回答下列问题:
(1)将5mL0.005mol/L的溶液与5mL0.01mol/L的KSCN溶液混合,建立平衡。
①若滴加1mol/LKSCN溶液4滴,平衡___________ (填“正向”“不”或“逆向”,②同)移动,溶液红色___________ 。
②若滴加3滴浓KCl溶液,则平衡___________ 移动。
(2)火箭发射时可以用肼(,液态)为燃料,过氧化氢(液态)作氧化剂,两者反应生成氮气和水蒸气,已知0.05 mol在上述反应中放出64.22kJ的热量,该反应的热化学方程式为___________ 。
(3)在探究温度对化学平衡影响的实验中。已知,绿色水溶液中存在如下平衡: ,加热的实验现象是溶液变为___________ 色,由此得出的结论是___________ 。
(4)1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨,2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,获得了诺贝尔化学奖。
①工业上合成氨反应的化学方程式为___________ 。
②用分别表示N2、H2、NH3。观察下图,写出符合在催化剂表面合成氨反应过程的顺序 (将下面五张图按反应过程顺序用序号排列)___________
状态①、②、④中,能量最高的状态是___________ 。
(1)将5mL0.005mol/L的溶液与5mL0.01mol/L的KSCN溶液混合,建立平衡。
①若滴加1mol/LKSCN溶液4滴,平衡
②若滴加3滴浓KCl溶液,则平衡
(2)火箭发射时可以用肼(,液态)为燃料,过氧化氢(液态)作氧化剂,两者反应生成氮气和水蒸气,已知0.05 mol在上述反应中放出64.22kJ的热量,该反应的热化学方程式为
(3)在探究温度对化学平衡影响的实验中。已知,绿色水溶液中存在如下平衡: ,加热的实验现象是溶液变为
(4)1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨,2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,获得了诺贝尔化学奖。
①工业上合成氨反应的化学方程式为
②用分别表示N2、H2、NH3。观察下图,写出符合在催化剂表面合成氨反应过程的顺序 (将下面五张图按反应过程顺序用序号排列)
状态①、②、④中,能量最高的状态是
更新时间:2021-11-17 00:09:51
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【推荐1】是存在于燃气中的一种有害气体,脱除的方法有多种。回答下列问题:
(1)Claus氧化回收硫的反应原理为:
① ;
② ;
③ 。
则___________ 。
(2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能(气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量)有关。已知某些化学键的键能如下表所示:
结合(1)中反应原理,___________ 。
(3)电解法治理是先用溶液吸收含的工业废气,所得溶液用情性电极电解,阳极区所得溶液循环利用。
①进入电解池的溶液中,溶质是_______ (填化学式)。
②阳极的电极反应式为___________ 。
(4)工业上采用高温热分解的方法制取,在膜反应器中分离出。下,分解:。保持压强不变,反应达到平衡时,气体的体积分数随温度的变化曲线如图:
①在密闭容器中,关于上述反应的说法正确的是_______ (填字母)。
A.随温度的升高而增大
B.低压有利于提高的平衡分解率
C.维持温度、气体总压强不变时,向平衡体系中通入氩气,则v(正)<v(逆)
D.在恒容密闭容器中进行反应,当气体密度不再变化时,反应达到平衡状态
②图中点:的平衡转化率为_______ ;时,反应的_______ (为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(1)Claus氧化回收硫的反应原理为:
① ;
② ;
③ 。
则
(2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能(气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量)有关。已知某些化学键的键能如下表所示:
共价键 | ||||
键能 | 339 | 246 | 120 |
