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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:599 题号:14216678
I. 已知:H2O2可看作二元弱酸。
(1)请写出H2O2与Ba(OH)2溶液反应生成的酸式盐的电子式________________
某兴趣小组分析H2O2的催化分解原理。
(2)I催化H2O2分解的原理分为两步,总反应可表示为:2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g) △H<0,若第一步反应的热化学方程式为:H2O2(aq)+I(aq)=IO(aq)+H2O(l) △H>0 慢反应,则第二步反应的热化学方程式为: ___________△H <0 快反应
(3)能正确表示I催化H2O2分解原理的示意图为______

II. 丙烯(C3H6)是重要的有机化工原料。丙烷脱氢制丙烯发生的主要反应及能量变化如下图,主反应为丙烷脱氢反应,副反应为丙烷裂解反应

已知主反应:v= kp(C3H8),v= kp(C3H6)·p(H2)。
其中v、v 为正、逆反应速率,k、k为速率常数,p为各组分的分压。
(4)下表中为各物质的燃烧热,计算丙烯的燃烧热为△H = ______ kJ·mol-1
H2CH4C2H4
△H /kJ·mol—1-285.8-890.3-1411.0

副反应丙烷裂解制乙烯的过程中,其原子利用率为_______(保留三位有效数字)。
(5)在T1、T2、T3不同温度下,向体积为1L的恒容密闭容器中充入1molC3H8,开始时容器的压强分别为p1、p2、p3,仅发生主反应,丙烷转化率(α)随时间(t)的变化关系如图所示:

①A、B、D三点中,k/k 值最大的是_________
②A、B、C、D四点中,v 最大的是_________

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【推荐1】氮及其化合物的研究对于生态环境保护和工农业生产发展非常重要。请回答下列问题:
(1)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物NOx,用CH4催化还原NOx可消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-865.0 kJ·mol-1
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=-112.5 kJ·mol-1
③适量的N2和O2完全反应,每生成2.24 L(标准状况下)NO时,吸收8.9 kJ的热量。
则CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=___________kJ·mol-1
(2)已知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92 kJ·mol-1
①合成氨需要选择合适的催化剂,分别选用A、B、C三种催化剂进行实验,所得结果如图1所示(其他条件相同),则实际生产中适宜选择的催化剂是______(填“A”、“B”或“C”),理由是______

②科研小组模拟不同条件下的合成氨反应,向刚性容器中充人10.0 mol N2和20.0 mol H2,不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系如图2,T1、T2、T3由小到大的排序为___________;在T2、50MPa条件下,A点v___________v(填“>”、“<”或“=”);在温度T2压强50 MPa时,平衡常数Kp=___________MPa-2(列出表达式,分压=总压×物质的量分数)。
③合成氨反应在催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态):
第一步N2(g)→2N*;H2(g)→2H*(慢反应)
第二步N*+H*NH*;NH*+H*NH2*;NH2*+H*NH3*;(快反应)
第三步NH3*NH3(g)(快反应)
i.第一步反应的活化能E1与第二步反应的活化能E2相比:E1>E2,请写出判断理由___________
ii.关于合成氨工艺的下列理解,正确的有___________(填写字母编号)。
A.控制温度远高于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和加快的反应速率
B.合成氨反应在不同温度下的△H和△S都小于零
C.NH3易液化,不断将液氨移去,利于反应正向进行
D.原料气中N2由分离空气得到,H2由天然气与水蒸气反应生成,原料气需要经过净化处理,以防催化剂中毒和安全事故发生
2021-04-28更新 | 1043次组卷
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【推荐2】氨是重要的基础化工原料,可以制备亚硝酸(HNO2)、连二次硝酸(H2N2O2)、尿素[CO(NH22]等多种含氮的化工产品。
(1)水能发生自偶电离2H2OH3O++OH,液氨比水更难电离,试写出液氨的自偶电离方程____
(2)25℃时,亚硝酸和连二次硝酸的电离常数如下表所示:
化学式HNO2H2N2O2
电离常数Ka=5.1×104Ka1=6.17×108、Ka2=2.88×1012
①物质的量浓度相同的NaNO2和NaHN2O2溶液的pH(NaNO2___pH(NaHN2O2)(填“>”、“<”或“=”)。
②25℃时NaHN2O2溶液中存在水解平衡,其水解常数Kh=____(保留三位有效数字)。
③0.lmol/L NaHN2O2溶液中离子浓度由大到小的顺序为____
(3)以NH3与CO2为原料可以合成尿素[CO(NH22],涉及的化学反应如下:
反应I:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s)   △H1=-159.5kJ•mol-1
反应II:NH2CO2NH4(s)CO(NH22(s)+H2O(g)   △H2=+116.5kJ•mol-1
反应III:H2O(l)═H2O(g)   △H3=+44.0kJ•mol-1
则反应Ⅳ:NH3与CO2合成尿素同时生成液态水的热化学方程式为_____
(4)T1℃时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入n(NH3):n(CO2)=2:l的原料气,使之发生反应Ⅳ,反应结束后得到尿素的质量为30g,容器内的压强p随时间t的变化如图1所示。
①T1℃时,该反应的平衡常数K的值为____
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写出O2氧化Ba(s)和S(s)至BaSO4的热化学方程式___________________
(2)一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l) △H<0。若向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molSO2,反应在不同条件下进行上述反应,反应体系总压强随时间的变化如图所示

①与实验a相比,c组改变的实验条件可能是______________,判断的依据是______________________
②用P0表示开始时总压强,P表示平衡时总压强,用α表示SO2的平衡转化率,则α的表达式为______________________
(3)二氧化硫在一定条件下还可以发生如下反应:
SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)     ΔH=-42kJ·mol-1
在1 L 恒容密闭容器中充入SO2(g) 和NO2 (g),所得实验数据如下:

实验

编号

温度

起始时物质的量/mol

平衡时物质的量/mol

n(SO2)

n(NO2)

n(NO)

T1

0.80

0.20

0.18

T2

0.20

0.80

0.16

T2

0.20

0.30

a


①实验甲中,若2 min 时测得放出的热量是4.2 kJ,则0~2 min时间内,用SO2 (g)表示的平均反应速率υ(SO2)=__________,该温度下的平衡常数为______________
②实验丙中,达到平衡时,NO2的转化率为_______________
③由表中数据可推知,T1_____T2(填“>”“<”或“=”),判断的理由是____________________
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