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:CO+H2S⇌COS+H2。
(1)用FeOOH作催化剂,CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g)的反应分两步进行,其反应过程能量变化如图1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”)。
(2)在2L的密闭容器中,保持温度不变,开始投入9molH2S和amolCO,经10min达到平衡,Kp=0.2(Kp为以分压表示的平衡常数),n(H2S)=5mol,则CO的平衡转化率α=___________ 。
(3)在2L的密闭容器中,开始时投入amolCO和1molH2S,图2中曲线I和II表示某温度下,CO和H2S投料比不同时,CO转化率随时间变化关系,则曲线I和II中a值的大小关系为:I___________ II(填“>”“<”或“=”),理由是___________ 。
(4)已知起始密闭容器中ω[H2S(g)]和ω[CO(g)]、ω[COS(g)]和ω[H2(g)]分别相等,在240℃时该反应平衡常数K=1,在300℃、340℃时反应中H2S(g)和COS(g)的体积分数(ω)随时间(t)的变化关系如图3所示。则300℃时,ω[COS(g)]随时间变化的曲线为___________ ,340℃时,ω[H2S(g)]随时间变化的曲线为___________ 。
(5)羰基硫在水存在时会缓慢水解生成H2S,会使钢铁设备发生析氢腐蚀,则其正极的电极反应式为___________ ,负极的反应产物为___________ (填化学式)。
(1)用FeOOH作催化剂,CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g)的反应分两步进行,其反应过程能量变化如图1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
(2)在2L的密闭容器中,保持温度不变,开始投入9molH2S和amolCO,经10min达到平衡,Kp=0.2(Kp为以分压表示的平衡常数),n(H2S)=5mol,则CO的平衡转化率α=
(3)在2L的密闭容器中,开始时投入amolCO和1molH2S,图2中曲线I和II表示某温度下,CO和H2S投料比不同时,CO转化率随时间变化关系,则曲线I和II中a值的大小关系为:I
(4)已知起始密闭容器中ω[H2S(g)]和ω[CO(g)]、ω[COS(g)]和ω[H2(g)]分别相等,在240℃时该反应平衡常数K=1,在300℃、340℃时反应中H2S(g)和COS(g)的体积分数(ω)随时间(t)的变化关系如图3所示。则300℃时,ω[COS(g)]随时间变化的曲线为
(5)羰基硫在水存在时会缓慢水解生成H2S,会使钢铁设备发生析氢腐蚀,则其正极的电极反应式为
更新时间:2022/01/10 18:52:54
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【推荐1】工业合成氨是解决人类的生存问题。回答下列问题:
(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示,对图中线间距离窄小的部分,其能量差用的方式表示。由图可知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的=_______ kJ·mol-1,反应速率最慢的步骤的化学方程式为____________ 。
(2)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:
则500℃时:
①平衡常数KP(30MPa)________ KP(100MPa)。(填“<”、“=”、“>”)
②30MPa时,氢气的平衡转化率为_________ (结果保留3位有效数字)。用平衡分压表示平衡常数KP=_______________ (列出计算式即可,不必化简)。
(3)科学家利用电解法在常温常压下实现合成氨,工作时阴极区的微观反应过程如图所示,其中电解液为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的有机溶液。
①阴极区生成NH3的电极反应式为_____________ 。
②下列说法正确的是_______________ (填标号)。
A.三氟甲磺酸锂的作用是增强导电性
B.选择性透过膜可允许N2和NH3通过,防止H2O进入装置
C.保持电流强度不变,升高溶液的温度,可以加快电解反应的速率
(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示,对图中线间距离窄小的部分,其能量差用的方式表示。由图可知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的=
(2)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:
则500℃时:
①平衡常数KP(30MPa)
②30MPa时,氢气的平衡转化率为
(3)科学家利用电解法在常温常压下实现合成氨,工作时阴极区的微观反应过程如图所示,其中电解液为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的有机溶液。
①阴极区生成NH3的电极反应式为
②下列说法正确的是
A.三氟甲磺酸锂的作用是增强导电性
B.选择性透过膜可允许N2和NH3通过,防止H2O进入装置
C.保持电流强度不变,升高溶液的温度,可以加快电解反应的速率
