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正= k正p(C3H8),v逆= k逆p(C3H6)·p(H2)。
其中v正、v逆 为正、逆反应速率,k正、k逆为速率常数,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。
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正/k逆 值最大的是_________ ,
②A、B、C、D四点中,v逆 最大的是_________ 。
(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:
(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正= k正p(C3H8),v逆= k逆p(C3H6)·p(H2)。
其中v正、v逆 为正、逆反应速率,k正、k逆为速率常数,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 =
H2 | CH4 | C2H4 | |
△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
(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正/k逆 值最大的是
②A、B、C、D四点中,v逆 最大的是
更新时间:2021-10-21 00:28:43
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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正___________ v逆(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
(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:
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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
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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
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
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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(NH2)2]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:
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(NH2)2],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(NH2)2(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____ 。
②图2中能正确反应平衡常数K随温度变化关系的曲线为_____ (填字母标号)。
(5)据文献报道,二氧化碳可以在酸性水溶液中用惰性电极电解制得乙烯,其原理如图3所示。则b电极上的电极反应式为______ 。
(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 | HNO2 | H2N2O2 |
电离常数 | Ka=5.1×10-4 | Ka1=6.17×10-8、Ka2=2.88×10-12 |
②25℃时NaHN2O2溶液中存在水解平衡,其水解常数Kh=
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(NH2)2],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(NH2)2(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
②图2中能正确反应平衡常数K随温度变化关系的曲线为
(5)据文献报道,二氧化碳可以在酸性水溶液中用惰性电极电解制得乙烯,其原理如图3所示。则b电极上的电极反应式为
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【推荐3】硫及其化合物对人类的生产和生活有着重要的作用。
(1)重晶石(BaSO4)高温煅烧可发生一系列反应,其中部分反应如下:
BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g) ΔH=+571.2kJ·mol-1
BaS(s)=Ba(s)+S(s) ΔH=+460kJ·mol-1
已知:O2(g)+2C(s)=2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1,
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:
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____________________ 。
(1)重晶石(BaSO4)高温煅烧可发生一系列反应,其中部分反应如下:
BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g) ΔH=+571.2kJ·mol-1
BaS(s)=Ba(s)+S(s) ΔH=+460kJ·mol-1
已知:O2(g)+2C(s)=2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1,
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
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) | ||
甲 | T1 | 0.80 | 0.20 | 0.18 |
乙 | T2 | 0.20 | 0.80 | 0.16 |
丙 | 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)=
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