(3)电解法治理是先用溶液吸收含的工业废气,所得溶液用情性电极电解,阳极区所得溶液循环利用。
①进入电解池的溶液中,溶质是
②阳极的电极反应式为
(4)工业上采用高温热分解的方法制取,在膜反应器中分离出。下,分解:。保持压强不变,反应达到平衡时,气体的体积分数随温度的变化曲线如图:
①在密闭容器中,关于上述反应的说法正确的是
A.随温度的升高而增大
B.低压有利于提高的平衡分解率
C.维持温度、气体总压强不变时,向平衡体系中通入氩气,则v(正)<v(逆)
D.在恒容密闭容器中进行反应,当气体密度不再变化时,反应达到平衡状态
②图中点:的平衡转化率为
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【推荐2】铁及其化合物在实际生活中应用广泛。
I.一定条件下,Al可以将Fe置换出来,其转化的能量变化如图所示。回答下列问题:
(1)25℃时铝热反应的热化学方程式为________ ,该温度下当有56gFe(s)生成时,转移电子的数目为_______ 。
(2)在1538℃时,反应Fe(s)=Fe(l)的△H值为_______ 。
II.将等体积、低浓度的0.005mol/LFeCl3溶液(已用稀盐酸酸化)和0.01mol/LKSCN溶液混合,静置至体系达平衡,得红色溶液a。各取3mL溶液a放入3支比色皿中,分别滴加0.1mL不同浓度的KCl溶液,并测定各溶液的透光率随时间的变化,结果如图所示。
已知:①溶液的透光率与溶液颜色深找有关,颜色深,透光率低。
②FeCl3溶液中存在Fe3++4Cl-[FeCl4]-(黄色)。
(3)工业上通常以FeCl3为腐蚀液,与覆铜板上的Cu反应完成蚀刻。写出蚀刻反应的离子方程式________ 。
(4)采用浓度较低的FeC13溶液制备Fe3+和SCN-平衡体系,是为了避免______ (填离子符号)的颜色对实验干扰。
(5)从实验结果来看,加入KCl溶液使得Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,平衡向______ (填“正”或“逆”)反应方向移动。结合实验现象及化学用语分析加入KCl溶液对Fe3+和SCN-平衡体系有影响的原因:________ 。
(6)加入KCl溶液的浓度从大到小排序为_________ (用a、b、c表示)。
I.一定条件下,Al可以将Fe置换出来,其转化的能量变化如图所示。回答下列问题:
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【推荐3】异丁烯是一种重要的化工原料,常用于制备催化剂、农药、医药、香料、汽油添加剂及润滑油等。将异丁烷脱氢制备异丁烯具有良好的经济与社会效益,涉及的主要反应有:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)已知、、的燃烧热分别为、、,则_______ (用、、表示)。
(2)在恒温,2 L密闭容器中充入1 mol异丁烷,t min后达到平衡状态,异丁烷的转化率为50%,其中异丁烯的选择性为80%,则生成异丁烯的速率_______ 。脱氢反应的平衡常数_______ 。(异丁烯的选择性)
(3)在恒温,恒压条件下,初始反应气体组成或与平衡时异丁烷摩尔分数x的关系如图所示。①其中为曲线_______ 。
②平衡时异丁烷摩尔分数x随的增大而减小,其原因为_______ 。
(4)“O”表示催化剂固体杂多酸盐,“…O”表示吸附在该催化剂表面,异丁烷脱氢反应的机理如下,请补充基元反应ⅲ。_______
ⅳ.
(5)有人提出加入适量空气,采用异丁烷氧化脱氢的方法制备异丁烯,发生反应 kJ/mol比较异丁烷直接脱氢制备异丁烯,从产率角度分析该方法的优点是_______ 。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)已知、、的燃烧热分别为、、,则
(2)在恒温,2 L密闭容器中充入1 mol异丁烷,t min后达到平衡状态,异丁烷的转化率为50%,其中异丁烯的选择性为80%,则生成异丁烯的速率
(3)在恒温,恒压条件下,初始反应气体组成或与平衡时异丁烷摩尔分数x的关系如图所示。①其中为曲线
②平衡时异丁烷摩尔分数x随的增大而减小,其原因为
(4)“O”表示催化剂固体杂多酸盐,“…O”表示吸附在该催化剂表面,异丁烷脱氢反应的机理如下,请补充基元反应ⅲ。
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.ⅳ.
