氮的氧化物在生产、生活中有广泛应用。
Ⅰ.已知汽车气缸中氮及其化合物发生如下反应:
(常温下平衡常数为K1)
(常温下平衡常数为K2)
(1)则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35a83f179cf3f5157b0194012ba1d216.png)
_______
;常温下平衡常数K=_______ (用K1、K2来表示)
Ⅱ.四氧化二氮(N2O4)可作为运载火箭的推进剂,将4 mol N2O4放入2 L恒容密闭容器中发生反应
,平衡体系中N2O4的体积分数(
)随温度的变化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/12/2893007257853952/2894805635653632/STEM/f1905ff4-364c-46ca-a9d8-9e5c29b70a44.png?resizew=280)
(2)D点v(正)_______ v(逆)(填“>”“=”或“<”)。
(3)A、B、C点中平衡常数K的值最大的是_______ 点。T2时,N2O4的平衡转化率为_______ ;若达平衡时间为5 s,则此时间内的N2O4平均反应速率为_______ 。
(4)若其条件不变,在
原平衡基础上,再加入一定量NO2,达到新平衡时,与原平衡相比,NO2的体积分数_______ (填“增大”“不变”或“减小”)。
Ⅲ.碳的很多化合物在生产、生活中有广泛应用,对其进行综合利用是目前研究的热点之一。
;中科院化学所研究了该反应的反应历程,如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/12/2893007257853952/2894805635653632/STEM/bab4f0bb-dd44-4d30-877f-0f53d774a7ab.png?resizew=344)
(5)反应历程中,能降低反应活化能的物质有_______ (填化学式);中间产物有_______ 种。
(6)第4步反应的化学方程式为_______ 。
Ⅰ.已知汽车气缸中氮及其化合物发生如下反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2506d989123f201042f76f9656b7c653.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/683027f5febd35d8041fa2c76de99548.png)
(1)则
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35a83f179cf3f5157b0194012ba1d216.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/361f59abc7521c880d24d7eb47015b61.png)
Ⅱ.四氧化二氮(N2O4)可作为运载火箭的推进剂,将4 mol N2O4放入2 L恒容密闭容器中发生反应
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(2)D点v(正)
(3)A、B、C点中平衡常数K的值最大的是
(4)若其条件不变,在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f9b32741cd93e0e1054cebe946095be.png)
Ⅲ.碳的很多化合物在生产、生活中有广泛应用,对其进行综合利用是目前研究的热点之一。
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(5)反应历程中,能降低反应活化能的物质有
(6)第4步反应的化学方程式为
21-22高二上·天津和平·期末 查看更多[4]
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更新时间:2022-01-15 08:00:03
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【推荐1】环己醇常用于工业上制取增塑剂、表面活性剂以及用作工业溶剂等。苯酚(
)催化加氢制备环己醇一直受到研究人员的关注,该反应为
(g)+3H2(g)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6b217b880d001b208af3aa206cb039ca.png)
(g)
。请回答下列问题。
(1)已知:![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/21/2963048387829760/2963803866890240/STEM/9e668232-1af7-4ea5-b658-cc8bf1b9acee.png?resizew=89)
;
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/21/2963048387829760/2963803866890240/STEM/9cdfcb52-faf8-4e15-8ecd-2b9b420efc8b.png?resizew=85)
;
。
则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e845e82c3a7ae11b7f31b4b9c642f58.png)
_______ 。
(2)向体积为50L的恒容密闭容器中充入一定量的
(g)和
不同温度下,反应均进行5min测得反应物的转化率随温度的变化关系如图所示,已知曲线Ⅰ表示苯酚的转化率)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/21/2963048387829760/2963803866890240/STEM/1ede736d-2015-47e5-b6c7-937de61e9fd7.png?resizew=229)
①起始时投入的苯酚和氢气的物质的量之比为_______ 。
②A、B、C、D四点对应的正反应速率
、
、
、
的大小关系为_______ 。
③温度低于400℃时,
和苯酚的转化率随温度升高而增大的原因是_______ 。
④已知
,V代表体积;n代表气体物质的量;T代表温度;R是摩尔气体常数,单位是
。若初始时向容器中充入的苯酚为1mol,则反应从起始进行到A点,其平均反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/45609efc0f7d44fdbd60aface9006412.png)
_______ ;当反应温度为500℃时,反应达到平衡后,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
_______
。(
表示用分压代替浓度计算的平衡常数,结果用含R的代数式表示)
(3)氢原子和苯分子吸附在金属催化剂表面活性中心时,才能发生反应。当
中混有微量