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(0.4)
解题方法
【推荐2】探究硫及其化合物的转化,有重要的现实意义。
(1)一定温度下,恒压密闭容器中发生反应,下列说法正确的是___________。
(2)精制炉气各组分的体积分数SO2为a%、O2为b%(b=0.5a),N2为c%。选择五氧化二钒(V2O5)作催化剂合成SO3,SO2的平衡转化率与反应温度和压强的关系如图1所示。
①催化反应过程中V2O5与V2O4相互转化,写出生成SO3这一步的反应方程式___________ 。
②实际生产选择图中A点的反应条件,不选择B、C点理由分别是___________ 。
③计算,D点SO3的分压是___________ Mpa(用含有a的代数式表示,分压=总压×该组分的体积分数)。
(3)煤炭燃烧采用钙基固硫技术可减少SO2排放,但煤炭燃烧过程中产生的CO又会与发生化学反应,降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
某温度下,若反应Ⅰ的速率远大于反应Ⅱ,请在图2中画出反应Ⅱ的过程能量变化示意图(假定初始状态能量相同)。___________
(4)工业上一般选用浓硫酸吸收,得到一种液态物质X,取5.16g X与足量溶液反应仅生成13.98g难溶性盐(白色沉淀)和水,则液态物质X的化学式为___________ 。
(1)一定温度下,恒压密闭容器中发生反应,下列说法正确的是___________。
A.使用合适的催化剂,可改变反应途径,加快反应速率 |
B.通入含有18O的O2,平衡时只有O2、SO3中含有18O |
C.反应达到平衡后,再次通入适量O2,平衡正向移动 |
D.充入适量惰性气体,有助于提高原料的利用率 |
①催化反应过程中V2O5与V2O4相互转化,写出生成SO3这一步的反应方程式
②实际生产选择图中A点的反应条件,不选择B、C点理由分别是
③计算,D点SO3的分压是
(3)煤炭燃烧采用钙基固硫技术可减少SO2排放,但煤炭燃烧过程中产生的CO又会与发生化学反应,降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
某温度下,若反应Ⅰ的速率远大于反应Ⅱ,请在图2中画出反应Ⅱ的过程能量变化示意图(假定初始状态能量相同)。
(4)工业上一般选用浓硫酸吸收,得到一种液态物质X,取5.16g X与足量溶液反应仅生成13.98g难溶性盐(白色沉淀)和水,则液态物质X的化学式为
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(0.4)
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【推荐3】丙烯是重要的化工原料,丙烷直接脱氢制丙烯的相关反应及能量变化如图。
回答下列问题:
(1)主反应的焓变______ 0(填“>”或“<”);在600℃、1MPa条件下,丙烷脱氢制丙烯反应到达平衡,测得、的体积分数均为30%,则此时的体积分数为____________ 。
(2)向密闭容器中充入,发生主反应:(忽略副反应的发生)。
①测得反应速率方程为,k为反应速率常数。已知:(R、C为常数,T为温度,Ea为活化能)。实验测得其他条件相同,不同催化剂Cat1、Cat2对k的影响如图甲所示,则催化效能较高的是______ (填“Catl”或“Cat2”)。
②在100 kPa、10 kPa不同起始压强下达到化学平衡时,测得丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图乙所示。起始压强为10 kPa,丙烷、丙烯随温度变化的物质的量分数曲线分别是______ 、______ (填代号);A点对应的平衡常数______ kPa(为以分压表示的平衡常数);B点丙烷的平衡转化率为______ 。
回答下列问题:
(1)主反应的焓变
(2)向密闭容器中充入,发生主反应:(忽略副反应的发生)。
①测得反应速率方程为,k为反应速率常数。已知:(R、C为常数,T为温度,Ea为活化能)。实验测得其他条件相同,不同催化剂Cat1、Cat2对k的影响如图甲所示,则催化效能较高的是
②在100 kPa、10 kPa不同起始压强下达到化学平衡时,测得丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图乙所示。起始压强为10 kPa,丙烷、丙烯随温度变化的物质的量分数曲线分别是
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【推荐1】合成氨对工、农业生产和国防都有重要意义。
已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g);△H= -92.4 kJ·mol-1,请回答:
(1)合成氨工业中采取的下列措施可以用勒夏特列原理解释的是_____ (填字母)。
a.用铁触媒(催化剂)加快化学反应速率
b.采用较高压强(20 MPa~50 MPa)
c.将原料气中的少量CO等气体净化除去
d.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来
(2)一定温度下,在密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2并发生反应。
①若容器容积V恒定,达到平衡时,气体的压强为原来的,则N2的转化率=_____ ,此时,反应放热_____ kJ;该温度下合成氨反应的平衡常数K=_____ (只需列出数字表达式);
②若容器压强恒定,则达到平衡时,容器中N2的转化率__ (填“>、<或=”)。
