N2O是《联合国气候变化框架公约》所列六种温室气体之一。目前,直接催化分解法是消除N2O的主要方法,该过程中发生的反应如下:
i.2N2O(g)2N2(g)+O2(g) △H1
ii.2N2O(g)N2(g)+2NO(g) △H2
iii.4N2O(g)3N2(g)+2NO2(g) △H3
回答下列问题:
(1)根据盖斯定律,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的△H=___ (写出代数式即可)。
(2)已知反应i在任意温度下均能自发进行,则反应i为___ (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)反应i的势能曲线示意图如图(…表示吸附作用,A表示催化剂,TS表示过渡态分子):
①过程Ⅲ中最大势能垒(活化能)为___ kcal·mol-1。
②下列有关反应i的说法不正确的是___ (填标号)。
A.过程Ⅰ中有极性键断裂
B.过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中都有N2生成
C.该反应中只有两种物质能够吸附N2O分子
D.过程Ⅱ中间体A—O2可释放O2也可吸附N2O分子
(4)模拟废气中N2O直接催化分解过程。
①515℃时,将模拟废气(N2O体积分数为40%)以6000m3·h-1的速度通过催化剂,测得N2O的转化率为40%,则平均反应速率v(N2O)为____ m3·h-1。欲提高N2O的转化率,可采取的措施为____ (任写一条)。
②T℃和P0kPa时,在恒压密闭容器中进行模拟实验。各组分的相关信息如表:
其中x=____ ,N2O的平衡转化率为____ (保留三位有效数字);该温度下,反应2N2O(g)2N2(g)+O2(g)的压强平衡常数Kp=___ kPa(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
i.2N2O(g)2N2(g)+O2(g) △H1
ii.2N2O(g)N2(g)+2NO(g) △H2
iii.4N2O(g)3N2(g)+2NO2(g) △H3
回答下列问题:
(1)根据盖斯定律,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的△H=
(2)已知反应i在任意温度下均能自发进行,则反应i为
(3)反应i的势能曲线示意图如图(…表示吸附作用,A表示催化剂,TS表示过渡态分子):
①过程Ⅲ中最大势能垒(活化能)为
②下列有关反应i的说法不正确的是
A.过程Ⅰ中有极性键断裂
B.过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中都有N2生成
C.该反应中只有两种物质能够吸附N2O分子
D.过程Ⅱ中间体A—O2可释放O2也可吸附N2O分子
(4)模拟废气中N2O直接催化分解过程。
①515℃时,将模拟废气(N2O体积分数为40%)以6000m3·h-1的速度通过催化剂,测得N2O的转化率为40%,则平均反应速率v(N2O)为
物质 | N2 | N2O | O2 | CO2 | NO | NO2 |
n(投料)/mol | 19 | 34 | 6.5 | 25 | 0 | 0 |
n(平衡)/mol | 50 | x | 20 | 25 | 2 | 2 |
其中x=
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更新时间:2022-02-26 19:34:19
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【推荐1】氨和甲烷等原料在工业生产中发挥着重要的作用。
Ⅰ.我国科学家以MoS2 为催化剂,通过调节催化剂/电解质的表界面相互作用,在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨,其反应历程与相对能量模拟计算结果如图所示。
(1)将Na2SO4溶液换成Li2SO4溶液后,反应速率明显加快的主要原因是加快了下列____________ 转化的反应速率(填标号)。
A.N2→*N2 B.*N2→*N2H C.*N2H3→*N D.*NH→*NH2
Ⅱ. 甲烷水蒸气的重整反应是工业制备氢气的重要方式,其化学反应方程式为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。回答下列问题:
(2)已知:CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH1=akJ·mol—1,
2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) ΔH2=b kJ·mol—1,
2H2(g) +O2(g)=2 H2O (l) ΔH3=c kJ·mol—1
CO(g)+ H2O(g)= CO2(g)+ H2 (g) ΔH4=d kJ·mol—1
则甲烷水蒸气重整反应的ΔH=____________ kJ·mol—1(用字母a、b、c、d表示)通过计算机模拟实验,对400~1200℃、操作压强为0.1MPa条件下,不同水碳比(1~10)进行了热力学计算,反应平衡体系中H2物质的量分数与水碳比、平衡温度的关系如图所示:
①结合如图回答:当平衡温度一定时,H2的物质的量分数与水碳比(1~10)的关系是________ ,其原因是_____________ 。
②若密闭容器中仅发生CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),平衡温度为750℃,水碳比为1.0时,H2的物质的量分数0.5,甲烷的转化率为___________ ,其压强平衡常数Kp为________ ;用气体分压表示反应速率方程为v=k p(CH4)·p—1(H2),则此时反应速率v=_________ 。(已知:气体分压=气体的物质的量分数×总压,速率方程中k 为速率常数)。