杂质时,相同时间内测得环己醇的产率降低。推测其可能原因为_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/21/2963048387829760/2963803866890240/STEM/f46acc0d-3fa8-4212-b30f-5da8404e4d3d.png?resizew=79)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ed9527df1598329cda7f54678ef6cc3f.png)
(1)已知:
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9b38213f8c436ed078189eb8491a5924.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/64136e41224fa64da311c4a1a1a57738.png)
则
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e845e82c3a7ae11b7f31b4b9c642f58.png)
(2)向体积为50L的恒容密闭容器中充入一定量的
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/21/2963048387829760/2963803866890240/STEM/13da7623-bc74-4eb1-9c0d-74f004b21976.png?resizew=87)
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①起始时投入的苯酚和氢气的物质的量之比为
②A、B、C、D四点对应的正反应速率
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c8ef7d1ab4d05eda8a6126f7c024337d.png)
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③温度低于400℃时,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
④已知
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0e1fffb49f749e0f92ea7cb5b2578aa6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1f704e6f5498f8171a6d426b43d6b6fc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/45609efc0f7d44fdbd60aface9006412.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b160e918480203021824e8847d2f3ad2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/febe6ae46e15c2df1772464535e1ce23.png)
(3)氢原子和苯分子吸附在金属催化剂表面活性中心时,才能发生反应。当
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐2】完成下列问题
(1)甲烷临氧耦合CO,重整反应有:
①2CH4(g)+O2(g)
2CO(g)+4H2(g)
=-71.4J·mol-1
②CH4(g)+CO2(g)
2CO+2H2(g)
= +247.0kJ·mol-1
则CO的燃烧热△H=_______ 。
(2)在两个体积均为2L的恒容密闭容器中,起始时按表中相应的量加入物质,在相同温度下进行反应:CH4(g)+CO2(g)
2CO+2H2(g),CO2的平衡转化率如表所示。
①下列条件能说明反应达到平衡状态的是_______ (填序号)。
A. v正(CH4) = 2v逆( CO)
B.容器内各物质的浓度满足16c( CH4)·c(CO2)=c2(CO)·c2(H2)
C.容器内混合气体的平均分子量不再变化
D.容器内混合气体密度不再变化
②达到平衡时,容器II内CO2的平衡转化率_______ 50% (填“>”“=”或“<”)。
(3)CO2也可通过催化加氢合成乙醇,其反应原理为2CO2(g)+6H2(g)
C2H5OH(g)+3H2O(g)
<0。设m为起始时的投料比,即m=
。通过实验得到图象:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/7/2953198409916416/2953994069049344/STEM/7d871b7e-64af-4ddf-9f09-d93089c73f84.png?resizew=628)
①图甲中投料比相同,温度从低到高的顺序为_______ 。
②图乙中m1、m2、m3从小到大的顺序为_______ 。
③图丙表示在总压为5MPa的恒压条件下,且m=3时,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系。T4温度时,该反应压强平衡常数Kp的计算式为_______ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压x物质的量分数,代入数据,不用计算)。
(4)将标准状况下的CO2 4.48L通入0.3mo/L、1L NaOH溶液中恰好完全反应,所得溶液中的离子浓度大小关系为_______ 。
(1)甲烷临氧耦合CO,重整反应有:
①2CH4(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a3a8ea59521d16206aae2ca5a5312186.png)
②CH4(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a3a8ea59521d16206aae2ca5a5312186.png)
则CO的燃烧热△H=
(2)在两个体积均为2L的恒容密闭容器中,起始时按表中相应的量加入物质,在相同温度下进行反应:CH4(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
容器 | 起始物质的量/mol | CO2的平衡转化率 | |||
CH4 | CO2 | CO | H2 | ||
Ⅰ | 4 | 4 | 0 | 0 | 50% |
Ⅱ | 4 | 4 | 4 | 4 |
A. v正(CH4) = 2v逆( CO)
B.容器内各物质的浓度满足16c( CH4)·c(CO2)=c2(CO)·c2(H2)
C.容器内混合气体的平均分子量不再变化
D.容器内混合气体密度不再变化
②达到平衡时,容器II内CO2的平衡转化率
