合成氨工业结束了人类依靠天然氮肥的历史,解决了人类的粮食问题。氨气广泛应用于化肥、制药、合成纤维等领域,极大地影响了人类的发展历史。
(1)以
与
为原料合成尿素[CO(NH2)2]的主要反应如下:
①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9387295ad2fc895a8ea8403bee15f5b2.png)
②![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1587acf9bb931fef0c9f5a92e62d6ad0.png)
写出
与
合成尿素和水蒸气的热化学反应方程式___________ 。
(2)工业合成氨的反应原理为
。
时该反应的能量变化如图1所示,图中曲线___________ (填字母)表示加入催化剂的能量变化曲线,催化剂能加快反应速率的原因是___________ 。科学工作者发现一种优良的合成氨催化剂——担载单原子钼的缺陷硼氮单层材料,反应的部分历程如图2所示,则该反应历程中需要吸收能量的最大能垒(活化能)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b8b7217c39e7642c339fa71418eaed03.png)
___________
,对应步骤的化学方程式为___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/24/2901470912151552/2902298894917632/STEM/3dbad0de-d108-476b-b473-41c6b396a91c.png?resizew=666)
(3)在实际生产中,合成氨工艺常用条件为铁触媒作催化剂、控制温度
、压强
,原料中N2和H2的物质的量之比为1∶2.8.下列关于合成氨工艺的叙述,正确的是___________ (填字母)。
a.平衡后再通入N2,当重新达到平衡时,N2在混合气中的体积分数减小
b.控制温度(500℃)远高于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和较快的反应速率
c.分离空气得到的N2须净化处理,以防止催化剂活性降低
d.原料气中N2过量,是因为N2相对易得,适度过量有利于提高H2的转化率
(4)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入
和
,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度和压强下开始反应,并用压力计检测容器内压强随反应时间的变化如下:
时,该反应![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/685e108703684e5b18673f530e2da670.png)
_______
(填“>”、“=”或“<”),该反应的平衡常数表达式K=_______ 。从反应开始到25min时,用H2表示的平均反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1d7e20f9d32b991b60cd76bc4686be8b.png)
_______
。
(1)以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1163bc05a73653778b05c45aed88addc.png)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9387295ad2fc895a8ea8403bee15f5b2.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1587acf9bb931fef0c9f5a92e62d6ad0.png)
写出
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5b52c0fc18021ee815131cc6398b6283.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e0f6c04facad3e728714a97f0bcacfd0.png)
(2)工业合成氨的反应原理为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/52e86fb9277fda9b8fbce786c337e1c7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b8b7217c39e7642c339fa71418eaed03.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b8b7217c39e7642c339fa71418eaed03.png)
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(3)在实际生产中,合成氨工艺常用条件为铁触媒作催化剂、控制温度
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a.平衡后再通入N2,当重新达到平衡时,N2在混合气中的体积分数减小
b.控制温度(500℃)远高于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和较快的反应速率
c.分离空气得到的N2须净化处理,以防止催化剂活性降低
d.原料气中N2过量,是因为N2相对易得,适度过量有利于提高H2的转化率
(4)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9015583a3054f64a7c32445d8d92b5a0.png)
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反应时间/![]() | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
压强/![]() | 16.80 | 14.78 | 13.86 | 13.27 | 12.85 | 12.60 | 12.60 |
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/685e108703684e5b18673f530e2da670.png)
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更新时间:2022-01-25 22:05:07
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适中
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解题方法
【推荐1】一定条件下铁可以和CO2发生反应: Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g);△H>0