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【推荐1】2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下,可通过甲醇与烯烃的液相反应制得,体系中同时存在如图反应:
反应Ⅰ:+CH3OH △H1
反应Ⅱ:+CH3OH△H2
反应Ⅲ: △H3
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示。据图判断,A和B中相对稳定的是__ (用系统命名法命名);的数值范围是___ (填标号)。
A.<-1 B.-1~0 C.0~1 D.>1
(2)为研究上述反应体系的平衡关系,向某反应容器中加入1.0molTAME,控制温度为353K,测得TAME的平衡转化率为α。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3=9.0,则平衡体系中B的物质的量为___ mol,反应Ⅰ的平衡常数Kx1=___ 。同温同压下,再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释,反应Ⅰ的化学平衡将__ (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)平衡时,A与CH3OH物质的量浓度之比c(A):c(CH3OH)=___ 。
(3)为研究反应体系的动力学行为,向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH。控制温度为353K,A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为__ (填“X”或“Y”);t=100s时,反应Ⅲ的正反应速率v正__ 逆反应速率v逆(填“>”“<”或“=)。
反应Ⅰ:+CH3OH △H1
反应Ⅱ:+CH3OH△H2
反应Ⅲ: △H3
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示。据图判断,A和B中相对稳定的是
A.<-1 B.-1~0 C.0~1 D.>1
(2)为研究上述反应体系的平衡关系,向某反应容器中加入1.0molTAME,控制温度为353K,测得TAME的平衡转化率为α。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3=9.0,则平衡体系中B的物质的量为
(3)为研究反应体系的动力学行为,向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH。控制温度为353K,A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为
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【推荐2】Ⅰ、氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要的作用。
(1)下图是和反应生成过程中能量的变化示意图,请写出和反应的热化学方程式:_____ 。
(2)若已知下列数据:
试根据表中及图中数据计算的键能:_____ 。
Ⅱ、我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。与重整是利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应:
a)
b)
c)
d)
e)
(3)根据盖斯定律,反应的_____ (写出一个代数式即可)。
(4)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_____。
(5)一定条件下,分解形成碳的反应历程如图1所示。该历程分_____ 步进行,其中,第_____ 步的正反应活化能最大。
(6)设为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为)除以。反应a、c、e的随(温度的倒数)的变化如图2所示。
①反应a、c、e中,属于吸热反应的有_____ (填字母)。
②反应c的相对压力平衡常数表达式为_____ 。
③在图2中点对应温度下、原料组成为、初始总压为的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时的分压为。计算的平衡转化率等于_____
(7)用途广泛,写出基于其物理性质的一种用途:_____ 。
(1)下图是和反应生成过程中能量的变化示意图,请写出和反应的热化学方程式:
(2)若已知下列数据:
化学键 | ||
键能 | 435 | 943 |
Ⅱ、我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。与重整是利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应:
a)
b)
c)
d)
e)
(3)根据盖斯定律,反应的
(4)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_____。
A.增大与的浓度,反应的正反应速率都增加 |
B.移去部分,反应的平衡均向右移动 |
C.加入反应的催化剂,可提高的平衡转化率 |
D.降低反应温度,反应a~e的正、逆反应速率都减小 |
(5)一定条件下,分解形成碳的反应历程如图1所示。该历程分
(6)设为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为)除以。反应a、c、e的随(温度的倒数)的变化如图2所示。
①反应a、c、e中,属于吸热反应的有
②反应c的相对压力平衡常数表达式为
③在图2中点对应温度下、原料组成为、初始总压为的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时的分压为。计算的平衡转化率等于
(7)用途广泛,写出基于其物理性质的一种用途:
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【推荐3】的综合利用成为研究热点,作为碳源加氢是再生能源的有效方法。回答下列问题:
Ⅰ.工业上利用和制备,已知温度为T、压强为p时的摩尔生成焓如表所示:
已知:一定温度下,由元素的最稳定单质生成纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓。
(1)温度为T、压强为p时,反应___________ 。
(2)已知:温度为时,。实验测得:为速率常数。
①时,___________ 。
②若时,,则___________ (填“>”“<”或“=”)。
Ⅱ.在催化剂作用下,可被氢气还原为甲醇:[同时有副反应发生],平衡转化率随温度和压强的变化如图。(3)判断的大小关系:___________ 。解释压强一定时,的平衡转化率呈现如图变化的原因:___________ 。同时增大的平衡转化率和的产率可采取的措施是___________ 。
