当发动机工作时,反应产生的NO尾气是主要污染物之一,NO的脱除方法和转化机理是当前研究的热点。请回答下列问题:
(1)已知:
则是___________ 反应(填“放热”或“吸热”),以上氧化脱除氮氧化物的总反应是 ___________ 。
(2)已知:的反应历程分两步:
①表中、、、是只随温度变化的常数,温度升高将使其数值___________ (填“增大”或“减小”)。
②反应Ⅰ瞬间建立平衡,因此决定反应速率快慢的是反应Ⅱ,则反应Ⅰ与反应Ⅱ的活化能的大小关系为___________ (填“>”“<”或“=”),请依据有效碰撞理论微观探析其原因___________ 。
③一定温度下,反应Ⅰ的平衡常数___________ (用、表示)。
(3)将一定量的放入恒容密闭容器中发生下列反应:,测得其平衡转化率随温度变化如下图所示,从a点到b点升温平衡将向___________ (填“正向”或“逆向”)移动。若图中a点对应温度下,的起始压强为,则该温度下反应的分压平衡常数___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(1)已知:
则是
(2)已知:的反应历程分两步:
步骤 | 反应 | 活化能 | 正反应速率方程 | 逆反应速率方程 |
Ⅰ | (快) | |||
Ⅱ | (慢) |
②反应Ⅰ瞬间建立平衡,因此决定反应速率快慢的是反应Ⅱ,则反应Ⅰ与反应Ⅱ的活化能的大小关系为
③一定温度下,反应Ⅰ的平衡常数
(3)将一定量的放入恒容密闭容器中发生下列反应:,测得其平衡转化率随温度变化如下图所示,从a点到b点升温平衡将向
更新时间:2022-01-21 17:13:15
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(0.65)
【推荐1】二氧化硫合成三氧化硫是工业制取硫酸的重要反应。
(1)钒催化剂参与反应的能量变化如图所示。V2O5(s) 和SO2(g)反应生成V2O4(s)和VOSO4(s)的热化学方程式是_______ 。
(2)将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0. 10 MPa。某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示,该反应的平衡常数等于_______ 。
(3)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下,SO2平衡转化率α随温度的变化如图所示。
①工业上在500℃下反应制取三氧化硫,选择的压强是1MPa,理由是_______ 。
②P1代表的是_______ (填写0.5 MPa,2. 5MPa,5MPa) ,理由是_______ 。
③在0.5 MPa、550 ℃时SO3的含量是_______ ( 保留两位有效数字)。
(4)SO2溶于水生成H2SO3。已知:H2SO3⇌ HSO+H+Ka1,HSO⇌SO+H+ Ka2。常温下,向某浓度的H2SO3溶液中逐滴加入一定量浓度的NaOH溶液,所得溶液中H2SO3、HSO、SO三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示:
①Ka1/Ka2=_______ 。
②NaHSO3溶液中c(SO)_______ c(H2SO3)(填写“大于”或“小于”)。
(1)钒催化剂参与反应的能量变化如图所示。V2O5(s) 和SO2(g)反应生成V2O4(s)和VOSO4(s)的热化学方程式是
(2)将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0. 10 MPa。某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示,该反应的平衡常数等于
(3)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下,SO2平衡转化率α随温度的变化如图所示。
①工业上在500℃下反应制取三氧化硫,选择的压强是1MPa,理由是
②P1代表的是
③在0.5 MPa、550 ℃时SO3的含量是
(4)SO2溶于水生成H2SO3。已知:H2SO3⇌ HSO+H+Ka1,HSO⇌SO+H+ Ka2。常温下,向某浓度的H2SO3溶液中逐滴加入一定量浓度的NaOH溶液,所得溶液中H2SO3、HSO、SO三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示:
①Ka1/Ka2=
②NaHSO3溶液中c(SO)
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(0.65)
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【推荐2】T℃时,A气体与C气体反应生成B气体,反应过程中A、B、C浓度变化如图(I)所示,若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,B的体积分数与时间的关系如图(II)所示。由以上条件,回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为_______
