回答下列问题
(1)工业合成氨的反应为:。已知在298 K时,,
①根据反应的焓变和熵变,分析在298 K时合成氨反应___________ (填“能”、“不能”或“无法判断”)正向自发进行。
②有利于化学平衡向生成氨的方向移动的是___________ 。
A.升高温度,增大压强 B.升高温度,减小压强
C.降低温度,减小压强 D.降低温度,增大压强
③下图为合成氨生产设备流程示意图,下列说法错误的是___________
A.为防止原料气中混有的杂质使催化剂“中毒”而丧失催化活性,原料气必须经过净化
B.压缩机加压过程,既要考虑平衡移动的问题,又要考虑加压对设备材料的强度设备的制造要求的问题
C.合成氨反应的温度控制在500℃左右,此温度下反应物的平衡转化率最大
D.冷却过程,及时将从平衡混合物中分离除去,促使合成氨反应向生成氨气的方向移动
④假设在恒温恒容的密闭容器中,通入2 mol、6 mol以及4 molAr,达平衡时,氮气的转化率为50%,平衡总压为20MPa,计算平衡常数___________ 。(计算可用平衡体系物质的分压代替浓度,代入平衡常数表达式,某物质分压=总压×该物质的体积分数)
(2)研究1,3-丁二烯和以物质的量之比为1:1加成时的反应:
1,2-加成:(产物A)
1,4-加成:(产物B)
1,3-丁二烯和以物质的量之比为1:1加成时的反应过程和能量变化如图:
①稳定性:A___________ B(填“>”、“=”或“<”)
②探究1,2-加成和1,4-加成的影响因素。
实验1:将1,3-丁二烯和以物质的量之比1:1加成,不同温度,相同时间内测定A和B在产物中的含量,低温时产物以A为主,较高温度时以B为主。
实验2:加热实验1中低温时的反应产物,A的含量减少,B的含量增大。
实验3:在实验1的基础上,充分延长反应时间,无论是低温还是高温,产物中B的含量均增大。
结合反应过程和能量变化的示意图,解释实验1中低温时产物以A为主的原因___________ 。
③说明实验2中,升高温度,A转化为B经历的物质转化过程是___________ 。
(1)工业合成氨的反应为:。已知在298 K时,,
①根据反应的焓变和熵变,分析在298 K时合成氨反应
②有利于化学平衡向生成氨的方向移动的是
A.升高温度,增大压强 B.升高温度,减小压强
C.降低温度,减小压强 D.降低温度,增大压强
③下图为合成氨生产设备流程示意图,下列说法错误的是
A.为防止原料气中混有的杂质使催化剂“中毒”而丧失催化活性,原料气必须经过净化
B.压缩机加压过程,既要考虑平衡移动的问题,又要考虑加压对设备材料的强度设备的制造要求的问题
C.合成氨反应的温度控制在500℃左右,此温度下反应物的平衡转化率最大
D.冷却过程,及时将从平衡混合物中分离除去,促使合成氨反应向生成氨气的方向移动
④假设在恒温恒容的密闭容器中,通入2 mol、6 mol以及4 molAr,达平衡时,氮气的转化率为50%,平衡总压为20MPa,计算平衡常数
(2)研究1,3-丁二烯和以物质的量之比为1:1加成时的反应:
1,2-加成:(产物A)
1,4-加成:(产物B)
1,3-丁二烯和以物质的量之比为1:1加成时的反应过程和能量变化如图:
①稳定性:A
②探究1,2-加成和1,4-加成的影响因素。
实验1:将1,3-丁二烯和以物质的量之比1:1加成,不同温度,相同时间内测定A和B在产物中的含量,低温时产物以A为主,较高温度时以B为主。
实验2:加热实验1中低温时的反应产物,A的含量减少,B的含量增大。
实验3:在实验1的基础上,充分延长反应时间,无论是低温还是高温,产物中B的含量均增大。
结合反应过程和能量变化的示意图,解释实验1中低温时产物以A为主的原因
③说明实验2中,升高温度,A转化为B经历的物质转化过程是
更新时间:2022-01-22 22:17:36
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真题
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【推荐1】随着科学技术的发展和环保要求的不断提高,CO2的捕集利用技术成为研究的重点。
完成下列填空:
(1)目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的反应方程式为:
CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)
已知H2的体积分数随温度升高而增加。
若温度从300℃升至400℃,重新达到平衡,判断下列表格中各物理量的变化。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)相同温度时,上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡,各物质的平衡浓度如下表:
a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为_________ 。
(3)碳酸:H2CO3,Ki1=4.3×10-7,Ki2=5.6×10-11
草酸:H2C2O4,Ki1=5.9×10-2,Ki2=6.4×10-5
0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH____________ 0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
等浓度的草酸溶液和碳酸溶液中,氢离子浓度较大的是___________ 。
若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是_____ 。(选填编号)
a.[H+]>[HC2O4-]>[HCO3-]>[CO32-]
B.[HCO3-]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[CO32-]
c.[H+]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[CO32-]
D.[H2CO3] >[HCO3-]>[HC2O4-]>[CO32-]
(4)人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡:H++ HCO3- H2CO3,当有少量酸性或碱性物质进入血液中时,血液的pH变化不大,用平衡移动原理解释上述现象。
____________________________________________________________________________________
完成下列填空:
(1)目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的反应方程式为:
CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)
已知H2的体积分数随温度升高而增加。
若温度从300℃升至400℃,重新达到平衡,判断下列表格中各物理量的变化。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
v正 | v逆 | 平衡常数K | 转化率α |
[CO2]/mol·L-1 | [H2]/mol·L-1 | [CH4]/mol·L-1 | [H2O]/mol·L-1 | |
平衡Ⅰ | a | b | c | d |
平衡Ⅱ | m | n | x | y |
(3)碳酸:H2CO3,Ki1=4.3×10-7,Ki2=5.6×10-11
草酸:H2C2O4,Ki1=5.9×10-2,Ki2=6.4×10-5
0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH
等浓度的草酸溶液和碳酸溶液中,氢离子浓度较大的是
若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是
a.[H+]>[HC2O4-]>[HCO3-]>[CO32-]
B.[HCO3-]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[CO32-]
c.[H+]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[CO32-]
D.[H2CO3] >[HCO3-]>[HC2O4-]>[CO32-]
(4)人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡:H++ HCO3- H2CO3,当有少量酸性或碱性物质进入血液中时,血液的pH变化不大,用平衡移动原理解释上述现象。
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解题方法
【推荐2】工业上在一定条件下可由水煤气合成甲醇,同时有副反应,反应如下:
主反应:
副反应:
已知:和为正反应活化能,且。
请回答:
(1)有利于主反应平衡正向移动的适宜条件___________ 。
A.高温高压 B.低温高压 C.高温低压 D.低温低压
(2)反应:的___________ (用表示)
(3)若主反应在恒温恒容下进行,下列说法正确的是___________
A.当容器压强不变,反应处于平衡状态
B.K值越大,反应速率一定越快
C.越小,放热越多,反应速率就越快
D.使用合适催化剂,可快速提高反应平衡前的转化率
E.正反应活化能越大,就越大
(4)在时,和在体积为的恒温密闭容器中反应,测得2小时和5小时的选择性为80%和60%(的选择性是指转化的中生成的百分比)。的转化率与时间的关系如图1所示:(不考虑其它副反应)