(5)有人提出加入适量空气,采用异丁烷氧化脱氢的方法制备异丁烯,发生反应 kJ/mol比较异丁烷直接脱氢制备异丁烯,从产率角度分析该方法的优点是
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【推荐1】二氧化碳加氢合成甲醇是人工合成淀粉的首要步骤之一,同时也是实现碳中和的重要途径。该过程总反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.4kJ·mol-1。在特定催化剂条件下,其反应机理如下:
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.3 kJ·mol-1
回答以下问题:
(1)△H1=_______ kJ·mol-1。
(2)恒压下,按n(CO2):n(H2)=1:3进行合成甲醇的实验,该过程在无分子筛和有分子筛时甲醇的平衡产率随温度的变化如图1所示(分子筛能选择性分离出H2O)。
①根据图中信息,压强不变,采用有分子筛时的最佳反应温度为_______ ℃,解释其原因:_______ 。
②采用分子筛的作用为_______ 。
(3)如图2所示,向甲(恒温恒容)、乙(恒温恒压)两个密闭容器中分别充入1 mol CO2和3 mol H2,发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),起始温度、体积相同(T1℃、2 L密闭容器)。反应达到平衡时,乙的容器容积为1.5 L,则该温度下的平衡常数为_______ ,平衡时甲容器中CO2的物质的量_______ 0.5 mol(填“大于”、“小于”或“等于”,下同)。若将甲改为绝热恒容容器,其他条件不变,平衡时CH3OH的浓度将_______ 0.25 mol·L-1。
(4)如图3,当起始n(CO2):n(H2)=1:2时,维持压强不变,将CO2和H2按一定流速通过反应器,催化剂活性受温度影响变化不大,结合反应Ⅰ和反应Ⅱ,分析温度大于235℃后甲醇的选择性随温度升高而下降的原因:_______ 。
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.3 kJ·mol-1
回答以下问题:
(1)△H1=
(2)恒压下,按n(CO2):n(H2)=1:3进行合成甲醇的实验,该过程在无分子筛和有分子筛时甲醇的平衡产率随温度的变化如图1所示(分子筛能选择性分离出H2O)。
①根据图中信息,压强不变,采用有分子筛时的最佳反应温度为
②采用分子筛的作用为
(3)如图2所示,向甲(恒温恒容)、乙(恒温恒压)两个密闭容器中分别充入1 mol CO2和3 mol H2,发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),起始温度、体积相同(T1℃、2 L密闭容器)。反应达到平衡时,乙的容器容积为1.5 L,则该温度下的平衡常数为
(4)如图3,当起始n(CO2):n(H2)=1:2时,维持压强不变,将CO2和H2按一定流速通过反应器,催化剂活性受温度影响变化不大,结合反应Ⅰ和反应Ⅱ,分析温度大于235℃后甲醇的选择性随温度升高而下降的原因:
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【推荐2】硫酸是重要的化工原料,工业制取硫酸最重要的一步反应为:
(1)为提高的转化率,可通入过量,用平衡移动原理解释其原因:___________ 。
(2)某兴趣小组在实验室对该反应进行研究,部分实验数据和图象(如图)如下。反应条件:催化剂、一定温度、容积10L。
①实验i中的转化率为___________ 。
②___________ 。
③、、中,达到化学平衡状态的是___________ 。
(3)已知:、,常温下,将通入氨水中,当溶液中的时,此时使溶液的PH为___________ 。
(4)具有还原性,现用0.001酸性溶液滴定未知浓度的溶液,反应的离子方程式是。实验时,应用___________ (填“酸式”或“碱式”)滴定管量取酸性高锰酸钾溶液,滴定达到终点的标志是___________ 。
(1)为提高的转化率,可通入过量,用平衡移动原理解释其原因:
(2)某兴趣小组在实验室对该反应进行研究,部分实验数据和图象(如图)如下。反应条件:催化剂、一定温度、容积10L。
实验 | 起始物质的量/mol | 平衡时物质的量/mol | ||
i | 0.2 | 0.1 | 0 | 0.14 |
ii | 0 | 0 | 0.2 | a |
①实验i中的转化率为
②
③、、中,达到化学平衡状态的是
(3)已知:、,常温下,将通入氨水中,当溶液中的时,此时使溶液的PH为
(4)具有还原性,现用0.001酸性溶液滴定未知浓度的溶液,反应的离子方程式是。实验时,应用
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【推荐3】在一定体积的密闭容器中,进行化学反应,其化学平衡常数K和温度T的关系如表:
(1)该反应的化学平衡常数表达式______ 。
(2)该反应为______ (填“吸热”或“放热”)反应,判断依据为______ 。
(3)某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:,试判断此时的温度为______ 。
(4)若1200℃时,在某时刻平衡体系中的浓度分别为、、,则此时上述反应的平衡移动方向为______ (填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”),判断依据为______
T/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
(2)该反应为
(3)某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:,试判断此时的温度为
(4)若1200℃时,在某时刻平衡体系中的浓度分别为、、,则此时上述反应的平衡移动方向为
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解题方法
【推荐1】对某市大气监测,发现首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5,其主要来源为燃煤、机动车尾气等。对SO2、NOx和PM2.5等进行研究具有重要意义。回答下列问题:
(1)将煤转化为水煤气(主要成为CO和H2),可减少SO2的排放。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H= -484 kJ/mol;2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221 kJ/mol。