Ⅲ.利用天然气合成氨,并生产尿素的流程如下:
(3)“电化学转化与分离”装置如图,混合气中CO转化成CO2的电极反应式为______ 。
Ⅰ.我国科学家以MoS2 为催化剂,通过调节催化剂/电解质的表界面相互作用,在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨,其反应历程与相对能量模拟计算结果如图所示。
(1)将Na2SO4溶液换成Li2SO4溶液后,反应速率明显加快的主要原因是加快了下列
A.N2→*N2 B.*N2→*N2H C.*N2H3→*N D.*NH→*NH2
Ⅱ. 甲烷水蒸气的重整反应是工业制备氢气的重要方式,其化学反应方程式为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。回答下列问题:
(2)已知:CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH1=akJ·mol—1,
2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) ΔH2=b kJ·mol—1,
2H2(g) +O2(g)=2 H2O (l) ΔH3=c kJ·mol—1
CO(g)+ H2O(g)= CO2(g)+ H2 (g) ΔH4=d kJ·mol—1
则甲烷水蒸气重整反应的ΔH=
①结合如图回答:当平衡温度一定时,H2的物质的量分数与水碳比(1~10)的关系是
②若密闭容器中仅发生CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),平衡温度为750℃,水碳比为1.0时,H2的物质的量分数0.5,甲烷的转化率为
Ⅲ.利用天然气合成氨,并生产尿素的流程如下:
(3)“电化学转化与分离”装置如图,混合气中CO转化成CO2的电极反应式为
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【推荐2】I. 依据事实写出下列反应的热化学方程式。
① 在25℃、101kPa下,1g甲醇CH3OH燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。
则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为__________________ 。
② 若适量的N2和O2完全反应,每生成23克NO2需要吸收16.95kJ热量_____________ 。
II. 盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式
①Fe2O3(s)+3CO(g)== 2Fe(s)+3CO2(g) △H= ―24.8 kJ.mol -1
②3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H= ―47.2 kJ.mol -1
③Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H= +640.5 kJ.mol -1
写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式________________ 。
III.已知反应 2HI(g)=H2(g) + I2(g)的△H=+11kJ·mol-1,1molH2(g)、 1molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收 436KJ、151KJ 的能量,则 1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为______________ kJ。
① 在25℃、101kPa下,1g甲醇CH3OH燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。
则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为
② 若适量的N2和O2完全反应,每生成23克NO2需要吸收16.95kJ热量
II. 盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式
①Fe2O3(s)+3CO(g)== 2Fe(s)+3CO2(g) △H= ―24.8 kJ.mol -1
②3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H= ―47.2 kJ.mol -1
③Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H= +640.5 kJ.mol -1
写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式
III.已知反应 2HI(g)=H2(g) + I2(g)的△H=+11kJ·mol-1,1molH2(g)、 1molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收 436KJ、151KJ 的能量,则 1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为
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【推荐3】甲烷—二氧化碳重整和甲烷水蒸气—二氧化碳双重整技术(CSCRM)均能将和温室气体转化为高附加值的合成气,在环保、经济等方面均具有重大意义。
回答下列问题:
Ⅰ.甲烷—二氧化碳重整:重整的催化转化原理如图1所示。
