研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)减少碳排放的方法有很多,转化成有机化合物可有效实现碳循环,如下反应:
a.
b.
c.
上述反应中原子利用率最高的是_______ (填编号)。
(2)在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:
副反应:
①已知,则燃烧的热化学方程式_______ 。
②加氢合成甲烷时,通常控制温度为左右,其可能的原因是_______ 。
(3)在一定条件下,向某恒容密闭容器中充入和,发生反应。
①温度及分子筛膜(用分子筛膜代替容器器壁,该膜只允许极性分子通过)对甲醇平衡产率的影响如图1所示:则_______ 0(填“>”、“<”或“=”);其他条件不变,甲醇的平衡产率总是高于没有分子筛膜,其原因是_______ 。
②测得在相同时间内,不同温度下的转化率如图2所示,_______ (填“>”、“<”或“=”);时,若起始压强为,计算_______ (为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
③已知速率方程,、是速率常数,只受温度影响。图3表示速率常数的对数、与温度的倒数之间的关系,A、B、D、E分别代表图2中a点、c点的速率常数,则点_______ 表示c点的。
(1)减少碳排放的方法有很多,转化成有机化合物可有效实现碳循环,如下反应:
a.
b.
c.
上述反应中原子利用率最高的是
(2)在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:
副反应:
①已知,则燃烧的热化学方程式
②加氢合成甲烷时,通常控制温度为左右,其可能的原因是
(3)在一定条件下,向某恒容密闭容器中充入和,发生反应。
①温度及分子筛膜(用分子筛膜代替容器器壁,该膜只允许极性分子通过)对甲醇平衡产率的影响如图1所示:则
②测得在相同时间内,不同温度下的转化率如图2所示,
③已知速率方程,、是速率常数,只受温度影响。图3表示速率常数的对数、与温度的倒数之间的关系,A、B、D、E分别代表图2中a点、c点的速率常数,则点
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更新时间:2022-03-29 21:54:07
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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】催化重整不仅可以得到合成气(CO和),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:
(1)催化重整反应为
已知:
①反应的_______ ;
②催化重整中,利用平衡原理解释,在其他条件不变时,升高温度平衡转化率增大的原因:_______ ;
③某温度下,在体积为2 L的密闭容器中加入、以及催化剂进行重整反应,反应达到平衡时测得生成的物质的量为1 mol,则平衡时的平衡转化率是_______ ,该温度下的平衡常数_______ 。
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如表所示:
①分析上表数据试从活化能和反应速率两方面分析选择催化剂Y的原因_______ ;
②在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。
试分析图中数据思考,当温度高于600℃时,升高温度,积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)及速率(v)的变化趋势为_______ 。
(3)在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为(k为速率常数)。在一定时,不同下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则、、中最大的是_______ 。
(1)催化重整反应为
已知:
①反应的
②催化重整中,利用平衡原理解释,在其他条件不变时,升高温度平衡转化率增大的原因:
③某温度下,在体积为2 L的密闭容器中加入、以及催化剂进行重整反应,反应达到平衡时测得生成的物质的量为1 mol,则平衡时的平衡转化率是
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如表所示:
积碳反应 | 消碳反应 | ||
75 | 172 | ||
活化能/ | 催化剂X | 33 | 91 |
催化剂Y | 43 | 72 |
①分析上表数据试从活化能和反应速率两方面分析选择催化剂Y的原因
②在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。
试分析图中数据思考,当温度高于600℃时,升高温度,积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)及速率(v)的变化趋势为
(3)在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为(k为速率常数)。在一定时,不同下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则、、中最大的是
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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2】甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下可合成甲醇,发生的主要反应如下