(3)随着对合成氨研究的发展,希腊科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氨(装置如下图)。钯电极A是电解池的____ 极(填“阳”或 “阴”),该极上的电极反应式是______________________________________ 。
已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g);△H= -92.4 kJ·mol-1,请回答:
(1)合成氨工业中采取的下列措施可以用勒夏特列原理解释的是
a.用铁触媒(催化剂)加快化学反应速率
b.采用较高压强(20 MPa~50 MPa)
c.将原料气中的少量CO等气体净化除去
d.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来
(2)一定温度下,在密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2并发生反应。
①若容器容积V恒定,达到平衡时,气体的压强为原来的,则N2的转化率=
②若容器压强恒定,则达到平衡时,容器中N2的转化率
(3)随着对合成氨研究的发展,希腊科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氨(装置如下图)。钯电极A是电解池的
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【推荐2】一定条件下,催化加氢制甲醇的反应方程式为。在体积2L的密闭容器中,充入和,在一定条件下反应,测得和甲醇和物质的量随时间变化如图所示:(1)下列说法正确的是___________。
(2)0~3min内,___________ (保留两位有效数字)。
(3)A点处,___________ (填“>”或“<”或“=”)。
(4)10min后,能使该反应速率加快的措施有___________。
(5)平衡时的物质的量为___________ mol。
(6)由下图可知,每生成___________ (填“吸收”或“放出”)的热量为___________ kJ。(用含、的代数式表示),升高温度,平衡向___________ (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。(7)在另一体积为2L的恒温恒容密闭容器中,充入和,下列能说明反应达到平衡状态的是
(8)反应过程中速率随时间的变化如下图所示,时刻改变的条件是___________ ;时刻改变的条件是___________ 。
A.反应达到平衡后,反应不再进行 |
B.催化剂可提高生产效率,提升产量 |
C.改变条件,可以100%地转化为 |
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度 |
(2)0~3min内,
(3)A点处,
(4)10min后,能使该反应速率加快的措施有___________。
A.恒容充入适量氦气 | B.恒容充入 |
C.加入高效的催化剂 | D.降低反应温度 |
(5)平衡时的物质的量为
(6)由下图可知,每生成
A. |
B.的体积分数在混合气体中保持不变 |
C.单位时间内每消耗,同时生成 |
D.容器内气体的压强不变 |
(8)反应过程中速率随时间的变化如下图所示,时刻改变的条件是
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【推荐3】乙醇是一种重要的化工产品,有关乙醇的研究是化工生产中重要的课题。
(1)乙醇部分氧化制氢涉及以下几个反应:
①
②
③
存在反应乙醇中氢原子全部转化为目标产物:,则该反应的反应热___________ (用含和的式子表示)。
(2)用乙醇制乙烯,其他条件相同,乙醇转化率和乙烯选择性[]随温度、乙醇进料量(mL·min-1)的关系如图甲所示。在温度范围内,下列说法正确的是___________。
(3)利用二甲醚催化羰化制备乙醇主要涉及以下两个反应:
反应I:CO(g)+CH3OCH3(g) CH3COOCH3(g)
反应Ⅱ:CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)
在固定CO、CH3OCH3、H2的原料比及体系压强不变的条件下,同时发生反应I、Ⅱ,平衡时各物质的物质的量分数随温度的变化如图乙所示。①曲线X表示___________ 。
②时,物质的量分数随温度升高而降低的原因是___________ 。
③一定温度和压强下,向初始体积为1L的密闭容器中通入和与,发生以上两反应,测得平衡时,体积减小,则平衡时,___________ ,反应Ⅱ的平衡常数___________ (保留2位有效数字)。
(4)用KOH溶液吸收工业废气中的CO2,电解得到的K2CO3溶液可生产乙醇等有机物。相同条件下,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:
选择性
写出当电解电压为U1时阴极主要发生的电极反应式___________ 。当电解电压为U2时,生成CH3CH2OH和HCOO-的选择性之比为___________ 。
(1)乙醇部分氧化制氢涉及以下几个反应:
①
②
③
存在反应乙醇中氢原子全部转化为目标产物:,则该反应的反应热
(2)用乙醇制乙烯,其他条件相同,乙醇转化率和乙烯选择性[]随温度、乙醇进料量(mL·min-1)的关系如图甲所示。在温度范围内,下列说法正确的是___________。
A.一定温度下,增大乙醇进料量,乙醇转化率增大 |
B.当温度一定,随乙醇进料量增大,乙烯选择性增大 |
C.当乙醇进料量一定,随乙醇转化率增大,乙烯选择性升高 |