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2010/12/30/1576000293650432/1576000293863424/STEM/eaf1a1f1d8b841f7b579695511ad8022.png?resizew=176)
(1)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示,求8分钟内CO的平均反应速率v(CO)=______________ 。
(2)下列措施中能使平衡时c(CO)/c(CO2)增大的是___ (填序号)。
A.升高温度 B.增大压强 C.充入一定量氮气 D.再加入一些铁粉
(3)反应达到平衡后,若保持容器体积不变时,再通入少量的CO2,则CO2的转化率将______________ (填“增大”、“减小”、“不变”)
(4)铁的重要化合物在生产生活中应用十分广泛。
①FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,可得含FeCO3的浊液。若FeCO3浊液长时间暴露在空气中,固体表面会变为红褐色,写出由FeCO3生成红褐色物质的反应的化学方程式:____________________ 。
②高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮用水消毒剂。高铁酸钠生产方法之一是:强碱性溶液中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高铁酸钠、氯化钠和另一种常见化合物,该反应的离子方程式为___________________________ 。
(5)已知:2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g);△H=-566 kJ·mol-1
2H2(g) + O2(g) =2H2O(g);△H=-483.6 kJ·mol-1
写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式:___________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2010/12/30/1576000293650432/1576000293863424/STEM/e9936cc6e0e24584a3577ef8f76028bb.png?resizew=49)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2010/12/30/1576000293650432/1576000293863424/STEM/eaf1a1f1d8b841f7b579695511ad8022.png?resizew=176)
(1)一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示,求8分钟内CO的平均反应速率v(CO)=
(2)下列措施中能使平衡时c(CO)/c(CO2)增大的是
A.升高温度 B.增大压强 C.充入一定量氮气 D.再加入一些铁粉
(3)反应达到平衡后,若保持容器体积不变时,再通入少量的CO2,则CO2的转化率将
(4)铁的重要化合物在生产生活中应用十分广泛。
①FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,可得含FeCO3的浊液。若FeCO3浊液长时间暴露在空气中,固体表面会变为红褐色,写出由FeCO3生成红褐色物质的反应的化学方程式:
②高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮用水消毒剂。高铁酸钠生产方法之一是:强碱性溶液中用NaClO氧化Fe(OH)3生成高铁酸钠、氯化钠和另一种常见化合物,该反应的离子方程式为
(5)已知:2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g);△H=-566 kJ·mol-1
2H2(g) + O2(g) =2H2O(g);△H=-483.6 kJ·mol-1
写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式:
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【推荐2】氨是合成尿素的重要原料,也可进行脱硝,减少NOx对环境的污染。请回答下列问题:
(1)在一定条件下NH3与NO反应生成无污染气体。
已知:①4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g) ΔH=−905 kJ·mol−1
②N2(g)+O2(g)
2NO(g) ΔH=+180 kJ·mol−1
NH3(g)与NO(g)在一定条件下反应的热化学方程式为_______ 。
(2)某科研小组利用反应:2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH<0模拟工业合成尿素。向5 L的恒容密闭容器中投入4 mol NH3和1 mol CO2,保持温度不变,反应经50分钟达到平衡。
①平衡时测得容器中c(CO2)=0.1 mol·L−1,则反应从开始到达到平衡时,平均化学反应速率v(CO2)=___ ,化学平衡常数K=___ (保留小数点后两位)。
②以下表述能说明上述反应已达到平衡状态的是_______ (填字母)。
A.混合气的密度不再变化 B.2υ(NH3)= υ(H2O)
C.气体的平均相对分子质量不再变化 D.混合气的压强不再变化
③下图是该条件下,系统中尿素的物质的量随反应时间的变化趋势,当反应时间达到15 min 时,若迅速将体系升温,请在图中画出15~50 min 内容器中尿素的物质的量的变化趋势曲线。________________
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/5/15/2204180309827584/2204849181933568/STEM/7443da0591d9438c838c203670961e1f.png?resizew=361)
④若在平衡状态时,保持温度不变,再向容器中加入2.0 mol NH3和1.0 mol H2O(g),则化学平衡_______ 移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
(3)我国研制出非贵金属镍钼基高效电催化剂,实现电解富尿素废水低能耗制H2(装置如图)。总反应为:CO(NH2)2+H2O
3H2↑+N2↑+CO2↑。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/5/15/2204180309827584/2204849181933568/STEM/5c2519004e9e42368d28a370b14ff117.png?resizew=225)
A电极连接电源的_______ 极(填“正”或“负”)。
②A电极的电极反应式为___________________________ 。
(1)在一定条件下NH3与NO反应生成无污染气体。
已知:①4NH3(g)+5O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
