碳及其化合物在生产、生活中广泛存在。请回答下列问题:
已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个裂解反应:
①
②
某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度,在图书馆查到如下热力学数据:
(1)反应①属于___________ (填“高温”或“低温”)自发反应。反应①自发进行是由___________ (填“焓变”或“熵变”)决定的。
(2)已知:① 平衡常数K1
② 平衡常数K2
③ 平衡常数K3
写出K1表达式K1=___________ ;K1、K2、K3之间的关系是K3=___________ ;下列措施中能加快反应③速率,且增大H2产率的是___________ 。
A.向体系中加入碳 B.恒容充入惰性气体 C.恒压充入惰性气体 D.充入水蒸气
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气2L密闭容器中,发生如下反应。该反应平衡常数随温度的变化如表所示:该反应的正反应方向是___________ 反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)若在500℃时进行,设起始时CO和H2O起始浓度均为0.02mol/L,在该条件下,CO的平衡转化率为___________ 。
(5)保持温度500℃不变,某一体积为1L的密闭容器中加入该反应中四种物质各2mol,则此时反应移动___________ (填“正向”、“逆向”或“不”),理由是:___________ 。
已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个裂解反应:
①
②
某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度,在图书馆查到如下热力学数据:
(1)反应①属于
(2)已知:① 平衡常数K1
② 平衡常数K2
③ 平衡常数K3
写出K1表达式K1=
A.向体系中加入碳 B.恒容充入惰性气体 C.恒压充入惰性气体 D.充入水蒸气
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气2L密闭容器中,发生如下反应。该反应平衡常数随温度的变化如表所示:该反应的正反应方向是
温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常数/K | 9.94 | 9 | 1 |
(5)保持温度500℃不变,某一体积为1L的密闭容器中加入该反应中四种物质各2mol,则此时反应移动
更新时间:2021-10-22 13:04:48
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【推荐1】乙烯的分子式为,是一种重要的化工原料和清洁能源,研究乙烯的制备和综合利用具有重要意义。请回答下列问题:
(1)乙烯的制备:工业上常利用反应 制备乙烯。
已知:Ⅰ. ;
Ⅱ. ;
Ⅲ. 。
则_______ kJ/mol。
(2)乙烯可用于制备乙醇:。向某恒容密闭容器中充入和,测得的平衡转化率与温度的关系如图所示:
①该反应为_______ (填“吸”或“放”)热反应。
②A点时容器中气体的总物质的量为_______ 。已知分压=总压×气体物质的量分数,用气体分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数(Kp),测得300℃时,反应达到平衡时该容器内的压强为b MPa,则A点对应温度下的_______ (用含b的分数表示)。
③若保持其他条件不变,将容器改为恒压密闭容器,则300℃时,的平衡转化率_______ 10%(填“>”“<”或“=”)。
(1)乙烯的制备:工业上常利用反应 制备乙烯。
已知:Ⅰ. ;
Ⅱ. ;
Ⅲ. 。
则
(2)乙烯可用于制备乙醇:。向某恒容密闭容器中充入和,测得的平衡转化率与温度的关系如图所示:
①该反应为
②A点时容器中气体的总物质的量为
③若保持其他条件不变,将容器改为恒压密闭容器,则300℃时,的平衡转化率
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【推荐2】近年来“雾霾”污染日益严重,原因之一是机动车尾气中含有NO、NO2、CO等气体,火力发电厂释放出大量的NOx、SO2和CO2等气体也是其原因,现在对其中的一些气体进行了一定的研究:
(1)用 CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。
已知:①CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H = - 574 kJ/mol
②CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H = - 1160 kJ/mol
③H2O(g) = H2O(l) △H = - 44.0 kJ/mol
写出 CH4(g)与 NO2(g)反应生成 N2(g)、CO2(g)和 H2O(l)的热化学方程式:____________ 。
(2)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体转化为无毒气体。4CO(g)+2NO2(g) 4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·mol-1,对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图象正确的是________ (填代号)。
(3)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) ΔH= a kJ/mol
在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下:
根据图表数据分析T1℃时,该反应在0-20min的平均反应速率
①v(NO)=_________ ;计算该反应的平衡常数K=___________________ 。