D.当乙醇进料量一定,随温度的升高,乙烯选择性不一定增大 |
(3)利用二甲醚催化羰化制备乙醇主要涉及以下两个反应:
反应I:CO(g)+CH3OCH3(g) CH3COOCH3(g)
反应Ⅱ:CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)
在固定CO、CH3OCH3、H2的原料比及体系压强不变的条件下,同时发生反应I、Ⅱ,平衡时各物质的物质的量分数随温度的变化如图乙所示。①曲线X表示
②时,物质的量分数随温度升高而降低的原因是
③一定温度和压强下,向初始体积为1L的密闭容器中通入和与,发生以上两反应,测得平衡时,体积减小,则平衡时,
(4)用KOH溶液吸收工业废气中的CO2,电解得到的K2CO3溶液可生产乙醇等有机物。相同条件下,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:
选择性
写出当电解电压为U1时阴极主要发生的电极反应式
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【推荐1】我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。
I.已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol
2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)△H=-825.5 kJ/mol
则,(1)反应:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)△H=____________ 。
(2)反应Fe2O3(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)在1000℃的平衡常数等于4.0。在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过l0min后达到平衡,则CO的平衡转化率=____________ 。
II.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。请根据图示回答下列问题:
(1)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=_________ ,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=___________ 。
(2)若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下表:
则下列关系正确的是____________ 。
A. c1=c2B.2Q1=Q3C. 2a1=a3
D.a1+a2=1 E.该反应若生成1mol CH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量
(3)若在一体积可变的密闭容器中充入l molCO、 2mol H2和1mol CH3OH,达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍,则该反应向____________ (填“正”、“逆”)反应方向移动。
III.在一个密闭容器中,有一个左右可滑动隔板,两边分别进行可逆反应,各物质的物质的量分别如下:M、N、P为2.5mol、3.0mol、1.0mol。A、C、D各为0.50mol,B的物质的量为x mol,当x在一定范围内变化,均可以通过调节反应器的温度,使两侧反应均达到平衡,且隔板在反应器的正中位置。达到平衡后,测得M的转化率为75%,填写空白:
(1)达到平衡后,反应器左室气体总的物质的量为____________ mol。
(2)若要使右室反应开始时V正>V逆,x的取值范围______________________ 。
(3)若要使右室反应开始时V正<V逆,x的取值范围________________________ 。
I.已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol
2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)△H=-825.5 kJ/mol
则,(1)反应:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)△H=
(2)反应Fe2O3(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)在1000℃的平衡常数等于4.0。在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过l0min后达到平衡,则CO的平衡转化率=
II.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。请根据图示回答下列问题:
(1)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=
(2)若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下表:
容器 | 反应物投入的量 | 反应物的转化率 | CH3OH的浓度 | 能量变化(Q1、Q2、Q3均大于0) |
甲 | 1molCO和2molH2 | a1 | c1 | 放出Q1kJ热量 |
乙 | 1molCH3OH | a2 | c2 | 吸收Q2kJ热量 |
丙 | 2molCO和4molH2 | a3 | c3 | 放出Q3kJ热量 |
