德国人哈伯在1905年发明了合成氨的方法,其合成原理为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1,他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,解决了亿万人口生存问题。请回答下列问题:
(1)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入1molN2和3molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下表:
则从反应开始到25min时,以H2表示的平均反应速率=_______ 。
(2)合成氨反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),初始时氮气、氢气的体积比为1:3,在相同催化剂条件下平衡混合物中氨的体积分数φ(NH3)与温度、压强的关系如图所示。则:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/23/2878630846291968/2879997572857856/STEM/3e182426-0e50-44e4-ac2b-61c3e495beac.png?resizew=353)
A、B两点的化学反应速率较大的是_______ (填“A点”或“B点”)。在250°C、1.0×104kPa下,化学平衡常数表达式为K=_______ 。
(3)随着温度升高,单位时间内NH3的产率增大,温度高于900°C以后,单位时间内NH3的产率开始下降的原因可能是:升高温度催化剂活性降低;_______ 。
(4)工业上可以利用氨气生产氢氰酸(HCN)的反应为:NH3(g)+CH4(g)⇌3H2(g)+HCN(g) ΔH>0,在其他条件一定,该反应达到平衡时NH3转化率随外界条件Y变化的关系如图所示,Y代表_______ (填字母代号)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/23/2878630846291968/2879997572857856/STEM/36a7c1ea-26a7-400b-8799-b20a6221a401.png?resizew=203)
A.原料中CH4与NH3的体积比 B.温度 C.压强
(5)工业合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),当进料体积比V(N2):V(H2)=1:3时,平衡气体中NH3的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示:500°C、压强为10P0时,Kp=_______ [Kp为平衡分压代替平衡浓度计算求得的平衡常数(分压=总压×物质的量分数),用P0的代数式表示]。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/23/2878630846291968/2879997572857856/STEM/114c8c4b-dffb-4f85-82d3-25aa66d49d30.png?resizew=283)
(6)我国科研人员发现在反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)使用Pt单原子催化剂有着高达90%以上的甲醇选择性。反应历程如下图,其中TS表示过渡态,吸附在催化剂表面上的物种用*表示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/23/2878630846291968/2879997572857856/STEM/7e2d01dc-dbb1-44ac-9ca9-02c35c2dfd69.png?resizew=619)
上述能垒(活化能)为1.15eV的反应为_______ 。
(1)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入1molN2和3molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下表:
反应时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
压强/MPa | 16.80 | 14.78 | 13.86 | 13.27 | 12.85 | 12.60 | 12.60 |
(2)合成氨反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),初始时氮气、氢气的体积比为1:3,在相同催化剂条件下平衡混合物中氨的体积分数φ(NH3)与温度、压强的关系如图所示。则:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/23/2878630846291968/2879997572857856/STEM/3e182426-0e50-44e4-ac2b-61c3e495beac.png?resizew=353)
A、B两点的化学反应速率较大的是
(3)随着温度升高,单位时间内NH3的产率增大,温度高于900°C以后,单位时间内NH3的产率开始下降的原因可能是:升高温度催化剂活性降低;
(4)工业上可以利用氨气生产氢氰酸(HCN)的反应为:NH3(g)+CH4(g)⇌3H2(g)+HCN(g) ΔH>0,在其他条件一定,该反应达到平衡时NH3转化率随外界条件Y变化的关系如图所示,Y代表
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/23/2878630846291968/2879997572857856/STEM/36a7c1ea-26a7-400b-8799-b20a6221a401.png?resizew=203)
A.原料中CH4与NH3的体积比 B.温度 C.压强
(5)工业合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),当进料体积比V(N2):V(H2)=1:3时,平衡气体中NH3的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示:500°C、压强为10P0时,Kp=
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/23/2878630846291968/2879997572857856/STEM/114c8c4b-dffb-4f85-82d3-25aa66d49d30.png?resizew=283)
(6)我国科研人员发现在反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)使用Pt单原子催化剂有着高达90%以上的甲醇选择性。反应历程如下图,其中TS表示过渡态,吸附在催化剂表面上的物种用*表示。
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上述能垒(活化能)为1.15eV的反应为
更新时间:2021-12-25 09:52:58
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填空题
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困难
(0.15)
解题方法
【推荐1】I、
的资源化可以推动经济高质量发展和生态环境质量的持续改善,回答下列问题:
(1)
和
都是主要的温室气体。发生催化重整反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
已知
时,相关物质的燃烧热数据如下表:
反应的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cc36e17ae25f5b5c3abdbedce82ee0ea.png)
___________ ![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)在恒温恒容装置中通入等体积
和
,发生上述反应,起始压强为p,
的平衡转化率为
。达平衡时,容器内总压为___________ 。该反应的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ba4c278e4d8bebe64c2bbcb338091943.png)
___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压
总压×物质的量分数,用
、
表达,并化为最简式)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e1390ac193efadd71f996c8bbe51c08.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
已知
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6c7889f265b1bac6f19624eb93f5dbdc.png)
物质 | ![]() | ![]() | ![]() |
燃烧热![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cc36e17ae25f5b5c3abdbedce82ee0ea.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)在恒温恒容装置中通入等体积