则:①2小时的产率___________ 。
②副反应的平衡常数___________ 。
(5)的物质的量随时间变化如图2所示,请在图2上画出的物质的量随时间变化曲线___________ 。
主反应:
副反应:
已知:和为正反应活化能,且。
请回答:
(1)有利于主反应平衡正向移动的适宜条件
A.高温高压 B.低温高压 C.高温低压 D.低温低压
(2)反应:的
(3)若主反应在恒温恒容下进行,下列说法正确的是
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D.使用合适催化剂,可快速提高反应平衡前的转化率
E.正反应活化能越大,就越大
(4)在时,和在体积为的恒温密闭容器中反应,测得2小时和5小时的选择性为80%和60%(的选择性是指转化的中生成的百分比)。的转化率与时间的关系如图1所示:(不考虑其它副反应)
则:①2小时的产率
②副反应的平衡常数
(5)的物质的量随时间变化如图2所示,请在图2上画出的物质的量随时间变化曲线
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(0.65)
【推荐3】碳与氮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
Ⅰ.已知:①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.0kJ·mol1;
②CH3OH(g)+CO2(g)+H2(g) CH3COOH(g)+H2O(g) ΔH=+220.5kJ·mol1;
③CH4(g)+CO2(g) CO(g)+CH3OH(g) ΔH=+156.0kJ·mol1。
(1)CH4(g)+CO2(g) CH3COOH(g) ΔH=_______ kJ·mol1。
(2)中科院化学所研究了反应②的反应历程,如图所示:
①反应历程中,能降低反应活化能的物质有_______ (填化学式);
②第4步反应的化学方程式为:_______ 。
Ⅱ.二甲醚又称甲醚,简称DME,熔点-141.5℃,沸点-24.9℃,与石油液化气相似,被誉为“21世纪的清洁燃料”。制备原理如下:
途径一:由天然气催化制备二甲醚:
①
途径二:由合成气制备二甲醚:
②
③
回答下列问题:
(3)反应③达平衡后采取下列措施,能提高CH3OCH3转化率的有_______ (填字母代号)。
A. 加入CH3OH B. 升高温度 C. 增大压强 D. 移出H2O E.使用催化剂
(4)一定温度下,在容积固定的密闭容器中按途径一制备二甲醚,按CH4与O2的物质的量之比为2:1投料反应,则下列情况能说明反应①达到平衡状态的是_______(填序号)。
(5)在恒容密闭容器中按途径一制备二甲醚,若起始时,c(O2)=0.25molL1,平衡时CH4的平衡转化率为50%,平衡时CH3OCH3的体积分数为_______ 。
(6)有人模拟工业上按途径二制备二甲醚,在1000K时的2L密闭容器中充入2molCO和6molH2,此时体系总压强是。达到平衡时c(H2)=1.5molL1,,则用平衡分压表示反应③的平衡常数_______ (分压=总压×物质的量分数)。
Ⅰ.已知:①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.0kJ·mol1;
②CH3OH(g)+CO2(g)+H2(g) CH3COOH(g)+H2O(g) ΔH=+220.5kJ·mol1;
③CH4(g)+CO2(g) CO(g)+CH3OH(g) ΔH=+156.0kJ·mol1。
(1)CH4(g)+CO2(g) CH3COOH(g) ΔH=
(2)中科院化学所研究了反应②的反应历程,如图所示:
①反应历程中,能降低反应活化能的物质有
②第4步反应的化学方程式为:
Ⅱ.二甲醚又称甲醚,简称DME,熔点-141.5℃,沸点-24.9℃,与石油液化气相似,被誉为“21世纪的清洁燃料”。制备原理如下:
途径一:由天然气催化制备二甲醚:
①
途径二:由合成气制备二甲醚:
②
③
回答下列问题:
(3)反应③达平衡后采取下列措施,能提高CH3OCH3转化率的有
A. 加入CH3OH B. 升高温度 C. 增大压强 D. 移出H2O E.使用催化剂
(4)一定温度下,在容积固定的密闭容器中按途径一制备二甲醚,按CH4与O2的物质的量之比为2:1投料反应,则下列情况能说明反应①达到平衡状态的是_______(填序号)。
A.混合气体的密度保持不变 |
B. CH4与O2的物质的量之比保持不变 |
C.混合气体的平均相对分子质量保持不变 |
D.CH4的生成速率等于CH3OCH3生成速率的2倍 |
(6)有人模拟工业上按途径二制备二甲醚,在1000K时的2L密闭容器中充入2molCO和6molH2,此时体系总压强是。达到平衡时c(H2)=1.5molL1,,则用平衡分压表示反应③的平衡常数
