Ⅰ.在的密闭容器内,时反应体系中,随时时间的变化如表:
(1)内该反应的平均速率_______ 。
(2)写出该反应的平衡常数表达式:K=_______ 。已知:,则该反应是_______ 热反应。
(3)如图表示的变化的曲线是_______ 。
(4)不能说明该反应已达到平衡状态的是_______。
(5)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是_______。
Ⅱ.肼()可用做发射卫星的火箭燃料。已知
①
②
(6)写出气态肼和生成氮气和水蒸气的热化学方程式_______ 。
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
(1)内该反应的平均速率
(2)写出该反应的平衡常数表达式:K=
(3)如图表示的变化的曲线是
(4)不能说明该反应已达到平衡状态的是_______。
A. | B.容器内压强保持不变 |
C. | D.容器内气体密度保持不变 |
A.及时分离出气体 | B.增大的浓度 | C.适当升高温度 | D.选择高效催化剂 |
Ⅱ.肼()可用做发射卫星的火箭燃料。已知
①
②
(6)写出气态肼和生成氮气和水蒸气的热化学方程式
更新时间:2022-01-19 11:34:09
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解答题-原理综合题
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【推荐1】氧硫化碳(COS,结构类似于CO2)广泛存在于以煤为原料的各种化工原料气中,能引起催化剂中毒、化学产品质量下降和大气污染。有多种方法可以脱氧硫化碳中的硫,其中氢解和水解反应是两种常用的脱硫方法,其反应式分别为:
①氢解反应:COS(g) +H2(g)H2S(g) + CO(g) ΔH1= +7kJ/mol
②水解反应:COS(g) +H2O(g)H2S(g) +CO2(g) ΔH2=-35kJ/mol
请回答下列问题:
(1)氧硫化碳的电子式为_____ 。
(2)CO和H2O(g)能反应生成CO2和H2,写出该反应的热化学方程式_______ 。
(3)水解反应达到平衡后,若减小容器的体积,逆反应速率将_____ (填增大、减少或不变,下同),COS的转化率____ 。
(4)某温度下,体积为2L的恒容体系中,物质的量分别为mmol、nmol的COS蒸气和H2气发生氢解,已知COS的转化率为α,则该温度下的平衡常数K=____ (用m、n、α等符号表示)。
(5)某科研小组研究改进催化剂TiO2/Al2O3和温度对COS水解的影响,得到如图
COS水解的最佳温度是________ ;理由是___________ 。
①氢解反应:COS(g) +H2(g)H2S(g) + CO(g) ΔH1= +7kJ/mol
②水解反应:COS(g) +H2O(g)H2S(g) +CO2(g) ΔH2=-35kJ/mol
请回答下列问题:
(1)氧硫化碳的电子式为
(2)CO和H2O(g)能反应生成CO2和H2,写出该反应的热化学方程式
(3)水解反应达到平衡后,若减小容器的体积,逆反应速率将
(4)某温度下,体积为2L的恒容体系中,物质的量分别为mmol、nmol的COS蒸气和H2气发生氢解,已知COS的转化率为α,则该温度下的平衡常数K=
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COS水解的最佳温度是
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【推荐2】合成氨及甲醇生产中微量的羰基硫(COS)也可引起催化剂中毒失活,常采用水解法进行羰基硫的脱除,反应原理为COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g)。
回答下列问题:
(1)已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-18kJ·mol-1。若氢气还原法脱除羰基硫的热化学方程式为COS(g)+H2(g)CO(g)+H2S(g) △H=-17kJ·mol-1,则水解法脱除羰基硫对应的反应热△H=___ 。
(2)T℃时,向体积均为2L的甲、乙两个密闭容器中,分别投入2molCOS(g)和2molH2O(g),发生反应COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g),甲在恒压条件下达到平衡,乙在恒容条件下达到平衡。
①COS的平衡转化率:甲__ 乙(填“>”“<”或“=”),理由是__ 。
②下列情况能说明甲中反应达到平衡状态的是__ (填选项字母)。
A.混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
B.H2O和CO2的消耗速率相等
C.混合气体的总压保持不变
D.H2S和CO2的体积分数之比不再变化
③乙中反应开始时压强为p0,由反应开始至达到平衡状态用时5min,达到平衡时c(H2S)=0.2mol·L-1,用COS(g)的浓度变化表示的平均反应速率为__ ;在化学平衡体系中,用各气体物质的分压替代浓度求得的平衡常数Kp=__ 。