写出焦炭与水蒸气反应生成水煤气的热化学方程式___________ 。
(2)汽车发动机工作时汽缸内会引发反应N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H= +183 kJ/mol。
①1300℃时,1mol 空气(含0.8 mol N2和0.2 molO2,忽略其它气体)在某密闭容器内反应达到平衡,测得NO为8×10-4mol。计算该温度下的平衡常数K=___________ 。
②汽车启动后,汽缸内温度越高,单位时间内NO排放量越大,解释原因___________ 。
(3)汽车燃油不完全燃烧时会产生CO,有人设想按下列反应除去CO:2CO(g)=2C(s)+O2(g)。简述该设想不能实现的依据___________ 。目前,汽车装置尾气催化转化器,可使CO与NO反应转化为两种无毒害气体,从而减少污染。该反应的化学方程式为___________ 。
(4)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成试液。测得该试液所含水溶性无机离子的化学组分及其浓度如下表:
根据表中数据计算试液的pH=___________ 。
(1)将煤转化为水煤气(主要成为CO和H2),可减少SO2的排放。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H= -484 kJ/mol;2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221 kJ/mol。
写出焦炭与水蒸气反应生成水煤气的热化学方程式
(2)汽车发动机工作时汽缸内会引发反应N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H= +183 kJ/mol。
①1300℃时,1mol 空气(含0.8 mol N2和0.2 molO2,忽略其它气体)在某密闭容器内反应达到平衡,测得NO为8×10-4mol。计算该温度下的平衡常数K=
②汽车启动后,汽缸内温度越高,单位时间内NO排放量越大,解释原因
(3)汽车燃油不完全燃烧时会产生CO,有人设想按下列反应除去CO:2CO(g)=2C(s)+O2(g)。简述该设想不能实现的依据
(4)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成试液。测得该试液所含水溶性无机离子的化学组分及其浓度如下表:
离子 | K+ | Na+ | Cl- | |||
浓度(mol/L) | 4×10-6 | 6×10-6 | 2×10-5 | 4×10-5 | 3×10-5 | 2×10-5 |
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【推荐2】汽车尾气中NOx的排放是造成空气污染的重要因素之一,研究NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。
(1)利用活性炭可处理NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质),一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1℃和T2℃时,测得各物质平衡时物质的量(n/mol)如下表:
一定条件下,已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.6kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ·mol-1
①请写出NO(g)与C(s)反应的热化学方程式________________________________ ;
②根据上述信息判断,温度T1和T2的关系是_______ (填序号);
a. T1>T2 b. T1<T2 c.无法比较
③上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1 mol NO气体,则达到新化学平衡时NO的转化率为_______________ 。
(2)催化氧化法去除NO是在一定条件下,用NH3消除NO污染,其反应原理为4NH3+6NO5N2+6H2O不同温度条件下,n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4:1、3:1、1:3时,得到NO脱除率曲线如图所示:
①由图可知,无论以何种比例反应,在温度超过900℃时NO脱除率都会骤然下降,这是因为在有氧条件下氨发生了副反应,请写出反应的化学方程式_____________________ 。
②曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是____________ 。
③曲线a中NO的起始浓度为6×10-4mg/m3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为__________ mg/(m3·s)。
(3)NSR技术可实现NOx的储存还原,NOx的储存和还原在不同时段交替进行,工作原理如图a所示。
①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是___________ 。
②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是___________ 。
③还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整:
___________ 15NNO+H2O
(1)利用活性炭可处理NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质),一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1℃和T2℃时,测得各物质平衡时物质的量(n/mol)如下表:
物质 温度℃ | 活性炭 | NO | E | F |
初始 | 3.000 | 0.10 | 0 | 0 |
T1 | 2.960 | 0.020 | 0.040 | 0.040 |
T2 | 2.975 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ·mol-1
①请写出NO(g)与C(s)反应的热化学方程式
②根据上述信息判断,温度T1和T2的关系是
a. T1>T2 b. T1<T2 c.无法比较
③上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1 mol NO气体,则达到新化学平衡时NO的转化率为