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(0.65)
【推荐1】以CO2生产甲醇(CH3OH)是实现“碳中和”的重要途径。其原理是。
(1)该反应的能量变化如图所示,该反应为_____ (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)恒容容器中,对于上述反应,下列措施能加快反应速率的是_____。
(3)在体积为2L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2、CH3OH的物质的量随时间变化如图。反应达到平衡状态,此时H2的转化率为_____ 。
(4)在相同温度、容积不变的条件下,不能说明该反应已达平衡状态的是_____。
(1)该反应的能量变化如图所示,该反应为
(2)恒容容器中,对于上述反应,下列措施能加快反应速率的是_____。
A.升高温度 | B.充入He |
C.加入合适的催化剂 | D.降低压强 |
(3)在体积为2L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2、CH3OH的物质的量随时间变化如图。反应达到平衡状态,此时H2的转化率为
(4)在相同温度、容积不变的条件下,不能说明该反应已达平衡状态的是_____。
A.CO2、H2的浓度均不再变化 |
B.体系压强不变 |
C.n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶1 |
D.H2的消耗速率与CH3OH的生成速率之比为3∶1 |
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【推荐2】在80℃时,将0.40mol的N2O4气体充入2L已经抽空的固定容积的密闭容器中,发生如下反应: N2O42NO2 ΔH>0,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:
(1)计算20s-40s内用N2O4表示的平均反应速率为_______ mol/(L·s)
(2)计算在80℃时该反应的平衡常数K=_______ ;
(3)反应进行至100s后将反应混合物的温度降低,混合气体的颜色______ (填“变浅”、“变深”或“不变”) ;
(4)要增大该反应的K值,可采取的措施有______ (填序号)
A.增大N2O4的起始浓度 B.向混合气体中通入NO2
C.使用高效催化剂 D.升高温度
(5)下列物质中: ①属于非电解质的是_____ 。②属于强电解质的是_____ 。
A.NaOH溶液 B.Cu C.液态HCl D.液态CH3COOH E.蔗糖溶液 F.液氨 G.氨水H.CuSO4晶体 I.石墨 J.无水乙醇
n/mol时间/s | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
n(N2O4) | 0.40 | a | 0.20 | c | d | e |
n(NO2) | 0.00 | 0.24 | b | 0.52 | 0.60 | 0.60 |
(1)计算20s-40s内用N2O4表示的平均反应速率为
(2)计算在80℃时该反应的平衡常数K=
(3)反应进行至100s后将反应混合物的温度降低,混合气体的颜色
(4)要增大该反应的K值,可采取的措施有
A.增大N2O4的起始浓度 B.向混合气体中通入NO2
C.使用高效催化剂 D.升高温度
(5)下列物质中: ①属于非电解质的是
A.NaOH溶液 B.Cu C.液态HCl D.液态CH3COOH E.蔗糖溶液 F.液氨 G.氨水H.CuSO4晶体 I.石墨 J.无水乙醇
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(0.65)
【推荐3】一定条件下,在某密闭容器中发生的反应有:
反应I.
反应Ⅱ.
回答下列问题:
(1)对于反应 ,___________ (用含、的式子表示),___________ (用含、的式子表示)。
(2)常温下,(甲酸)溶液中[已知:]:
①HCOOH的电离方程式为___________ 。
②该溶液中___________ 。
③此温度下,若将溶液加水稀释至,此时___________ (填“变大”、“变小”或“不变”,下同),___________ 。
(3)某温度下,往某一恒容密闭容器中通入,仅发生反应I和反应Ⅱ,后反应达到平衡,此时测得CO、HCOOH的浓度分别为、(不考虑碳元素的其他存在形式,)。则内___________ (用含a、b、c的式子表示,下同),的物质的量分数为___________ ,反应Ⅱ的平衡常数为___________ 。
反应I.
反应Ⅱ.