(3)某实验室对羰基硫水解催化技术进行研究,发现在实验条件下,仅改变温度,相同时间内羰基硫水解转化率的改变如图1所示,温度高于200°C羰基硫转化率减小,可能的原因为__ (任写两条);若保持温度为250℃,仅改变水蒸气含量,相同时间内羰基硫水解转化率的改变如图2所示,该图所得结论与根据方程式理论分析所得结论__ (填“是”或“否”)一致,造成此结果可能的原因为__ 。
回答下列问题:
(1)已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-18kJ·mol-1。若氢气还原法脱除羰基硫的热化学方程式为COS(g)+H2(g)CO(g)+H2S(g) △H=-17kJ·mol-1,则水解法脱除羰基硫对应的反应热△H=
(2)T℃时,向体积均为2L的甲、乙两个密闭容器中,分别投入2molCOS(g)和2molH2O(g),发生反应COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g),甲在恒压条件下达到平衡,乙在恒容条件下达到平衡。
①COS的平衡转化率:甲
②下列情况能说明甲中反应达到平衡状态的是
A.混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
B.H2O和CO2的消耗速率相等
C.混合气体的总压保持不变
D.H2S和CO2的体积分数之比不再变化
③乙中反应开始时压强为p0,由反应开始至达到平衡状态用时5min,达到平衡时c(H2S)=0.2mol·L-1,用COS(g)的浓度变化表示的平均反应速率为
(3)某实验室对羰基硫水解催化技术进行研究,发现在实验条件下,仅改变温度,相同时间内羰基硫水解转化率的改变如图1所示,温度高于200°C羰基硫转化率减小,可能的原因为
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【推荐3】大气污染物主要成分是SO2、NO2、CxHy及可吸入颗粒等,主要来自于燃煤、机动车尾气和工业废气。
(1)上述成分中能形成酸雨的是____ (填化学式)。
(2)煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径之一。利用煤的气化获得的水煤气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下可以合成绿色燃料甲醇。
已知:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-58.7 kJ•mol-1
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.0 kJ•mol-1
CO与H2生成CH3OH气体反应的热化学方程式是____ 。
(3)空气质子交换法治理SO2,其原理是将含有SO2的烟气与O2通过电化学反应制得硫酸,负极的电极反应式是____ 。
(4)已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196 kJ•mol-1,500℃时将2 mol SO2和1 mol O2装入一容积恒定的10 L密闭容器中,达到平衡时容器中SO3的浓度为0.1 mol•L-1。
①该反应的平衡常数K=____ 。某温度时,该反应的平衡常数K=50,则该温度____ (填“>”“<”或“=”)500℃。
②下列措施能使的值减小的是____ (填字母)。
A.升温 B.其他条件不变,再充入2 mol He
C.其他条件不变,再充入2 mol SO2和1 mol O2 D.改用其他更高效的催化剂
(1)上述成分中能形成酸雨的是
(2)煤的气化是高效、清洁利用煤炭的重要途径之一。利用煤的气化获得的水煤气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下可以合成绿色燃料甲醇。
已知:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-58.7 kJ•mol-1
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.0 kJ•mol-1
CO与H2生成CH3OH气体反应的热化学方程式是
(3)空气质子交换法治理SO2,其原理是将含有SO2的烟气与O2通过电化学反应制得硫酸,负极的电极反应式是
(4)已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196 kJ•mol-1,500℃时将2 mol SO2和1 mol O2装入一容积恒定的10 L密闭容器中,达到平衡时容器中SO3的浓度为0.1 mol•L-1。
①该反应的平衡常数K=
②下列措施能使的值减小的是
A.升温 B.其他条件不变,再充入2 mol He
C.其他条件不变,再充入2 mol SO2和1 mol O2 D.改用其他更高效的催化剂
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【推荐1】I.完成下列问题。
(1)3克红热的炭和水蒸气充分反应,生成和。吸收热,该反应的热化学方程式为_______
II.在容积为的容器中,通入一定量的,发生反应,随温度升高,混合气体的颜色变深。
回答下列问题:
(2)反应的∆H_______ 0(填“大于”、“小于”);100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在时段,反应速率为_______ 反应的平衡常数为_______ 。
(3)100℃时达到平衡后,改变反应温度为T,以的平均速率降低,经10s又达到平衡。T_______ 100℃(填“大于”“小于”),判断理由是_______
(4)温度时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,平衡向_______ (填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是_______ 。
(1)3克红热的炭和水蒸气充分反应,生成和。吸收热,该反应的热化学方程式为
II.在容积为的容器中,通入一定量的,发生反应,随温度升高,混合气体的颜色变深。
回答下列问题:
(2)反应的∆H
(3)100℃时达到平衡后,改变反应温度为T,以的平均速率降低,经10s又达到平衡。T
(4)温度时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,平衡向
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解答题-无机推断题
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【推荐2】W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素,其原子半径随原子序数变化如下图所示。已知W的一种核素的质量数为14,中子数为7;X的离子与具有相同的质子、电子数目:W与Y的氧化物均能导致酸雨的形成;Z的非金属性在同周期主族元素中最强。
(1)Y在周期表中的位置是_______ 。
(2)用电子式表示化合物X3W的结构_______ 。
(3)X3W遇水可释放出使酚酞溶液变红的气体A,该反应的化学方程式是_______ 。
(4)同温同压下,将a L W的简单氢化物和b LZ的氢化物通入水中,若所得溶液的pH=7则a_______ b(填“>”或“<”或“=”)。
(5)用惰性电极电解化合物XZ溶液从阴极释放出气体B,该反应的离子方程式是_______ 。
(6)已知W的单质与气体B在一定条件下可形成气体A,即:W2(g)+3B(g)⇌2A(g) ∆H=-92.4kJ∙mol-1,在某温度时,一个容积固定的密闭容器中,发生上述反应。在不同时间测定的容器内各物质的浓度如下表:
0min~10min, W2 的平均反应速率_______ 。
②反应在第l0min改变了反应条件,改变的条件可能是_______ 。
a.更新了催化剂 b.升高温度 c.增大压强 d.增加B的浓度
③若反应从第30min末又发生了一次条件改变,改变的反应条件可能是_______ 。
a.更新了催化剂 b.升高温度 c.增大压强 d.减小A的浓度
(1)Y在周期表中的位置是
(2)用电子式表示化合物X3W的结构
(3)X3W遇水可释放出使酚酞溶液变红的气体A,该反应的化学方程式是
(4)同温同压下,将a L W的简单氢化物和b LZ的氢化物通入水中,若所得溶液的pH=7则a
(5)用惰性电极电解化合物XZ溶液从阴极释放出气体B,该反应的离子方程式是
(6)已知W的单质与气体B在一定条件下可形成气体A,即:W2(g)+3B(g)⇌2A(g) ∆H=-92.4kJ∙mol-1,在某温度时,一个容积固定的密闭容器中,发生上述反应。在不同时间测定的容器内各物质的浓度如下表:
时间 | 浓度(mol/L) | ||
c(W2) | c(B) | c(A) | |
第0 min | 4.0 | 9.0 | 0 |
第10 min | 3.8 | 8.4 | 0.4 |
第20 min | 3.4 | 7.2 | 1.2 |
第30 min | 3.4 | 7.2 | 1.2 |
第40 min | 3.6 | 7.8 | 0.8 |
②反应在第l0min改变了反应条件,改变的条件可能是
a.更新了催化剂 b.升高温度 c.增大压强 d.增加B的浓度
③若反应从第30min末又发生了一次条件改变,改变的反应条件可能是
a.更新了催化剂 b.升高温度 c.增大压强 d.减小A的浓度
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【推荐3】雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时
,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图所示。
据此判断:
①该反应的温度T2____ T1 (填“>”或“<”)。
②在T1温度下,0~2 s内的平均反应速率v(N2)=___________ 。
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若增大催化剂的表面积,则CO转化率__ (填“增大”“减小”或“不变”)。
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是____ (填字母)。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867.0 kJ/mol