I.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-129.0kJ•mol-1
II.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41kJ•mol-1
III.CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H3
回答下列问题:
(1)△H3=____ 。
(2)将2.0molCO2和3.0molH2通入容积为3L的恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应II,测得H2的平衡转化率与温度的关系如图所示。
①100℃时反应II达到平衡所需的时间为5min,则反应从起始至5min内,用H2表示该反应的平均反应速率为____ 。
②100℃时,反应II的平衡常数K=____ 。
③其他条件不变时,下列措施可以提高反应II的化学反应速率的是____ (填标号)。
A.恒容条件下通入He B.增大容器体积
C.升高温度 D.通入更多的H2(g)
④已知:反应II的瞬时速率表达式为v正=k正c(CO2)•c(H2),v逆=k逆c(CO)•c(H2O)(k为速率常数,只与温度有关)。温度由100℃升高到300℃,活化分子百分数____ (填“增大”“减小”或“不变”)。300℃时,____ (填“大于”“小于”或“等于”)K(100℃)。
(3)如图为含有少量水蒸气的一定比例的CO2+H2、CO/CO2+H2、CO+H2分别发生反应时,甲醇的生成速率与温度的关系。490K时,根据曲线a、c可判断合成甲醇的反应机理是____ (填“A”或“B”)。
A.COCO2CH3OH+H2O
B.CO2COCH3OH
I.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-129.0kJ•mol-1
II.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41kJ•mol-1
III.CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H3
回答下列问题:
(1)△H3=
(2)将2.0molCO2和3.0molH2通入容积为3L的恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应II,测得H2的平衡转化率与温度的关系如图所示。
①100℃时反应II达到平衡所需的时间为5min,则反应从起始至5min内,用H2表示该反应的平均反应速率为
②100℃时,反应II的平衡常数K=
③其他条件不变时,下列措施可以提高反应II的化学反应速率的是
A.恒容条件下通入He B.增大容器体积
C.升高温度 D.通入更多的H2(g)
④已知:反应II的瞬时速率表达式为v正=k正c(CO2)•c(H2),v逆=k逆c(CO)•c(H2O)(k为速率常数,只与温度有关)。温度由100℃升高到300℃,活化分子百分数
(3)如图为含有少量水蒸气的一定比例的CO2+H2、CO/CO2+H2、CO+H2分别发生反应时,甲醇的生成速率与温度的关系。490K时,根据曲线a、c可判断合成甲醇的反应机理是
A.COCO2CH3OH+H2O
B.CO2COCH3OH
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解答题-原理综合题
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(0.65)
解题方法
【推荐3】SO2、NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。
(1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:
3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g) △H=-136.2kJ•mol-1
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=-113.0kJ•mol-1
在上述吸收过程中调整NOx与O2的比例进行反应可以达到最大程度的吸收,反应4NO2(g)+O2(g)+2H2O(l)=4HNO3(aq)的△H=____ kJ•mol-1。
(2)NH3的选择性催化还原法是应用最为广泛的脱硝技术,反应原理:4NH3+6NO5N2+6H2O,当生成2molN2时,转移的电子为____ mol。
(3)用间接电化学法同时去除烟气中SO2和NO,装置如图1所示。
①电极M上的电极反应式为____ 。
②写出吸收池中NO被吸收的离子方程式____ 。
(4)电解氧化法可将废气中NO转变为硝态氮。电解0.1mol•L-1NaCl溶液,NO的去除率、溶液中相关成分的浓度与电流强度的关系如图2所示。电流强度在0~4A时,随着电流强度的增大,NO的去除率升高的原因是____ 。
(1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:
3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g) △H=-136.2kJ•mol-1
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=-113.0kJ•mol-1