②N2(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
NH3(g)与NO(g)在一定条件下反应的热化学方程式为
(2)某科研小组利用反应:2NH3(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
①平衡时测得容器中c(CO2)=0.1 mol·L−1,则反应从开始到达到平衡时,平均化学反应速率v(CO2)=
②以下表述能说明上述反应已达到平衡状态的是
A.混合气的密度不再变化 B.2υ(NH3)= υ(H2O)
C.气体的平均相对分子质量不再变化 D.混合气的压强不再变化
③下图是该条件下,系统中尿素的物质的量随反应时间的变化趋势,当反应时间达到15 min 时,若迅速将体系升温,请在图中画出15~50 min 内容器中尿素的物质的量的变化趋势曲线。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/5/15/2204180309827584/2204849181933568/STEM/7443da0591d9438c838c203670961e1f.png?resizew=361)
④若在平衡状态时,保持温度不变,再向容器中加入2.0 mol NH3和1.0 mol H2O(g),则化学平衡
(3)我国研制出非贵金属镍钼基高效电催化剂,实现电解富尿素废水低能耗制H2(装置如图)。总反应为:CO(NH2)2+H2O
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fa8628fcc1f544a07095f2e32ad6802c.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/5/15/2204180309827584/2204849181933568/STEM/5c2519004e9e42368d28a370b14ff117.png?resizew=225)
A电极连接电源的
②A电极的电极反应式为
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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】二氧化碳的排放越来越受到能源和环境领域的关注,其综合利用是目前研究的重要课题之一,试运用所学知识,解决以下问题:
(1)CH4—CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2),其工艺过程中涉及如下反应:
反应①CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) △H1
反应②CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ·mol-1
反应③CH4(g)+
O2(g)
CO(g)+2H2(g) △H3=-36.0kJ·mol-1
反应④
O2(g)+H2(g)
H2O(g) △H4=-241.8kJ·mol-1
则△H1=____ kJ·mol-1。
一定条件下,向体积为VL的密闭容器中通入CH4、CO2各1.0mol及少量O2,测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图所示。1100K时,CH4与CO2的转化率分别为90%和95%,图中b代表产物____ 。当温度高于900K,H2O的含量随温度升高而下降的主要原因是____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/4/2929133412687872/2930412708806656/STEM/f291020b-a496-47a8-a425-0d08178c9f7e.png?resizew=271)
(2)工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H<0,在一定条件下,将1molCO和2molH2通入体积为2L的密闭容器中进行反应![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e2e767cd29c7b468287d4aea44090dd2.png)
,当改变某一外界条件(温度或压强)时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/4/2929133412687872/2930412708806656/STEM/6f1cface-4413-4210-97a9-d7f5d3ccc31c.png?resizew=271)
①下列描述能说(明该反应处于化学平衡状态的是____ (填字母)。
A.CO的体积分数保持不变 B.容器中CO的转化率与H2的转化率相等
C.v逆(CH3OH)=2v正(H2) D.容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
②平衡时,M点CH3OH的体积分数为10%,M点时该反应的平衡常数为____ 。
③X轴上a点的数值比b点____ (填“大”或“小”),图中Y轴表示____ 。
(3)利用电化学方法可以将CO2有效地转化为HCOO-,装置如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/4/2929133412687872/2930412708806656/STEM/19c1ab30-e1ac-4230-b276-adceb565eaef.png?resizew=318)
①在该装置中,右侧Pt电极的电极反应式为____ 。
②装置工作时,阴极除有HCOO-生成外,还可能生成副产物降低电解效率。
已知:电解效率=
×100%,标准状况下,当阳极生成氧气体积为448mL时,测得阴极区内的c(HCOO-)=0.03mol/L,电解效率为____ (忽略电解前后溶液的体积变化)。
(1)CH4—CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2),其工艺过程中涉及如下反应:
反应①CH4(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
反应②CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
反应③CH4(g)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
反应④
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
则△H1=
一定条件下,向体积为VL的密闭容器中通入CH4、CO2各1.0mol及少量O2,测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图所示。1100K时,CH4与CO2的转化率分别为90%和95%,图中b代表产物