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e514bc1761deff47d27c1909c1906ab4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ba4c278e4d8bebe64c2bbcb338091943.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e514bc1761deff47d27c1909c1906ab4.png)
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填空题
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困难
(0.15)
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解题方法
【推荐2】二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”,由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e029cc1f7d07eeb136bd3946a7eb23e3.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/32410867843f1a7ef11410da8f3f8dab.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b994a3d0126e44d032969365e6ebc25.png)
回答下列问题:
(1)反应
的平衡常数K=________ (用
、
、
表示)。
(2)在保持反应物投料不变的情况下,请写出一条提高甲醇产率的措施________ 。
(3)一定温度下,将0.2molCO和
通入2L恒容密闭容器中,发生反应③,5min后达到化学平衡,平衡后测得
的体积分数为0.1。则0~5min内![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a56bbbb7935d8f20988f7f540aaa0e44.png)
________ ,CO的转化率为________ 。
(4)将合成气以
通入1L的反应器中,一定条件下发生反应:
,其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图1所示。下列说法正确的是________ (填字母)。
B.
C.若在
和316℃时,起始时
,则平衡时,α(CO)小于50%
(5)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和
制备二甲醚(DME)。观察图2,当
约为________ 时最有利于二甲醚的合成。
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/05f14e1a0d163b40205c51742a8fb2e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d09fb0354096b025e91182e3a5d72396.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e029cc1f7d07eeb136bd3946a7eb23e3.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/57a4223681d3bc2c0ac5f689703cf5ef.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/104ce77a32453466a5f8d75aa1a608f3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/32410867843f1a7ef11410da8f3f8dab.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3081471a59571d1e73e59fc72fb098ef.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2dd635ae4935e984a74ee9732efada46.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b994a3d0126e44d032969365e6ebc25.png)
回答下列问题:
(1)反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/da2b9f653627fc4c8bf0e3697fc86bf3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e029cc1f7d07eeb136bd3946a7eb23e3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/32410867843f1a7ef11410da8f3f8dab.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b994a3d0126e44d032969365e6ebc25.png)
(2)在保持反应物投料不变的情况下,请写出一条提高甲醇产率的措施
(3)一定温度下,将0.2molCO和
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a00f1426f6950e55993d70a3cb4e67d0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a56bbbb7935d8f20988f7f540aaa0e44.png)
(4)将合成气以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c1114533f7d937d896a14ca811f4438e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d08ca1af5fc0cef27d8f33819cb3d575.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
图1
A.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c523e50f790218235eae777f95a8a724.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eccecbe91ad34ad18f557ea5f99d209e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/87b21b872313f7d8c5b606981f954a1e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/84198e81c3934a00c1d68aaab1158109.png)
(5)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/92b668ff3be356e7fe0c3d3905123a28.png)
图2
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【推荐3】完成下列问题
(1)下列四个合成反应路线的设计哪些是错误的?(请写出错误路线的编号)
和
从大到小排序:_________
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/14/62df3c65-e416-47e1-a44e-e59a16ed88f2.png?resizew=287)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cbd20998d55c07314e0e10f131f766fa.png)
_________ _________ _________ _________ _________
(1)下列四个合成反应路线的设计哪些是错误的?(请写出错误路线的编号)
①
②
③
④
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cbd20998d55c07314e0e10f131f766fa.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fab1e37468bcd95deb3960afec6cbd16.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/14/62df3c65-e416-47e1-a44e-e59a16ed88f2.png?resizew=287)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cbd20998d55c07314e0e10f131f766fa.png)
(a) (b)
(c)
(d)
(e)
A. B.
C.