回答下列问题:
(1)对于反应 ,
(2)常温下,(甲酸)溶液中[已知:]:
①HCOOH的电离方程式为
②该溶液中
③此温度下,若将溶液加水稀释至,此时
(3)某温度下,往某一恒容密闭容器中通入,仅发生反应I和反应Ⅱ,后反应达到平衡,此时测得CO、HCOOH的浓度分别为、(不考虑碳元素的其他存在形式,)。则内
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(0.65)
【推荐1】科学家在实验室中研究的利用催化技术将飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2的反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH<0。
(1)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时,下列措施能提高NO转化率的是_______(填序号)。
(2)若将1 mol NO和2 mol CO通入2 L的恒容密闭容器中,在一定条件下发生上述反应,反应中生成的N2的物质的量浓度随时间的变化情况如图所示。则NO从反应开始到平衡时的平均反应速率v(NO)=_______ ,4 min末CO的浓度为_______ mol·L-1。达到平衡时该反应的平衡常数为_______ (只需要带入具体数值列出K的表达式,不用计算出结果);达到平衡时CO的转化率为_______ 。
(3)已知上述反应中NO的平衡转化率与压强、温度的关系如图所示。工业上催化装置中比较适合的温度和压强是_______ 。
(1)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时,下列措施能提高NO转化率的是_______(填序号)。
A.选用更有效的催化剂 | B.升高反应体系的温度 |
C.降低反应体系的温度 | D.缩小容器的容积 |
(3)已知上述反应中NO的平衡转化率与压强、温度的关系如图所示。工业上催化装置中比较适合的温度和压强是
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【推荐2】“绿水青山就是金山银山”,因此如何消除大气污染物中的NOx、SO2等气体成为人们关注的主要问题之一。
(1)SO2的排放主要来自于煤的燃烧,工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。
已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下:
①SO2(g)+NH3·H2O(aq)= NH4HSO3(aq) ΔH1= a kJ/mol;
②NH3·H2O(aq)+ NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(ag)+H2O(l) ΔH2= b kJ/mol;
③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq) ΔH3= c kJ/mol。
则反应2SO2(g)+ 4NH3·H2O(aq)+ O2(g) = 2(NH4)2SO4(aq)+ 2H2O(l)的ΔH=______ kJ/mol。
(2)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g) ΔH=−681.8 kJ/mol对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应,在温度为TK时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:
①0~20 min内,平均反应速率v(SO2)=_____ mol/(L·min)。
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断,改变的条件可能是_____ (填字母)。
A.通入一定量的O2B.加入一定量的粉状碳酸钙
C.适当缩小容器的体积D.加入高效的催化剂
(3)NOx的排放主要来自于汽车尾气,有人利用反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=−34.0 kJ/mol,用活性炭对NO进行吸附。
①已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示:
由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,其原因为________________________________ ;
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×105Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=_____________________ [已知:气体分压(P分)=气体总压(P)×体积分数]。
(4)氮氧化物也可以用尿素[(NH2)2CO]水溶液吸收。用尿素[(NH2)2CO]水溶液吸收体积比为1∶1的NO和NO2混合气,可将N元素转变为对环境无害的气体。该反应的化学方程式为___________________________________ 。
(5)汽车尾气吸收还可利用反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=−746.8 kJ/mol,实验测得,v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数_________ (填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍数。
②若在1L的恒容密闭容器中充入1 molCO和1 mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为80%,则k正︰k逆=_____ L/mol。
(1)SO2的排放主要来自于煤的燃烧,工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。
已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下:
①SO2(g)+NH3·H2O(aq)= NH4HSO3(aq) ΔH1= a kJ/mol;
②NH3·H2O(aq)+ NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(ag)+H2O(l) ΔH2= b kJ/mol;
③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq) ΔH3= c kJ/mol。
则反应2SO2(g)+ 4NH3·H2O(aq)+ O2(g) = 2(NH4)2SO4(aq)+ 2H2O(l)的ΔH=
(2)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g) ΔH=−681.8 kJ/mol对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应,在温度为TK时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:
时间/min 浓度/mol·L−1 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
O2 | 1.00 | 0.79 | 0.60 | 0.60 | 0.64 | 0.64 |
CO2 | 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 0.88 | 0.88 |
①0~20 min内,平均反应速率v(SO2)=
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断,改变的条件可能是
A.通入一定量的O2B.加入一定量的粉状碳酸钙
C.适当缩小容器的体积D.加入高效的催化剂
(3)NOx的排放主要来自于汽车尾气,有人利用反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=−34.0 kJ/mol,用活性炭对NO进行吸附。
①已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示:
由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,其原因为
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×105Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=
(4)氮氧化物也可以用尿素[(NH2)2CO]水溶液吸收。用尿素[(NH2)2CO]水溶液吸收体积比为1∶1的NO和NO2混合气,可将N元素转变为对环境无害的气体。该反应的化学方程式为
(5)汽车尾气吸收还可利用反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=−746.8 kJ/mol,实验测得,v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数
②若在1L的恒容密闭容器中充入1 molCO和1 mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为80%,则k正︰k逆=
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【推荐3】“绿水青山就是金山银山”,研究并消除氮氧化物污染对建设美丽家乡,打造宜居环境有重要意义。
Ⅰ.已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH1=-114 kJ∙mol−1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ∙mol−1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH3=+181 kJ∙mol−1
(1)若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式_________ ,该反应自发进行的条件是_________ 。(填“高温”或“低温”或“任何温度”)
Ⅱ.为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染,需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中发生反应2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH1=-746.8 kJ∙mol−1
(2)T℃时,将体积比为1:1的CO和NO的混合气体充入刚性容器中发生上述反应,每隔一定时间测得容器内的压强如下表所示:
①反应开始10 min内,以CO的压强变化表示该反应的平均反应速率为_________ kPa/min,该反应的平衡常数Kp=_________ kPa-1 (用分数表示,Kp为用各气体分压表示的平衡常数。)
②反应达到平衡后,若再向容器中加入2 mol CO2(g)和1 mol N2,再次达到平衡时NO的百分含量将_________ (填“增大””减小”或”不变”)。
(3)实验测得,v正=k正c2(NO)·c2(CO),v逆=k逆c(N2)·c2(CO2),k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数_________ (填“>”“<”或“” ) k逆增大的倍数。
②若在1 L的密闭容器中充入1 mol CO和1 mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则_________ 。
Ⅰ.已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH1=-114 kJ∙mol−1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ∙mol−1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH3=+181 kJ∙mol−1
(1)若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式
Ⅱ.为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染,需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中发生反应2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH1=-746.8 kJ∙mol−1
(2)T℃时,将体积比为1:1的CO和NO的混合气体充入刚性容器中发生上述反应,每隔一定时间测得容器内的压强如下表所示:
时间/min | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | |
kPa | 1.08 | 1.02 | 0.97 | 0.93 | 0.90 | 0.90 | 0.90 |
②反应达到平衡后,若再向容器中加入2 mol CO2(g)和1 mol N2,再次达到平衡时NO的百分含量将
(3)实验测得,v正=k正c2(NO)·c2(CO),v逆=k逆c(N2)·c2(CO2),k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数
②若在1 L的密闭容器中充入1 mol CO和1 mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则
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解题方法
【推荐1】在的密闭容器内充入气体和气体发生如下反应:后达到平衡,此时测得平衡混合物中的浓度为。则:
(1)用的浓度变化表示该反应的平均反应速率___________ ;
(2)达到平衡后的转化率为___________ ;
(3)平衡混合物中的浓度为___________ ;
(4)平衡混合物中气体的体积分数为___________ 。
(5)已知该反应能自发进行,则___________ 。
(1)用的浓度变化表示该反应的平均反应速率
(2)达到平衡后的转化率为
(3)平衡混合物中的浓度为
(4)平衡混合物中气体的体积分数为
(5)已知该反应能自发进行,则