则下列关系正确的是
A. c1=c2B.2Q1=Q3C. 2a1=a3
D.a1+a2=1 E.该反应若生成1mol CH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量
(3)若在一体积可变的密闭容器中充入l molCO、 2mol H2和1mol CH3OH,达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍,则该反应向
III.在一个密闭容器中,有一个左右可滑动隔板,两边分别进行可逆反应,各物质的物质的量分别如下:M、N、P为2.5mol、3.0mol、1.0mol。A、C、D各为0.50mol,B的物质的量为x mol,当x在一定范围内变化,均可以通过调节反应器的温度,使两侧反应均达到平衡,且隔板在反应器的正中位置。达到平衡后,测得M的转化率为75%,填写空白:
(1)达到平衡后,反应器左室气体总的物质的量为
(2)若要使右室反应开始时V正>V逆,x的取值范围
(3)若要使右室反应开始时V正<V逆,x的取值范围
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【推荐2】研究氮、碳及其化合物的资源化利用具有重要的意义。
(1)过渡金属催化还原氮气合成氨具有巨大前景。催化过程一般有吸附—解离—反应—脱附等过程,图示为N2和H2在固体催化剂表面合成氨反应路径的势能面图(部分数据略),其中“*”表示被催化剂吸附。氨气的脱附是过程_____ (填“吸热”或“放热”),合成氨的热化学方程式为_____ 。
(2)若将2.0molN2和6.0molH2通入体积为1L的密闭容器中,分别在T1和T2温度下进行反应。曲线A表示T2温度下n(H2)的变化,曲线B表示T1温度下n(NH3)的变化,T2温度下反应到a点恰好达到平衡。①T2温度下,从开始到12min用NH3浓度变化表示的平均反应速率V(NH3)=_____ mol•L-1•min-1,达平衡时N2的转化率为_____ 。
②温度T1_____ T2(填“>”“<”或“=”下同)。T1温度下恰好平衡时,曲线B上的点为b(m,n),则m_____ 12,n_____ 2。
(3)以焦炭为原料,在高温下与水蒸气反应可制得水煤气,涉及反应如下:
①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H1=+131.3kJ•mol-1 K1
②C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g) △H2=+90.3kJ•mol-1 K2
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=-41.0kJ•mol-1 K3
三个反应的平衡常数随温度变化的关系如图所示,则表示K1、K2、K3的曲线分别是c、_____ 、_____ 。(4)CO2在Cu—ZnO催化下,同时发生如下反应①、②,是解决温室效应和能源短缺的重要手段。
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1<0
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2>0
在容积不变的密闭容器中,保持温度不变,充入一定量的CO2和H2,起始及达平衡时,容器内各气体的物质的量及总压强如表所示:
若容器内反应①、②均达到平衡时,P0=1.4p,反应①的平衡常数Kp=_____ (Kpa)-2。(用含P的式子表示,各气体的分压=总压强×气体物质的量分数,如P(CO2)=P总×nCO2%)
(1)过渡金属催化还原氮气合成氨具有巨大前景。催化过程一般有吸附—解离—反应—脱附等过程,图示为N2和H2在固体催化剂表面合成氨反应路径的势能面图(部分数据略),其中“*”表示被催化剂吸附。氨气的脱附是过程
(2)若将2.0molN2和6.0molH2通入体积为1L的密闭容器中,分别在T1和T2温度下进行反应。曲线A表示T2温度下n(H2)的变化,曲线B表示T1温度下n(NH3)的变化,T2温度下反应到a点恰好达到平衡。①T2温度下,从开始到12min用NH3浓度变化表示的平均反应速率V(NH3)=
②温度T1
(3)以焦炭为原料,在高温下与水蒸气反应可制得水煤气,涉及反应如下:
①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H1=+131.3kJ•mol-1 K1
②C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g) △H2=+90.3kJ•mol-1 K2
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=-41.0kJ•mol-1 K3
三个反应的平衡常数随温度变化的关系如图所示,则表示K1、K2、K3的曲线分别是c、
①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1<0
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2>0
在容积不变的密闭容器中,保持温度不变,充入一定量的CO2和H2,起始及达平衡时,容器内各气体的物质的量及总压强如表所示:
CO2 | H2 | CH3OH | CO | H2O | 总压/kPa | |
起始/mol | 0.5 | 0.9 | 0 | 0 | 0 | P0 |
平衡/mol | n | 0.3 | p |