在上述吸收过程中调整NOx与O2的比例进行反应可以达到最大程度的吸收,反应4NO2(g)+O2(g)+2H2O(l)=4HNO3(aq)的△H=
(2)NH3的选择性催化还原法是应用最为广泛的脱硝技术,反应原理:4NH3+6NO5N2+6H2O,当生成2molN2时,转移的电子为
(3)用间接电化学法同时去除烟气中SO2和NO,装置如图1所示。
①电极M上的电极反应式为
②写出吸收池中NO被吸收的离子方程式
(4)电解氧化法可将废气中NO转变为硝态氮。电解0.1mol•L-1NaCl溶液,NO的去除率、溶液中相关成分的浓度与电流强度的关系如图2所示。电流强度在0~4A时,随着电流强度的增大,NO的去除率升高的原因是
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【推荐1】我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。与重整是利用的研究热点之一、该重整反应体系主要涉及以下反应:
a)
b)
c)
d)
e)
(1)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_______。
(2)一定条件下,分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分_______ 步进行,其中,第_______ 步的正反应活化能最大。
(3)设为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为)除以()。反应a、c、e的随(温度的倒数)的变化如图所示。
①反应c的相对压力平衡常数表达式为_______ 。
②在图中A点对应温度下、原料组成为、初始总压为的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时的分压为。计算的平衡转化率______ ,写出计算过程。
a)
b)
c)
d)
e)
(1)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_______。
A.增大与的浓度,反应a、b、c的正反应速率都增加 |
B.移去部分,反应c、d、e的平衡均向右移动 |
C.加入反应a的催化剂,可提高的平衡转化率 |
D.降低反应温度,反应a~e的正、逆反应速率都减小 |
(3)设为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为)除以()。反应a、c、e的随(温度的倒数)的变化如图所示。
①反应c的相对压力平衡常数表达式为
②在图中A点对应温度下、原料组成为、初始总压为的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时的分压为。计算的平衡转化率
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解答题-实验探究题
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(0.65)
【推荐2】(一)某同学在实验室研究锌与酸的反应,实验数据如下:
分析上述数据,回答下列问题
(1)实验1和2表明,___________ 对反应速率有影响。
(2)实验1和3研究的是反应物浓度对反应速率的影响,则a=___________ g,实验3金属消失所用的时间比实验1要短,请用有效碰撞理论加以解释___________ 。
(3)该同学研究发现:相同的锌粒分别与H2SO4、盐酸反应(操作如下图),现象差异明显(稀盐酸中锌表面产生气泡的速率要比稀硫酸快)。该同学对产生这一现象的原因,提出两种假设:
a.氯离子对反应起促进作用,加快了反应的进行;
b.___________ ,减缓了反应的进行。
为进一步证实猜想b,该同学在室温下,分别取5mL 0.2 mol·L-1盐酸溶液于两支试管中,一份加入一定量的固体___________ (填“所加试剂化学式”),另一份作对比实验,再分别同时加入完全相同的锌粒,比较反应速率的大小。
(4)锌粒和稀硫酸反应制取氢气时,往往加入少量CuSO4粉末,可加快产生H2的速率,其原因是___________ (结合化学方程式 作出合理解释)。
(二)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K与温度t的关系如下:
请回答下列问题:
(5)该反应为___________ 反应(填“吸热”或“放热”)。
(6)800℃,固定容积的密闭容器中,放入混合物,起始浓度为c(CO)=0.01 mol/L,c(H2O)=0.03 mol/L,c(CO2)=0.01mol/L,c(H2)=0.05mol/L,则反应开始时,H2O的消耗速率比生成速率___________ (填“大”、“小”或“不能确定”)。
实验序号 | 锌质量 | 锌状态 | c(H2SO4) | V(H2SO4) | 金属消失时间 |
1 | 0.10 g | 颗粒 | 0.5mol/L | 50mL | 500s |
2 | 0.10 g | 粉末 | 0.5mol·L-1 | 50mL | 50s |
3 | a g | 颗粒 | 1.0mol·L-1 | 50mL | 125s |
(1)实验1和2表明,
(2)实验1和3研究的是反应物浓度对反应速率的影响,则a=
(3)该同学研究发现:相同的锌粒分别与H2SO4、盐酸反应(操作如下图),现象差异明显(稀盐酸中锌表面产生气泡的速率要比稀硫酸快)。该同学对产生这一现象的原因,提出两种假设:
a.氯离子对反应起促进作用,加快了反应的进行;
b.