(4)向压强为p的恒温恒压密闭容器中加入和,进行反应,达到平衡状态时,的转化率为20%,生成的物质的量为,则甲醇的选择性为___________ %[甲醇选择性];在该温度下,的压强平衡常数___________ (列出计算式,分压=总压×物质的量分数)。
Ⅰ.工业上利用和制备,已知温度为T、压强为p时的摩尔生成焓如表所示:
气态物质 | |||
摩尔生成焓/ | 0 |
(1)温度为T、压强为p时,反应
(2)已知:温度为时,。实验测得:为速率常数。
①时,
②若时,,则
Ⅱ.在催化剂作用下,可被氢气还原为甲醇:[同时有副反应发生],平衡转化率随温度和压强的变化如图。(3)判断的大小关系:
(4)向压强为p的恒温恒压密闭容器中加入和,进行反应,达到平衡状态时,的转化率为20%,生成的物质的量为,则甲醇的选择性为
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【推荐1】科学家研究发现热裂解时主要发生如下反应:
反应i:
反应ii:
反应iii:
反应iv:
回答下列问题:
(1)反应_____
(2)在密闭刚性容器中投料,若只发生反应i、ii、iii,平衡总压强为pMPa,温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯物质的量分数的影响如下图甲所示。
①随温度升高,物质的量分数先增大后减小的原因是_____ 。
②转化率_____ (填“>”“<”或“=”);715K时,反应i平衡常数_____ MPa(列计算式)。
图甲 图乙
(3)反应iv的相关信息如下表:
①m=_____ ,反应iv逆反应的活化能=_____ 。
②研究反应iv发现:,,其中、为常数。在某温度下,向刚性密闭容器中充入一定量的HI(g),碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如上图乙所示。
0~40min,反应的平均速率_____ (用单位时间内物质的量分数的变化表示)。该温度下,反应iv的_____ (列计算式)。
反应i:
反应ii:
反应iii:
反应iv:
回答下列问题:
(1)反应
(2)在密闭刚性容器中投料,若只发生反应i、ii、iii,平衡总压强为pMPa,温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯物质的量分数的影响如下图甲所示。
①随温度升高,物质的量分数先增大后减小的原因是
②转化率
图甲 图乙
(3)反应iv的相关信息如下表:
H-H键能 | I-I键能 | H-I键能 | 正反应活化能 |
②研究反应iv发现:,,其中、为常数。在某温度下,向刚性密闭容器中充入一定量的HI(g),碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如上图乙所示。
0~40min,反应的平均速率
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(0.4)
【推荐2】含硫化合物是工业上的常用化学品。
(1)工业上可以通过硫化氢分解制得H2和硫蒸气。在密闭容器中充入一定量H2S气体,反应原理:2H2S(g)2H2(g)+S2(g),H2S气体的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①图中压强(P1、P2、P3)从大到小顺序为_______ 。
②在温度T2、P3=6MPa条件下,该反应的平衡常数Kp=_______ (已知:用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。
①下列关于接触法制备硫酸说法正确的是_______ 。
A.采用超高烟囱,将尾气排入空气中,是减少尾气污染的有效途径
B.在实际生产中,通入过量空气的目的是提高含硫矿石和SO2的转化率
C.在实际生产中,采用的压强是高压,其目的是高压能加快反应速率并提高原料转化率
D.在实际生产中,采用的温度是650℃-750℃,其主要原因是此时催化剂活性最高
②接触室结构如图1所示,其中1~4表示催化剂层。图2所示进程中,b1→a2、b2→a3、b3→a4转化率的变化趋势为_______ ,原因是反应物正在进行_______ 。
③对于放热的可逆反应,某一给定转化率下,最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在图3中画出反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的转化率与最适宜温度(曲线Ⅰ)、平衡转化率与温度(曲线Ⅱ)的关系曲线示意图______ 。(标明曲线 Ⅰ 、 Ⅱ )
(3)一定条件下,在Na2S-H2SO4-H2O2溶液体系中,检测得到pH-时间振荡曲线如图4,同时观察到体系由澄清→浑浊→澄清的周期性变化。可用四个离子方程式,表示每一个周期内的一组反应进程。请补充步骤Ⅳ对应的离子方程式。
Ⅰ.
Ⅱ._______
Ⅲ.;
Ⅳ._______
(1)工业上可以通过硫化氢分解制得H2和硫蒸气。在密闭容器中充入一定量H2S气体,反应原理:2H2S(g)2H2(g)+S2(g),H2S气体的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①图中压强(P1、P2、P3)从大到小顺序为
②在温度T2、P3=6MPa条件下,该反应的平衡常数Kp=
(2)工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。
①下列关于接触法制备硫酸说法正确的是
A.采用超高烟囱,将尾气排入空气中,是减少尾气污染的有效途径
B.在实际生产中,通入过量空气的目的是提高含硫矿石和SO2的转化率
C.在实际生产中,采用的压强是高压,其目的是高压能加快反应速率并提高原料转化率
D.在实际生产中,采用的温度是650℃-750℃,其主要原因是此时催化剂活性最高
②接触室结构如图1所示,其中1~4表示催化剂层。图2所示进程中,b1→a2、b2→a3、b3→a4转化率的变化趋势为
③对于放热的可逆反应,某一给定转化率下,最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在图3中画出反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的转化率与最适宜温度(曲线Ⅰ)、平衡转化率与温度(曲线Ⅱ)的关系曲线示意图
(3)一定条件下,在Na2S-H2SO4-H2O2溶液体系中,检测得到pH-时间振荡曲线如图4,同时观察到体系由澄清→浑浊→澄清的周期性变化。可用四个离子方程式,表示每一个周期内的一组反应进程。请补充步骤Ⅳ对应的离子方程式。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.;
Ⅳ.
