亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂,氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯,涉及如下反应:
I.4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g) +Cl2(g) △H1;K1
II.2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g) △H2;K2
Ⅲ. 2NO(g) +Cl2(g)2NOCl(g) △H3;K3
(1)△H3=_______ (用△H1和△H2表示),K3=_______ (用K1和K2表示)。
(2)在恒容密闭容器中进行的反应II、III,下列说法中,正确的是_______ (填标号)。
a.反应体系中混合气体的颜色保持不变,说明反应II、III均达到平衡状态
b. △H2和△H3不再变化,可以作为反应II和III达到平衡状态的标志
c.同等条件下,反应II的速率远远大于反应III,说明反应II的活化能小,△H2<△H3
d.达平衡后,向反应体系中再通入一定量NOCl(g),NO2(g)和NO(g)的百分含量均减小
(3)保持恒温恒容条件,将物质的量之和为3mol的NO和Cl2以不同的氮氯比进行反应Ⅲ(△H3<0),平衡时某反应物的转化率与氮氯比及不同温度的关系如图所示:
①图中T1、T2的关系为T1_______ T2(填“>”、“<”或“=”),判断理由是_______ 。
②图中纵坐标为_______ (填化学式)的转化率;图中A、B、C三点对应的NOCl体积分数最大的是_______ (填“A”、“B”或“C”)。
③若在温度为T1、容积为1L的容器中充入0.5molNO、1molCl2、2molNOCl,此时平衡将_______ 移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
I.4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g) +Cl2(g) △H1;K1
II.2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g) △H2;K2
Ⅲ. 2NO(g) +Cl2(g)2NOCl(g) △H3;K3
(1)△H3=
(2)在恒容密闭容器中进行的反应II、III,下列说法中,正确的是
a.反应体系中混合气体的颜色保持不变,说明反应II、III均达到平衡状态
b. △H2和△H3不再变化,可以作为反应II和III达到平衡状态的标志
c.同等条件下,反应II的速率远远大于反应III,说明反应II的活化能小,△H2<△H3
d.达平衡后,向反应体系中再通入一定量NOCl(g),NO2(g)和NO(g)的百分含量均减小
(3)保持恒温恒容条件,将物质的量之和为3mol的NO和Cl2以不同的氮氯比进行反应Ⅲ(△H3<0),平衡时某反应物的转化率与氮氯比及不同温度的关系如图所示:
①图中T1、T2的关系为T1
②图中纵坐标为
③若在温度为T1、容积为1L的容器中充入0.5molNO、1molCl2、2molNOCl,此时平衡将
更新时间:2022-04-06 21:57:29
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【推荐1】Ⅰ.CH4—CO2催化重整是减少温室气体排放的重要途径。
已知以下的热化学反应方程式:
C(s)+2H2(g)=CH4(g)ΔH1= -75kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH2= -394kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH3= -111kJ·mol-1
写出催化重整反应CH4(g)和CO2(g)生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式:____ 。
Ⅱ.CO是煤气的主要成分,可与水蒸气反应生成氢气:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH。 查阅资料得出相关数据如下:
(1)通过表格中的数值可以推断:反应ΔH______ 0(填“>”或“<”)。该反应升高到一定温度时,反应将不能正向进行,由此判断该反应的ΔS_______ 0(填“>”或“<”)。
(2)在容积为10L的密闭容器中通入0.1molCO(g)和0.1molH2O(g)发生反应,在400℃时反应达到平衡,此时CO(g)的转化率为_____ 。
(3)在绝热恒容条件下,反应物物质的量均为1mol发生反应,下列不能说明反应达到平衡状态的有______ (填字母)。
a.体系的压强不再发生变化b.混合气体的密度不变c.混合气体的平均相对分子质量不变
d.各组分的物质的量浓度不再改变e.体系的温度不再发生变化f.v正(CO)=v逆(H2O)