(3)CO2也可通过催化加氢合成乙醇,其反应原理为2CO2(g)+6H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a3a8ea59521d16206aae2ca5a5312186.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c24bfbb0880fb684f385bcaade919743.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/7/2953198409916416/2953994069049344/STEM/7d871b7e-64af-4ddf-9f09-d93089c73f84.png?resizew=628)
①图甲中投料比相同,温度从低到高的顺序为
②图乙中m1、m2、m3从小到大的顺序为
③图丙表示在总压为5MPa的恒压条件下,且m=3时,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系。T4温度时,该反应压强平衡常数Kp的计算式为
(4)将标准状况下的CO2 4.48L通入0.3mo/L、1L NaOH溶液中恰好完全反应,所得溶液中的离子浓度大小关系为
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【推荐3】完成关于锰元素的问题。
(1)已知:①
(绿色,溶液
)
②
(无色,溶液
)
锰有多种化合价,如+7、+6、+4、+2价等,在中性溶液里高锰酸钾的还原产物一般为___________ (填化学式)。
(2)查阅资料:
(未配平,Xe是稀有气体)。已知在高锰酸钾固体表面滴加浓盐酸,发生的半反应为
。在盛有
溶液的试管中加入适量
,振荡试管,可能观察到的现象是:___________ 。
(3)草酸(H2C2O4,二元弱酸)晶体溶于酸性高锰酸钾溶液,溶液的紫色褪去。离子反应方程式为:___________ 。
(4)以铅蓄电池为电源电解酸化的
溶液,可制备
。铅蓄电池的总反应方程式为:___________ ;当蓄电池中有
被消耗时,阳极上
的理论产量为___________ g.
(5)
催化
分解:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7d3abc22ab6feca96ac853db39420ca6.png)
,其反应机理如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/19/2854491490066432/2855196497281024/STEM/06bcd327-cd02-4991-b857-bbb9e5f232a6.png?resizew=231)
①已知反应Ⅱ为:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8c1603d53d5213e3315bfa11c52eec5a.png)
,写出反应Ⅰ的热化学方程式(焓变用
和
表示):___________ 。
②某温度时,向10mL0.4mol/LH2O2液中滴入1滴
发生上述分解反应,测得不同时刻生成
的体积(已折算为标准状况下体积)如下表:
时反应速率比
时的慢,其原因是:___________ 。
的平均反应速率v(H2O2)=___________ (忽略溶液体积变化)。
(1)已知:①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cd30ba40c601eb5f605f373b8a4d2226.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8264550e329694e643eb57f4fd9d4a56.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/21ee5c9fb6fcf07ad4a3bdb1a2a53590.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/68a45dcb98b3da16ac21c35872bdf796.png)
锰有多种化合价,如+7、+6、+4、+2价等,在中性溶液里高锰酸钾的还原产物一般为
(2)查阅资料:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/77d43b78002680aaa12b48bbf65640e1.png)
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(3)草酸(H2C2O4,二元弱酸)晶体溶于酸性高锰酸钾溶液,溶液的紫色褪去。离子反应方程式为:
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(5)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7d3abc22ab6feca96ac853db39420ca6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/19/2854491490066432/2855196497281024/STEM/06bcd327-cd02-4991-b857-bbb9e5f232a6.png?resizew=231)
①已知反应Ⅱ为:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8c1603d53d5213e3315bfa11c52eec5a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
②某温度时,向10mL0.4mol/LH2O2液中滴入1滴
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/861c7c33f4c80d7f0ccd0aa348f0ae74.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7fa4e407156124daed6d1d94dbb26e29.png)
t/min | 0 | 2 | 4 | 6 |
V(O2)/mL | 0 | 9.9 | 17.2 | 22.4 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0db6d2de5904f626fda403bdfeaaf648.png)
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【推荐1】I.将等物质的量A、B混合于1L的密闭容器中,发生如下反应,3A(g)+B(g) ⇌ xC(g)+2D(s),经5min后达到平衡,测得D的物质的量为2mol,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率是0.2mol/(L•min)。请计算:
(1)平衡时A的浓度为_____ ;反应开始前容器中B的物质的量为_____ 。
(2)前5min内用B表示的平均反应速率_____ 。
(3)化学反应方程式中x的值_____ 。
(4)平衡时容器内气体的压强与起始时容器内压强的比值为_____ 。
II.将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s) ⇌ 2NH3(g)+CO2(g)。
