分数不变。
(4)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外线照射时,在不同催化剂(I、II、III)作用下,CH4产量随光照时间的变化如下图2所示,在0-15h内,对反应催化效果最好的催化剂是
(5)一种新利CO燃料电池工作原理如上图3所示,该电池负极电极反应式为
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】CO2与生活和生产息息相关,其资源化是我国实现“碳达峰”、“碳中和”的有效途径之一、回答下列问题:
(1) CO2甲醇化:CO2、CO与H2反应制备甲醇,涉及的反应有:
Ⅰ.;
Ⅱ.;
Ⅲ.。
①_______ 。
②现利用反应Ⅰ和反应Ⅱ合成CH3OH,已知CO可使反应的催化剂寿命降低。若氢碳比表示为,则理论上_______ 时,原料气的利用率最高,生产中往往采用略高于该值的氢碳比,其目的是_______ 。
(2)CO2碳酸酯化:CO2与环氧丙烷反应合成碳酸丙烯酯,其反应历程如图甲所示(*表示某催化剂的活化中心或活性基团)。
图甲
①H分子中键与键的个数之比为_______ 。
②决定总反应速率大小的步骤是_______ (填字母),该步骤的能垒(活化能)为_______ 。
a.A→B b.C→D c.E→F d.F→G
(3)CO2乙烯化:反应原理为2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g),以n(H2):n(CO2)=3:1的投料比充入体积固定的密闭容器中发生反应,不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量分数如图乙所示,温度为、反应达到平衡状态时,容器内的压强为。
①120℃该反应的平衡常数Kp=_______ (列出算式,以平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
②若以H2和CO2的物质的量之比为n:1()进行投料,温度控制为120℃,相应平衡体系中CO2的转化率为x,x随变化的关系如图丙所示,a=_______ %(保留3位有效数字)。
(1) CO2甲醇化:CO2、CO与H2反应制备甲醇,涉及的反应有:
Ⅰ.;
Ⅱ.;
Ⅲ.。
①
②现利用反应Ⅰ和反应Ⅱ合成CH3OH,已知CO可使反应的催化剂寿命降低。若氢碳比表示为,则理论上
(2)CO2碳酸酯化:CO2与环氧丙烷反应合成碳酸丙烯酯,其反应历程如图甲所示(*表示某催化剂的活化中心或活性基团)。
图甲
①H分子中键与键的个数之比为
②决定总反应速率大小的步骤是
a.A→B b.C→D c.E→F d.F→G
(3)CO2乙烯化:反应原理为2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g),以n(H2):n(CO2)=3:1的投料比充入体积固定的密闭容器中发生反应,不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量分数如图乙所示,温度为、反应达到平衡状态时,容器内的压强为。
①120℃该反应的平衡常数Kp=
②若以H2和CO2的物质的量之比为n:1()进行投料,温度控制为120℃,相应平衡体系中CO2的转化率为x,x随变化的关系如图丙所示,a=
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【推荐3】不同价态含硫化合物的转化在工业上有重要的应用。回答下列问题:
I.利用NO2将SO2转化为SO3的反应过程如下:
i.SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g) ΔH=QkJ·mol-1
ii.2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-114.1kJ·mol-1
反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH=-197.7kJ·mol-1。则Q=_______ ;NO2的作用是_______ 。
II.某化学小组对反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)进行研究。
(1)相同条件下,在某恒容密闭容器中充入2molSO2和1molO2,发生上述反应。下列情况能说明反应达到化学平衡状态的是_______ (填标号)。
A.2υ(SO2)=υ(O2)
B.容器内气体的压强保持不变
C.SO2与O2的浓度比保持不变
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(2)在一个容积为2L的恒温恒容密闭容器中,以不同投料方式研究上述反应,得到的数据如下表:
①表中a=_______ ,甲组实验在该条件下的平衡常数K=_______ 。
②在相同条件下,若将甲组实验按2molSO2、1molO2、1molSO3进行投料,则反应开始时v正____ v逆(填“>”“=”或“<”),平衡时SO3的百分含量与原甲组实验相比__________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
③为加快乙组实验的反应速率,下列措施可行的是_______ (填标号)。
A.升高温度 B.降低温度 C.充入适量N2 D.移走SO2
若将乙组实验的容器改为绝热容器,则b值_______ (填“变大”“变小”或“不变”)。
I.利用NO2将SO2转化为SO3的反应过程如下:
i.SO2(g)+NO2(g)=SO3(g)+NO(g) ΔH=QkJ·mol-1
ii.2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-114.1kJ·mol-1
反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH=-197.7kJ·mol-1。则Q=
II.某化学小组对反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)进行研究。
(1)相同条件下,在某恒容密闭容器中充入2molSO2和1molO2,发生上述反应。下列情况能说明反应达到化学平衡状态的是
A.2υ(SO2)=υ(O2)
B.容器内气体的压强保持不变
C.SO2与O2的浓度比保持不变
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(2)在一个容积为2L的恒温恒容密闭容器中,以不同投料方式研究上述反应,得到的数据如下表:
实验分组 | 甲组 | 乙组 |