(4)如图是反应在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况:则t2时刻改变的条件可能是____ (写出1种即可)。若t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原来的2倍,在图中t4~t5区间内画出CO、CO2浓度变化曲线,并标明物质名称___ (假设各物质状态均保持不变)。
已知以下的热化学反应方程式:
C(s)+2H2(g)=CH4(g)ΔH1= -75kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH2= -394kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH3= -111kJ·mol-1
写出催化重整反应CH4(g)和CO2(g)生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式:
Ⅱ.CO是煤气的主要成分,可与水蒸气反应生成氢气:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH。 查阅资料得出相关数据如下:
温度/℃ | 400 | 500 |
平衡常数K | 9 | 5.3 |
(2)在容积为10L的密闭容器中通入0.1molCO(g)和0.1molH2O(g)发生反应,在400℃时反应达到平衡,此时CO(g)的转化率为
(3)在绝热恒容条件下,反应物物质的量均为1mol发生反应,下列不能说明反应达到平衡状态的有
a.体系的压强不再发生变化b.混合气体的密度不变c.混合气体的平均相对分子质量不变
d.各组分的物质的量浓度不再改变e.体系的温度不再发生变化f.v正(CO)=v逆(H2O)
(4)如图是反应在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况:则t2时刻改变的条件可能是
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【推荐2】高炉煤气是炼铁厂排放的尾气,含有H2、N2、CO、CO2及O2,其中N2约为55%、CO约为25%、CO2约为15%、O2约为1.64% (均为体积分数)。某科研小组对尾气的应用展开研究:
Ⅰ.直接作燃料
已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ/mol, 2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ/mol
(1)CO燃烧热的热化学方程式为__________________________________ 。
Ⅱ.生产合成氨的原料
高炉煤气经过下列步骤可转化为合成氨的原料气:
在脱氧过程中仅吸收了O2;交换过程中发生的反应如下,这两个反应均为吸热反应:
CO2+CH4CO+H2CO+H2OCO2+H2
(2) 气体通过微波催化交换炉需要较高温度,试根据该反应特征,解释采用较高温度的原
因:________________________ 。
(3)通过铜催化交换炉后,所得气体中V(H2):V(N2)=______________________ 。
Ⅲ.合成氨后的气体应用研究
(4)氨气可用于生产硝酸,该过程中会产生大气污染物NOx。为了研究对NOx的治理,该研究小组在恒温条件下,向2L恒容密闭容器这加入0.2molNO和0.1molCl2,发生如下反应:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) △H<0。10min 时反应达平衡,测得10min内v (ClNO)=7.5×10-3mol/(L·min),则平衡后n(Cl2)=___________ mol。
设此时NO的转化率为ɑ1,若其它条件不变,上述反应在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率为ɑ2,则ɑ1_________ ɑ2(填“>”、“<”或“=”);平衡常数K_______ (填“增大”“减小”或“不变”)
(5)氨气还可用于制备NCl3,NCl3发生水解产物之一具有强氧化性,该水解产物能将稀盐酸中的NaClO2氧化成ClO2,该反应的离子方程式为__________________________ 。
Ⅳ.一种用高岭土矿(主要成分为SiO2、Al2O3,含少量Fe2O3)为原料制备铝铵矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如图所示。回答下列问题:
(6)当“酸溶”时间超过40min时,溶液中的Al2(SO4)3会与SiO2反应生成Al2O3·nSiO2,导致铝的溶出率降低,该反应的化学方程式为________________________ 。
(7)检验“除铁”过程中铁是否除尽的方法是_________________________ 。
(8)“中和”时,需控制条件为20℃和pH=2.8,其原因是__________________________ 。