(2)T1_______ T2(大于,小于,等于),该反应为_______ (填“吸热”或“放热”)反应
(3)该反应的平衡常数的数值为(保留一位小数)_______ ;
(4)t1min后,改变下列某一条件,能使平衡向逆反应方向移动的有_______(填字母)
(5)已知甲醇制备的有关化学反应如下:
反应①:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=﹣92kJ/mol
反应②:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2
反应③:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=﹣49kJ/mol
求反应②的ΔH2=_______ kJ/mol
(1)该反应的化学方程式为
(2)T1
(3)该反应的平衡常数的数值为(保留一位小数)
(4)t1min后,改变下列某一条件,能使平衡向逆反应方向移动的有_______(填字母)
A.保持其他条件不变,增大压强 | B.保持容器总体积不变,通入少量稀有气体 |
C.保持其他条件不变,升高温度 | D.保持其他条件不变,降低温度 |
反应①:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=﹣92kJ/mol
反应②:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2
反应③:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=﹣49kJ/mol
求反应②的ΔH2=
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解题方法
【推荐3】在氮及其化合物的化工生产中,对有关反应的反应原理进行研究有着重要意义。
(1)t℃时,关于N2、NH3的两个反应的信息如下表所示:
请写出t℃时氨气被一氧化氮氧化生成无毒气体的热化学方程式:______________________ ,t℃时该反应的平衡常数为__________ (用K1和K2表示)。
(2)工业合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)下图甲表示在一定体积的密闭容器中反应时,H2的物质的量浓度随时间的变化。图乙表示在其他条件不变的情况下,起始投料H2与N2的物质的量之比(设为x)与平衡时NH3的物质的量分数的关系。
①图甲中0~t1min内,v(N2)=_____ mol·L-1·min-1;b点的v(H2)正_____ a点的v(H2)逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
②图乙中,b点时N2的物质的量分数__________ 。
③已知某温度下该反应达平衡时各物质均为1 mol,容器体积为1L,保持温度和压强不变,又充入3 mol N2后,平衡________ (填“向右移动”“向左移动”或“不移动”)。
(1)t℃时,关于N2、NH3的两个反应的信息如下表所示:
化学反应 | 正反应活化能 | 逆反应活化能 | t℃时平衡常数 |
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H>0 | A kJ/mol | b kJ/mol | K1 |
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ∆H<0 | e kJ/mol | d kJ/mol | K2 |
(2)工业合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)下图甲表示在一定体积的密闭容器中反应时,H2的物质的量浓度随时间的变化。图乙表示在其他条件不变的情况下,起始投料H2与N2的物质的量之比(设为x)与平衡时NH3的物质的量分数的关系。
①图甲中0~t1min内,v(N2)=
②图乙中,b点时N2的物质的量分数
③已知某温度下该反应达平衡时各物质均为1 mol,容器体积为1L,保持温度和压强不变,又充入3 mol N2后,平衡
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【推荐1】研究氮氧化合物的治理是环保的一项重要工作,合理应用和处理氮的化合物,在生产生活中有着重要的意义。
(1)亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中常用试剂,已知:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) ΔH<0
①一定温度下,将2molNO与2molCl2置于2L密闭容器中发生反应,若该反应4min后达平衡,此时压强是初始的0.8倍,则平均反应速率v(Cl2)___________ mol•L-1•min-1。下列可判断反应达平衡状态的是
___________ (填入字母代号)。
A.混合气体的平均相对分子质量不变 B.混合气体密度保持不变