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【推荐3】随着社会经济的发展,消耗化石燃料而排放的CO2日益增多,实现CO2的资源化转化成为研究的热点。CO2加氢制甲酸符合绿色化学发展趋势,对于“碳中和”有重大意义。回答下列问题:
(1)CO2加氢合成甲酸可以通过如下路径实现(Me代表甲基):
反应①CO2(g)+H2(g)+MeOH(g)=HCOOMe(g)+H2O(g) ∆H1=+akJ·mol-1
反应②HCOOMe(g)+H2O(g)=HCOOH(g)+MeOH(g) ∆H2=-bkJ·mol-1
总反应CO2(g)+H2(g)=HCOOH(g)的△H=___________ kJ·mol-1;上述反应进程与体系能量变化趋势如图所示。若反应①的活化能为E1kJ·mol-1,反应②的活化能为E2kJ·mol-1,则总反应的活化能为___________ kJ·mol-1;对于反应②,当下列各项的数值不再变化时,可判断反应达到平衡的是___________ 。(填标号)。
A.气体平均相对分子质量 B.气体总压强(恒温恒容)
C. D.MeOH的质量分数
(2)已知∆G=∆H-T∆S。恒温、恒压下,若反应的∆G<0,则是热力学有利的反应;若∆G>0,则在热力学上是不利的。判断CO2(g)+H2(g)=HCOOH(g)是热力学___________ (填“有利”或“不利”)的反应,理由是___________ 。
(3)在催化剂和一定的温度、压强下,反应CO2(g)+H2(g)=HCOOH(g)可直接发生,其标准平衡常数,其中标准压强()=100kPa,分压(p)=总压(pg)×物质的量分数。某密闭容器中充入1molCO2和1molH2,在催化剂及400℃恒温、100kPa恒压下反应制取HCOOH,该条件下,CO2的平衡转化率___________ ;欲提高CO2的平衡转化率,可采取的措施有___________ (答出两条)
(4)以Pb、Pt为电极在水溶液中可实现CO2电解还原制备HCOOH。电极不参与反应,则CO2应通入___________ (填“Pb”或“Pt”)电极一侧,并附着在该电极表面,经两步反应生成HCOOH:第一步为CO2+e-=CO、第二步为___________ 。
(1)CO2加氢合成甲酸可以通过如下路径实现(Me代表甲基):
反应①CO2(g)+H2(g)+MeOH(g)=HCOOMe(g)+H2O(g) ∆H1=+akJ·mol-1
反应②HCOOMe(g)+H2O(g)=HCOOH(g)+MeOH(g) ∆H2=-bkJ·mol-1
总反应CO2(g)+H2(g)=HCOOH(g)的△H=
A.气体平均相对分子质量 B.气体总压强(恒温恒容)
C. D.MeOH的质量分数
(2)已知∆G=∆H-T∆S。恒温、恒压下,若反应的∆G<0,则是热力学有利的反应;若∆G>0,则在热力学上是不利的。判断CO2(g)+H2(g)=HCOOH(g)是热力学
(3)在催化剂和一定的温度、压强下,反应CO2(g)+H2(g)=HCOOH(g)可直接发生,其标准平衡常数,其中标准压强()=100kPa,分压(p)=总压(pg)×物质的量分数。某密闭容器中充入1molCO2和1molH2,在催化剂及400℃恒温、100kPa恒压下反应制取HCOOH,该条件下,CO2的平衡转化率
(4)以Pb、Pt为电极在水溶液中可实现CO2电解还原制备HCOOH。电极不参与反应,则CO2应通入
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【推荐1】羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,能防治某些害虫和真菌的危害。以FeOOH作催化剂,分别以CO和为碳源,与反应均能产生COS。
(1)以CO为碳源制COS,反应为,其反应过程能量变化如图所示。
①___________ 。
②在2L的密闭容器中,保持温度不变,开始投入9mol和a mol CO,经10min达到平衡,K=0.2,,则a=___________ mol。下图中曲线Ⅰ和Ⅱ表示该温度下,CO和投料比不同时,CO转化率随时间变化关系,则曲线Ⅰ和Ⅱ中a值的大小关系为:Ⅰ___________ Ⅱ(填“>”“<”或“=”),理由是___________ 。
(2)以为碳源制COS,反应为。
①在610K时,将0.10mol与0.40mol充入2.5L空钢瓶中,反应平衡后,的物质的量分数为0.02,则的平衡转化率___________ %。
②在620K重复实验,平衡后的物质的量分数为0.03,的转化率为,则___________ (填“>”“<”或“=”,下同),该反应的___________ 0。
③向反应器中再分别充入下列气体,能使转化率增大的是___________ (填字母)。
A. B. C.COS D.
(3)羰基硫在水存在时会缓慢水解生成,钢铁设备发生析氢腐蚀,则其正极的电极反应式为___________ ,负极的反应产物为___________ (填化学式)。
(1)以CO为碳源制COS,反应为,其反应过程能量变化如图所示。
①
②在2L的密闭容器中,保持温度不变,开始投入9mol和a mol CO,经10min达到平衡,K=0.2,,则a=
(2)以为碳源制COS,反应为。
①在610K时,将0.10mol与0.40mol充入2.5L空钢瓶中,反应平衡后,的物质的量分数为0.02,则的平衡转化率
②在620K重复实验,平衡后的物质的量分数为0.03,的转化率为,则
③向反应器中再分别充入下列气体,能使转化率增大的是
A. B. C.COS D.
(3)羰基硫在水存在时会缓慢水解生成,钢铁设备发生析氢腐蚀,则其正极的电极反应式为
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