Ⅰ.直接作燃料
已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ/mol, 2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ/mol
(1)CO燃烧热的热化学方程式为
Ⅱ.生产合成氨的原料
高炉煤气经过下列步骤可转化为合成氨的原料气:
在脱氧过程中仅吸收了O2;交换过程中发生的反应如下,这两个反应均为吸热反应:
CO2+CH4CO+H2CO+H2OCO2+H2
(2) 气体通过微波催化交换炉需要较高温度,试根据该反应特征,解释采用较高温度的原
因:
(3)通过铜催化交换炉后,所得气体中V(H2):V(N2)=
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(4)氨气可用于生产硝酸,该过程中会产生大气污染物NOx。为了研究对NOx的治理,该研究小组在恒温条件下,向2L恒容密闭容器这加入0.2molNO和0.1molCl2,发生如下反应:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) △H<0。10min 时反应达平衡,测得10min内v (ClNO)=7.5×10-3mol/(L·min),则平衡后n(Cl2)=
设此时NO的转化率为ɑ1,若其它条件不变,上述反应在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率为ɑ2,则ɑ1
(5)氨气还可用于制备NCl3,NCl3发生水解产物之一具有强氧化性,该水解产物能将稀盐酸中的NaClO2氧化成ClO2,该反应的离子方程式为
Ⅳ.一种用高岭土矿(主要成分为SiO2、Al2O3,含少量Fe2O3)为原料制备铝铵矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]的工艺流程如图所示。回答下列问题:
(6)当“酸溶”时间超过40min时,溶液中的Al2(SO4)3会与SiO2反应生成Al2O3·nSiO2,导致铝的溶出率降低,该反应的化学方程式为
(7)检验“除铁”过程中铁是否除尽的方法是
(8)“中和”时,需控制条件为20℃和pH=2.8,其原因是
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【推荐3】氮氧化物的转化是讨论化学动力学与热力学的典型问题,也是化工生产的重要工艺。请回答下列问题:
(1)已知4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-1025kJ·mol-1,判断该反应的自发性并说明理由_____ 。
(2)已知N2O4(g)2NO2(g) △H>0。298K时,将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中发生反应。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25%,则NO2的分压为_____ (分压=总压×物质的量分数),反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数Kx=_____ [对于气相反应,用某组分B的物质的量分数x(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kx]。
(3)对于N2O4(g)2NO2(g) △H>0,298K时,将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中发生反应,N2O4气体的平衡转化率为25%。若反应在350K、恒压的密闭容器中达到平衡,则N2O4气体的平衡转化率大于25%,原因是____ 。
(4)对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H<0。在恒压条件下,NO和O2的起始浓度一定、催化反应时间相同,在图1中画出不同温度下NO转化为NO2的转化率(用实线表示)和平衡转化率(用虚线表示)的关系曲线____ 。
(5)一定条件下对于反应2NO+O22NO2,其反应过程与能量的变化关系可用图2表示。
有人提出如下反应历程:
第一步2NON2O2
第二步_____ 。
请补充第二步反应的化学方程式,并说明v(第一步反应)与v(第二步反应)的大小关系_____ 。
(1)已知4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-1025kJ·mol-1,判断该反应的自发性并说明理由
(2)已知N2O4(g)2NO2(g) △H>0。298K时,将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中发生反应。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25%,则NO2的分压为