反应物 | 2molSO2、1molO2 | 2molSO3 |
反应热量 | 放热158.16kJ | |
反应物的平衡转化率 | a | b |
①表中a=
②在相同条件下,若将甲组实验按2molSO2、1molO2、1molSO3进行投料,则反应开始时v正
③为加快乙组实验的反应速率,下列措施可行的是
A.升高温度 B.降低温度 C.充入适量N2 D.移走SO2
若将乙组实验的容器改为绝热容器,则b值
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【推荐1】工业上利用CO2和H2反应生成甲醇,也是减少CO2的一种方法。在容积为 1L 的恒温密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应: CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0 kJ/mol,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示:
(1)达到平衡的时刻是_________ min(填“3”或“10”)。在前10min内,用CO2浓度的变化表示的反应速率υ(CO2)=_________ mol/(L· min)。
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_________ 。
a.容器内压强不变 b.混合气体中c(CO2)不变 c.υ(CH3OH)=υ(H2O) d.c(CH3OH)=c(H2O)
(3)达平衡后,H2的转化率是_________ 。平衡常数 K =_________ (计算结果保留一位小数)。为了提高H2的转化率,可采取_________ (填“增大”或“减小”)CO2浓度的措施。
(4)工业上也可用 CO 和H2合成甲醇
已知:①CO(g) + O2(g) = CO2(g) △H1=-283.0 kJ/mol
②H2(g) + O2(g) = H2O(g) △H2=-241.8 kJ/mol
③CH3OH(g) + O2(g) = CO2(g)+2H2O(g) △H3=-673kJ/mol
则反应CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g)△H=_________ kJ/mol
(5)如图是甲醇燃料电池原理示意图,电池正极的电极反应式为:_________ 。
(1)达到平衡的时刻是
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是
a.容器内压强不变 b.混合气体中c(CO2)不变 c.υ(CH3OH)=υ(H2O) d.c(CH3OH)=c(H2O)
(3)达平衡后,H2的转化率是
(4)工业上也可用 CO 和H2合成甲醇
已知:①CO(g) + O2(g) = CO2(g) △H1=-283.0 kJ/mol
②H2(g) + O2(g) = H2O(g) △H2=-241.8 kJ/mol
③CH3OH(g) + O2(g) = CO2(g)+2H2O(g) △H3=-673kJ/mol
则反应CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g)△H=
(5)如图是甲醇燃料电池原理示意图,电池正极的电极反应式为:
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【推荐2】工业上在恒容密闭容器中用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=akJ/mol下,表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(Kc)。
(1)写出该反应的压强平衡常数的表达式Kp______ 。
(2)判断该反应达到平衡状态的依据有_________ 。
A.消耗CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.混合气体的密度不变 D.容器内气压不变
(3)根据上表数据,要同时提高CO的平衡转化率和反应速率,可采取的措施是______ 。
A.升温 B.充入H2 C.分离出甲醇 D.加入催化剂
(4)250℃时,将2 mol CO和一定量的H2充入2 L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol·L-1,则以H2表示的反应速率v(H2)=_____ 。平衡后再向容器中加入0.1 mol CO和 0.4 mol CH3OH,则此时v正___ v逆(填“>”、“<”或“=”)。
(5)CO还可以用做燃料电池的燃料。若电池用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混和气为正极助燃气,电池在650 ℃下工作时,其正极反应式:O2 + 2CO2 + 4e-=2CO32-,则负极反应式为:________ 。
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.0 | 0.27 | 0.012 |
(1)写出该反应的压强平衡常数的表达式Kp
(2)判断该反应达到平衡状态的依据有
A.消耗CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.混合气体的密度不变 D.容器内气压不变
(3)根据上表数据,要同时提高CO的平衡转化率和反应速率,可采取的措施是
A.升温 B.充入H2 C.分离出甲醇 D.加入催化剂
(4)250℃时,将2 mol CO和一定量的H2充入2 L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol·L-1,则以H2表示的反应速率v(H2)=
(5)CO还可以用做燃料电池的燃料。若电池用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混和气为正极助燃气,电池在650 ℃下工作时,其正极反应式:O2 + 2CO2 + 4e-=2CO32-,则负极反应式为:
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢,需要回收处理并加以利用。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
则反应③的________ ;下列叙述能说明反应③达到平衡状态的是___________ (填标号)。
A.断裂2mol键的同时生成1mol键 B.恒容条件下,体系压强不再变化
C.恒容条件下,气体的密度不再变化 D.