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/4/2929133412687872/2930412708806656/STEM/f291020b-a496-47a8-a425-0d08178c9f7e.png?resizew=271)
(2)工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e2e767cd29c7b468287d4aea44090dd2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/08ae0e162220b07e666d65cafcd24bbe.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/4/2929133412687872/2930412708806656/STEM/6f1cface-4413-4210-97a9-d7f5d3ccc31c.png?resizew=271)
①下列描述能说(明该反应处于化学平衡状态的是
A.CO的体积分数保持不变 B.容器中CO的转化率与H2的转化率相等
C.v逆(CH3OH)=2v正(H2) D.容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
②平衡时,M点CH3OH的体积分数为10%,M点时该反应的平衡常数为
③X轴上a点的数值比b点
(3)利用电化学方法可以将CO2有效地转化为HCOO-,装置如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/4/2929133412687872/2930412708806656/STEM/19c1ab30-e1ac-4230-b276-adceb565eaef.png?resizew=318)
①在该装置中,右侧Pt电极的电极反应式为
②装置工作时,阴极除有HCOO-生成外,还可能生成副产物降低电解效率。
已知:电解效率=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bd9796304e7585850797d09813119d1c.png)
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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1】甲醇是重要的化工原料,利用煤化工中生产的CO、CO2和H2可制取甲醇等有机物,发生的反应有:
①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H1=-99kJ·mol-1
②CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H2
相关物质的化学键键能数据如下:
(1)该反应△H2=___________ 。
(2)关于反应①下列说法,正确的是___________ 。
A.该反应在任何温度下都能自发进行
B.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
C.使用催化剂,不能提高CO的转化率
D.增大压强,该反应的化学平衡常数不变
(3)在某温度下,将1.0moCO与2.0molH2充入2L的空钢瓶中,发生反应①,在第5min时达到化学平衡状态,此时甲醇的物质的量分数为0.1。在第10min、20min时分别改变反应条件,甲醇的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示:
①从反应开始到5min时,生成甲醇的平均速率为___________ 。
②H2的平衡转化率α=___________ %,化学平衡常数K=___________ 。
③1min时,υ正___________ υ逆(填“大于”“小于”或“等于”)
④1min时υ正___________ 4min时υ逆(填“大于”“小于”或“等于”)
⑤比较甲醇在7~8min、12~13min和25~27min时平均反应速率[平均反应速率分别以υ(7~8)、υ(12~13)、υ(25~27)表示的大小_________________________________ 。
③若将钢瓶换成同容积的绝热容器,重复上述试验,平衡时甲醇的物质的量分数___________ 0.1。(填“>”、“<”或“=”)
①CO(g)+2H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/2/1/2131131319099392/2135026646302720/STEM/e7c9aa0c6b3648f8b3b0841c0590ce2a.png?resizew=33)
②CO2(g)+3H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/2/1/2131131319099392/2135026646302720/STEM/e7c9aa0c6b3648f8b3b0841c0590ce2a.png?resizew=33)
相关物质的化学键键能数据如下:
化学键 | C=O(CO2) | H—H | C—O | H—O | C—H |
E/(kJ·mol-1) | 803 | 436 | 343 | 465 | 413 |
(2)关于反应①下列说法,正确的是
A.该反应在任何温度下都能自发进行
B.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
C.使用催化剂,不能提高CO的转化率
D.增大压强,该反应的化学平衡常数不变
(3)在某温度下,将1.0moCO与2.0molH2充入2L的空钢瓶中,发生反应①,在第5min时达到化学平衡状态,此时甲醇的物质的量分数为0.1。在第10min、20min时分别改变反应条件,甲醇的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/2/1/2131131319099392/2135026646302720/STEM/af7032e146284535a28bab2b16e4d990.png?resizew=347)
①从反应开始到5min时,生成甲醇的平均速率为
②H2的平衡转化率α=
③1min时,υ正
④1min时υ正
⑤比较甲醇在7~8min、12~13min和25~27min时平均反应速率[平均反应速率分别以υ(7~8)、υ(12~13)、υ(25~27)表示的大小
③若将钢瓶换成同容积的绝热容器,重复上述试验,平衡时甲醇的物质的量分数
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐2】氮氧化物和含硫化合物的转化处理对环境保护和污染治理有着重要意义。
(1)利用反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g),可实现汽车尾气的无害化处理。在一定实验条件下模拟该反应,测得CO的平衡转化率与温度、起始投料比m[m=
]的关系如图1所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/2/27/2408077676634112/2408574220935168/STEM/fe2f9dd7dbf448d68cf6ccd3b05ac6be.png?resizew=416)