C.NO和Cl2的物质的量之比保持不变 D.每消耗1molNO同时生成1molClNO
②为了加快化学反应速率,同时提高NO的转化率,其他条件不变时,可采取的措施有___________ (填选项序号字母)。
A.升高温度 B.缩小容器体积 C.再充入Cl2气体 D.使用合适的催化剂
③一定条件下在恒温恒容的密闭容器中,按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡时ClNO的体积分数随的变化图像如图所示。当=3.0时,达到平衡状态,ClNO的体积分数可能是图中D、E、F三点中的___________ 点。
(2)已知2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应历程分两步:
①2NO(g) N2O2(g)(快),v1正=k1正c2(NO),v1逆=k1逆c(N2O2)
②N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g)(慢),v2正=k2正c(N2O2)•c(O2),v2逆=k2逆c2(NO2)
比较反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小:E1___________ E2(填“>”、“<”或“=”);2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常数K与上述反应速率常数k1正、k1逆、k2正、k2逆的关系式为___________ 。
(1)亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中常用试剂,已知:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) ΔH<0
①一定温度下,将2molNO与2molCl2置于2L密闭容器中发生反应,若该反应4min后达平衡,此时压强是初始的0.8倍,则平均反应速率v(Cl2)
A.混合气体的平均相对分子质量不变 B.混合气体密度保持不变
C.NO和Cl2的物质的量之比保持不变 D.每消耗1molNO同时生成1molClNO
②为了加快化学反应速率,同时提高NO的转化率,其他条件不变时,可采取的措施有
A.升高温度 B.缩小容器体积 C.再充入Cl2气体 D.使用合适的催化剂
③一定条件下在恒温恒容的密闭容器中,按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡时ClNO的体积分数随的变化图像如图所示。当=3.0时,达到平衡状态,ClNO的体积分数可能是图中D、E、F三点中的
(2)已知2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应历程分两步:
①2NO(g) N2O2(g)(快),v1正=k1正c2(NO),v1逆=k1逆c(N2O2)
②N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g)(慢),v2正=k2正c(N2O2)•c(O2),v2逆=k2逆c2(NO2)
比较反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小:E1
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【推荐2】完成下列问题.
(1)我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂可提高电催化制甲酸盐的产率,同时释放电能,实验原理如图所示.①放电时,正极的电极反应为__________ .若使用铅蓄电池为该装置充电,产生,则铅蓄电池的正极质量__________ (填“增加”或“减少”)__________ g.若使用甲醇燃料电池(电解质溶液为)为该装置充电,写出负极的电极反应__________ .
②根据图像,试分析下列说法正确的是:__________
A.放电时,电极周围碱性减弱
B.使用催化剂,中间产物更不稳定
C.放电时每消耗转移个电子
D.是副产物,选择合适的催化剂可以减少其生成
(2)某学习小组设想利用A装置电解制备绿色硝化剂,装置如下(c、d为惰性电极).①A装置中通入一极的电极反应式为_______________________________________ ;
②在化工生产过程中,常用将氧化,被还原为S.已知:
a.
b.
c.
则氧化的热化学方程式为________________________________________ 。
(1)我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂可提高电催化制甲酸盐的产率,同时释放电能,实验原理如图所示.①放电时,正极的电极反应为
②根据图像,试分析下列说法正确的是:
A.放电时,电极周围碱性减弱
B.使用催化剂,中间产物更不稳定
C.放电时每消耗转移个电子
D.是副产物,选择合适的催化剂可以减少其生成
(2)某学习小组设想利用A装置电解制备绿色硝化剂,装置如下(c、d为惰性电极).①A装置中通入一极的电极反应式为
②在化工生产过程中,常用将氧化,被还原为S.已知:
a.
b.
c.