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【推荐2】热化学方程式中的ΔH实际上是热力学中的一个物理量,叫做焓变,其数值和符号与反应物和生成物的总能量有关,也与反应物和生成物的键能有关。
(1)图①是N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化示意图,则该反应的热化学方程式为______________________ ;分析图②可知,若0.5 mol CO被氧化,放出Q kJ热量,则Q=________ ;若该反应是可逆反应,则在相同条件下将0.5 mol CO与1 mol NO2混合充分反应后放出的热量________ Q kJ(填“>”“<”或“=”)。
(2)相关反应的热化学方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH1=+218.4 kJ·mol-1(反应Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s)+4CO2(g) ΔH2=-175.6 kJ·mol-1(反应Ⅱ)
①反应Ⅰ 能够自发进行的反应条件是________________________________ 。
②假设某温度下,反应 Ⅰ 的速率(v1)大于反应 Ⅱ 的速率(v2),则下列反应过程能量变化示意图正确的是________ 。
(3)已知:①Fe2O3(s)+3CO(g) === 2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-25 kJ·mol-1,
②3Fe2O3(s)+CO(g) ===2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-47 kJ·mol-1,
③Fe3O4(s)+CO(g) ===3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+19 kJ·mol-1。
请写出CO还原FeO的热化学方程式:__________________________________ 。
(1)图①是N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化示意图,则该反应的热化学方程式为
(2)相关反应的热化学方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH1=+218.4 kJ·mol-1(反应Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s)+4CO2(g) ΔH2=-175.6 kJ·mol-1(反应Ⅱ)
①反应Ⅰ 能够自发进行的反应条件是
②假设某温度下,反应 Ⅰ 的速率(v1)大于反应 Ⅱ 的速率(v2),则下列反应过程能量变化示意图正确的是
(3)已知:①Fe2O3(s)+3CO(g) === 2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-25 kJ·mol-1,
②3Fe2O3(s)+CO(g) ===2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-47 kJ·mol-1,
③Fe3O4(s)+CO(g) ===3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+19 kJ·mol-1。
请写出CO还原FeO的热化学方程式:
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解题方法
【推荐3】煤的气化和天然气净化过程中会产生H2S,将其吸收与转化是环境保护和资源利用的有效措施。回答下列问题:
(1)利用足量纯碱溶液可吸收低浓度H2S,生成的含硫物质主要是_______ (填化学式)。H2S的Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15;H2CO3的Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11)。
(2)电解氧化法处理H2S的原理是:在氧化反应器中,利用Fe3+氧化H2S;在电解反应器中实现Fe3+的再生,并副产氢气,总反应为H2S(g)S(s)+H2(g) ΔH,相关物质的燃烧热数据如下表:
则ΔH=___________ kJ·mol-1。
(3)工业上采用C6H5C1和H2S的高温气相反应制备有机合成中间体苯硫酚(C6H5SH),同时有副产物C6H6生成:
I.C6H5Cl(g)+H2S(g)C6H5SH(g)+HCl(g) ΔH=-16.8 kJ‧mol-1
II.C6H5Cl(g)+H2S(g)=C6H6(g)+HCl(g) +S8(g)
使氯苯和硫化氢按一定的比例进入反应器,定时测定由反应器尾端出来的混合气中各产物的量,得到单程收率(原料一次性通过反应器反应后得到的产品与原料总投入量的百分比)与温度的关系如图所示。
活化能较大的是反应_______ (填“I”或“II”),根据图中曲线判断,下列说法正确的是_________ (填标号)。
A.500℃~540℃反应I已经达到平衡
B.590℃以上,随温度升高,反应I平衡逆向移动
C.590℃以上,随温度升高,反应I消耗H2S减少
D.645℃,反应I、II速率相等
(4)H2S高温裂解转化为H2和硫蒸气。维持体系压强为 100 kPa,反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示。
①H2S高温裂解反应的ΔH______ 0(填“>”或“<”)。曲线c代表的物质是________ (填化学式)。
②反应温度为1300℃时,H2S的平衡转化率为_________ 反应的平衡常数Kp=________ (计算结果保留1位小数)。
(1)利用足量纯碱溶液可吸收低浓度H2S,生成的含硫物质主要是
(2)电解氧化法处理H2S的原理是:在氧化反应器中,利用Fe3+氧化H2S;在电解反应器中实现Fe3+的再生,并副产氢气,总反应为H2S(g)S(s)+H2(g) ΔH,相关物质的燃烧热数据如下表:
物质 | H2S(g) | S(s) | H2(g) |
燃烧热∆H/(kJ‧mol-1) | -562.0 | -296.8 | -285.8 |
(3)工业上采用C6H5C1和H2S的高温气相反应制备有机合成中间体苯硫酚(C6H5SH),同时有副产物C6H6生成:
I.C6H5Cl(g)+H2S(g)C6H5SH(g)+HCl(g) ΔH=-16.8 kJ‧mol-1
II.C6H5Cl(g)+H2S(g)=C6H6(g)+HCl(g) +S8(g)
使氯苯和硫化氢按一定的比例进入反应器,定时测定由反应器尾端出来的混合气中各产物的量,得到单程收率(原料一次性通过反应器反应后得到的产品与原料总投入量的百分比)与温度的关系如图所示。
活化能较大的是反应
A.500℃~540℃反应I已经达到平衡
B.590℃以上,随温度升高,反应I平衡逆向移动
C.590℃以上,随温度升高,反应I消耗H2S减少
D.645℃,反应I、II速率相等
(4)H2S高温裂解转化为H2和硫蒸气。维持体系压强为 100 kPa,反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示。
①H2S高温裂解反应的ΔH
②反应温度为1300℃时,H2S的平衡转化率为
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