①反应的△H______ 0(填>、<或=)
②下列说法正确的是_______ 。
A.当体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变时,反应达到平衡状态
B.投料比:m1>m2>m3;
C.当投料比m=2时,NO转化率是CO转化率的2倍
D.汽车排气管中的催化剂可提高NO的平衡转化率
③随着温度的升高,不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近的原因为__________ 。
(2)若反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)的正、逆反应速率可表示为:v正=k正·c2(NO) ·c2(CO);v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,c为物质的量浓度。一定温度下,在体积为1 L的容器加入2 mol NO和2 mol CO发生上述反应,测得CO和CO2物质的量浓度随时间的变化如图2所示,则a点时v正:v逆=_________ 。
(3)工业生产排放的烟气中同时存在SO2、NOx和CO,利用它们的相互作用可将SO2、NOx还原成无害物质,一定条件下得到以下实验结果,图3为298K各气体分压(气体的物质的量分数与总压的乘积)与CO物质的量分数的关系,图4为CO物质的量分数为2.0% 时,各气体分压与温度的关系:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/2/27/2408077676634112/2408574220935168/STEM/da92644bb34b4f8b9a035ef517ef48a3.png?resizew=421)
下列说法正确的是________
A. 不同温度下脱硝的产物为N2,脱硫的产物可能有多种
B. 温度越高脱硫脱硝的效果越好
C. NOx比SO2更易被CO还原
D. 体系中可能发生反应:2COS⇌S2+2CO;4CO2+S2⇌4CO+2SO2
(1)利用反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g),可实现汽车尾气的无害化处理。在一定实验条件下模拟该反应,测得CO的平衡转化率与温度、起始投料比m[m=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bd5d5e7aa6db19e92200b1546ea32a5a.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/2/27/2408077676634112/2408574220935168/STEM/fe2f9dd7dbf448d68cf6ccd3b05ac6be.png?resizew=416)
①反应的△H
②下列说法正确的是
A.当体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变时,反应达到平衡状态
B.投料比:m1>m2>m3;
C.当投料比m=2时,NO转化率是CO转化率的2倍
D.汽车排气管中的催化剂可提高NO的平衡转化率
③随着温度的升高,不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近的原因为
(2)若反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)的正、逆反应速率可表示为:v正=k正·c2(NO) ·c2(CO);v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,c为物质的量浓度。一定温度下,在体积为1 L的容器加入2 mol NO和2 mol CO发生上述反应,测得CO和CO2物质的量浓度随时间的变化如图2所示,则a点时v正:v逆=
(3)工业生产排放的烟气中同时存在SO2、NOx和CO,利用它们的相互作用可将SO2、NOx还原成无害物质,一定条件下得到以下实验结果,图3为298K各气体分压(气体的物质的量分数与总压的乘积)与CO物质的量分数的关系,图4为CO物质的量分数为2.0% 时,各气体分压与温度的关系:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/2/27/2408077676634112/2408574220935168/STEM/da92644bb34b4f8b9a035ef517ef48a3.png?resizew=421)
下列说法正确的是
A. 不同温度下脱硝的产物为N2,脱硫的产物可能有多种
B. 温度越高脱硫脱硝的效果越好
C. NOx比SO2更易被CO还原
D. 体系中可能发生反应:2COS⇌S2+2CO;4CO2+S2⇌4CO+2SO2
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】利用催化技术可将汽车尾气中的CO和NO转化为CO2和N2化学方程式:
。
(1)某温度下,在容积不变的密闭容器中通入CO和NO,测得不同时间CO浓度如下表:
用CO的浓度变化表示0~2s的平均反应速率为________
。
(2)反应物初始浓度相同时,实验温度为280℃和360℃,进行以下实验:
【实验分析与结论】
①补全表格a.__________ ,b.__________ ,c__________ 。
②测得
,对比实验Ⅰ、Ⅲ,可得结论:催化剂的比表面积相同时,________ 。
③通过实验可得到“温度相同时,增大催化剂的比表面积,可增大尾气的转化速率”的结论,证据是对比实验Ⅰ、Ⅱ,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5cd84a8f95166367063218ee03ffd5a7.png)
______
(填“>”、“<”或“=”)。
(3)除催化剂、温度外,还有哪些因素可以加快该反应的化学反应速率_____ (至少填2种)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/617e32be7cd998fff1914c63fa8cb5b5.png)
(1)某温度下,在容积不变的密闭容器中通入CO和NO,测得不同时间CO浓度如下表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | …… |
3.60 | 3.05 | 2.85 | 2.75 | …… |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f4b1049834c3dc65c404f2ad20a97885.png)
(2)反应物初始浓度相同时,实验温度为280℃和360℃,进行以下实验:
实验编号 | 实验目的 | T/℃ | 同种催化剂的比表面积m2/g | 达平衡时所用的时间/s |
Ⅰ | 对照实验 | 280 | 80 | |
Ⅱ | a | 280 | 120 | |
Ⅲ | 研究温度对尾气转化速率的影响 | b | c |
①补全表格a.