(3)对于N2O4(g)2NO2(g) △H>0,298K时,将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中发生反应,N2O4气体的平衡转化率为25%。若反应在350K、恒压的密闭容器中达到平衡,则N2O4气体的平衡转化率大于25%,原因是
(4)对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H<0。在恒压条件下,NO和O2的起始浓度一定、催化反应时间相同,在图1中画出不同温度下NO转化为NO2的转化率(用实线表示)和平衡转化率(用虚线表示)的关系曲线
(5)一定条件下对于反应2NO+O22NO2,其反应过程与能量的变化关系可用图2表示。
有人提出如下反应历程:
第一步2NON2O2
第二步
请补充第二步反应的化学方程式,并说明v(第一步反应)与v(第二步反应)的大小关系
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【推荐1】天然气的主要成分为,一般还含有等,是重要的燃料和化工原料。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
写出与反应生成液态甲醇和的热化学方程式_______ 。
(2)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。电喷雾电离等方法得到的(等)与反应可得。与反应能高选择性地生成甲醇。分别与反应,体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似,图中以示例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是_______ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,则与反应的能量变化应为图中曲线_______ (填“c”或“d”)。
(ⅲ)与反应,氚代甲醇的产量_______ (填“>”“=”或“<”)。
(3)乙烷在一定条件下可发生如下反应制得乙烯:。下列说法不正确的是_______(填字母)。
(4)将丙烷通入质子导体固体氧化物燃料电池脱氢可得丙烯,实现“烯烃—电力”联产。装置如图所示:
负极上发生的电极反应为_______ 。
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
写出与反应生成液态甲醇和的热化学方程式
(2)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。电喷雾电离等方法得到的(等)与反应可得。与反应能高选择性地生成甲醇。分别与反应,体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似,图中以示例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,则与反应的能量变化应为图中曲线
(ⅲ)与反应,氚代甲醇的产量
(3)乙烷在一定条件下可发生如下反应制得乙烯:。下列说法不正确的是_______(填字母)。
A.压缩容器体积或升温都能提高该反应的正反应速率 |
B.寻找合适的催化剂,可以提高一定时间内乙烷的分解率 |
C.乙烯和氢气的物质的量比值不再改变,可以判断该反应达到平衡 |
D.保持温度不变,在ⅤL密闭容器中充入乙烷和氢气各,若达到平衡时乙烷的转化率为,则平衡常数 |
负极上发生的电极反应为
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【推荐2】综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义。
Ⅰ、冬季燃煤供暖产生的废气也是雾霾的主要来源之一、经研究发现将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧,能够降低燃煤时NO的排放,主要反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH。
(1)已知:①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=+180.5kJ·mol-1
②2CO(g)2C(s)+O2(g) ΔH2=+221kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH3=-393.5kJ·mol-1
则ΔH=___________ 。
II、一定温度下(T1<T2),在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),3min后反应达到平衡。反应过程中涉及的数据如表所示:
(2)容器①中,平衡时CO的浓度为___________ 。3min内用H2表示的平均反应速率为___________ 。
(3)T2℃时,该反应的平衡常数为___________ 。该反应为___________ (填“放热”或“吸热”)反应。