则氧化的热化学方程式为
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解题方法
【推荐3】合成氨反应是目前最有效的工业固氮方法,解决数亿人口生存问题。
(1)诺贝尔奖获得者埃特尔提出了合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)吸附解离的机理,通过实验测得合成氨势能如图1所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“d”表示。
①由图可知合成氨反应N2(g)+H2(g)NH3(g)的△H=____ ,该历程中反应速率最慢步骤的化学方程式为_____ 。
②如图2所示,合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)中未使用催化剂时,逆反应的活化能Ea(逆)=____ kJ•mol-1;使用催化剂之后,正反应的活化能为____ kJ•mol-1。
(2)t℃、压强为3.6MPa条件下,向一恒压密闭容器中通入氢氮比[c(H2):c(N2)]为3的混合气体,体系中气体的含量与时间变化关系如图3所示:
反应20min达到平衡,试求0~20min内氨气的平均反应速率(NH3)=____ MPa•min-1。若起始条件一样,在恒容容器中发生反应,则达到平衡时H2的含量符合图中____ 点(填“d”、“e”、“f”或“g”)。
(3)在合成氨工艺中,未反应的气体(含不参与反应的惰性气体)可多次循环使用。当氢氮比[c(H2):c(N2)]为3时,平衡时氨气的含量关系式为:ω(NH3)=0.325•Kp•P•(1-i)2:(Kp平衡常数;P:平衡体系压强;i:惰性气体体积分数)。当温度为500℃,不含惰性气体时,平衡体系压强为2.4MPa,氨气的含量为ω,若此时增大压强,Kp____ 将(填“变大”、“变小”或“不变”)。若温度不变,体系中有20%的惰性气体,欲使平衡时氨气的含量仍为ω,压强调整至____ MPa。
(1)诺贝尔奖获得者埃特尔提出了合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)吸附解离的机理,通过实验测得合成氨势能如图1所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“d”表示。
①由图可知合成氨反应N2(g)+H2(g)NH3(g)的△H=
②如图2所示,合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)中未使用催化剂时,逆反应的活化能Ea(逆)=
(2)t℃、压强为3.6MPa条件下,向一恒压密闭容器中通入氢氮比[c(H2):c(N2)]为3的混合气体,体系中气体的含量与时间变化关系如图3所示:
反应20min达到平衡,试求0~20min内氨气的平均反应速率(NH3)=
(3)在合成氨工艺中,未反应的气体(含不参与反应的惰性气体)可多次循环使用。当氢氮比[c(H2):c(N2)]为3时,平衡时氨气的含量关系式为:ω(NH3)=0.325•Kp•P•(1-i)2:(Kp平衡常数;P:平衡体系压强;i:惰性气体体积分数)。当温度为500℃,不含惰性气体时,平衡体系压强为2.4MPa,氨气的含量为ω,若此时增大压强,Kp
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【推荐1】氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,以下反应是目前大规模制取氢气的重要方法之一:
(1)为提高该反应中的平衡转化率,理论上可以采取的措施为___________ 。
a.增大压强 b.升高温度 c.通入过量水蒸气
(2)时,该反应的平衡常数。该温度下,在容积为的密闭容器中进行反应,测得某一时刻反应混合物中、、、的物质的量分别为、、、。
①该时刻反应的浓度商___________ (填计算结果)。
②该时刻反应___________ (填“正向进行”或“逆向进行”或“已达平衡”)。
(3)时,该反应的平衡常数,该温度下,在容积为的密闭容器中投入与。反应达平衡时的转化率为___________ 。
(4)下图表示不同温度下,平衡转化率随的变化趋势。、和的三个温度中最大的是___________ (填“”或“”或“”),原因是___________ 。
已知:,
(5)实验发现,其它条件不变,一定反应时间内,向反应体系中投入一定量的可以增大的物质的量分数,实验结果如图所示。相比使用微米,使用纳米时的物质的量分数更大的可能原因是___________ 。
(1)为提高该反应中的平衡转化率,理论上可以采取的措施为
a.增大压强 b.升高温度 c.通入过量水蒸气
(2)时,该反应的平衡常数。该温度下,在容积为的密闭容器中进行反应,测得某一时刻反应混合物中、、、的物质的量分别为、、、。
①该时刻反应的浓度商
②该时刻反应
(3)时,该反应的平衡常数,该温度下,在容积为的密闭容器中投入与。反应达平衡时的转化率为
(4)下图表示不同温度下,平衡转化率随的变化趋势。、和的三个温度中最大的是
已知:,
(5)实验发现,其它条件不变,一定反应时间内,向反应体系中投入一定量的可以增大的物质的量分数,实验结果如图所示。相比使用微米,使用纳米时的物质的量分数更大的可能原因是
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【推荐2】一定条件下,和还可发生如下两个平行反应:
①
②
(1)为了提高的产率,理论上应采用的措施是___________(单选)。
(2)保持温度533K、压强3MPa,按投料比向容器中充入和,反应相同时间测得不同催化剂下转化率和选择性的相关实验数据如下表所示(已知选择性:转化的中生成的百分比)。
上述条件下,使用催化剂B作催化剂,下列说法能判断反应②达到平衡状态的是___________(单选)。