为进一步证实猜想b,该同学在室温下,分别取5mL 0.2 mol·L-1盐酸溶液于两支试管中,一份加入一定量的固体
(4)锌粒和稀硫酸反应制取氢气时,往往加入少量CuSO4粉末,可加快产生H2的速率,其原因是
(二)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K与温度t的关系如下:
t℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
(5)该反应为
(6)800℃,固定容积的密闭容器中,放入混合物,起始浓度为c(CO)=0.01 mol/L,c(H2O)=0.03 mol/L,c(CO2)=0.01mol/L,c(H2)=0.05mol/L,则反应开始时,H2O的消耗速率比生成速率
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
(1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:
2NO2(g)+H2O(l)HNO3(aq)+HNO2(aq) ΔH=−116.1 kJ·mol−1
3HNO2(aq)HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l) ΔH=75.9 kJ·mol−1
反应3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH=___________ kJ·mol−1。
(2)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。现将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应。
反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示,在50~250 ℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是______________________ ;
当反应温度高于380 ℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是___________________ 。
(1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:
2NO2(g)+H2O(l)HNO3(aq)+HNO2(aq) ΔH=−116.1 kJ·mol−1
3HNO2(aq)HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l) ΔH=75.9 kJ·mol−1
反应3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH=
(2)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。现将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应。
反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示,在50~250 ℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是
当反应温度高于380 ℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是
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【推荐1】(1)汽车尾气中的CO、NOx、碳氢化合物是大气污染物。使用稀土等催化剂能将CO、NO 转化成无毒物质。
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+180.5kJ/mol
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=-221 kJ/mol
C(s) +O2(g) =CO2(g) △H3=-393.5 kJ/mol
写出NO(g) 与CO(g)催化转化成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式为:_______________ 。
(2)工业上可以在恒容密闭容器中采用下列反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),下表所列数据为该反应在不同温度下的化学平衡常数:
①反应的平衡常数表达式为K=______ 。由上表数据判断,该反应的△H_______ 0(填“>”、“=”或“<”)。升高温度,正反应速率________ 填“增大”、“减小”或“不变”)。
②某温度下,将2molCO和6molH2充入一个容积为2L的密闭容器中,达到平衡时c(H2)=1.4mol/L,则CO的转化率为_______ ,此时的温度为_______ 。
③欲提高CO的转化率,可采取的措施是______ 。(填序号)
A.升温 B.加入更高效的催化剂 C.恒容条件下充入CO
D.恒容条件下充入H2 E.恒容条件下充入氦气 F.及时移走CH3OH
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+180.5kJ/mol
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=-221 kJ/mol
C(s) +O2(g) =CO2(g) △H3=-393.5 kJ/mol
写出NO(g) 与CO(g)催化转化成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式为:
(2)工业上可以在恒容密闭容器中采用下列反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),下表所列数据为该反应在不同温度下的化学平衡常数:
温度/℃ | 250 | 300 | 350 |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
①反应的平衡常数表达式为K=
②某温度下,将2molCO和6molH2充入一个容积为2L的密闭容器中,达到平衡时c(H2)=1.4mol/L,则CO的转化率为
③欲提高CO的转化率,可采取的措施是
A.升温 B.加入更高效的催化剂 C.恒容条件下充入CO
D.恒容条件下充入H2 E.恒容条件下充入氦气 F.及时移走CH3OH
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【推荐2】CH4—CO2催化重整对温室气体的减排具有重要意义,其反应为:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。回答下列问题:
(1)已知相关物质的燃烧热(25℃、101kPa):
则CH4—CO2催化重整反应的ΔH=___ kJ·mol-1。
(2)将原料按初始组成n(CH4):n(CO2)=1:1充入密闭容器中,保持体系压强为100kPa发生反应,达到平衡时CO2体积分数与温度的关系如图所示。
①T1℃、100kPa下,n(平衡时气体):n(初始气体)=___ ;该温度下,此反应的平衡常数Kp=___ (kPa)2(以分压表示,列出计算式)。
②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时CO2的体积分数,___ 点对应的平衡常数最小,理由是___ ;___ 点对应压强最大,理由是___ 。
(3)900℃下,将CH4和CO2的混合气体(投料比1:1)按一定流速通过盛有炭催化剂的反应器,测得CH4的转化率受炭催化剂颗粒大小的影响如图所示。(注:目数越大,表示炭催化剂颗粒越小)
由图可知,75min后CH4转化率与炭催化剂目数的关系为___ ,原因是___ 。
(1)已知相关物质的燃烧热(25℃、101kPa):
物质 | CH4(g) | CO(g) | H2(g) |
燃烧热(ΔH/kJ·mol-1) | -890.3 | -283.0 | -285.8 |
(2)将原料按初始组成n(CH4):n(CO2)=1:1充入密闭容器中,保持体系压强为100kPa发生反应,达到平衡时CO2体积分数与温度的关系如图所示。
①T1℃、100kPa下,n(平衡时气体):n(初始气体)=
②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时CO2的体积分数,
(3)900℃下,将CH4和CO2的混合气体(投料比1:1)按一定流速通过盛有炭催化剂的反应器,测得CH4的转化率受炭催化剂颗粒大小的影响如图所示。(注:目数越大,表示炭催化剂颗粒越小)
由图可知,75min后CH4转化率与炭催化剂目数的关系为
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解答题-原理综合题
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(0.65)
解题方法
【推荐3】乙炔与氯化氢加成制备氯乙烯的反应原理为。回答下列问题:
(1)标准状态(298K、101kPa)时,由指定单质生成1mol化合物的焓变称为标准摩尔生成焓,如氨气的标准摩尔生成焓可用(,g)表示,规定(C,石墨)和(,g)为0,利用标准摩尔生成焓可以求出化学反应反应热。部分物质的标准摩尔生成焓如表所示。
请计算热化学方程式的___________ 。在___________ (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下有利于该反应自发进行。
(2)在某催化剂作用下该反应的反应历程如图所示,决速步为___________ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(3)在T℃、初始总压强为1.6MPa下,将和充入2L恒容密闭容器中,反应经过25min后达到平衡状态,此时总压强为1.2MPa.