(4)容器②中,平衡时CH3OH(g)的物质的量___________ (填“大于”“小于”或“等于”)0.36mol。
(5)下列选项中,能说明该反应已经达到平衡状态的是___________ (填字母)。
a、容器中气体密度不再变化
b、气体平均相对分子质量不再变化
c、CH3OH(g)浓度不再变化
d、消耗1molCO的同时生成1molCH3OH(g)
(6)下列选项中,能提高CO转化率的有___________ (填字母)。
a、加压 b、增大c(H2) c、加入合适的催化剂 d、升高温度
(7)若T2℃时向容器③中充入0.2molCO、0.2molH2、0.5molCH3OH(g),反应将向___________ (填“正”或“逆”)反应方向进行。
Ⅰ、冬季燃煤供暖产生的废气也是雾霾的主要来源之一、经研究发现将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧,能够降低燃煤时NO的排放,主要反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH。
(1)已知:①N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1=+180.5kJ·mol-1
②2CO(g)2C(s)+O2(g) ΔH2=+221kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH3=-393.5kJ·mol-1
则ΔH=
II、一定温度下(T1<T2),在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),3min后反应达到平衡。反应过程中涉及的数据如表所示:
编号容器 | 温度/℃ | 起始时物质的量/mol | 平衡时物质的量/mol | |
CO(g) | H2(g) | CH3OH(g) | ||
① | T1 | 0.2 | 0.4 | 0.18 |
② | T1 | 0.4 | 0.8 | |
③ | T2 | 0.2 | 0.4 | 0.16 |
(3)T2℃时,该反应的平衡常数为
(4)容器②中,平衡时CH3OH(g)的物质的量
(5)下列选项中,能说明该反应已经达到平衡状态的是
a、容器中气体密度不再变化
b、气体平均相对分子质量不再变化
c、CH3OH(g)浓度不再变化
d、消耗1molCO的同时生成1molCH3OH(g)
(6)下列选项中,能提高CO转化率的有
a、加压 b、增大c(H2) c、加入合适的催化剂 d、升高温度
(7)若T2℃时向容器③中充入0.2molCO、0.2molH2、0.5molCH3OH(g),反应将向
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【推荐3】Deacon直接氧化法可将HCl转化为Cl2,提高效益,减少污染,反应原理为:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。
(1)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:
CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=+83kJ·mol-1
CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121kJ·mol-1
则上述总反应的热化学方程式为_______ 。
(2)在一刚性容器中,当进料浓度比c(HCl):c(O2)=4:1时,实验测得HCl平衡转化率随温度变化的α(HCl)-T曲线如图:
①一定温度下,下列选项表明该反应一定达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.HCl与O2的物质的量之比不改变
B.HCl与Cl2的物质的量之比不改变
C.容器内的压强不再改变
D.断裂n molH-Cl键的同时形成n molH-O键
E.混合气体的平均相对分子质量不变
②A、B两点的平衡常数KA_______ KB(填“>”“<”或“=”)。在相同容器中若进料浓度比c(HCl):c(O2)=1:1时,所得α(HCl)-T曲线在曲线AB的_______ 方(填“上”或“下”)。
③温度不变时,进一步提高HCl的转化率的方法是_______ (写出2种)。
(3)若在一定温度的刚性容器中投入原料比为c(HCl):c(O2)=1:1的反应混合物,起始时总压强为PkPa,测得反应过程中c(Cl2)的数据如表:
①2.0~6.0min内以HCl表示的反应速率为_______ 。
②若平衡时总压强为0.9PkPa,气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数,用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。该温度条件下,反应4HCl(g)+O2(g)⇌2Cl2(g)+2H2O(g)的平衡常数Kp=_______ kPa-1(用含P的代数式表示)。