(2)在不同温度、反应压强为100kPa,进料的摩尔分数(可看成体积分数)为0.1%~20%(其余为)的条件下,对于反应①,分解平衡转化率的结果如图1所示。则、和由大到小的顺序为_______ ;的摩尔分数越大,分解平衡转化率越小的原因是___________ 。
(3)反应①和③的随温度的影响如图2所示,已知(R为常数,为温度,为平衡常数),则在1000℃时,反应的自发趋势①____ ③(填“>”、“<”或“=”)。在1000℃、100kPa反应条件下,将的混合气进行反应,达到平衡时约为1:4,微乎其微,其原因是_______________ 。
(4)在1000℃、100kPa反应条件下,将的混合气进行反应③,达到平衡时,分压与的分压相同。则反应③的__________ (不用写单位)。
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
则反应③的
A.断裂2mol键的同时生成1mol键 B.恒容条件下,体系压强不再变化
C.恒容条件下,气体的密度不再变化 D.
(2)在不同温度、反应压强为100kPa,进料的摩尔分数(可看成体积分数)为0.1%~20%(其余为)的条件下,对于反应①,分解平衡转化率的结果如图1所示。则、和由大到小的顺序为
(3)反应①和③的随温度的影响如图2所示,已知(R为常数,为温度,为平衡常数),则在1000℃时,反应的自发趋势①
(4)在1000℃、100kPa反应条件下,将的混合气进行反应③,达到平衡时,分压与的分压相同。则反应③的
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解答题-原理综合题
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名校
解题方法
【推荐1】I、2021 年 1 月 7 日,我国首个探明储量超千亿方的深层页岩气田——中国石化西南石油局威荣页岩气田一期项目全面建成,对促进成渝地区双城经济圈建设具有重要意义。回答下列问题:
(1)页岩气的主要成分是甲烷。已知 25℃,101kPa 时甲烷的燃烧热为 890.3 kJ·mol-1。请写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式:_______ 。
(2)用甲烷可以合成乙烯:2CH4(g)⇌C2H4(g) + 2H2(g) ΔH=+202 kJ·mol-1,该反应在_______ 下自发进行(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。
II、在催化剂作用下 CO2 和 H2 可直接合成乙烯:2CO2(g) + 6H2(g)⇌C2H4(g) + 4H2O(g)。
(3)关于该反应,下列叙述正确的是_______(填字母序号) 。
(4)在体积为 2 L 的恒容密闭容器中,加入 2 mol CO2 和 6 mol H2,在催化剂作用下发生乙烯直接合成反应,测得温度对 CO2 的平衡转化率影响如图所示。
①已知在 200℃下,10 min 时反应达到平衡状态。则0~10min 内用 CO2 表示的平均反应速率为_______ 。
②该反应的 ΔH_______ 0(填 “<”、“>” 或 “=”),请结合平衡移动原理简述_______ 。
③若不使用催化剂,则 200℃ 时 CO2 的平衡转化率位于图中的_______ 点(填“a”、“b”、“c”或“d”)。
(1)页岩气的主要成分是甲烷。已知 25℃,101kPa 时甲烷的燃烧热为 890.3 kJ·mol-1。请写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式:
(2)用甲烷可以合成乙烯:2CH4(g)⇌C2H4(g) + 2H2(g) ΔH=+202 kJ·mol-1,该反应在
II、在催化剂作用下 CO2 和 H2 可直接合成乙烯:2CO2(g) + 6H2(g)⇌C2H4(g) + 4H2O(g)。
(3)关于该反应,下列叙述正确的是_______(填字母序号) 。
A.恒容下达平衡状态时,再充入少量氦气,正逆反应速率不变 |
B.当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时,反应达平衡状态 |
C.当反应达平衡状态时,3v正(H2) = 2v逆(H2O) |
D.恒温下缩小容器体积,反应物转化率减小 |
①已知在 200℃下,10 min 时反应达到平衡状态。则0~10min 内用 CO2 表示的平均反应速率为
②该反应的 ΔH
③若不使用催化剂,则 200℃ 时 CO2 的平衡转化率位于图中的
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解答题-实验探究题
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适中
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名校
【推荐2】回答下列问题:
【实验I】影响化学反应速率的因素很多,某同学设计了以下实验研究不同浓度的硫酸对反应速率的影响。
药品:、、和不同浓度的硫酸(0.5、2、18.4);装置如图。
(1)实验前,检查该装置的气密性的方法是:___________ 。