①下列条件能作为该反应达到平衡状态标志的是___________ (填标号)。
a.的浓度不再改变
b.单位时间内断裂1molH—Cl键,同时形成1molC—Cl键
c.容器中气体的平均摩尔质量不变
d.容器中混合气体的密度保持不变
②的平衡转化率为___________ %,0~25min内,为___________ 。
③T℃下该反应的压强平衡常数___________ 。(为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)
(4)与平衡分压的对数随温度的变化图像如图所示,则表示分压的曲线为___________ (填“甲”或“乙”)。
(1)标准状态(298K、101kPa)时,由指定单质生成1mol化合物的焓变称为标准摩尔生成焓,如氨气的标准摩尔生成焓可用(,g)表示,规定(C,石墨)和(,g)为0,利用标准摩尔生成焓可以求出化学反应反应热。部分物质的标准摩尔生成焓如表所示。
物质 | HCl | HC≡CH | |
226.7 | 35.6 |
(2)在某催化剂作用下该反应的反应历程如图所示,决速步为
(3)在T℃、初始总压强为1.6MPa下,将和充入2L恒容密闭容器中,反应经过25min后达到平衡状态,此时总压强为1.2MPa.
①下列条件能作为该反应达到平衡状态标志的是
a.的浓度不再改变
b.单位时间内断裂1molH—Cl键,同时形成1molC—Cl键
c.容器中气体的平均摩尔质量不变
d.容器中混合气体的密度保持不变
②的平衡转化率为
③T℃下该反应的压强平衡常数
(4)与平衡分压的对数随温度的变化图像如图所示,则表示分压的曲线为
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【推荐1】游离态氮称为惰性氮,游离态氮转化为化合态氮称之为氮的活化,在氮的循环系统中,氮的过量“活化”,使活化氮开始向大气和水体过量迁移,氮的循环平衡被打破,导致全球环境问题。
I.氮的活化
工业合成氨是氮的活化重要途径之一,在一定条件下,将N2和H2通入到体积为0.5L的恒容密闭容器中,反应过程中各物质的物质的量变化如图所示:
(1)10min内用NH3表示该反应的平均速率,v(NH3)=________________ 。
(2)在第10min和第25min改变的条件可能分别是________________ 、______________ (填字母代号)。
A.加了催化剂
B.降低温度
C.增加NH3的物质的量
D.往容器内充入He
E.分离出氨气
(3)下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是__________ (填字母代号)。
A.容器中气体密度不变
B.容器中压强不变
C.3v(H2)正=2v(NH3)逆
D.N2、H2、NH3分子数之比为1:3:2
II.催化转化为惰性氮
已知:SO2、CO、NH3等都可以催化还原氮氧化物生成惰性氮。在25℃、101kPa时:
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH1= -92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2= -571.6kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH3= +180kJ/mol
则NO与NH3反应生成惰性氮的热化学方程式为______________________________ 。
III.按如图1所示装置进行电解,A、B、C、D均为铂电极,回答下列问题。
(1)甲槽电解的是200mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液,理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图2所示(气体体积已换算成标准状况下的体积,电解前后溶液的体积变化忽略不计)。
t2时所得溶液的pH=___________ 。
(2)乙槽中盛放足量的硫酸铜溶液,电解后,若使乙槽内的溶液完全复原,可向乙槽中加入______________ (填字母代号)。
A.Cu(OH)2B.CuO
C.CuCO3D.Cu2(OH)2CO3
I.氮的活化
工业合成氨是氮的活化重要途径之一,在一定条件下,将N2和H2通入到体积为0.5L的恒容密闭容器中,反应过程中各物质的物质的量变化如图所示:
(1)10min内用NH3表示该反应的平均速率,v(NH3)=
(2)在第10min和第25min改变的条件可能分别是
A.加了催化剂
B.降低温度
C.增加NH3的物质的量
D.往容器内充入He
E.分离出氨气
(3)下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是
A.容器中气体密度不变
B.容器中压强不变
C.3v(H2)正=2v(NH3)逆
D.N2、H2、NH3分子数之比为1:3:2
II.催化转化为惰性氮
已知:SO2、CO、NH3等都可以催化还原氮氧化物生成惰性氮。在25℃、101kPa时:
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH1= -92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2= -571.6kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH3= +180kJ/mol
则NO与NH3反应生成惰性氮的热化学方程式为
III.按如图1所示装置进行电解,A、B、C、D均为铂电极,回答下列问题。
(1)甲槽电解的是200mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液,理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图2所示(气体体积已换算成标准状况下的体积,电解前后溶液的体积变化忽略不计)。
t2时所得溶液的pH=
(2)乙槽中盛放足量的硫酸铜溶液,电解后,若使乙槽内的溶液完全复原,可向乙槽中加入
A.Cu(OH)2B.CuO
C.CuCO3D.Cu2(OH)2CO3