2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2、CO2和H2O(g)的热化学方程式:_________________ 。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。电极a、b表面发生的电极反应式分别为a:____________________ ,
b:___________________________________ 。
,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图所示。
据此判断:
①该反应的温度T2
②在T1温度下,0~2 s内的平均反应速率v(N2)=
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若增大催化剂的表面积,则CO转化率
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是
a b c
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867.0 kJ/mol
2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2、CO2和H2O(g)的热化学方程式:
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。电极a、b表面发生的电极反应式分别为a:
b:
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【推荐1】甲醇是一种重要的化工原料。利用CO2和 H2在催化剂的作用下合成甲醇,有关反应的反应热与平衡常数表示如下:
反应1:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H1 K1
反应2:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H2 K2
总反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H3 K3
(1)①△H3=_________ (用△H1、△H2表示)。
②K3 =____________ (用K1、K2表示)。
③在恒温恒容的密闭容器中,能判断总反应达平衡状态的依据是______ (填番号)。
a.容器中的压强保持不变
b.H2的质量分数保持不变
c.有两个C=O键断裂的同时水分子中有两个H-O键断裂
d.化学平衡常数K保持不变
e.c(CO2) =c(H2O)
f.速率v (CO2) =v(H2O)
④在某温度下,反应体系达平衡时,增大体系的压强,体系中,反应1的平衡______ 移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”和“不”)。
(2)以上平衡常数随温度变化的曲线如图所示:
①则△H2_____ △H3(填“大于”、“小于”或“等于”),理由是______________ 。
②温度为t1时,体系建立起化学平衡状态,测得c(H2)=0.1 mol·L-1 ,c(CH3OH):c(CO)=________ 。
(3)甲醇可用于制取氰化氢。已知:Ka(HCN) = 6.0×10-10,Kw=1×10-14氰化钠水解的离子方程式为CN-+H2OHCN+OH-。
①该水解反的平衡常数的值Kh=_________ 。
②一种由等物质的量浓度的NaCN和HCN组成的缓冲溶液,该溶液的pH____ 7 (“>”、“<”或“=”)。
反应1:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H1 K1
反应2:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H2 K2
总反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H3 K3
(1)①△H3=
②K3 =
③在恒温恒容的密闭容器中,能判断总反应达平衡状态的依据是
a.容器中的压强保持不变
b.H2的质量分数保持不变
c.有两个C=O键断裂的同时水分子中有两个H-O键断裂
d.化学平衡常数K保持不变
e.c(CO2) =c(H2O)
f.速率v (CO2) =v(H2O)
④在某温度下,反应体系达平衡时,增大体系的压强,体系中,反应1的平衡
(2)以上平衡常数随温度变化的曲线如图所示:
①则△H2
②温度为t1时,体系建立起化学平衡状态,测得c(H2)=0.1 mol·L-1 ,c(CH3OH):c(CO)=
(3)甲醇可用于制取氰化氢。已知:Ka(HCN) = 6.0×10-10,Kw=1×10-14氰化钠水解的离子方程式为CN-+H2OHCN+OH-。
①该水解反的平衡常数的值Kh=
②一种由等物质的量浓度的NaCN和HCN组成的缓冲溶液,该溶液的pH
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【推荐2】一定温度下,在密闭容器中发生反应 ,正反应速率表达式为(k是正反应速率常数,只与温度有关)。测得正反应速率常数与浓度关系如表所示:
(1)n=___________ 。
(2)向容积为2L的恒容密闭容器中仅充入和,发生上述反应,测得随时间的变化如图所示:
①物质D的聚集状态为___________ 。
②a、b、c三点气体C的逆反应速率由大到小的顺序为___________ (用a、b、c表示)。
③T2时,此反应的平衡常数K=___________ (不写单位)。
(3)在恒温、恒容容器中进行反应。下列不能说明反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
序号 | |||
I | 0.10 | 0.10 | 0.15 |
Ⅱ | 0.20 | 0.20 | 2.40 |
Ⅲ | 0.20 | 0.10 | 1.20 |
(1)n=
(2)向容积为2L的恒容密闭容器中仅充入和,发生上述反应,测得随时间的变化如图所示:
①物质D的聚集状态为
②a、b、c三点气体C的逆反应速率由大到小的顺序为
③T2时,此反应的平衡常数K=
(3)在恒温、恒容容器中进行反应。下列不能说明反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.混合气体的平均密度不再变化 |
B.混合气体的平均摩尔质量不再变化 |
C. |
D.容器内的气体压强不再变化 |
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【推荐3】CO和NO是汽车尾气中的主要污染物,易引起酸雨、温室效应和光化学烟雾等环境污染问题。随着我国机动车保有量的飞速发展,汽车尾气的有效处理变得迫在眉睫。其中的一种方法为2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g),请回答下列问题:
(1)已知该反应为自发反应,则该反应的反应热ΔH_______ 0(填“>”或“<”或“=”)。
(2)已知:N2(g) + O2(g)=2NO(g) ΔH= a kJ·mol-1
C(s) + O2(g)=CO2(g) ΔH= b kJ·mol-1
2C(s) + O2(g)=2CO(g) ΔH= c kJ·mol-1
则2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=_______ kJ·mol-1 (用含a、b、c的表达式表示)。
(3)一定温度下,将2molCO、4molNO充入一恒压密闭容器。已知起始压强为1MPa,到达平衡时,测得N2的物质的量为0.5mol,则:
①该温度此反应用平衡分压代替平衡浓度的平衡常数Kp=_______ MPa-1。
②该条件下,可判断此反应到达平衡的标志是_______ 。
A.单位时间内,断裂2molC=O同时形成1mol N≡N。
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变。
C.混合气体的密度不再改变。
D.CO与NO的转化率比值不再改变。
(4)某研究小组探究催化剂Ⅰ、Ⅱ对CO、NO转化的影响。将和NO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中N2的含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如图所示:
①由图可知:要达到最大脱氮率,该反应应采取的最佳实验条件为_______ 。
②若低于200℃,图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高变化不大的主要原因为_______ 。
(5)电解NO制备NH4NO3,其工作原理如图所示,为使电解产物全部转化为NH4NO3,需要补充物质A,A是_______ ,理由是_______ 。
(1)已知该反应为自发反应,则该反应的反应热ΔH
(2)已知:N2(g) + O2(g)=2NO(g) ΔH= a kJ·mol-1
C(s) + O2(g)=CO2(g) ΔH= b kJ·mol-1
2C(s) + O2(g)=2CO(g) ΔH= c kJ·mol-1
则2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=
(3)一定温度下,将2molCO、4molNO充入一恒压密闭容器。已知起始压强为1MPa,到达平衡时,测得N2的物质的量为0.5mol,则:
①该温度此反应用平衡分压代替平衡浓度的平衡常数Kp=
②该条件下,可判断此反应到达平衡的标志是
A.单位时间内,断裂2molC=O同时形成1mol N≡N。
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变。
C.混合气体的密度不再改变。
D.CO与NO的转化率比值不再改变。
(4)某研究小组探究催化剂Ⅰ、Ⅱ对CO、NO转化的影响。将和NO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中N2的含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如图所示:
①由图可知:要达到最大脱氮率,该反应应采取的最佳实验条件为