D.
A. B.
C.
D.
A. B.
C.
D.
E.
F.
①②
③
④
⑤
⑥ ⑦
⑧
⑨
⑩
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【推荐1】H2S分解反应:H2S(g)⇌H2(g)+
S2(g) ΔH>0,在无催化剂及Al2O3催化下,H2S在反应器中不同温度下反应,间隔相同时间测定一次H2S的转化率,其转化率与温度的关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/2/28/3442890943193088/3443032024031232/STEM/92877354f8334d548eecb1a3317b1caa.png?resizew=212)
(1)在约1100℃时,无论有无Al2O3催化,H2S转化率几乎相等,这是因为_______ 。
(2)在压强为p、温度为T、Al2O3催化条件下,将H2S(g)、Ar(g)按照物质的量之比为1∶n的比例进行混合,发生热分解反应:
,S2平衡产率为α。掺入Ar能提高S2的平衡产率,解释说明该事实_______ ,平衡常数Kp=_______ (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/2/28/3442890943193088/3443032024031232/STEM/92877354f8334d548eecb1a3317b1caa.png?resizew=212)
(1)在约1100℃时,无论有无Al2O3催化,H2S转化率几乎相等,这是因为
(2)在压强为p、温度为T、Al2O3催化条件下,将H2S(g)、Ar(g)按照物质的量之比为1∶n的比例进行混合,发生热分解反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd340e5282b75dcce3ae182964f9a4af.png)
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困难
(0.15)
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【推荐2】科学家一直致力于“人工固氨”的新方法研究。目前合成氨技术原理为:N2(g) +3H2(g)
2NH3(g)+92.4 kJ/mol673K,30MPa下,上述合成氨反应中n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如右图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2013/9/28/1576099758227456/1576099758800896/STEM/83e851cf81d44c5fbe85c1e277415f01.png?resizew=223)
(1)下列叙述正确的是________
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点c处反应达到平衡
C.点d和点e处的n (N2)相同
D.773K,30MPa 下,反应至t2时刻达到平衡,则n(NH3)比图中e点的值大
(2)在容积为2.0 L恒容得密闭容器中充入0.80 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),673K、30MPa下达到平衡时,NH3的体积分数为20%。该条件下,N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)的平衡常数值为:___ 。
(3)K值越大,表明反应达到平衡时( ) 。
A. H2的转化率一定越高 B.NH3的产量一定越大
C.正反应进行得越完全 D.化学反应速率越大
(4)1998年希腊亚里斯多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+),实现了高温、常压下高转化率的电解合成氨。其实验装置如图。阳极的电极反应为:H2-2e→2H+,则阴极的电极反应为:_____________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2013/9/28/1576099758227456/1576099758800896/STEM/e895f8f6d2104ff1bf57813e7db7e785.png?resizew=33)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2013/9/28/1576099758227456/1576099758800896/STEM/83e851cf81d44c5fbe85c1e277415f01.png?resizew=223)
(1)下列叙述正确的是
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点c处反应达到平衡
C.点d和点e处的n (N2)相同
D.773K,30MPa 下,反应至t2时刻达到平衡,则n(NH3)比图中e点的值大
(2)在容积为2.0 L恒容得密闭容器中充入0.80 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),673K、30MPa下达到平衡时,NH3的体积分数为20%。该条件下,N2(g)+3H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2013/9/28/1576099758227456/1576099758800896/STEM/e895f8f6d2104ff1bf57813e7db7e785.png?resizew=33)
(3)K值越大,表明反应达到平衡时
A. H2的转化率一定越高 B.NH3的产量一定越大
C.正反应进行得越完全 D.化学反应速率越大
(4)1998年希腊亚里斯多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+),实现了高温、常压下高转化率的电解合成氨。其实验装置如图。阳极的电极反应为:H2-2e→2H+,则阴极的电极反应为:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2013/9/28/1576099758227456/1576099758800896/STEM/34385f0cf5994b239f7d2491235f0c2a.png?resizew=168)