②30min后,只改变某一条件,根据上表的数据判断改变的条件可能是____________ (填字母代号)。(双选)
A.通入一定量的CO2 B.加入合适的催化剂 C.适当缩小容器的体积
D.通入一定量的NO E.加入一定量的活性炭
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2:1:1,则达到新平衡时NO的转化率_______ (填“升高”或“降低”),a _____ 0(填“>”或“<”)。
(1)用 CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。
已知:①CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H = - 574 kJ/mol
②CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H = - 1160 kJ/mol
③H2O(g) = H2O(l) △H = - 44.0 kJ/mol
写出 CH4(g)与 NO2(g)反应生成 N2(g)、CO2(g)和 H2O(l)的热化学方程式:
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在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下:
时间/min 浓度/(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.0 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①v(NO)=
②30min后,只改变某一条件,根据上表的数据判断改变的条件可能是
A.通入一定量的CO2 B.加入合适的催化剂 C.适当缩小容器的体积
D.通入一定量的NO E.加入一定量的活性炭
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2:1:1,则达到新平衡时NO的转化率
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【推荐3】某冶炼厂产生大量的CO、SO2等有毒废气,为了变废为宝,科研小组研究用废气等物制备羰基硫(COS)和Li/SO2电池产品。
(1)羰基硫是一种粮食熏蒸剂,能防治某些害虫和真菌的危害,利用CO等制备羰基硫原理如下。
方法一:用FeOOH作催化剂,CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g),反应分两步进行,其反应过程能量变化如图所示。
①CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g) △H=_______ 。
②决定COS生成速率的主要步骤是_______ (填“第1步”或“第2步”)。
方法二:一氧化碳还原CaSO4.可发生下列反应:
I.CaSO4(s)+CO(g)⇌CaO(s)+CO2(g)+SO2(g),
II.SO2(g)+3CO(g)⇌2CO2(g)+COS(g),其lgKp与温度(T)的关系如图所示(Kp为以分压表示的平衡常数)。
①△H>0的反应是_______ (填“I”或“II”)。
②在恒温恒容密闭容器中通入一定量SO2、CO气体进行反应II,能说明已达到平衡状态的是_______ (填字母)。
a.2v(CO)正=3v(CO2)正 b.气体的压强不再随时间变化
c.气体的密度不再随时间变化 d.的值不再随时间而变化
③若在1.0L的恒容密闭容器中加入1molCaSO4,并充入1molCO,只发生反应I,在B点时气体总压强为1MPa,则此时CaSO4转化率为_______ (已知≈1.41)。
(2)利用SO2等物质制备Li/SO2电池。电池以LiBr-AN(乙腈)、液态SO2为电解质溶液,放电时有白色的连二亚硫酸锂(Li2S2O4)沉淀生成。
①放电时正极的电极反应式为_______ 。
②锂电池必须在无水环境中使用的原因是_______ (用离子方程式表示)。
(1)羰基硫是一种粮食熏蒸剂,能防治某些害虫和真菌的危害,利用CO等制备羰基硫原理如下。
方法一:用FeOOH作催化剂,CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g),反应分两步进行,其反应过程能量变化如图所示。
①CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g) △H=
②决定COS生成速率的主要步骤是
方法二:一氧化碳还原CaSO4.可发生下列反应:
I.CaSO4(s)+CO(g)⇌CaO(s)+CO2(g)+SO2(g),
II.SO2(g)+3CO(g)⇌2CO2(g)+COS(g),其lgKp与温度(T)的关系如图所示(Kp为以分压表示的平衡常数)。
①△H>0的反应是
②在恒温恒容密闭容器中通入一定量SO2、CO气体进行反应II,能说明已达到平衡状态的是
a.2v(CO)正=3v(CO2)正 b.气体的压强不再随时间变化
c.气体的密度不再随时间变化 d.的值不再随时间而变化
③若在1.0L的恒容密闭容器中加入1molCaSO4,并充入1molCO,只发生反应I,在B点时气体总压强为1MPa,则此时CaSO4转化率为
(2)利用SO2等物质制备Li/SO2电池。电池以LiBr-AN(乙腈)、液态SO2为电解质溶液,放电时有白色的连二亚硫酸锂(Li2S2O4)沉淀生成。
①放电时正极的电极反应式为
②锂电池必须在无水环境中使用的原因是
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【推荐1】回答下列问题:
(1)从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应:。已知该反应为放热反应,下图能正确表示该反应中能量变化的是_______ 。
从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化,化学键的键能如下表所示:
则生成可以放出热量_______ kJ。
(2)下列属于吸热反应的是_______ 。
A.稀释浓硫酸
B.