(2)用此装置进行定量实验,应选用的上述实验药品是:
第一组:___________ 和___________ 。
第二组:___________ 和___________ 。
(3)应该测定的实验数据是气体从反应开始到推动活塞达到30刻度时的___________ 。
(4)此实验忽视了影响反应速率的其他因素是(假设金属颗粒是均匀的):___________ 。
【实验II】已知反应:
(5)i中现象为___________ 。
(6)ii中血红色褪去,结合离子反应和平衡移动解释原因___________ 。
(7)已知存在反应:,设计实验iii和iv的目的是:___________ ,则证明iii中影响平衡逆向移动的准确实验现象描述是___________ 。
【实验I】影响化学反应速率的因素很多,某同学设计了以下实验研究不同浓度的硫酸对反应速率的影响。
药品:、、和不同浓度的硫酸(0.5、2、18.4);装置如图。
(1)实验前,检查该装置的气密性的方法是:
(2)用此装置进行定量实验,应选用的上述实验药品是:
第一组:
第二组:
(3)应该测定的实验数据是气体从反应开始到推动活塞达到30刻度时的
(4)此实验忽视了影响反应速率的其他因素是(假设金属颗粒是均匀的):
【实验II】已知反应:
(5)i中现象为
(6)ii中血红色褪去,结合离子反应和平衡移动解释原因
(7)已知存在反应:,设计实验iii和iv的目的是:
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适中
(0.65)
【推荐3】甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)用作全固态钙钛矿敏化太阳能电池的敏化剂,可由CH3NH2、PbI2及HI为原料合成,回答下列问题:
(1)制取甲胺的反应为CH3OH(g)+NH3(g)⇌CH3NH2(g)+H2O(g) ΔH。已知该反应中相关化学键的键能数据如下,则该反应的ΔH=_______ kJ·mol-1。
(2)上述反应中所需的甲醇,工业上利用水煤气合成:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH<0。在一定条件下,将1 mol CO和2 mol H2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的平衡体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:
①平衡时,M点CH3OH的体积分数为10%,则CO的转化率为_______ 。
②X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_______ 。
(3)工业上可采用CH3OHCO+2H2来制取高纯度的CO和H2.我国学者采用量子力学方法,通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程,其中吸附在钯基催化剂表面上的物种用*标注。甲醇(CH3OH)脱氢反应的第一步历程,有两种可能的方式:
方式A:CH3OH*→CH3O*+H* Ea=+103.1 kJ·mol-1
方式B:CH3OH*→CH+OH* Eb=+249.3 kJ·mol-1
实验证实甲醇裂解过程主要历经的方式为A,试推测可能的原因_______ 。
下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。
该历程中,放热最多的步骤的化学方程式为_______ 。
(4)PbI2与金属锂以LiIAl2O3固体为电解质组成锂碘电池,其结构示意图如下,电池总反应可表示为2Li+PbI2=2LiI+Pb,则b极上的电极反应式为_______ 。
(5)CH3NH2的电离方程式为CH3NH2+H2O⇌CH3NH+OH-,电离常数为Kb,已知常温下pKb=-lg Kb=3.4,则常温下向CH3NH2溶液中滴加稀硫酸至c(CH3NH2)=c(CH3NH)时,溶液pH=_______ 。
(6)常温下,PbI2饱和溶液(呈黄色)中c(Pb2+)=1.0×10-3 mol·L-1,则Ksp(PbI2)=_______ 。
(1)制取甲胺的反应为CH3OH(g)+NH3(g)⇌CH3NH2(g)+H2O(g) ΔH。已知该反应中相关化学键的键能数据如下,则该反应的ΔH=
共价键 | C—O | H—O | N—H | C—N | C—H |
键能/(kJ·mol-1) | 351 | 463 | 393 | 293 | 414 |
(2)上述反应中所需的甲醇,工业上利用水煤气合成:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH<0。在一定条件下,将1 mol CO和2 mol H2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的平衡体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:
①平衡时,M点CH3OH的体积分数为10%,则CO的转化率为
②X轴上a点的数值比b点