(1)已知相关反应的能量变化如图2所示。
则过程i的热化学方程式为_______ 。
(2)过程ii的总反应可表示为_______ 。
(3)向一刚性密闭容器中,充入物质的量比为的和,总压为,加热到一定温度使其发生过程i的反应。
①达到平衡后测得体系压强是起始时的1.76倍,则该反应的平衡常数的计算式为_______ (用各物质的分压代替物质的量浓度计算)。
②其他条件不变,在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反应进行相同时间后,的转化率随反应温度的变化如图3所示。a点所代表的状态_______ (填“是”或“不是”)平衡状态;b点的转化率高于c点,原因是_______ 。
Ⅱ.甲烷水蒸气—二氧化碳双重整技术(CSCRM):在原料气中通入水蒸气来缓解积碳,发生的主要反应的与温度关系如图4,已知各反应原理如下,其中与为积碳反应。
(4)_______ 0(填“>”或“<”)。
(5)已知,综合分析进料气时制备合成气的最佳温度为_______ ;通入水蒸气能缓解积碳的原因为_______ 。
回答下列问题:
Ⅰ.甲烷—二氧化碳重整:重整的催化转化原理如图1所示。
(1)已知相关反应的能量变化如图2所示。
则过程i的热化学方程式为
(2)过程ii的总反应可表示为
(3)向一刚性密闭容器中,充入物质的量比为的和,总压为,加热到一定温度使其发生过程i的反应。
①达到平衡后测得体系压强是起始时的1.76倍,则该反应的平衡常数的计算式为
②其他条件不变,在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反应进行相同时间后,的转化率随反应温度的变化如图3所示。a点所代表的状态
Ⅱ.甲烷水蒸气—二氧化碳双重整技术(CSCRM):在原料气中通入水蒸气来缓解积碳,发生的主要反应的与温度关系如图4,已知各反应原理如下,其中与为积碳反应。
(4)
(5)已知,综合分析进料气时制备合成气的最佳温度为
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【推荐1】乙基叔丁基酸(以ETBE表示)是一种性能代良的高辛烷値汽油调和剂,用乙醇与异丁烯(以IB表示)在催化剂HZSM- 5催化下合成ETBE,反座的化学方程式为:C2H5OH(g)+IB(g)⇌ETBE(g) △H。回答下列问题:
(1)反应物被催化剂HZSM-5吸附的顺序与反应历程的关系如图所示,该反应的△H =_____ a kJ/mol。下列选项正确的是___ (填序号)。
A.反应历程的最优途径是C1
B. HZSM-5没有参加化学反应
C.相同条件下,采用不同途径时,乙醇的平衡转化率C1>C2>C3
D.升高反应温度有利于提高平衡产率
(2)向刚性容器中按物质的量之比1:1充入乙醇和异丁烯,在温度为378 K与388 K时异丁烯的转化率随时间变化如图所示。
①378 K时,平衡后继续按照1:1充入乙醇和异丁烯,再次平衡后异丁烯的体积分数____ (用变大、变小、不变填写)。
②388 K时,容器内起始总压为PoPa,用分压表示的该反应的平衡常数Kp=_____ Pa-1(用含有Po的式子表示)。
③瑞典化学家阿累尼乌斯的化学反应速率经验定律为:k=(其中,k为速率常数,A、R为常数,Ea为活化能,T为绝对温度,e为自然对数底数,约为2.718)。由此判断下列说法中正确的是____ (填序号,k正、 k逆为正、逆速率常数)。
A.其它条件不变,升高温度,k正增大,k逆变小
B.其它条件不变,使用催化剂,k正、k逆同倍数增大
C.其它条件不变,增大反应物浓度k正增大,k逆不变
D.其它条件不变,减小压强,k正、k逆都变小
已知反应速率v=v正-v逆=k正P(C2H5OH)·P(IB)–k逆P(ETBE),计算图中M点=____________ (保留两位小数)。
(1)反应物被催化剂HZSM-5吸附的顺序与反应历程的关系如图所示,该反应的△H =
A.反应历程的最优途径是C1
B. HZSM-5没有参加化学反应
C.相同条件下,采用不同途径时,乙醇的平衡转化率C1>C2>C3
D.升高反应温度有利于提高平衡产率
(2)向刚性容器中按物质的量之比1:1充入乙醇和异丁烯,在温度为378 K与388 K时异丁烯的转化率随时间变化如图所示。
①378 K时,平衡后继续按照1:1充入乙醇和异丁烯,再次平衡后异丁烯的体积分数
②388 K时,容器内起始总压为PoPa,用分压表示的该反应的平衡常数Kp=
③瑞典化学家阿累尼乌斯的化学反应速率经验定律为:k=(其中,k为速率常数,A、R为常数,Ea为活化能,T为绝对温度,e为自然对数底数,约为2.718)。由此判断下列说法中正确的是
A.其它条件不变,升高温度,k正增大,k逆变小
B.其它条件不变,使用催化剂,k正、k逆同倍数增大
C.其它条件不变,增大反应物浓度k正增大,k逆不变
D.其它条件不变,减小压强,k正、k逆都变小
已知反应速率v=v正-v逆=k正P(C2H5OH)·P(IB)–k逆P(ETBE),计算图中M点=
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【推荐2】三氯胺(NCl3)是一种饮用水二级消毒剂,可由以下反应制备:
Ⅰ.NH3(g)+3Cl2(g)=NCl3(1)+3HCl(g) ΔH回答下列问题:
(1)已知:Ⅱ.2NH3(g)+3Cl2(g)=N2(g)+6HCl(g) ΔH1
Ⅲ.N2(g)+3Cl2(g)=2NCl3(1) ΔH2
则ΔH=___ 用含ΔH1和ΔH2的代数式表示。
(2)向容积均为2L的甲、乙两个恒温密闭容器中分别加入4molNH3和4molCl2,发生反应Ⅰ,测得两容器中n(Cl2)随反应时间的变化情况如表所示:
①0—80min内,容器甲中v(NH3)=___ (保留两位有效数字)。
②反应Ⅰ的ΔH___ 0(填“>”或“<”)。
③关于反应Ⅰ,下列说法正确的是___ 填选项字母。