(5)下列不能判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是_____ (填序号)。
①v正(NH3)=2v逆(CO2)
②密闭容器中NH3的物质的量不变
③容器中NH3与CO2的物质的量之比保持不变
④密闭容器中气体总压强保持不变
⑤CO2(g)的体积分数保持不变
⑥形成2molNH3的同时消耗1molCO2
⑦气体的平均相对分子质量保持不变
⑧混合气体的密度保持不变
(1)平衡时A的浓度为
(2)前5min内用B表示的平均反应速率
(3)化学反应方程式中x的值
(4)平衡时容器内气体的压强与起始时容器内压强的比值为
II.将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s) ⇌ 2NH3(g)+CO2(g)。
(5)下列不能判断该分解反应已经达到化学平衡状态的是
①v正(NH3)=2v逆(CO2)
②密闭容器中NH3的物质的量不变
③容器中NH3与CO2的物质的量之比保持不变
④密闭容器中气体总压强保持不变
⑤CO2(g)的体积分数保持不变
⑥形成2molNH3的同时消耗1molCO2
⑦气体的平均相对分子质量保持不变
⑧混合气体的密度保持不变
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【推荐2】某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/6/7/1962087591297024/1968452425613312/STEM/b19c667e97b94c459afc4e1d20a7f608.png?resizew=151)
(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为__________ 。
(2)反应从开始至2分钟,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为V(Z)=__________ 。
(3)2min反应达平衡,容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时______ (填增大、减小或不变);混合气体密度比起始时_______ (填增大、减小或不变).
(4)将amolx与bmolY的混合气体发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰好满足:n(X)=n(Y)=n(Z),则原混合气体中a:b=__________ 。
(5)下列措施能加快反应速率的是_________ 。
A.恒压时充入He; B.恒容时充入He; C.恒容时充入X; D.及时分离出Z;E.升高温度; F.选择高效的催化剂
(6)下列说法正确的是__________ 。
A.升高温度改变化学反应的限度
B.已知正反应是吸热反应,升高温度平衡向右移动,正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.化学反应的限度与时间长短无关
D.化学反应的限度是不可能改变的
E.增大Y的浓度,正反应速率加快,逆反应速率加快,正反应速率大于逆反应速率
F.加入高效催化剂可加快正、逆反应速率,化学平衡正向移动
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/6/7/1962087591297024/1968452425613312/STEM/b19c667e97b94c459afc4e1d20a7f608.png?resizew=151)
(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为
(2)反应从开始至2分钟,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为V(Z)=
(3)2min反应达平衡,容器内混合气体的平均相对分子质量比起始时
(4)将amolx与bmolY的混合气体发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰好满足:n(X)=n(Y)=n(Z),则原混合气体中a:b=
(5)下列措施能加快反应速率的是
A.恒压时充入He; B.恒容时充入He; C.恒容时充入X; D.及时分离出Z;E.升高温度; F.选择高效的催化剂
(6)下列说法正确的是
A.升高温度改变化学反应的限度
B.已知正反应是吸热反应,升高温度平衡向右移动,正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.化学反应的限度与时间长短无关
D.化学反应的限度是不可能改变的
E.增大Y的浓度,正反应速率加快,逆反应速率加快,正反应速率大于逆反应速率
F.加入高效催化剂可加快正、逆反应速率,化学平衡正向移动
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【推荐3】某反应在体积为5L的恒容密闭的绝热容器中进行,各物质的量随时间的变化情况如下图所示(已知A、B、C均为气体)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/2/8444608e-53df-4202-b0c7-a5a930c9bf2e.png?resizew=228)
(1)该反应的化学方程式为____ 。
(2)反应开始至2分钟时,B的平均反应速率为____ 。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是______ 。
A.υ(A)=2υ(B) B.容器内气体密度不变
C.υ逆(A)=υ正(C) D.各组分的物质的量相等
E. 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
(4)由图求得平衡时A的转化率为____ 。
(5)为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,某同学设计了如下一系列的实验:将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的容器中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。
①请完成此实验设计,其中:V1=____ ,V6=____ 。
②该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高,但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/2/8444608e-53df-4202-b0c7-a5a930c9bf2e.png?resizew=228)
(1)该反应的化学方程式为
(2)反应开始至2分钟时,B的平均反应速率为
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是
A.υ(A)=2υ(B) B.容器内气体密度不变