②测得
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/da443b7501875b2e163315f312172853.png)
③通过实验可得到“温度相同时,增大催化剂的比表面积,可增大尾气的转化速率”的结论,证据是对比实验Ⅰ、Ⅱ,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5cd84a8f95166367063218ee03ffd5a7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/87c7eb49a823f757461cd5260757b088.png)
(3)除催化剂、温度外,还有哪些因素可以加快该反应的化学反应速率
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【推荐1】工业上可利用
或
来生产燃料甲醇,某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(
、
、
)如下表所示:
请回答下列问题:
(1)根据反应①与②可推导出![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/608dac33274ccc2ee2cd75279bb5b1f5.png)
___________ (用
、
表示);![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a95d800b889e9e22aa00ec16b7f0a794.png)
___________ 0(用“>”或“<”表示);
(2)已知
、
、
、
的键能分别为436kJ/mol、803kJ/mol、1076kJ/mol、465kJ/mol,计算![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/260083784b7fd9f8c5ad0c2ec1aaef90.png)
___________ 。
(3)恒温恒容下,对反应①,下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是___________。
(4)恒容、500℃下,测得反应②在某时刻时,
、
、
、
的浓度分别为
、
、
、
,则此时![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c175ae491f8aab736e87cd0c7653fd1e.png)
___________
(填“>”“=”或“<”),达平衡时
的浓度为___________
。
(5)下列图像符合反应③的是___________。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e029cc1f7d07eeb136bd3946a7eb23e3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/32410867843f1a7ef11410da8f3f8dab.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b994a3d0126e44d032969365e6ebc25.png)
化学反应 | 平衡常数符号 | 平衡常数值 | ||
500℃ | 700℃ | 800℃ | ||
①![]() ![]() | ![]() | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
②![]() ![]() | ![]() | 1.0 | 1.70 | 2.52 |
③![]() ![]() | ![]() |
(1)根据反应①与②可推导出
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/608dac33274ccc2ee2cd75279bb5b1f5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e029cc1f7d07eeb136bd3946a7eb23e3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/32410867843f1a7ef11410da8f3f8dab.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a95d800b889e9e22aa00ec16b7f0a794.png)
(2)已知
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cb48d11d16ae254abe4687a92dd9de1d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/65b36f1e0550c5fbdf134c7e6e6fd0a7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/df5958447f24f984f421578f5db041c7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/48db79cf1c4a01493006ba298b0a9e88.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/260083784b7fd9f8c5ad0c2ec1aaef90.png)
(3)恒温恒容下,对反应①,下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是___________。
A.![]() | B.压强不再变化 |
C.气体平均相对分子质量不再变化 | D.![]() |
(4)恒容、500℃下,测得反应②在某时刻时,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3855dcc64a8d2d84cce2105dc481531c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/444497cd37b296f9762dfb3d1ca7bc55.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f26a1cf4a7fd8cd7d9a679d839423c99.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ef653f5cb330066f4e8a08ce08056613.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4daf4694e95a68e5653082e18220384.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4daf4694e95a68e5653082e18220384.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/52eac03d6e5cafae7daa257bd0546e06.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/52eac03d6e5cafae7daa257bd0546e06.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c175ae491f8aab736e87cd0c7653fd1e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b965da982ffb1c164a39a635251bd62e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c4d9129b79ac985bc46c88b092aeb02.png)