(3)一定条件下,向0.5L恒容密闭容器中充入和,只发生上述反应②,达平衡时,的转化率为80%,则该温度下的平衡常数___________ (保留两位小数。)
(4)若恒容密闭容器中只发生上述反应①,在进气比不同、温度不同时,测得相应的平衡转化率如图所示。则B和D两点的温度___________ (填“<”、“>”或“=”),其原因是___________ 。
①
②
(1)为了提高的产率,理论上应采用的措施是___________(单选)。
A.低温低压 | B.高温低压 | C.高温高压 | D.低温高压 |
催化剂 | 转化率 | 选择性 |
催化剂A | 21.9% | 67.3% |
催化剂B | 36.1% | 100.0% |
A.气体压强不再变化 | B.气体平均相对分子质量不再变化 |
C.和的物质的量之比为 | D.和的物质的量之比不再变化 |
(4)若恒容密闭容器中只发生上述反应①,在进气比不同、温度不同时,测得相应的平衡转化率如图所示。则B和D两点的温度
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【推荐3】Ⅰ.甲烷是重要的气体燃料和化工原料,在2L某刚性密闭容器中通入2mol CH4和2mol H2O(g),在不同条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),测得平衡时CH4的体积分数与温度、压强的关系如图所示:
(1)p1___________ p2(填“>”“<”或“=”),该反应为___________ (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)m、n、q三点的化学平衡常数大小关系为___________ 。
(3)若q点对应的纵坐标为30,10min达到平衡,则从反应开始到平衡,氢气的反应速率为___________ mol•L-1•min-1。
Ⅱ.研究NOx之间的转化具有重要意义。已知:N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,将一定量N2O4气体充入恒容绝热的密闭容器中。
(4)下列可以作为反应达到平衡的判据是___________ 。
A.容器内气体的密度不变 B.v正(N2O4)=2v逆(NO2) C.K不变
D.气体的压强不变 E.容器内颜色不变
(5)t1时刻反应达到平衡,混合气体平衡总压强为p,N2O4气体的平衡转化率为75%,则反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数Kp=___________ (对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp,如p(B)=p·x(B),p为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。
(6)若此反应是在恒温恒容的密闭容器中进行,控制反应温度为T1,此时c(N2O4)随t(时间)变化曲线如图所示,画出0~t2时段,c(NO2)随t变化曲线,保持其它条件不变,改变反应温度为T2(T2>T1),再次画出0~t2时段,c(NO2)随t变化曲线(画在一张图上)。________
(1)p1
(2)m、n、q三点的化学平衡常数大小关系为
(3)若q点对应的纵坐标为30,10min达到平衡,则从反应开始到平衡,氢气的反应速率为
Ⅱ.研究NOx之间的转化具有重要意义。已知:N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,将一定量N2O4气体充入恒容绝热的密闭容器中。
(4)下列可以作为反应达到平衡的判据是
A.容器内气体的密度不变 B.v正(N2O4)=2v逆(NO2) C.K不变
D.气体的压强不变 E.容器内颜色不变
(5)t1时刻反应达到平衡,混合气体平衡总压强为p,N2O4气体的平衡转化率为75%,则反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数Kp=
(6)若此反应是在恒温恒容的密闭容器中进行,控制反应温度为T1,此时c(N2O4)随t(时间)变化曲线如图所示,画出0~t2时段,c(NO2)随t变化曲线,保持其它条件不变,改变反应温度为T2(T2>T1),再次画出0~t2时段,c(NO2)随t变化曲线(画在一张图上)。
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【推荐1】氢能有燃烧热值高、可持续性、储量丰富、零污染等优点,是真正的绿色、清洁、可持续发展能源。下面是我国科学家研究的几种制氢方法。回答下列问题:
(1)水煤气法:发生反应的化学方程式为: 。
①用物质的量浓度表示该反应的化学平衡常数表达式Kc=___________ 。升高温度Kc将___________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
②在温度恒定的密闭容器中,加入一定量C(s)和2 mol H2O(g)达到平衡时压强为p,将容器体积缩小一半,此时v (正)___________ (填“大于”“小于”或“等于”)v(逆),再次达到化学平衡状态时压强为p1,则p1的范围为___________ 。
(2)化学硫碘循环分解水制氢气的总反应方程式为: 。
反应原理简化为:
反应历程1:
反应历程2:
反应历程3:___________。
反应过程中能量变化如图所示:
①写出反应历程3的化学方程式___________ 。
②该反应的催化剂是___________ (填化学式),化学硫碘循环分解水制得氢气过程中,决定反应速率快慢的步骤是反应历程___________ (填“1”“2”或“3”),该反应历程的△H_______ 0(填“<”“>”或“=”)
(3)甲烷水蒸气催化重整制得氢气,反应原理为:
I.