A.容器内=,说明反应达到平衡状态
B.容器内气体密度不变,说明反应达到平衡状态
C.达平衡后,加入一定量NCl3(l),平衡逆向移动
D.达平衡后,按原投料比再充入一定量反应物,平衡后NH3的转化率增大
④反应Ⅰ的平衡常数表达式K=__ 。温度为T2时,该反应的平衡常数K=__ 。
Ⅰ.NH3(g)+3Cl2(g)=NCl3(1)+3HCl(g) ΔH回答下列问题:
(1)已知:Ⅱ.2NH3(g)+3Cl2(g)=N2(g)+6HCl(g) ΔH1
Ⅲ.N2(g)+3Cl2(g)=2NCl3(1) ΔH2
则ΔH=
(2)向容积均为2L的甲、乙两个恒温密闭容器中分别加入4molNH3和4molCl2,发生反应Ⅰ,测得两容器中n(Cl2)随反应时间的变化情况如表所示:
时间 | 0 | 40 | 80 | 120 | 160 |
容器甲(T1) | 4.0 | 3.0 | 2.0 | 1.6 | 1.6 |
容器乙(T2) | 4.0 | 2.9 | 2.0 | 2.0 | 2.0 |
①0—80min内,容器甲中v(NH3)=
②反应Ⅰ的ΔH
③关于反应Ⅰ,下列说法正确的是
A.容器内=,说明反应达到平衡状态
B.容器内气体密度不变,说明反应达到平衡状态
C.达平衡后,加入一定量NCl3(l),平衡逆向移动
D.达平衡后,按原投料比再充入一定量反应物,平衡后NH3的转化率增大
④反应Ⅰ的平衡常数表达式K=
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【推荐3】甲醇、乙醇都可用作涂料、染料的化工原料,也可用作燃料。
I.工业上,在一定条件下可用乙烯气相水化法制备乙醇。其反应为:CH2=CH2(g)+H2O(g)=H3CH2OH(g) △H。
已知:①CH2=CH2(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) △H1=-1323kJ·mol-1
②CH3CH2OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H2=-1289kJ·mol-1
(1)CH2=CH2(g)+H2O(g)=CH3CH2OH(g)反应的的活化能Ea(正)为102kJ·mol-1,则该反应的活化能Ea(逆)为_______ kJ∙mol-1。
(2)在密闭容器中充入CH2=CH2(g)、H2O(g)(两者物质的量之比为1:1)并加入催化剂发生反应,乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示。p1_______ p2(填“>”或“<”,下同),X、Y两点的速率v(X)_______ v(Y),试用碰撞理论解释:_______ 。
II.在一定条件下可用CO与H2合成甲醇。
(3)已知反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),一定温度下,向2L密闭容器中通2molCO和2molH2测得平衡时甲醇物质的量随时间关系变化如表所示。
①10~20min内,用CO表示的平均反应速率是_______ 。
②若起始压强为p0 Pa,则平衡时的平衡常数Kp=_______ (用含p0的代数式表示)。[用平衡分压p总代替平衡浓度计算。已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)×物质的量分数]
(4)以稀硫酸为电解质,由甲醇、O2构成的原电池(图2)作电解饱和食盐水(图3)的电源。
①图3装置中溶液中阳离子由_______ (填"左向右"或"右向左")移动。
②a电极的电极反应式为:_______ 。
I.工业上,在一定条件下可用乙烯气相水化法制备乙醇。其反应为:CH2=CH2(g)+H2O(g)=H3CH2OH(g) △H。
已知:①CH2=CH2(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) △H1=-1323kJ·mol-1
②CH3CH2OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H2=-1289kJ·mol-1
(1)CH2=CH2(g)+H2O(g)=CH3CH2OH(g)反应的的活化能Ea(正)为102kJ·mol-1,则该反应的活化能Ea(逆)为
(2)在密闭容器中充入CH2=CH2(g)、H2O(g)(两者物质的量之比为1:1)并加入催化剂发生反应,乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示。p1
II.在一定条件下可用CO与H2合成甲醇。
(3)已知反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),一定温度下,向2L密闭容器中通2molCO和2molH2测得平衡时甲醇物质的量随时间关系变化如表所示。
时间/min | 10 | 20 | 30 | 40 | |
CH3OH的物质的量/mol | 0.4 | 0.7 | 0.8 | 0.8 |
①10~20min内,用CO表示的平均反应速率是
②若起始压强为p0 Pa,则平衡时的平衡常数Kp=
(4)以稀硫酸为电解质,由甲醇、O2构成的原电池(图2)作电解饱和食盐水(图3)的电源。
①图3装置中溶液中阳离子由
②a电极的电极反应式为:
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【推荐1】如图是煤的综合利用过程中化工产业链的一部分。
依题意回答下列问题:
(1)煤的气化发生的主要反应是:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