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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【推荐3】合成氨对人类生存具有重大意义,反应为: 。
(1)科学家研究在催化剂表面合成氨的反应机理,反应步骤与能量的关系如图所示(吸附在催化剂表面的微粒用*标注,省略了反应过程中部分微粒)。
由图像可知合成氨反应的___________ 0(填“>”“<”或“=”),判断的依据是___________ 。
(2)下列有关合成氨的说法中,正确的是___________。
(3)原料气(、及少量CO、的混合气)中CO气体会影响后续反应催化剂活性,可利用如下反应吸收CO: (注:Ac代表)。利于CO被吸收的反应条件有___________________ (写出两点)。
(4)若一定条件下,向体积相同的甲(含催化剂)、乙(不含催化剂)两个恒容密闭容器中分别充入等量的和等量的进行合成氨反应。反应相同时间时测得两容器中的转化率随温度的变化如图所示,表示甲容器中的转化率随温度变化的曲线是___________ (填“a”或“b”),随着温度的升高,乙容器中的转化率变化的原因可能是___________ 。
(5)一定条件下,若向容积为1.0L的反应容器中投入、,平衡时混合气中的质量分数为40%,计算平衡常数___________ (可用分数表示)。
(1)科学家研究在催化剂表面合成氨的反应机理,反应步骤与能量的关系如图所示(吸附在催化剂表面的微粒用*标注,省略了反应过程中部分微粒)。
由图像可知合成氨反应的
(2)下列有关合成氨的说法中,正确的是___________。
A.反应物断键吸收的总能量高于生成物成键放出的总能量 |
B.使用催化剂和施加高压,都能提高反应速率,但都对化学平衡状态无影响 |
C.合成氨工业温度选择400~500℃,主要是为了提高平衡混合物中氨的含量 |
D.合成氨生产过程中采用循环操作,主要是为了提高氮气和氢气的利用率 |
(4)若一定条件下,向体积相同的甲(含催化剂)、乙(不含催化剂)两个恒容密闭容器中分别充入等量的和等量的进行合成氨反应。反应相同时间时测得两容器中的转化率随温度的变化如图所示,表示甲容器中的转化率随温度变化的曲线是
(5)一定条件下,若向容积为1.0L的反应容器中投入、,平衡时混合气中的质量分数为40%,计算平衡常数
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(0.4)
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解题方法
【推荐1】以为原料在特定条件下可生产醇类、烷烃、碳酸酯等,实现二氧化碳资源化。科学家通过如下反应合成甲醇:。
已知:
回答下列问题:
(1)计算上述合成甲醇反应的焓变______ 。
(2)科学研究中常用产物的时空收率(单位物质的量催化剂表面产物分子的平均生成速率)来衡量催化效果.在3 MPa,时,不同Ni、Ga配比的Ni-Ga/催化剂下,测定甲醇时空收率随温度的变化曲线如图所示.甲醇时空收率随温度变化先增大后减小的原因是______ 。催化剂的最佳配比和反应温度是______ 。(3)将等量和充入恒温恒容密闭容器中反应合成甲醇,已知该温度下反应的化学平衡常数,下列事实说明该反应已达平衡的是______。
(4)①合成存在以下副反应:。5MPa,200℃时在1 L容器中投入1 mol 和3 mol ,达成平衡时,二氧化碳转化率为0.5,甲醇选择率为0.8(甲醇选择率=)。计算合成甲醇反应的化学平衡常数K(写出过程,结果列出计算表达式)________________________ 。
②已知200℃时有60%以上的原料未转化,为了提高转化率,设计如图流程分离甲醇和水,循环利用原料气。已知甲醇的沸点是64.7℃,根据信息判断反应室的温度______ 闪蒸室的温度(选填“<”、“=”或“>”).在原料气中通入CO的目的是________________________ 。
已知:
回答下列问题:
(1)计算上述合成甲醇反应的焓变
(2)科学研究中常用产物的时空收率(单位物质的量催化剂表面产物分子的平均生成速率)来衡量催化效果.在3 MPa,时,不同Ni、Ga配比的Ni-Ga/催化剂下,测定甲醇时空收率随温度的变化曲线如图所示.甲醇时空收率随温度变化先增大后减小的原因是
A.气体密度保持不变 |
B.与的生成速率相等 |
C.某时刻容器中,, |
D.混合气体的平均相对分子质量不变 |
②已知200℃时有60%以上的原料未转化,为了提高转化率,设计如图流程分离甲醇和水,循环利用原料气。已知甲醇的沸点是64.7℃,根据信息判断反应室的温度
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解答题-工业流程题
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(0.4)
【推荐2】热解耦合化学链制氢工艺是一种将生物质废物转变为高纯的环境友好型技术路线,如图。
(1)在燃料反应器中,研究人员对纯作为燃料气与铁基载氧体()的还原反应进行了理论研究,得到了还原阶段平衡浓度和固体成分随温度变化的图象,如图。
已知:a.