Ⅱ.
①为了提高CH4的平衡转化率,同时提高CO的浓度,可以采取的措施是_______ (填字母)。
A.使用高效催化剂 B.升高温度
C.增大压强 D.增大CH4和H2O(g)物质的量之比
②某温度下,在刚性密闭容器中加入1 mol CH4(g)和1molH2O(g),在催化剂作用下发生上述反应,达到平衡后测得n(H2O)=0.7mol,n(CO2)=0.1mol,则此温度下反应Ⅱ的化学平衡常数KⅡ=_______ 。
(1)水煤气法:发生反应的化学方程式为: 。
①用物质的量浓度表示该反应的化学平衡常数表达式Kc=
②在温度恒定的密闭容器中,加入一定量C(s)和2 mol H2O(g)达到平衡时压强为p,将容器体积缩小一半,此时v (正)
(2)化学硫碘循环分解水制氢气的总反应方程式为: 。
反应原理简化为:
反应历程1:
反应历程2:
反应历程3:___________。
反应过程中能量变化如图所示:
①写出反应历程3的化学方程式
②该反应的催化剂是
(3)甲烷水蒸气催化重整制得氢气,反应原理为:
I.
Ⅱ.
①为了提高CH4的平衡转化率,同时提高CO的浓度,可以采取的措施是
A.使用高效催化剂 B.升高温度
C.增大压强 D.增大CH4和H2O(g)物质的量之比
②某温度下,在刚性密闭容器中加入1 mol CH4(g)和1molH2O(g),在催化剂作用下发生上述反应,达到平衡后测得n(H2O)=0.7mol,n(CO2)=0.1mol,则此温度下反应Ⅱ的化学平衡常数KⅡ=
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解答题-工业流程题
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(0.65)
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【推荐2】氨在国民经济生产中占有重要地位。下图是合成氨的简要流程和反应方程式:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。
(1)图中混合物X是_______ ,这样操作的目的是_______ 。
(2)T C时在容积为2 L的恒容密闭容器中充入0.8 mol N2(g)和1.6 mol H2(g),5 min后达到平衡,测得N2的浓度为0.3 mol/L。
①计算此段时间内的平均反应速率v(NH3)=_______ , H2的转化率为_______ 。
②已知450 K时该反应的平衡常数K=2.04,则(2)中的反应温度T_______ 450 K(填“>”“<”或“=”)。
(3)下列措施可提高N2平衡转化率的是_______ (填序号)。
a.恒容时充入H2,使体系总压强增大
b.恒容时将NH3,从体系中分离
c.恒容时充入He,使体系总压强增大
d.加入合适的催化剂
(4)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在低温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO)表面与水发生反应:2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g) △H= +1530.4 kJ/mol。进一步研究NH3的生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、压强为1.0×105 Pa,反应时间为3 h):
当温度高于323 K时,NH3的生成量反而降低的可能原因是_______ 。
(1)图中混合物X是
(2)T C时在容积为2 L的恒容密闭容器中充入0.8 mol N2(g)和1.6 mol H2(g),5 min后达到平衡,测得N2的浓度为0.3 mol/L。
①计算此段时间内的平均反应速率v(NH3)=
②已知450 K时该反应的平衡常数K=2.04,则(2)中的反应温度T
(3)下列措施可提高N2平衡转化率的是
a.恒容时充入H2,使体系总压强增大
b.恒容时将NH3,从体系中分离
c.恒容时充入He,使体系总压强增大
d.加入合适的催化剂