①已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= ̶393.0kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH= ̶242.0kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH= ̶283.0kJ·mol-1
煤气化时发生主要反应的热化学方程式是:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ∆H=_______ kJ·mol-1
②298K时,0.5mol液态CH3OH完全燃烧生成二氧化碳和液态水,放出362.8kJ的热量。写出表示CH3OH摩尔燃烧焓的热化学方程式:_______ 。
(2)在一密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH= ̶92.4kJ·mol-1达到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应时间的关系如图所示。
①判断t1、t4时刻分别改变的一个条件。
A.增大压强 B.减小压强 C.升高温度 D.降低温度 E.加催化剂 F.充入氮气
t1时刻_______ ; t4时刻_______ 。
②依据①中的结论,下列时间段中,氨的百分含量最高的是_______ 。
A.t0~t1 B.t2~t3 C.t3~t4 D.t5~t6
(3)某温度时合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH= ̶ 90.8 kJ·mol-1,在容积固定的密闭容器中,各物质的浓度如下表所示:
①前2min的反应速率υ(H2) = _______ 。
②该温度下的平衡常数为_______ (可用分数表示)。
依题意回答下列问题:
(1)煤的气化发生的主要反应是:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)
①已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= ̶393.0kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH= ̶242.0kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH= ̶283.0kJ·mol-1
煤气化时发生主要反应的热化学方程式是:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ∆H=
②298K时,0.5mol液态CH3OH完全燃烧生成二氧化碳和液态水,放出362.8kJ的热量。写出表示CH3OH摩尔燃烧焓的热化学方程式:
(2)在一密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH= ̶92.4kJ·mol-1达到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应时间的关系如图所示。
①判断t1、t4时刻分别改变的一个条件。
A.增大压强 B.减小压强 C.升高温度 D.降低温度 E.加催化剂 F.充入氮气
t1时刻
②依据①中的结论,下列时间段中,氨的百分含量最高的是
A.t0~t1 B.t2~t3 C.t3~t4 D.t5~t6
(3)某温度时合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH= ̶ 90.8 kJ·mol-1,在容积固定的密闭容器中,各物质的浓度如下表所示:
浓度 时间 | c(CO)/mol•L-1 | c(H2)/mol•L-1 | c(CH3OH)/mol•L-1 |
0 | 1.0 | 1.8 | 0 |
2min | 0.5 | c | 0.5 |
4min | 0.4 | 0.6 | 0.6 |
6min | 0.4 | 0.6 | 0.6 |
②该温度下的平衡常数为
您最近一年使用:0次
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【推荐2】对氮的氧化物的合理回收利用对工业生产和治理环境污染具有重要意义。
(1)25℃时,制备亚硝酰氯所涉及的热化学方程式和平衡常数如表:
则该温度下,___________ kJ/mol(用a和b表示),___________ (用和表示)。
(2)25℃时,在体积为2L的恒容密闭容器中通入0.08mol NO和发生上述反应③,若反应开始与结束时温度相同,数字压强仪显示反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图实线所示:
①___________ 0(填“>”“<”或“=”);若其他条件相同,仅改变某一条件,测得其压强随时间的变化如图虚线所示,则改变的条件是___________ 。
②在5min时,再充入0.08mol NO和,则混合气体的平均相对分子质量将___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
③下图是甲、乙两同学描绘上述反应③的平衡常数的对数值(IgK)与温度的变化关系图,其中正确的曲线是___________ (填“甲”或“乙”),a值为___________ 。
④25°℃时测得反应③在某时刻,、、的浓度分别为0.8mol/L、0.1mol/L、0.3mol/L,则此时___________ (填“>”“<”或“=”)。
(1)25℃时,制备亚硝酰氯所涉及的热化学方程式和平衡常数如表:
热化学方程式 | 平衡常数 | |
① | ||
② | ||
③ |
(2)25℃时,在体积为2L的恒容密闭容器中通入0.08mol NO和发生上述反应③,若反应开始与结束时温度相同,数字压强仪显示反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图实线所示:
①
②在5min时,再充入0.08mol NO和,则混合气体的平均相对分子质量将
③下图是甲、乙两同学描绘上述反应③的平衡常数的对数值(IgK)与温度的变化关系图,其中正确的曲线是
④25°℃时测得反应③在某时刻,、、的浓度分别为0.8mol/L、0.1mol/L、0.3mol/L,则此时
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解题方法
【推荐3】甲烷催化重整是工业制氢的重要途径。涉及的主要反应如下:
①甲烷部分氧化反应:
②甲烷水蒸气重整反应:
③水气转换反应:
请回答:
(1)甲烷水蒸气重整—水气变换耦合反应为,该反应的_______ ,该反应自发进行的条件是_______ 。
(2)一定温度下,恒容反应器中注入初始浓度均为的原料气、、,充分反应达到平衡状态,测得、。该条件下反应③的平衡常数为_______ 。
(3)下列说法正确的是_______。
(4)在进气量为下,、、以恒定比例通入催化反应器,研究温度对反应的影响。结果如图1所示。
①在图2中画出转化率与温度关系示意图_______ 。
②近年来发展了钯膜催化甲烷重整制氢技术,反应器中选择性透过膜的机理如图3所示。说明该制备技术的优点:_______ 。
①甲烷部分氧化反应:
②甲烷水蒸气重整反应:
③水气转换反应:
请回答:
(1)甲烷水蒸气重整—水气变换耦合反应为,该反应的
(2)一定温度下,恒容反应器中注入初始浓度均为的原料气、、,充分反应达到平衡状态,测得、。该条件下反应③的平衡常数为
(3)下列说法正确的是_______。
A.通过控制氧气用量,有利于实现甲烷重整过程的热平衡 |
B.升高温度,水气变换反应速率降低,产率降低 |
C.恒压条件比恒容条件利于提高平衡转化率 |
D.一定温度下,恒容反应器中,说明反应达到平衡状态 |
①在图2中画出转化率与温度关系示意图
②近年来发展了钯膜催化甲烷重整制氢技术,反应器中选择性透过膜的机理如图3所示。说明该制备技术的优点:
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【推荐1】雾霾天气多次肆虐京、津、冀等地区,其中汽车尾气和燃煤是造成空气污染的原因之一。
汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) △H<0。
① 若该反应在恒温恒容的密闭体系中进行,下列表述能表明反应已经达到化学平衡状态的是_____ (填代号)。
a.混合代体的密度不随时间的变化而变化
b. 混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
c.相同时间内生成相同物质的量的NO和CO
d. 容器内气体的压强不随时间的变化而变化
e. c(N2)不再变化的状态
f.v(CO)=v(CO2)的状态
②对于在恒温恒容密闭体系中已达平衡的上述可逆反应,某时刻充入CO,则NO的转化率_____ (填增大、减小或者不变)
③200℃ (平衡常数K=10)时,向10L的密闭容器中充入2molCO2和1.5molN2, 经过1Omin测得该容器内有lmolCO2剩余,10min内用N2表示的平均反应速率为_____ ,10min时,氮气的体积分数为_____ 。10min时反应是否达到平衡状态_____ (填写“是”或“否“),其理由是__________ 。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题,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。已知:
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g) △H=-867kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g) △H=-56.9kJ/mol
H2O(g)= H2O(l) △H=-44.0kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成H2O(l)的热化学方程式:_________ 。
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。利用该电池电解200mL1mol/L食盐水,一段时间后,收集到标准状况下的氢气2 .24L(设电解后溶液体积不变)。计算电解后溶液的pH=__________ (忽略氯气与氢氧化钠溶液反应)。
汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) △H<0。
① 若该反应在恒温恒容的密闭体系中进行,下列表述能表明反应已经达到化学平衡状态的是
a.混合代体的密度不随时间的变化而变化
b. 混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
c.相同时间内生成相同物质的量的NO和CO
d. 容器内气体的压强不随时间的变化而变化
e. c(N2)不再变化的状态
f.v(CO)=v(CO2)的状态
②对于在恒温恒容密闭体系中已达平衡的上述可逆反应,某时刻充入CO,则NO的转化率
③200℃ (平衡常数K=10)时,向10L的密闭容器中充入2molCO2和1.5molN2, 经过1Omin测得该容器内有lmolCO2剩余,10min内用N2表示的平均反应速率为
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题,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。已知:
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g) △H=-867kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g) △H=-56.9kJ/mol
H2O(g)= H2O(l) △H=-44.0kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成H2O(l)的热化学方程式:
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。利用该电池电解200mL1mol/L食盐水,一段时间后,收集到标准状况下的氢气2 .24L(设电解后溶液体积不变)。计算电解后溶液的pH=
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【推荐2】在容积为2L的恒温密闭容器中,充入lmolCO2和3molH2,一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的物质的量随时间的变化情况如下表。
(1)下列说法正确的是_______ 。
a.反应达到平衡后,反应不再进行
b.使用催化剂是可以提高产率
c.改变条件,CO2可以100%地转化为CH3OH
d.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
(2)a=_______ ;3~6min内,(CO2)=_______ 。
(3)12min末时,混合气体中CH3OH的物质的量分数为_______ 。
(4)第3min时正(CH3OH)_______ (填“>”、“<”或“=”)第9min时逆(CH3OH)
时间 | 0min | 3min | 6min | 9min | 12min |
n(CH3OH)/mol | 0 | 0.50 | 0.65 | 0.75 | 0.75 |
n(CO2)/mol | 1 | 0.50 | 0.35 | a | 0.25 |
a.反应达到平衡后,反应不再进行
b.使用催化剂是可以提高产率
c.改变条件,CO2可以100%地转化为CH3OH
d.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
(2)a=
(3)12min末时,混合气体中CH3OH的物质的量分数为
(4)第3min时正(CH3OH)
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【推荐3】用合成CH3OH的反应探究影响化学平衡的因素。现以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1;K1
II. CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) △H2;K2
III. CO(g) +H2O(g) CO2(g) +H2(g) △H3;K3
回答下列问题:
(1)△H3=_______ (用△H1、△H2表示);K3=_______ (用K1、K2表示)。
(2)反应I、II、III以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示。据图判断,温度升高,反应III的平衡常数K3_______ (填“增大”或“减小”),△H3_______ 0;(填“>”或“<”);的数值范围是_______ (填标号)。
A.<-1 B.-1~0 C.0~1 D.>1
(3)一定条件下,只发生反应I,原料初始组成n(CO2):n(H2)=1:3,反应达到平衡时,CH3OH的物质的量分数为x(CH3OH)=0.1,用各物质的平衡分压表示该反应平衡常数的表达式Kp=_______ (分压=总压×物质的量分数);反应达到平衡时CO2的转化率为_______ 。
(4)不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,实验测定CH3OH的百分含量随温度的变化关系如图所示。
压强P1、P2、P3由大到小的顺序为_______ ,判断的理由是_______ ;若同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择的反应条件为_______ (填标号)。
A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压
I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1;K1
II. CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) △H2;K2
III. CO(g) +H2O(g) CO2(g) +H2(g) △H3;K3
回答下列问题:
(1)△H3=
(2)反应I、II、III以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示。据图判断,温度升高,反应III的平衡常数K3
A.<-1 B.-1~0 C.0~1 D.>1
(3)一定条件下,只发生反应I,原料初始组成n(CO2):n(H2)=1:3,反应达到平衡时,CH3OH的物质的量分数为x(CH3OH)=0.1,用各物质的平衡分压表示该反应平衡常数的表达式Kp=
(4)不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,实验测定CH3OH的百分含量随温度的变化关系如图所示。
压强P1、P2、P3由大到小的顺序为
A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压
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