b.
c.
①反应的_______ (用m、n、q表示)。
②当温度低于时,燃料还原阶段得到的固体主要是和_______ 。
③曲线代表的反应为_______ (填“b”或“c”),曲线随温度升高而降低的原因是_______ 。
④纯作燃料气反应时发生歧化反应[]使铁基载氧体的固定床内大量积碳。对歧化反应进行独立研究:时,向一固定容器中通入一定量,测得平衡后的浓度为,已知该温度下反应的平衡常数,的平衡转化率是_______ (写出计算过程,保留一位小数)。
(2)深度还原的过程为:。该过程中,在不同铁基载氧体()表面的能垒变化如图所示:在各表面稳定吸附为初始状态(),从各表面脱附进入气相为最终状态()。
①在_______ 表面反应释放的速率最快;释放等量时,在_______ 表面反应放出能量最多(填“Ⅰ”、“Ⅱ”、“ⅢI”或“Ⅳ”)。
②在Ⅰ表面上的反应路径分三步:
i.;(*为活性点位)
ⅱ.;
ⅲ._______ 。
(3)在蒸汽反应器中,研究表明:压强对出口气体百分含量的影响不大,其原因是_______ 。
(1)在燃料反应器中,研究人员对纯作为燃料气与铁基载氧体()的还原反应进行了理论研究,得到了还原阶段平衡浓度和固体成分随温度变化的图象,如图。
已知:a.
b.
c.
①反应的
②当温度低于时,燃料还原阶段得到的固体主要是和
③曲线代表的反应为
④纯作燃料气反应时发生歧化反应[]使铁基载氧体的固定床内大量积碳。对歧化反应进行独立研究:时,向一固定容器中通入一定量,测得平衡后的浓度为,已知该温度下反应的平衡常数,的平衡转化率是
(2)深度还原的过程为:。该过程中,在不同铁基载氧体()表面的能垒变化如图所示:在各表面稳定吸附为初始状态(),从各表面脱附进入气相为最终状态()。
①在
②在Ⅰ表面上的反应路径分三步:
i.;(*为活性点位)
ⅱ.;
ⅲ.
(3)在蒸汽反应器中,研究表明:压强对出口气体百分含量的影响不大,其原因是
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(0.4)
【推荐3】I.钾是一种活泼金属,工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取。该反应:。
该反应的平衡常数可表示:,各物质的沸点与压强的关系见下表:
(1)在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离的最低温度约为________ ,而反应的最高温度应低于________ 。
(2)制取钾的过程中,为了提高原料的转化率可以采取的措施是________________ 。
(3)常压下,当反应温度升高到时,该反应的平衡常数可表示为________ 。
II.
(4)可用于合成甲醇,反应的化学方程式为。在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应________ (填“>”或“<”)0。实际生产条件控制在、左右,选择此压强的理由是________________________ 。
该反应的平衡常数可表示:,各物质的沸点与压强的关系见下表:
压强/ | 13.33 | 53.32 | 101.3 |
K的沸点/ | 590 | 710 | 770 |
的沸点/ | 700 | 830 | 890 |
的沸点/ | 1437 | ||
的沸点/ | 1465 |
(1)在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离的最低温度约为
(2)制取钾的过程中,为了提高原料的转化率可以采取的措施是
(3)常压下,当反应温度升高到时,该反应的平衡常数可表示为
II.
(4)可用于合成甲醇,反应的化学方程式为。在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应
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