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【推荐2】碳能源一直是人类赖以生存的主要能源。
I.已知:C(s)的燃烧热(△H)为-393.5kJ·mol-1;CO(g)的燃烧热(△H)为-283.0kJ·mol-1
(1)反应: △H=___________ kJ·mol-1,在___________ (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应的自发进行。
II.高温下,向容积为2L的恒容密闭容器中加入一定量的CO2和足量的C,发生反应:,CO2和CO的物质的量n随时间t的变化关系如图所示:
(2)下列叙述能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填标号)。
(3)0~2min内,用CO表示的平均反应速率为___________ mol·L-1·min-1
(4)2~3min内,该反应的平衡常数K=___________ mol·L-1
(5)3min末改变的条件是_______ ,再次达到平衡时测得容器内总压强为3MPa,此时,该反应的平衡常数Kp=________ MPa(Kp为用平衡分压代替浓度的平衡常数,分压=总物质的量分数)。
(6)5min时再充入一定量的CO,则表示CO2和CO的物质的量变化的曲线分别为___________ 和___________ (填标号)。
(7)7min时若再加入一定量的C,则CO2的平衡转化率将___________ (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),若再充入一定量的CO2,则CO2的平衡转化率将___________ 。
I.已知:C(s)的燃烧热(△H)为-393.5kJ·mol-1;CO(g)的燃烧热(△H)为-283.0kJ·mol-1
(1)反应: △H=
II.高温下,向容积为2L的恒容密闭容器中加入一定量的CO2和足量的C,发生反应:,CO2和CO的物质的量n随时间t的变化关系如图所示:
(2)下列叙述能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.容器内压强保持不变 |
B.CO2(g)与CO(g)的物质的量之比为1:2 |
C.气体的密度保持不变 |
D.气体的平均相对分子质量保持不变 |
(4)2~3min内,该反应的平衡常数K=
(5)3min末改变的条件是
(6)5min时再充入一定量的CO,则表示CO2和CO的物质的量变化的曲线分别为
(7)7min时若再加入一定量的C,则CO2的平衡转化率将
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解答题-工业流程题
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适中
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解题方法
【推荐3】合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=-92.4kJ⋅mol-1
一种工业合成氨的简易流程图如图:
(1)天然气中的H2S杂质常用常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:___ 。
(2)步骤II中制氯气原理如下:
①CH4(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H=+206.4kJ⋅mol-1
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ⋅mol-1
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的是___ 。
a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1molCO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为___ 。
(3)图2表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:___ 。
(4)依据温度对合成氨反应的影响,在图3坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图___ 。
(5)上述流程图中,使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是___ (填序号),简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法:___ 。
一种工业合成氨的简易流程图如图:
(1)天然气中的H2S杂质常用常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:
(2)步骤II中制氯气原理如下:
①CH4(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H=+206.4kJ⋅mol-1
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ⋅mol-1
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的是
a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1molCO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为
(3)图2表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:
(4)依据温度对合成氨反应的影响,在图3坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图
(5)上述流程图中,使合成氨放出的热量得到充分利用的主要步骤是
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