②若低于200℃,图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高变化不大的主要原因为
(5)电解NO制备NH4NO3,其工作原理如图所示,为使电解产物全部转化为NH4NO3,需要补充物质A,A是
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解题方法
【推荐1】甲烷重整制合成气(CO和H2的混合气体),然后再合成甲醇,是天然气综合利用的重要途径。
(1)利用合成气制甲醇的反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),其两种反应过程中能量的变化曲线如图1中a、b所示。下列说法正确的是___________(填标号)。
(2)在恒容密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),测得平衡体系中CH3OH的体积分数在不同压强(p)下随温度的变化情况如图2所示。
①平衡状态由D点移至B点,可采取的具体措施为___________ ;
②A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC) 的关系为KA ___________ KB ___________ KC(填“>”“<”或“=”);___________
③在C点时,CO的转化率为___________ 。
(3)甲烷重整制合成气,主要反应如下:
反应Ⅰ:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH1
反应Ⅱ:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH2
各反应平衡常数与温度的关系如图3。
①假设ΔH、ΔS不随温度变化,平衡常数与温度间存在的关系为:lnK1-lnK2=(−),R为正常数。则ΔH1___________ 0(填“>”或“<”,下同),ΔH1___________ ΔH2。
②通过调整投料比可调控平衡时合成气的值。1000 K时,平衡时2,则___________ 。
(1)利用合成气制甲醇的反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),其两种反应过程中能量的变化曲线如图1中a、b所示。下列说法正确的是___________(填标号)。
A.上述反应的ΔH=-91 kJ·mol-1 |
B.a反应正反应的活化能为510 kJ·mol-1 |
C.b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和ΔH |
D.b过程的反应速率:第Ⅱ阶段>第Ⅰ阶段 |
①平衡状态由D点移至B点,可采取的具体措施为
②A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC) 的关系为KA ___________ KB ___________ KC(填“>”“<”或“=”);
③在C点时,CO的转化率为
(3)甲烷重整制合成气,主要反应如下:
反应Ⅰ:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH1
反应Ⅱ:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH2
各反应平衡常数与温度的关系如图3。
①假设ΔH、ΔS不随温度变化,平衡常数与温度间存在的关系为:lnK1-lnK2=(−),R为正常数。则ΔH1
②通过调整投料比可调控平衡时合成气的值。1000 K时,平衡时2,则
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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】研究NO2、NO、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)已知:CO可将部分氮的氧化物还原为N2。
反应Ⅰ:2CO(g)+2NO(g) ⇌N2(g)+2CO2(g) △H=-746kJ/mol
反应Ⅱ:4CO(g)+2NO2(g) ⇌N2(g)+4CO2(g) △H=-1200kJ/mol
则反应NO2(g) + CO(g) ⇌CO2(g) + NO(g)的△H=_____________ kJ/mol。
(2)温度为T℃时,在一个容积为10L的恒容密闭容器中,充入1mol CO和0.5mol SO2发生反应:2CO(g)+ SO2(g) ⇌2CO2(g)+S(g)。实验测得生成的CO2的体积分数(ψ)随着时间的变化曲线如图所示:
①达到平衡时,SO2的转化率为_____________ 。
②该温度下反应的平衡常数K=______________ 。
③其它条件保持不变,再向上述平衡体系中充入CO(g)、SO2(g)、CO2(g)、S(g)各0.2mol,此时v(正)_________ v(逆)。(填>、<或=)
(3)SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) ⇌4N2(g)+6H2O(g) △H<0。在催化剂作用下,NO转化率与温度的关系如图所示:
①图中A点处NO的转化率______ (填“可能是”、“一定是”或“一定不是”)该温度下的平衡转化率。
②B点之后,NO转化率降低的原因可能是_________ (选填字母)。
A.平衡常数变大 B.副反应增多
C.催化剂活性降低 D.反应的活化能增大
(4)2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(g) △H=-198 kJ/mol是制备硫酸的重要反应。在VL恒容密闭容器中充入2molSO2和1molO2,在不同条件下进行反应,反应体系总压强随时间的变化如图所示。a和b平衡时,SO3体积分数较小的是_________ (填“a”或“b”)。
(1)已知:CO可将部分氮的氧化物还原为N2。
反应Ⅰ:2CO(g)+2NO(g) ⇌N2(g)+2CO2(g) △H=-746kJ/mol
反应Ⅱ:4CO(g)+2NO2(g) ⇌N2(g)+4CO2(g) △H=-1200kJ/mol
则反应NO2(g) + CO(g) ⇌CO2(g) + NO(g)的△H=
(2)温度为T℃时,在一个容积为10L的恒容密闭容器中,充入1mol CO和0.5mol SO2发生反应:2CO(g)+ SO2(g) ⇌2CO2(g)+S(g)。实验测得生成的CO2的体积分数(ψ)随着时间的变化曲线如图所示:
①达到平衡时,SO2的转化率为
②该温度下反应的平衡常数K=
③其它条件保持不变,再向上述平衡体系中充入CO(g)、SO2(g)、CO2(g)、S(g)各0.2mol,此时v(正)
(3)SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) ⇌4N2(g)+6H2O(g) △H<0。在催化剂作用下,NO转化率与温度的关系如图所示:
①图中A点处NO的转化率
②B点之后,NO转化率降低的原因可能是
A.平衡常数变大 B.副反应增多
C.催化剂活性降低 D.反应的活化能增大
(4)2SO2(g)+O2(g) ⇌2SO3(g) △H=-198 kJ/mol是制备硫酸的重要反应。在VL恒容密闭容器中充入2molSO2和1molO2,在不同条件下进行反应,反应体系总压强随时间的变化如图所示。a和b平衡时,SO3体积分数较小的是
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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】NO和CO均是大气污染物,但在适当条件下二者可发生氧化还原反应得到两种无害气体;2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2 (g) △H=-746kJ·mol-l。
(1)已知化学键N≡N和C=O的键能分别为946kJ·mol-l和745kJ·mol-l。
①若使1 mol NO完全分解为氮原子和氧原子需要消耗602kJ热量,则碳原子与氧原子结合形成1 mol CO时的能量变化为__________________ 。
②若已知N2(g)+O2(g)====2NO(g) △H=+180kJ·mol-1,则CO的燃烧热△H为__________________ 。
(2)将2.2 mol NO和2.4 mol CO通入到某密闭容器中,测得反应过程中CO的平衡转化率与温度、压强之间的关系如图1所示。
①x代表的是_________ (填“温度”或“压强”),Y1_______ Y2(填“<”“>”或“=”),B、C两种混合气体平均相对分子质量MB、MC的相对天小关系是_____________ 。
②若A点容器的容积为2L,则该点对应温度下反应的平衡常数KA=______________ 。
(3)若维持温度、容器容积不变,下列关系能表明v(正)>v(逆)的是_____________ 。
A.浓度商QC>K B.生成速率:v(CO2)=2v(N2) C.体系熵值减小
(4)现有甲、乙两种催化剂,其他条件相同时,测得在甲、乙两种催化剂分别催化下,相同时间内NO转化率与温度的关系如图2所示。如果你是总工程师,会选择使用催化剂______________ (填“甲”或“乙”),原因是____________________________ 。
(1)已知化学键N≡N和C=O的键能分别为946kJ·mol-l和745kJ·mol-l。
①若使1 mol NO完全分解为氮原子和氧原子需要消耗602kJ热量,则碳原子与氧原子结合形成1 mol CO时的能量变化为
②若已知N2(g)+O2(g)====2NO(g) △H=+180kJ·mol-1,则CO的燃烧热△H为
(2)将2.2 mol NO和2.4 mol CO通入到某密闭容器中,测得反应过程中CO的平衡转化率与温度、压强之间的关系如图1所示。
①x代表的是
②若A点容器的容积为2L,则该点对应温度下反应的平衡常数KA=
(3)若维持温度、容器容积不变,下列关系能表明v(正)>v(逆)的是
A.浓度商QC>K B.生成速率:v(CO2)=2v(N2) C.体系熵值减小
(4)现有甲、乙两种催化剂,其他条件相同时,测得在甲、乙两种催化剂分别催化下,相同时间内NO转化率与温度的关系如图2所示。如果你是总工程师,会选择使用催化剂
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