(2)催化氧化法去除NO是在一定条件下,用NH3消除NO污染,其反应原理为4NH3+6NO5N2+6H2O不同温度条件下,n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4:1、3:1、1:3时,得到NO脱除率曲线如图所示:
①由图可知,无论以何种比例反应,在温度超过900℃时NO脱除率都会骤然下降,这是因为在有氧条件下氨发生了副反应,请写出反应的化学方程式
②曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是
③曲线a中NO的起始浓度为6×10-4mg/m3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为
(3)NSR技术可实现NOx的储存还原,NOx的储存和还原在不同时段交替进行,工作原理如图a所示。
①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是
②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是
③还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整:
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解答题-工业流程题
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【推荐3】半水煤气(含有、、、,以及少量的、和)经提纯后可获得工业合成氨所需的和混合气。过程如下:已知:①。
②与反应的方程式为:。
③。请回答:
(1)半水煤气通过___________ 溶液(填化学式)可证明有气体。
(2)在“催化转化炉”的后半段补充通入作“冷激气”,原因是___________ 。
(3)已知:高压下极易溶于水;用醋酸亚铜氨溶液(易被氧化)溶液可吸收,碱性焦没食子酸溶液(易受酸性气体影响)可吸收。“精制过程”需除去混合气体中的、、和,请排序___________ : ____________________________________________。
(4)通过测定“催化转化炉”进出口气体中体积分数以确定转化率。取标况下进口或出口气体,经历的实验过程以及反应前后每个装置的质量变化()如下:①I、II的目的是___________
②体积分数为___________ (用含及的式子表示,忽略空气影响)。
(5)下列说法正确的是___________
②与反应的方程式为:。
③。请回答:
(1)半水煤气通过
(2)在“催化转化炉”的后半段补充通入作“冷激气”,原因是
(3)已知:高压下极易溶于水;用醋酸亚铜氨溶液(易被氧化)溶液可吸收,碱性焦没食子酸溶液(易受酸性气体影响)可吸收。“精制过程”需除去混合气体中的、、和,请排序
(a) | (b) | (c) | (d) |
(4)通过测定“催化转化炉”进出口气体中体积分数以确定转化率。取标况下进口或出口气体,经历的实验过程以及反应前后每个装置的质量变化()如下:①I、II的目的是
②体积分数为
(5)下列说法正确的是___________
A.“煤气发生炉”应先通后通 |
B.采用饱和溶液吸收会造成管道堵塞 |
C.吸收塔内放置空心瓷环可提高的吸收率 |
D.半水煤气中的会导致催化剂失效 |
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【推荐1】合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破,研究表明液氨是一种良好的储氢物质。
(1)化学家Gerhard Ertl证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的过程,其示意图如图:
下列说法不正确的是_______(填字母)。
(2)研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。下表为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率()。
不同催化剂存在下,氨气分解反应活化能最大的是_______ (填催化剂的化学式)。
(3)下列关于合成氨工艺的理解,正确的是_______(填字母)。
(4)如图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下,初始时氮气、氢气的体积比为1∶3时,平衡混合物中氨的体积分数。
①若分别用和表示从反应开始至达平衡状态时的化学反应速率,则_______ (填“>”“<”或“=”)。
②在、,的转化率为_______ (计算结果保留小数点后1位)。
(5)和在铁做催化剂作用下从就开始反应,随着温度上升,单位时间内产率增大,但温度高于后,单位时间内产率逐渐下降的原因是_______ 。
(1)化学家Gerhard Ertl证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的过程,其示意图如图:
下列说法不正确的是_______(填字母)。
A.①表示分子中均是单键 |
B.②→③需要吸收能量 |
C.若在催化剂表面的吸附和分解速率慢,是决速步骤,可以适当增大浓度,提高整体反应的速率 |
D.当温度和体积一定时,在原料气中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率 |
(2)研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。下表为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率()。
催化剂 | Ru | Rh | Ni | Pt | Pd | Fe |
初始速率 | 7.9 | 4.0 | 3.0 | 2.2 | 1.8 | 0.5 |
(3)下列关于合成氨工艺的理解,正确的是_______(填字母)。
A.合成氨工业常采用的反应温度为700K左右,可用勒·夏特列原理解释 |
B.使用初始反应速率更快的催化剂Ru,能提高平衡时的产量 |
C.合成氨工业采用10~30MPa,是因常压下和的转化率不高 |
D.采用冷水降温的方法可将合成后混合气体中的氨液化(提示:101kPa时,的沸点是-33.5℃) |
(4)如图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下,初始时氮气、氢气的体积比为1∶3时,平衡混合物中氨的体积分数。
①若分别用和表示从反应开始至达平衡状态时的化学反应速率,则
②在、,的转化率为
(5)和在铁做催化剂作用下从就开始反应,随着温度上升,单位时间内产率增大,但温度高于后,单位时间内产率逐渐下降的原因是
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