(4)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在低温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO)表面与水发生反应:2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g) △H= +1530.4 kJ/mol。进一步研究NH3的生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、压强为1.0×105 Pa,反应时间为3 h):
T/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
NH3的生成量/(×10-6 mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】天然气的主要成分甲烷是一种重要的化工原料,广泛应用于民用和化工生产中。试回答下列问题:
(1)利用CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。
已知:①CH4(g) + H2O(g)= CO(g) + 3H2(g) ΔH1= +196 kJ·mol−1
②2H2(g) + O2(g)= 2H2O(g) ΔH2= −484 kJ·mol−1
③2CO(g) + O2(g)=2CO2(g) ΔH3= −566 kJ·mol−1
则CH4(g) + CO2(g)= 2CO(g) + 2H2(g) ΔH=___________
(2)在两个相同刚性密闭容器中充入CH4和CO2发生反应:CH4(g) + CO2(g)2CO(g) + 2H2(g),CH4和CO2的分压均为20 KPa,加入催化剂Ni/α−Al2O3,分别在T1℃和T2℃下进行反应,测得CH4转化率随时间变化如图所示。___________ B点处v逆(填“<”、“>”或“=”)。
②T2℃下,该反应用分压表示的平衡常数Kp=___________ kPa2(结果保留到小数点后一位)
③下列说法不能表明该反应已达平衡状态的是___________
A.一定温度下,恒容密闭容器中按2:1的物质的量之比通入CH4(g)和CO2(g),二者转化率之比保持不变
B.每断裂2 mol C−H键的同时形成1mol H−H键
C.恒温恒压密闭容器中,混合气体的密度保持不变
D.恒温恒容密闭容器中,混合气体的平均相对分子质量保持不变
④上述反应达到平衡后,下列变化一定能使平衡向正向移动的是___________
A.恒容通入惰性气体使容器内压强增大 B.正反应速率加快
C.平衡常数K变大 D.增大催化剂表面积
(3)其他条件相同,在甲、乙、丙三种不同催化剂作用下,相同时间内测得甲烷转化率随温度变化如图所示。三种催化剂作用下,反应活化能最大的是___________ (填“甲”、“乙”或“丙”);850℃条件下三条曲线交于一点最可能的原因是___________ 。
(1)利用CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。
已知:①CH4(g) + H2O(g)= CO(g) + 3H2(g) ΔH1= +196 kJ·mol−1
②2H2(g) + O2(g)= 2H2O(g) ΔH2= −484 kJ·mol−1
③2CO(g) + O2(g)=2CO2(g) ΔH3= −566 kJ·mol−1
则CH4(g) + CO2(g)= 2CO(g) + 2H2(g) ΔH=
(2)在两个相同刚性密闭容器中充入CH4和CO2发生反应:CH4(g) + CO2(g)2CO(g) + 2H2(g),CH4和CO2的分压均为20 KPa,加入催化剂Ni/α−Al2O3,分别在T1℃和T2℃下进行反应,测得CH4转化率随时间变化如图所示。
①A点处v正
②T2℃下,该反应用分压表示的平衡常数Kp=
③下列说法不能表明该反应已达平衡状态的是
A.一定温度下,恒容密闭容器中按2:1的物质的量之比通入CH4(g)和CO2(g),二者转化率之比保持不变
B.每断裂2 mol C−H键的同时形成1mol H−H键
C.恒温恒压密闭容器中,混合气体的密度保持不变
D.恒温恒容密闭容器中,混合气体的平均相对分子质量保持不变
④上述反应达到平衡后,下列变化一定能使平衡向正向移动的是
A.恒容通入惰性气体使容器内压强增大 B.正反应速率加快
C.平衡常数K变大 D.增大催化剂表面积
(3)其他条件相同,在甲、乙、丙三种不同催化剂作用下,相同时间内测得甲烷转化率随温度变化如图所示。三种催化剂作用下,反应活化能最大的是
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