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困难
(0.15)
【推荐3】已知体积为2 L的恒容密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),请根据化学反应的有关原理回答下列问题:
(1)一定条件下,充入2.0 mol SO2 (g) 和1.0 mol O2(g),20 s后达平衡,测得SO3的体积分数为50%,则用SO2表示该反应在这20 s内的反应速率为__________ mol/(L·s)。
(2)该反应的平衡常数K=___________ ,若降温其值增大,则该反应的ΔH_____ 0(填“>”或“<”或“=”)。
(3)如图,P是可自由平行滑动的活塞,在相同温度时,向A容器中充入4 mol SO3(g),关闭K,向B容器中充入2 mol SO3(g),两容器内分别充分发生反应。已知起始时容器A和B的体积均为a L。试回答:反应达到平衡时容器B的体积为1.25 a L,若打开K,一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为________ L(连通管中气体体积忽略不计,且不考虑温度的影响)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/6/9bd8be6e-2540-42c4-a65b-aa1115d55346.png?resizew=148)
(4)如图表示该反应的速率(v)随时间(t)的变化的关系:据图分析:你认为t1时改变的外界条件可能是___________________ ;t6时保持压强不变向体系中充入少量He气,平衡____________ 移动。(填“向左”“向右”或“不”)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(1)一定条件下,充入2.0 mol SO2 (g) 和1.0 mol O2(g),20 s后达平衡,测得SO3的体积分数为50%,则用SO2表示该反应在这20 s内的反应速率为
(2)该反应的平衡常数K=
(3)如图,P是可自由平行滑动的活塞,在相同温度时,向A容器中充入4 mol SO3(g),关闭K,向B容器中充入2 mol SO3(g),两容器内分别充分发生反应。已知起始时容器A和B的体积均为a L。试回答:反应达到平衡时容器B的体积为1.25 a L,若打开K,一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/6/9bd8be6e-2540-42c4-a65b-aa1115d55346.png?resizew=148)
(4)如图表示该反应的速率(v)随时间(t)的变化的关系:据图分析:你认为t1时改变的外界条件可能是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/6/ba56f20d-941b-4a6d-ae53-8d44c7da0af6.png?resizew=237)
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(0.15)
解题方法
【推荐1】合成氨厂和硝酸厂的烟气中含有大量的氮氧化物,脱硝是指将烟气中的氮氧化物转化为无毒无害物质的化学过程。回答下列问题:
(1)在一定条件下,向某反应容器中投入5molN2、15molH2在不同温度(T)下发生反应:
,平衡体系中
的质量分数随平衡时气体总压强变化的曲线如图所示。___________ 。
②M点时,
的转化率为___________ 。
③下列情况能说明反应达到平衡状态的是___________ (填标号)。
A.2v(NH3)=3v(H2)
B.混合气体的相对分子质量不再变化
C.N2体积分数不再变化
D.恒容容器中混合气体的密度保持不变
(1)在一定条件下,向某反应容器中投入5molN2、15molH2在不同温度(T)下发生反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e91778fa94055d80a04917bf5350ac0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
②M点时,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
③下列情况能说明反应达到平衡状态的是
A.2v(NH3)=3v(H2)
B.混合气体的相对分子质量不再变化
C.N2体积分数不再变化
D.恒容容器中混合气体的密度保持不变
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(0.15)
【推荐2】锌及其化合物用途广泛。火法炼锌以闪锌矿(主要成分是ZnS)为主要原料,涉及的主要反应有: 2ZnS(s) + 3O2(g) = 2ZnO(s) + 2SO2(g)
H1=-930 kJ·mol-1
2C(s) + O2(g) = 2CO(g)
H2=-221 kJ·mol-1
ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2(g)
H3= +198 kJ·mol-1
(1)反应ZnS(s) + C(s) + 2O2(g) =Zn(g) + CO2(g) + SO2(g)的
H4=________ kJ·mol-1。
反应中生成的CO2与NH3混合,在一定条件下反应合成尿素:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/5/12/1576410947690496/1576410948141056/STEM/4e5e2869166c475183898fd34f940fbc.png?resizew=309)
若该反应在一恒温、恒容密闭容器内进行,判断反应达到平衡状态的标志是________ 。
a.CO2与H2O(g)浓度相等 b.容器中气体的压强不再改变
c.2v(NH3)正 = v(H2O)逆 d.容器中混合气体的密度不再改变