(3)工业上可采用CH3OHCO+2H2来制取高纯度的CO和H2.我国学者采用量子力学方法,通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程,其中吸附在钯基催化剂表面上的物种用*标注。甲醇(CH3OH)脱氢反应的第一步历程,有两种可能的方式:
方式A:CH3OH*→CH3O*+H* Ea=+103.1 kJ·mol-1
方式B:CH3OH*→CH+OH* Eb=+249.3 kJ·mol-1
实验证实甲醇裂解过程主要历经的方式为A,试推测可能的原因
下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。
该历程中,放热最多的步骤的化学方程式为
(4)PbI2与金属锂以LiIAl2O3固体为电解质组成锂碘电池,其结构示意图如下,电池总反应可表示为2Li+PbI2=2LiI+Pb,则b极上的电极反应式为
(5)CH3NH2的电离方程式为CH3NH2+H2O⇌CH3NH+OH-,电离常数为Kb,已知常温下pKb=-lg Kb=3.4,则常温下向CH3NH2溶液中滴加稀硫酸至c(CH3NH2)=c(CH3NH)时,溶液pH=
(6)常温下,PbI2饱和溶液(呈黄色)中c(Pb2+)=1.0×10-3 mol·L-1,则Ksp(PbI2)=
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解题方法
【推荐1】工业上常用天然气作为制备的原料。已知:
①
②
③
(1)与化合生成的热化学方程式是___________ 。
(2)利用③的原理 ,向密闭容器中充入与,在不同压强下合成甲醇。CO的平衡转化率与温度、压强(P)的关系如图所示:
①压强___________ (填“<”或“>”)
②根据图中a点的数据(此时容器体积为),可知,a点平衡时的浓度为___________ 。
③若反应刚好至a点时,所需时间为,则内用表示该反应的平均反应速率___________ 。
④维持与a点相同的温度,在恒容密闭容器中加入一定量的与,发生反应③。测得某时刻各组分浓度如下表所示。此时反应处于___________ (填“正向进行”或“逆向进行”或“己达平衡”)状态。
①
②
③
(1)与化合生成的热化学方程式是
(2)利用
①压强
②根据图中a点的数据(此时容器体积为),可知,a点平衡时的浓度为
③若反应刚好至a点时,所需时间为,则内用表示该反应的平均反应速率
④维持与a点相同的温度,在恒容密闭容器中加入一定量的与,发生反应③。测得某时刻各组分浓度如下表所示。此时反应处于
物质 | |||
浓度 |
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【推荐2】丙烯是化工合成的重要原料,其制备工艺主要有如下两种:
工艺1:丙烷无氧脱氢工艺:
工艺2:丙烷氧化脱氢工艺:
回答下列问题:
(1)根据下表数据,计算无氧脱氢工艺中的______ ,与工艺1相比,工艺2的优点是___________ (从能源角度)。
(2)若提高工艺1丙烷的平衡转化率,下列措施不可行的是___________(填字母)。
(3)工艺1脱氢时以CeO2/VO3为催化剂,脱第1个氢原子的反应历程有两种情况(Ts表示过渡态):
用图中数据可知,脱第1个氢原子时,最有可能按路径____ (填A或B),其原因是______ 。
(4)工艺1脱氢时,还会产生副产物C2H4,写出生成副产物的化学方程式:_______ ,若恒容反应容器中C3H8(g)的浓度为,丙烷的总平衡转化率为40%,丙烯的选择性为50%,则工艺1的平衡常数K=_____ [结果保留两位有效数字,丙烯的选择性]。
工艺1:丙烷无氧脱氢工艺:
工艺2:丙烷氧化脱氢工艺:
回答下列问题:
(1)根据下表数据,计算无氧脱氢工艺中的
物质 | C3H8(g) | C3H6(g) | H2(g) |
燃烧热() | 2217.8 | 2058.0 | 285.8 |
(2)若提高工艺1丙烷的平衡转化率,下列措施不可行的是___________(填字母)。
A.适当的升高温度 |
B.增大压强 |
C.提高恒容反应容器中丙烷的初始浓度 |
D.向恒压反应容器中的丙烷掺入水蒸气(水蒸气不参与反应) |
用图中数据可知,脱第1个氢原子时,最有可能按路径
(4)工艺1脱氢时,还会产生副产物C2H4,写出生成副产物的化学方程式:
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解题方法
【推荐3】恒温下在2L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的量随时间变化曲线如图。
(1)该反应的化学方程式为___________ 。
(2)反应达平衡时,X的转化率为___________ ;体系的压强是开始时的___________ 倍。
(3)反应达平衡后,若向该体系中充入He,平衡移动的方向为___________ (填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不移动”);若升温X的体积分数增大,则正反应为___________ (填“吸热”或“放热”)。
(1)该反应的化学方程式为
(2)反应达平衡时,X的转化率为
(3)反应达平衡后,若向该体系中充入He,平衡移动的方向为
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