【推荐2】【化学——选修2:化学与技术】联合生产是实现节能减排的重要措施,工业上合成氨和硝酸的联合生产具有重要意义。下面是工业上合成氨的简易流程:
(1)设备A内部结构如右下图所示,其名称是________ ,其中发生的化学反应方程式为_________ ;生产中原料气必须进行脱硫,目的是____________ 。选择500℃进行反应的主要原因是___________ ;
(2)设备B的名称是冷凝塔,图中a和b是两个通水口,其中入水口是___ (填“a”或“b”)。
(3)氮气和氢气的混合气体通过压缩机压缩的原因是________________________________ 。
(4)生产出来的NH3可以用来生产硝酸。其中在氨气催化氧化过程中,不同温度下生成产物可能有所不同,温度对氨氧化产物产率的影响如下图所示;当温度大于900℃时,NO的产率下降的主要原因是__________________ 。
(5)某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知:由NH3制NO的产率是94%,NO制HNO3的产率是89%,则制HNO3所用NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑其它损耗)的____ %(保留两位有效数字)。
(1)设备A内部结构如右下图所示,其名称是
(2)设备B的名称是冷凝塔,图中a和b是两个通水口,其中入水口是
(3)氮气和氢气的混合气体通过压缩机压缩的原因是
(4)生产出来的NH3可以用来生产硝酸。其中在氨气催化氧化过程中,不同温度下生成产物可能有所不同,温度对氨氧化产物产率的影响如下图所示;当温度大于900℃时,NO的产率下降的主要原因是
(5)某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知:由NH3制NO的产率是94%,NO制HNO3的产率是89%,则制HNO3所用NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑其它损耗)的
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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3】我国提出2060年前实现碳中和,降低大气中CO2含量是当今世界重要科研课题之一,以CO2为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。问答下列问题:
(1)CO2在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-156.9kJ·mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.1kJ·mol-1
①已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-395.6kJ·mol-1,则CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=___________
②加氢合成甲烷时,通常控制温度为500℃左右,其原因为该温度下有较高的化学反应速率和___________
③500℃时,向1L恒容密闭容器中充入4molCO2和12molH2,初始压强为p,20min时主、副反应都达到平衡状态,测得c(H2O)=5mol·L-1,体系压强为,则0~20min内v(CH4)=___________ mol·L-lmin-1,平衡时CH4选择性=___________ (CH4选择性=)。
(2)我国科研人员将CO2和H2在Na-Fe3O4/HZSM-5催化下转变为汽油(C5~C11的烃),反应过程如下图所示。
①若CO2在该条件下转化为戊烷(C5H12),则该反应的化学方程式为___________
②催化剂中的Fe3O4可用电解法制备。电解时以Fe做电极,电解质溶液为稀硫酸,其阳极反应式为___________
(3)甲醇催化制取乙烯的过程中发生如下反应:
反应1:3CH3OH⇌C3H6(g)+H2O(g);
反应2:2CH3OH(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g)
反应I的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示,已知Arhenius经验公式Rlnk=(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。则该反应的活化能(10K)Ea=___________ kJ·mol-1。当改变外界条件时,实验数据如图中的曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是___________
(1)CO2在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-156.9kJ·mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.1kJ·mol-1
①已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-395.6kJ·mol-1,则CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=
②加氢合成甲烷时,通常控制温度为500℃左右,其原因为该温度下有较高的化学反应速率和
③500℃时,向1L恒容密闭容器中充入4molCO2和12molH2,初始压强为p,20min时主、副反应都达到平衡状态,测得c(H2O)=5mol·L-1,体系压强为,则0~20min内v(CH4)=
(2)我国科研人员将CO2和H2在Na-Fe3O4/HZSM-5催化下转变为汽油(C5~C11的烃),反应过程如下图所示。
①若CO2在该条件下转化为戊烷(C5H12),则该反应的化学方程式为
②催化剂中的Fe3O4可用电解法制备。电解时以Fe做电极,电解质溶液为稀硫酸,其阳极反应式为
(3)甲醇催化制取乙烯的过程中发生如下反应:
反应1:3CH3OH⇌C3H6(g)+H2O(g);
反应2:2CH3OH(g)⇌C2H4(g)+2H2O(g)
反应I的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示,已知Arhenius经验公式Rlnk=(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。则该反应的活化能(10K)Ea=
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