(2)硫酸锌可广泛用作印染媒染剂和木材防腐剂。ZnSO4受热分解过程中各物质物质的量随温度变化关系如图所示。
① 写出700℃~980℃时发生反应的化学方程式:_______ ,物质B的化学式是______ 。
② 硫酸锌分解生成的SO2经下图中的两个循环可分别得到S和H2SO4。写出循环I中反应2的化学方程式:______ ;循环II中电解过程阳极反应式是________ 。![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/5/12/1576410947690496/1576410948141056/STEM/8f46563bbc57470088035c0186a2d9c7.png?resizew=411)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/5/12/1576410947690496/1576410948141056/STEM/09e92f351eca481bb3e777de3ce1dec6.png?resizew=14)
2C(s) + O2(g) = 2CO(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/5/12/1576410947690496/1576410948141056/STEM/09e92f351eca481bb3e777de3ce1dec6.png?resizew=14)
ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/5/12/1576410947690496/1576410948141056/STEM/09e92f351eca481bb3e777de3ce1dec6.png?resizew=14)
(1)反应ZnS(s) + C(s) + 2O2(g) =Zn(g) + CO2(g) + SO2(g)的
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/5/12/1576410947690496/1576410948141056/STEM/09e92f351eca481bb3e777de3ce1dec6.png?resizew=14)
反应中生成的CO2与NH3混合,在一定条件下反应合成尿素:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/5/12/1576410947690496/1576410948141056/STEM/4e5e2869166c475183898fd34f940fbc.png?resizew=309)
若该反应在一恒温、恒容密闭容器内进行,判断反应达到平衡状态的标志是
a.CO2与H2O(g)浓度相等 b.容器中气体的压强不再改变
c.2v(NH3)正 = v(H2O)逆 d.容器中混合气体的密度不再改变
(2)硫酸锌可广泛用作印染媒染剂和木材防腐剂。ZnSO4受热分解过程中各物质物质的量随温度变化关系如图所示。
① 写出700℃~980℃时发生反应的化学方程式:
② 硫酸锌分解生成的SO2经下图中的两个循环可分别得到S和H2SO4。写出循环I中反应2的化学方程式:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/5/12/1576410947690496/1576410948141056/STEM/8f46563bbc57470088035c0186a2d9c7.png?resizew=411)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/5/12/1576410947690496/1576410948141056/STEM/719ce66d8ec84c9697decbde00c8ecdb.png?resizew=199)
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解题方法
【推荐1】碳和氮的化合物在生产生活中广泛存在。回答下列问题:
(1)三氯化氮(NCl3)是一种黄色、油状、具有刺激性气味的挥发性有毒液体,各原子均满足8电子稳定结构。其电子式是_______ 。氯碱工业生产时,由于食盐水中通常含有少量NH4Cl,而在阳极区与生成的氯气反应产生少量NCl3,该反应的化学方程式为_______ 。
(2)利用CO可以将NO转化为无害的N2,其反应为: 2NO(g) +2CO(g)
N2(g) +2CO2(g),向容积均为1L的甲、乙两个恒温(温度分别为300℃、T℃)容器中分别加入2.00molNO和2.00molCO,测得各容器中n(CO)随反应时间t的变化情况如下表所示:
①甲容器中,0~40min 内用NO的浓度变化表示的反应速率v(NO)=___ 。
②该反应的△H_____ 0(填“>”或“<”)。
③甲容器反应达到平衡后,若容器内各物质的量均增加1倍,则平衡_____ (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(3)H2A为二元弱酸。室温下配制一系列c(H2A)+c(HA−)+c(A2−)=0.100 mol∙L−1的H2A与NaOH的混合溶液。测得H2A、HA−、A2−的物质的量分数c(x)%(c(x)%=
×100%)随pH变化如图所示。_______ 。
②室温下,若将0.100 mol∙L−1的H2A与a mol∙L−1的NaOH溶液等体积混合,使溶液的pH=7。则H2A的Ka2=______ mol∙L−1 (用a表示)
(4)将FeSO4置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:2FeSO4(s)
Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g) (Ⅰ)。平衡时PSO3-T的关系如下图所示。660K时,该反应的平衡常数Kp(Ⅰ)=______ (kPa)2,Kp (Ⅰ)随反应温度升高而______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(1)三氯化氮(NCl3)是一种黄色、油状、具有刺激性气味的挥发性有毒液体,各原子均满足8电子稳定结构。其电子式是