C.υ逆(A)=υ正(C) D.各组分的物质的量相等
E. 混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
(4)由图求得平衡时A的转化率为
(5)为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,某同学设计了如下一系列的实验:将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的容器中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。
混合溶液 实验 | A | B | C | D | E | F |
4mol/LH2SO4(mL) | 30 | V1 | V2 | V3 | V4 | V5 |
饱和CuSO4溶液(mL) | 0 | 0.5 | 2.5 | 5 | V6 | 20 |
H2O(mL) | V7 | V8 | V9 | V10 | 10 | 0 |
①请完成此实验设计,其中:V1=
②该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高,但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因
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【推荐1】甲醇是一种重要的有机原料,在催化剂的作用下,CO和H2反应可生成甲醇(CH3OH)和副产物CH4,热化学方程式如下:
反应① CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) Δ H1=-90.0 kJ/mol
反应② CO(g)+3H2(g)
CH4(g)+H2O(g) Δ H2
反应③ CH4(g)+2H2O(g)
CO2(g)+4H2(g) Δ H3= +125.0 kJ/mol
反应④ CO(g)+H2O(g
CO2(g)+H2(g) Δ H4=-25.0 kJ/mol
K1 、K2、K3、K4分别表示反应①、②、③、④ 的平衡常数。
回答下列问题:
(1)反应②的平衡常数的表达式为K2 =___________ ,K2与K3和K4的关系为K2=___________ ,Δ H 2 =___________ kJ/mol。
(2)为探究不同催化剂对CO和H2生成CH3OH的选择性效果,某实验室控制CO和H2的初始投料比为1:3进行实验,得到如下数据表1和图2:
表1
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/6/2888510805147648/2889370115678208/STEM/829effc2-dc97-4542-b5f0-136bfdd96958.png?resizew=198)
①由表1可知,反应I的最佳催化剂为___________ ;图2是CO的转化率α(CO)与温度的关系,且最高转化率对应温度为T1,则a、b、c、d四点对应α(CO)是该温度下的CO平衡转化率的有___________ 。
②有利于提高CO转化为CH3OH的平衡转化率的措施有___________ 。
A. 使用催化剂CuO-ZnO-ZrO2 B. 适当降低反应温度
C. 增大CO和H2的初始投料比 D. 恒容下,再充入a molCO和3a mol H2
(3)已知1000℃,反应CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) K4 =1.0,该温度下,在某时刻体系中CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为3mol·L-1、1 mol·L-1、4 mol·L-1、2 mol·L-1,则此时上述反应的v正(CO)___________ v逆(CO)(填“<”,“=”或“>”),再次达到平衡时c(CO)=___________ mol·L-1。
反应① CO(g)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
反应② CO(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
反应③ CH4(g)+2H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
反应④ CO(g)+H2O(g
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
K1 、K2、K3、K4分别表示反应①、②、③、④ 的平衡常数。
回答下列问题:
(1)反应②的平衡常数的表达式为K2 =
(2)为探究不同催化剂对CO和H2生成CH3OH的选择性效果,某实验室控制CO和H2的初始投料比为1:3进行实验,得到如下数据表1和图2:
表1
T/K | 时间/min | 催化剂种类 | 甲醇的含量(%) |
450 | 10 | CuO-ZnO | 78 |
450 | 10 | CuO-ZnO-ZrO2 | 88 |
450 | 10 | ZnO-ZrO2 | 46 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/6/2888510805147648/2889370115678208/STEM/829effc2-dc97-4542-b5f0-136bfdd96958.png?resizew=198)
①由表1可知,反应I的最佳催化剂为
②有利于提高CO转化为CH3OH的平衡转化率的措施有
A. 使用催化剂CuO-ZnO-ZrO2 B. 适当降低反应温度
C. 增大CO和H2的初始投料比 D. 恒容下,再充入a molCO和3a mol H2
(3)已知1000℃,反应CO(g)+H2O(g)
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【推荐2】工业产生的废气COX、NOX、SOX 对环境有害,若能合理的利用吸收,可以减少污染,变废为宝。
(1)已知:CO2(g)+3H2(g) == CH3OH(g)+H2O(l) ΔH=-akJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g) == 2H2O(l) ΔH=-bkJ·mol-1;
CH3OH(g) == CH3OH(l) ΔH=-ckJ·mol-1;
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:________________________ 。
(2)光气(COCl2)是一种重要的化工原料,用于农药、医药、聚酯类材料的生产,工业上通过Cl2(g)+CO(g)
COCl2(g)制备。左图为此反应的反应速率随温度变化的曲线,右图为某次模拟实验研究过程中容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。回答下列问题:
①0~6 min内,反应的平均速率v(Cl2)=__________ ;
②10min改变的条件是________ .