C.氢气在氧气中燃烧生成水
D.高温煅烧石灰石使其分解
E.铝和盐酸反应
F.液态水变成气态
(3)已知:
催化重整反应为:。该催化重整反应的_______ 。
(4) A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
根据实验现象回答下列问题:
①装置甲中溶液中的阴离子移向_______ 极(填“A”或“B”)。
②装置乙中正极的电极反应式为_______ 。
③四种金属活动性由强到弱的顺序是_______ 。
(1)从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应:。已知该反应为放热反应,下图能正确表示该反应中能量变化的是
从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化,化学键的键能如下表所示:
化学键 | |||
键能() | 436 | 496 | 463 |
(2)下列属于吸热反应的是
A.稀释浓硫酸
B.
C.氢气在氧气中燃烧生成水
D.高温煅烧石灰石使其分解
E.铝和盐酸反应
F.液态水变成气态
(3)已知:
催化重整反应为:。该催化重整反应的
(4) A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
装置 | |||
现象 | 二价金属A不断溶解 | C的质量增加 | A上有气体产生 |
①装置甲中溶液中的阴离子移向
②装置乙中正极的电极反应式为
③四种金属活动性由强到弱的顺序是
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【推荐2】某温度下,利用CO2生产甲醇主要涉及以下两个反应。
反应I._______
反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)已知CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3=–90.6kJ·mol-1。反应I的转化原理如图所示。该反应的热化学方程式为_______ ,在_______ 条件下反应I可自发发生。(2)若在恒压条件下密闭容器中发生反应I和Ⅱ,平衡后再充入惰性气体,反应Ⅱ平衡将_______ 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)将1molCO2(g)和3molH2(g)充入密闭容器发生反应I和Ⅱ,并达到平衡状态。相同温度下,在不同压强下测得CO2的平衡转化率、CH3OH(g)的选择性和CO的选择性随压强变化曲线如图所示。图中表示CO2的平衡转化率的曲线是_______ (填“m”、“n”或“p”),A点时H2的转化率为_______ ,CH3OH的平衡分压为_______ MPa(保留两位有效数字)。(4)研究表明,CO催化变换反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH=–41.2kJ·mol-1。此反应的速率方程为,式中x(CO)、x(H2O)、x(CO2)、x(H2)分别表示各组分的物质的量分数。Kp为平衡常数,k为反应的速率常数,温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时,CO催化变换反应的Kp_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。根据速率方程分析,T>Tm时v逐渐减小的原因是_______ 。
反应I._______
反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)已知CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3=–90.6kJ·mol-1。反应I的转化原理如图所示。该反应的热化学方程式为
(3)将1molCO2(g)和3molH2(g)充入密闭容器发生反应I和Ⅱ,并达到平衡状态。相同温度下,在不同压强下测得CO2的平衡转化率、CH3OH(g)的选择性和CO的选择性随压强变化曲线如图所示。图中表示CO2的平衡转化率的曲线是
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【推荐3】研究处理NOx对环境保护有着重要的意义。回答下列问题:
(1)如图是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,则E1__ (填“增大”“减小”或“不变”,下同),△H__ 。请写出NO2和CO反应的热化学方程式:___ 。
(2)一定条件下,用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ•mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160kJ•mol-1
下列选项正确的是__ (填标号)。
(3)利用反应C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g) △H=-34.0kJ•mol-1,一定条件下消除NO的污染。在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体,测得NO的转化率α(NO)随温度的变化如图所示:
①由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,原因是__ ;在1100K时,CO2的体积分数为__ 。
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=__ (已知:气体分压=气体总压×体积分数)。
(4)在汽车尾气的净化装置中CO和NO发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H2=-746.8kJ•mol-1。实验测得,v正=k正•c2(NO)•c2(CO),v逆=k逆•c(N2)•c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数__ (填">”、“<”或“=”)k逆增大的倍数。
②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则=__ (保留2位有效数字)。
(1)如图是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,则E1
(2)一定条件下,用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ•mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160kJ•mol-1
下列选项正确的是
A.CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ•mol-1 |
B.CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H3>△H1 |
C.若用0.2molCH4还原NO2至N2,则反应中放出的热量一定为173.4kJ |
D.若用标准状况下2.24LCH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子为1.6mol |
①由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,原因是
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=
(4)在汽车尾气的净化装置中CO和NO发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H2=-746.8kJ•mol-1。实验测得,v正=k正•c2(NO)•c2(CO),v逆=k逆•c(N2)•c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数
②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则=
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