(1)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:
CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=+83kJ·mol-1
CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121kJ·mol-1
则上述总反应的热化学方程式为
(2)在一刚性容器中,当进料浓度比c(HCl):c(O2)=4:1时,实验测得HCl平衡转化率随温度变化的α(HCl)-T曲线如图:
①一定温度下,下列选项表明该反应一定达到平衡状态的是
A.HCl与O2的物质的量之比不改变
B.HCl与Cl2的物质的量之比不改变
C.容器内的压强不再改变
D.断裂n molH-Cl键的同时形成n molH-O键
E.混合气体的平均相对分子质量不变
②A、B两点的平衡常数KA
③温度不变时,进一步提高HCl的转化率的方法是
(3)若在一定温度的刚性容器中投入原料比为c(HCl):c(O2)=1:1的反应混合物,起始时总压强为PkPa,测得反应过程中c(Cl2)的数据如表:
t/min | 0 | 2.0 | 4.0 | 6.0 | 8.0 | 10.0 |
c(Cl2)/10-3mol·L-1 | 0 | 1.8 | 3.7 | 5.4 | 7.2 | 8.3 |
②若平衡时总压强为0.9PkPa,气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数,用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。该温度条件下,反应4HCl(g)+O2(g)⇌2Cl2(g)+2H2O(g)的平衡常数Kp=
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【推荐1】工业上利用脱硫后的天然气合成氨的某流程如下:
(1)“一次转化”中H2O(g)过量的目的是______ 。
(2)已知部分物质燃烧的热化学方程式如下:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-484kJ•mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ•mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-802kJ•mol-1
“二次转化”时CH4和O2反应生成CO和H2的热化学方程式为______ 。
(3)“CO变换”的反应是CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)某温度下,该反应的平衡常数K=1,若要使CO的转化率达到90%,则起始时c(H2O):c(CO)应不低于______ 。
(4)“脱碳”后的溶液再生的方法是______ (以化学方程式表示)。
(5)“净化”时发生的反应为 [Cu(NH3)2]Ac(aq)+CO(g)+NH3(g)⇌[Cu(NH3)3•CO]Ac(aq),△H<0。充分吸收CO采取的措施是______ (选填序号)。
a 升温 b 降温 c 加压 d 减压
(6)已知N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H<0,平衡时NH3的物质的量分数c(NH3)与氢氮比x(H2与N2的物质的量比)的关系如图:
①T1______ T2(填“>”、“=”或“<”)。
②a点总压为50Mpa,T2时Kp=______ (Mpa)-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
③实验测得一定条件下合成氨反应的速率方程为v=kc(N2)c1.5(H2)c-1(NH3)。以下措施既能加快反应速率,又能提高H2平衡转化率的是______
a 加压 b 使用催化剂 c 增大氢氮比 d 分离NH3
(1)“一次转化”中H2O(g)过量的目的是
(2)已知部分物质燃烧的热化学方程式如下:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-484kJ•mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ•mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-802kJ•mol-1
“二次转化”时CH4和O2反应生成CO和H2的热化学方程式为
(3)“CO变换”的反应是CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)某温度下,该反应的平衡常数K=1,若要使CO的转化率达到90%,则起始时c(H2O):c(CO)应不低于
(4)“脱碳”后的溶液再生的方法是
(5)“净化”时发生的反应为 [Cu(NH3)2]Ac(aq)+CO(g)+NH3(g)⇌[Cu(NH3)3•CO]Ac(aq),△H<0。充分吸收CO采取的措施是