(3)利用氨水可以将SO2和NO2吸收,原理如下左图所示:,NO2被吸收的离子方程式是____________________ 。
(4)用粗硅作原料,熔融盐电解法制取硅烷原理如上右图,判断B为电源的______ 极,电解时阳极的电极反应式为___________________ 。
(1)已知:CO2(g)+3H2(g) == CH3OH(g)+H2O(l) ΔH=-akJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g) == 2H2O(l) ΔH=-bkJ·mol-1;
CH3OH(g) == CH3OH(l) ΔH=-ckJ·mol-1;
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:
(2)光气(COCl2)是一种重要的化工原料,用于农药、医药、聚酯类材料的生产,工业上通过Cl2(g)+CO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/6/8c1251d5-2986-406f-8a00-0f2fe96642b2.png?resizew=481)
①0~6 min内,反应的平均速率v(Cl2)=
②10min改变的条件是
(3)利用氨水可以将SO2和NO2吸收,原理如下左图所示:,NO2被吸收的离子方程式是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/6/a1c3d14e-c7bb-41d5-b2a9-55b76605f1ff.png?resizew=394)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/6/b1e512d0-4316-43ee-9864-ea8e7672d14b.png?resizew=154)
(4)用粗硅作原料,熔融盐电解法制取硅烷原理如上右图,判断B为电源的
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【推荐3】用
代替
与燃料CO反应,既可以提高燃烧效率,又能得到高纯
,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,反应①为主反应,反应②和③为副反应。
①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6081e577b19d544dc9ba397e4aeb96f7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/64d0a07bf34c4d2db2b15dbf8e168e09.png)
②![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1ef2c5f31f06df88f08736e55f3bdc69.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e483f056e49aa70899a0611a1d014fbb.png)
③![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1706080ae8165df54025eb93972e89db.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fb8a68cef02f328ec4003d8155aa2748.png)
(1)反应①~③的平衡常数的对数
随反应温度T的变化曲线如图中所示,图中曲线b对应反应___________ (填①、②或③,判断依据是___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/21/2856068992417792/2856575099641856/STEM/197e9989-9fbb-4f20-8968-9b656d7a58be.png?resizew=369)
(2)反应①的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be67926dcdcae9406c284c19b51258b9.png)
___________ (用表达式表示)。向盛有
的真空恒容容器中充入CO,反应①于900℃达到平衡,平衡时测得
,结合上图曲线c中相关数据,计算CO的平衡转化率为___________ (忽略副反应,结果保留2位有效数字)。
(3)假设某温度下,反应②的速率(
)大于反应①的速率(
),则下列反应过程能量变化示意图正确的是___________ 。
(4)恒温恒容条件下,假设反应①和②同时发生,且
,则反应体系中
随时间t变化的趋势为___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6c1438db8931aa7a31e1c2c344ccbc1a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6081e577b19d544dc9ba397e4aeb96f7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/64d0a07bf34c4d2db2b15dbf8e168e09.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1ef2c5f31f06df88f08736e55f3bdc69.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e483f056e49aa70899a0611a1d014fbb.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1706080ae8165df54025eb93972e89db.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fb8a68cef02f328ec4003d8155aa2748.png)
(1)反应①~③的平衡常数的对数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/580318e474fe9c93a313a45e8ea52451.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/21/2856068992417792/2856575099641856/STEM/197e9989-9fbb-4f20-8968-9b656d7a58be.png?resizew=369)