(5)下列图像符合反应③的是___________。
A.![]() | B.![]() |
C.![]() | D.![]() |
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【推荐2】Ⅰ.二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂,对臭氧层无破坏作用。
(1)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cbc7e7cbb231118e1a16f7d5fae27f8d.png)
②![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5a0e62fa643fc7618190c7b6ab821084.png)
③![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/349f4d24ff154d6db28887c34be5ed7a.png)
总反应:
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
_______ 。一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的平衡转化率,下列选项中可以采取的措施是_______ (填字母)。
a.高温高压 b.加入催化剂 c.减少
的浓度 d.增加CO的浓度 e.分离出二甲醚
(2)已知上述(1)中反应②
在某温度下的平衡常数为100.此温度下在10L密闭容器中加入
,反应到某时刻测得容器中各组分的物质的量如下:
①比较此时正、逆反应速率的大小:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c175ae491f8aab736e87cd0c7653fd1e.png)
_______
(填“>”“<”或“=”);
②若在此密闭容器中开始加入
,则达到平衡时![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/db4a0fa80c5642fbabd456944c19fb02.png)
_______ mol/L;
Ⅱ.化学反应:
△H<0。
(3)①请写出该反应达到平衡时的化学平衡常数表达式_______ ;
②若升高温度,该反应平衡常数将_______ (填“增大”、“减小”或“不变”),平衡时增大压强,平衡将向_______ 移动(填“正方向”、“逆方向”或“不”)。
(1)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cbc7e7cbb231118e1a16f7d5fae27f8d.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5a0e62fa643fc7618190c7b6ab821084.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/349f4d24ff154d6db28887c34be5ed7a.png)
总反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/36d81a9f0f6aca2175f8583807b9a5f7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
a.高温高压 b.加入催化剂 c.减少
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(2)已知上述(1)中反应②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c284986c4edad7939873871bcb8855a2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
物质 | ![]() | ![]() | ![]() |
物质的量/mol | 4.0 | 6.0 | 6.0 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c175ae491f8aab736e87cd0c7653fd1e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b965da982ffb1c164a39a635251bd62e.png)
②若在此密闭容器中开始加入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ae18e0dda5280596347124b388b791cf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/db4a0fa80c5642fbabd456944c19fb02.png)
Ⅱ.化学反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56a1741595f0f89c7b780243d8649a38.png)
(3)①请写出该反应达到平衡时的化学平衡常数表达式
②若升高温度,该反应平衡常数将
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【推荐3】某小组从反应速率和产物角度探究Mg与NaHCO3溶液反应。
实验I、25°C, 相同镁条分别与下列试剂反应
(1)已知: Mg(OH)2固体致密,易包裹在金属表面成膜。根据上述现象,推测在实验ii中。
①Mg可以提高
的电离程度,原因是___________ ;
②浑浊的主要原因是产生了___________ (填化学式) ;
③实验ii中产生气泡的速率快于实验i的原因可能是___________ 。
(2)补充实验II,证实(1)的推测:
①小组设计实验iii 的目的是___________ ; 甲同学结合实验iv的现象认为可以不必进行实验iii,他的理由是___________ ;
②实验ii生成气体的速率快于实验iv,原因可能是___________ ;
③查资料知
+Mg2+
[Mg(HCO3)]+,请从平衡移动的角度解释实验ii产生气体速率更快的原因___________ 。
实验I、25°C, 相同镁条分别与下列试剂反应
序号 | 试剂 | 浓度(mol·L-1) | 体积(mL) | pH | 现象 |
i | H2O | —— | 7.5 | 7 | 镁条表面有微量气泡附着 |
ii | NaHCO3溶液 | 1.0 | 7.5 | 8.4 | 镁条表面持续产生大量气泡,溶液略显浑浊,点燃气泡有爆鸣声 |
①Mg可以提高
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f7a036123488494677ec97c352449838.png)
②浑浊的主要原因是产生了
③实验ii中产生气泡的速率快于实验i的原因可能是
(2)补充实验II,证实(1)的推测:
序号 | 试剂 | 浓度(mol·L-1) | 体积(mL) | pH | 现象 |
iii | NaNO3溶液 | 1.0 | 7.5 | 7 | 镁条表面有微量气泡附着 |
iv | Na2CO3溶液 | 0.5 | 7.5 | 11.8 | 持续产生少量气泡,溶液显浑浊 |
②实验ii生成气体的速率快于实验iv,原因可能是
③查资料知
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f7a036123488494677ec97c352449838.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
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