a 升温 b 降温 c 加压 d 减压
(6)已知N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H<0,平衡时NH3的物质的量分数c(NH3)与氢氮比x(H2与N2的物质的量比)的关系如图:
①T1
②a点总压为50Mpa,T2时Kp=
③实验测得一定条件下合成氨反应的速率方程为v=kc(N2)c1.5(H2)c-1(NH3)。以下措施既能加快反应速率,又能提高H2平衡转化率的是
a 加压 b 使用催化剂 c 增大氢氮比 d 分离NH3
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【推荐2】乙烯被广泛用于合成聚乙烯等聚合产品。工业生产的乙烯中含有的少量乙炔会导致聚合催化剂中毒失活,含有的乙烷会使聚合过程终止。因此乙炔的选择加氢制乙烯在生产中有重大经济意义。反应原理如下:
反应 (主反应)
反应 (副反应)
回答下列问题:
(1)分别以 乙炔和 氢气或 乙烯为初始原料,在 下,使用对反应 选择性好的催化剂,分别在恒压容器中反应,达平衡时,以乙炔和氢气为原料,体系向环境放热以乙烯为原料,体系从环境吸热,忽略副反应热效应,反应焓变___________ 。
(2)初始条件同上,表示某物种 的物质的量与除 外其它各物种总物质的量之比,和 随时间变化关系如图所示,实验测得,则图中表示 变化的曲线是___________ ;反应I平衡常数Kp=___________ ;以乙炔和氢气为原料时,时刻 ___________ 。
(3)在催化剂表面逐步加氢,当变成 时,可从催化剂表面脱附生成 也可以继续加氢。清华大学李亚林团队找到一种催化剂,可使 脱附生成 而不继续加氢,使催化产物停留在乙烯而不继续加氢生成乙烷。下面是两种催化剂(① 和② )分别催化乙炔加氢的反应机理:
在催化剂②作用下,倾向于___________ (填“脱附”或“加氢”),结合图中数据,推测清华大学团队找到的理想催化剂是___________ (填“①”或“②”),原因是在该催化剂上的脱附能___________ (填“高于”或“低于”) 进一步加氢需要突破的能垒,该催化剂具有好的选择性。
反应 (主反应)
反应 (副反应)
回答下列问题:
(1)分别以 乙炔和 氢气或 乙烯为初始原料,在 下,使用对反应 选择性好的催化剂,分别在恒压容器中反应,达平衡时,以乙炔和氢气为原料,体系向环境放热以乙烯为原料,体系从环境吸热,忽略副反应热效应,反应焓变
(2)初始条件同上,表示某物种 的物质的量与除 外其它各物种总物质的量之比,和 随时间变化关系如图所示,实验测得,则图中表示 变化的曲线是
(3)在催化剂表面逐步加氢,当变成 时,可从催化剂表面脱附生成 也可以继续加氢。清华大学李亚林团队找到一种催化剂,可使 脱附生成 而不继续加氢,使催化产物停留在乙烯而不继续加氢生成乙烷。下面是两种催化剂(① 和② )分别催化乙炔加氢的反应机理:
在催化剂②作用下,倾向于
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】以CH3OH(g)和CO2(g)为原料在一定条件下可制备HCOOCH3(g),发生的主要反应如下:
I.CH3OH(g)+CO2(g)⇌HCOOH(g)+HCHO(g) ΔH1=+757kJ·mol-1
Ⅱ.HCOOH(g)+CH3OH(g)⇌HCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH2=+316kJ·mol-1
Ⅲ.2HCHO(g)⇌HCOOCH3(g) ΔH3=-162kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应4CH3OH(g)+2CO2(g)⇌3HCOOCH3(g)+2H2O(g)的ΔH=___________ (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3符号的表达式表示)
(2)已知:压强平衡常数(Kp)与温度(T)之间存在定量关系:(其中R、C为常数,ΔH为反应的焓变)。反应I、Ⅱ、Ⅲ的lgKp与之间均为线性关系,如图1所示。其中反应Ⅱ对应的曲线为___________ (选填“a”、“b”或“c”)。
(3)T℃时,向体积为VL的恒容密闭容器中充入2molCH3OH(g)和1molCO2(g),发生反应I、Ⅱ、Ⅲ达到平衡时测得容器中n(HCHO)、n(HCOOH)和n(HCOOCH3)分别为0.1mol、0.1mol和1.2mol。
①CH3OH(g)的平衡转化率为___________ 。
②T℃时,反应Ⅱ的平衡常数K=___________ 。
③当温度高于T℃时,HCOOCH3(g)的产率随温度的升高而下降的原因为___________ 。
(4)利用金属Ti的氧化物作催化剂也可实现由CH3OH(g)和CO2(g)合成HCOOCH3(g),其反应机理如图2所示。
①该反应的总反应为:___________ 。