(2)利用CO可以将NO转化为无害的N2,其反应为: 2NO(g) +2CO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
t/min | 0 | 40 | 80 | 120 | 160 |
N甲(CO)/mol | 2.00 | 1.50 | 1.10 | 0.80 | 0.80 |
N乙(CO)/mol | 2.00 | 1.45 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
②该反应的△H
③甲容器反应达到平衡后,若容器内各物质的量均增加1倍,则平衡
(3)H2A为二元弱酸。室温下配制一系列c(H2A)+c(HA−)+c(A2−)=0.100 mol∙L−1的H2A与NaOH的混合溶液。测得H2A、HA−、A2−的物质的量分数c(x)%(c(x)%=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5f6c264721947f0b19dc9a9d28f8298c.png)
②室温下,若将0.100 mol∙L−1的H2A与a mol∙L−1的NaOH溶液等体积混合,使溶液的pH=7。则H2A的Ka2=
(4)将FeSO4置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:2FeSO4(s)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
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(0.15)
解题方法
【推荐2】在“碳达峰”、“碳中和”的发展背景下,利用
生产高能燃料和高附加值化学品,有利于实现碳资源的有效循环。
I.
催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术,该过程主要发生下列反应:
反应①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1800f51f5d2854885cc78440bc34066a.png)
反应②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a711933bbfc7981060134eed32fc5c.png)
回答下列问题:
(1)
继续加氢生成气态甲醇的热化学方程式为_______ 。
(2)在密闭容器中,维持压强和投料比不变,平衡时
和
在含碳产物中物质的量分数及
的转化率随温度的变化如图所示。
的物质的量分数随温度变化的曲线为_______ (填“I”或“Ⅱ”)。
②150~250℃范围内
转化率随温度升高而降低的原因是_______ 。
③在压强为p的恒温恒压密闭容器中加入1![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
和3![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
反应,达到平衡状态时
的转化率为20%,生成
的物质的量为0.1
,则甲醇(g)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)。
Ⅱ.2021年9月,《科学》杂志发表论文,介绍人类首次以二氧化碳为原料,不依赖植物光合作用,直接经过11步路径人工合成淀粉。前两步,是先将二氧化碳还原为甲醛。_______ 。
Ⅲ.近年,科学家发现,可用光电化学法将
还原为有机物实现碳资源的再生利用,其装置如左图所示,其他条件一定时,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率(
)随电解电压的变化如图所示:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/98c2dbe990938db942c4ecb140e36c55.png)
其中,
,n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。
(4)当电解电压为
V时,阴极生成
的电极反应式为_______ 。
(5)当电解电压为
V时,电解生成的
和
的物质的量之比为2∶3,则图中生成
的法拉第效率为_______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
I.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
反应①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/660af587333fc2791c15b1769ac77858.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1800f51f5d2854885cc78440bc34066a.png)
反应②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b1b1d40ebbc1f613d901159f2ee2f045.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a711933bbfc7981060134eed32fc5c.png)
回答下列问题:
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
(2)在密闭容器中,维持压强和投料比不变,平衡时
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/55907e8da682ed478c7da5e3e84aa7c7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
②150~250℃范围内
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
③在压强为p的恒温恒压密闭容器中加入1
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff3dcd5e9a094a60ff298af4b5d9ec14.png)