(2)反应①的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be67926dcdcae9406c284c19b51258b9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6c1438db8931aa7a31e1c2c344ccbc1a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9612b13eca227cac521c2e0db892f7a2.png)
(3)假设某温度下,反应②的速率(
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d5eadc99ac8905aa42872ddb8485ef2e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff941fbee626e47eee22b060605cab8a.png)
A | B | C | D |
![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
(4)恒温恒容条件下,假设反应①和②同时发生,且
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f6ded1872269f3929b0ef97fa3edf59c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff86ba96497cf52b761b432f7fa4b6ae.png)
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【推荐1】某温度时在2L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/7/8/3018241340661760/3052008023220225/STEM/547e764e9c544c0f98fc4b4ab2a53516.png?resizew=246)
(1)该反应的化学方程式为_______ 。
(2)用Z的浓度变化表示0~2min间的平均反应速率v(Z)=_______ 。
(3)反应达平衡时,容器内混合气体的总压强是起始时_______ 倍。
(4)下列能判断该反应达到了平衡状态_______
A.混合物的密度不再改变
B.2min后,反应停止
C.混合物各组分的物质的量浓度不再改变
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/7/8/3018241340661760/3052008023220225/STEM/547e764e9c544c0f98fc4b4ab2a53516.png?resizew=246)
(1)该反应的化学方程式为
(2)用Z的浓度变化表示0~2min间的平均反应速率v(Z)=
(3)反应达平衡时,容器内混合气体的总压强是起始时
(4)下列能判断该反应达到了平衡状态
A.混合物的密度不再改变
B.2min后,反应停止
C.混合物各组分的物质的量浓度不再改变
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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2】工业上一种制取硝酸的流程如图,请回答下列问题:
(1)在工业上制硝酸的生产中,写出由NH3转化为NO的化学方程式:___________ 。
(2)生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物,用NH3还原法处理时,能生成两种无污染的产物。写出在催化剂作用下,NH3还原法处理含NO2的尾气反应的化学方程式:___________ 。
(3)某温度下,在2L密闭容器中。通入等物质的量的N2和H2,在催化剂作用下发生反应,各物质的物质的量随时间的变化如图所示。
①反应进行到2min时,正反应速率和逆反应速率___________ (填“相等”或“不相等”)。
②反应开始至2min,用N2表示的平均反应速率为___________ ,H2的转化率为___________ 。混合气体中N2的体积分数为___________ 。
③向密闭容器中通入amolA(g)和bmolB(g),发生反应
,当改变下列条件时,会加快反应速率的是___________ (填标号)。
a.降低温度
b.保持容器的体积不变,充入氦气(不参与反应)
c.保持容器的体积不变,增加A(g)的物质的量
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/24/5bcb3358-f2c5-4090-a8dd-cbca5b867a68.png?resizew=420)
(1)在工业上制硝酸的生产中,写出由NH3转化为NO的化学方程式:
(2)生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物,用NH3还原法处理时,能生成两种无污染的产物。写出在催化剂作用下,NH3还原法处理含NO2的尾气反应的化学方程式:
(3)某温度下,在2L密闭容器中。通入等物质的量的N2和H2,在催化剂作用下发生反应,各物质的物质的量随时间的变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/24/43000742-dd1f-4388-8a58-759e9ce70661.png?resizew=199)
①反应进行到2min时,正反应速率和逆反应速率
②反应开始至2min,用N2表示的平均反应速率为
③向密闭容器中通入amolA(g)和bmolB(g),发生反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1760036a32abb68957f0131485922e95.png)
a.降低温度
b.保持容器的体积不变,充入氦气(不参与反应)
c.保持容器的体积不变,增加A(g)的物质的量
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【推荐3】“碳中和”引起各国的高度重视,正成为科学家研究的主要课题。利用CO2合成二甲醚有两种工艺。
工艺1:先在设备一加氢合成甲醇,涉及以下主要反应:
Ⅰ.甲醇的合成:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
Ⅱ.逆水汽变换:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)
再通过设备二由甲醇脱水合成二甲醚。
Ⅲ.甲醇脱水:2 CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g)
工艺2:在双功能催化剂作用下,由CO2加氢直接得到二甲醚。
已知:相关物质变化的变示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/8/27/2795370665820160/2795755678031872/STEM/afbd9c3704ac4bb09c79fe864ca96d89.png?resizew=460)
(1)请写出工艺2中CO2直接加氢合成CH3OCH3(g) (反应Ⅳ)的热化学方程式:___________ 。
(2)工艺1需先在设备一先合成甲醇。在不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料合成甲醇,实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/8/27/2795370665820160/2795755678031872/STEM/b240e87393404197bc4947008032e61c.png?resizew=180)
下列说法正确的是___________。
(3)解释图乙中压强一定时,曲线随温度变化先降后升的原因___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/8/27/2795370665820160/2795755678031872/STEM/2bcbbef4806a4907ade8add092fac995.png?resizew=182)
(4)假定工艺2在一定温度下,控制恒容0.6L的刚性容器中进行,不考虑反应Ⅱ的逆水汽变换及其他副反应,将1mol CO2与3molH2与双能催化剂充分接触反应,测定CO2的平衡转化率为80%,CH3OCH3选择性为50%,求此温度下反应Ⅳ的平衡常数K=___________ 。(CH3OCH3选择性=
×100%)
(5)工艺2使用的双功能催化剂通常由甲醇合成活性中心和甲醇脱水活性中心组成,前者常采用铜基催化剂,后者主要是γ-Al2O3。在一定条件下将CO2与H2以1:3投料比通过双功能催化剂,测定含碳产物的物质的量分数随时间变化如图所示。研究发现,采用Li-Pd/SiO2代替铜基催化剂在甲醇合成阶段有更佳的催化效果。在图上画出采用Li-Pd/SiO2与γ-Al2O3复合催化剂作用下,CH3OH物质的量分数随时间变化的曲线___________ 。
工艺1:先在设备一加氢合成甲醇,涉及以下主要反应:
Ⅰ.甲醇的合成:CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
Ⅱ.逆水汽变换:CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
再通过设备二由甲醇脱水合成二甲醚。
Ⅲ.甲醇脱水:2 CH3OH(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
工艺2:在双功能催化剂作用下,由CO2加氢直接得到二甲醚。
已知:相关物质变化的变示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/8/27/2795370665820160/2795755678031872/STEM/afbd9c3704ac4bb09c79fe864ca96d89.png?resizew=460)
(1)请写出工艺2中CO2直接加氢合成CH3OCH3(g) (反应Ⅳ)的热化学方程式:
(2)工艺1需先在设备一先合成甲醇。在不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料合成甲醇,实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/8/27/2795370665820160/2795755678031872/STEM/b240e87393404197bc4947008032e61c.png?resizew=180)
下列说法正确的是___________。
A.图甲纵坐标表示CH3OH的平衡产率 |
B.p1>p2>p3 |
C.为了同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择低温、高压的反应条件 |
D.一定温度、压强下,寻找活性更高的催化剂,是提高CO2的平衡转化率的主要研究方向 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/8/27/2795370665820160/2795755678031872/STEM/2bcbbef4806a4907ade8add092fac995.png?resizew=182)
(4)假定工艺2在一定温度下,控制恒容0.6L的刚性容器中进行,不考虑反应Ⅱ的逆水汽变换及其他副反应,将1mol CO2与3molH2与双能催化剂充分接触反应,测定CO2的平衡转化率为80%,CH3OCH3选择性为50%,求此温度下反应Ⅳ的平衡常数K=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f09fc97f076e2bb02989ee46d066e641.png)
(5)工艺2使用的双功能催化剂通常由甲醇合成活性中心和甲醇脱水活性中心组成,前者常采用铜基催化剂,后者主要是γ-Al2O3。在一定条件下将CO2与H2以1:3投料比通过双功能催化剂,测定含碳产物的物质的量分数随时间变化如图所示。研究发现,采用Li-Pd/SiO2代替铜基催化剂在甲醇合成阶段有更佳的催化效果。在图上画出采用Li-Pd/SiO2与γ-Al2O3复合催化剂作用下,CH3OH物质的量分数随时间变化的曲线
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/8/27/2795370665820160/2795755678031872/STEM/ed91a6745b534cb687ae477fd8efe49c.png?resizew=246)
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