Ⅱ.2021年9月,《科学》杂志发表论文,介绍人类首次以二氧化碳为原料,不依赖植物光合作用,直接经过11步路径人工合成淀粉。前两步,是先将二氧化碳还原为甲醛。
Ⅲ.近年,科学家发现,可用光电化学法将
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其中,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2f60060ad67dc24a58bdf4db8a83deda.png)
(4)当电解电压为
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/75dc61582eedacd235f61d67ff0a0130.png)
(5)当电解电压为
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(0.15)
【推荐3】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) 氨气分解反应的热化学方程式如下:2NH3(g)
N2(g)+3H2(g) ΔH
若:N≡N键、H-H键和N-H键的键能分别记作a、b和c(单位:kJ·mol−1)则上述反应的ΔH=________ kJ·mol−1。
(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(mmol·min−1)。
①不同催化剂存在下,氨气分解反应活化能最大的是________ (填写催化剂的化学式)。
②温度为T,在一体积固定的密闭容器中加入2 mol NH3,此时压强为P0,用Ru催化氨气分解,若平衡时氨气分解的转化率为50%,则该温度下反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=________ 。[已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数]
(3) 关于合成氨工艺的理解,下列正确的是________ 。
A.合成氨工业常采用的反应温度为500℃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,不能提高平衡时NH3的产量苇
C.合成氨工业采用10 MPa~30 MPa,是因常压下N2和H2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
(4) 在1 L 1 mol·L−1的盐酸中缓缓通入2 mol氨气,请在图中画出溶液中水电离出的OH−浓度随氨气通入变化的趋势图。______________________________
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/21/fbc9c584-9250-4f70-8ad8-7749a64fd9fd.png?resizew=148)
(5) 电化学法也可合成氨。下图是用低温固体质子导体作为电解质,用Pt−C3N4作阴极催化剂电解H2(g)和N2(g)合成NH3的原理示意图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/21/10d779b4-3c7a-4faf-ac21-8b0664d6df6b.png?resizew=223)
①Pt−C3N4电极反应产生NH3的电极反应式________ 。
②实验研究表明,当外加电压超过一定值以后,发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小,分析其可能原因________ 。
(1) 氨气分解反应的热化学方程式如下:2NH3(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1b271c57ead3e70a4d551e29897bd28e.png)
若:N≡N键、H-H键和N-H键的键能分别记作a、b和c(单位:kJ·mol−1)则上述反应的ΔH=
(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(mmol·min−1)。
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 |
①不同催化剂存在下,氨气分解反应活化能最大的是
②温度为T,在一体积固定的密闭容器中加入2 mol NH3,此时压强为P0,用Ru催化氨气分解,若平衡时氨气分解的转化率为50%,则该温度下反应2NH3(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1b271c57ead3e70a4d551e29897bd28e.png)
(3) 关于合成氨工艺的理解,下列正确的是
A.合成氨工业常采用的反应温度为500℃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,不能提高平衡时NH3的产量苇
C.合成氨工业采用10 MPa~30 MPa,是因常压下N2和H2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
(4) 在1 L 1 mol·L−1的盐酸中缓缓通入2 mol氨气,请在图中画出溶液中水电离出的OH−浓度随氨气通入变化的趋势图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/21/fbc9c584-9250-4f70-8ad8-7749a64fd9fd.png?resizew=148)
(5) 电化学法也可合成氨。下图是用低温固体质子导体作为电解质,用Pt−C3N4作阴极催化剂电解H2(g)和N2(g)合成NH3的原理示意图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/21/10d779b4-3c7a-4faf-ac21-8b0664d6df6b.png?resizew=223)
①Pt−C3N4电极反应产生NH3的电极反应式
②实验研究表明,当外加电压超过一定值以后,发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小,分析其可能原因
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