②T℃时,将的混合气体以aL·h-1的流速通过装有催化剂的反应器,试计算当HCOOCH3(g)的产率为90%时,其生成速率v(HCOOCH3)=___________ L·h-1。
③若向反应体系中通入适量H2,可大大提高总反应速率,其原因可能为___________ 。
I.CH3OH(g)+CO2(g)⇌HCOOH(g)+HCHO(g) ΔH1=+757kJ·mol-1
Ⅱ.HCOOH(g)+CH3OH(g)⇌HCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH2=+316kJ·mol-1
Ⅲ.2HCHO(g)⇌HCOOCH3(g) ΔH3=-162kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应4CH3OH(g)+2CO2(g)⇌3HCOOCH3(g)+2H2O(g)的ΔH=
(2)已知:压强平衡常数(Kp)与温度(T)之间存在定量关系:(其中R、C为常数,ΔH为反应的焓变)。反应I、Ⅱ、Ⅲ的lgKp与之间均为线性关系,如图1所示。其中反应Ⅱ对应的曲线为
(3)T℃时,向体积为VL的恒容密闭容器中充入2molCH3OH(g)和1molCO2(g),发生反应I、Ⅱ、Ⅲ达到平衡时测得容器中n(HCHO)、n(HCOOH)和n(HCOOCH3)分别为0.1mol、0.1mol和1.2mol。
①CH3OH(g)的平衡转化率为
②T℃时,反应Ⅱ的平衡常数K=
③当温度高于T℃时,HCOOCH3(g)的产率随温度的升高而下降的原因为
(4)利用金属Ti的氧化物作催化剂也可实现由CH3OH(g)和CO2(g)合成HCOOCH3(g),其反应机理如图2所示。
①该反应的总反应为:
②T℃时,将的混合气体以aL·h-1的流速通过装有催化剂的反应器,试计算当HCOOCH3(g)的产率为90%时,其生成速率v(HCOOCH3)=
③若向反应体系中通入适量H2,可大大提高总反应速率,其原因可能为
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较难
(0.4)
名校
【推荐1】和在特殊条件下会出现某些特殊的性质。
(1)采用碱液吸收并进行电化学氧化可得到硫单质。当浓度较低时常用纯碱溶液进行吸收。下表为、的电离平衡常数。
纯碱溶液吸收少量的离子方程式为___________ 。
(2)温度、压强分别超过临界温度(374.2℃)、临界压强(221MPa)的水称为超临界水。超临界水能够与氧气等氧化剂以任意比例互溶,由此形成了超临界水氧化技术。一定实验条件下,运用超临界水氧化技术氧化乙醇的结果如图-1、图-2所示,其中x为以碳元素计的物质的量分数,t为反应时间。
①由图-1,乙醇氧化过程中存在中间产物,该中间产物的化学式为_______ 。
②由图-2,随温度升高,峰值出现的时间提前,且峰值更高,其可能的原因是_______ 。
(3)过氧化氢的电离方程式为。研究表明,过氧化氢溶液中的浓度越大,过氧化氢的分解速率越快。常温下,不同浓度的过氧化氢分解率与的关系如图-3所示。
一定浓度的过氧化氢,随增大分解率增大的原因是___________ 。
(4)研究表明,对不同原子的结合能力具有差异性,在表面电还原生成的机理如下图:
用简洁的语言描述图-4中涉及的转化过程___________ 。
(1)采用碱液吸收并进行电化学氧化可得到硫单质。当浓度较低时常用纯碱溶液进行吸收。下表为、的电离平衡常数。
电离平衡常数 | ||
纯碱溶液吸收少量的离子方程式为
(2)温度、压强分别超过临界温度(374.2℃)、临界压强(221MPa)的水称为超临界水。超临界水能够与氧气等氧化剂以任意比例互溶,由此形成了超临界水氧化技术。一定实验条件下,运用超临界水氧化技术氧化乙醇的结果如图-1、图-2所示,其中x为以碳元素计的物质的量分数,t为反应时间。
①由图-1,乙醇氧化过程中存在中间产物,该中间产物的化学式为
②由图-2,随温度升高,峰值出现的时间提前,且峰值更高,其可能的原因是
(3)过氧化氢的电离方程式为。研究表明,过氧化氢溶液中的浓度越大,过氧化氢的分解速率越快。常温下,不同浓度的过氧化氢分解率与的关系如图-3所示。
一定浓度的过氧化氢,随增大分解率增大的原因是
(4)研究表明,对不同原子的结合能力具有差异性,在表面电还原生成的机理如下图:
用简洁的语言描述图-4中涉及的转化过程
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【推荐2】处理、回收CO是环境科学家研究的热点课题。
(1)CO用于处理犬气污染物N2O所发生的反应为:N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)ΔH,几种物质的相对能量如下:
①ΔH=______ kJ·mol-1;改变下列“量”,一定会引起ΔH发生变化的是____ 填代号)
A.反应物浓度B.催化剂C.化学计量数
②有人提出上述反应可以用Fe作催化剂。其总反应分两步进行:第一步:Fe+N2O=FeO+N2,第二步:______ (写化学方程式)。第二步反应不影响总反应达到平衡所用时间,由此推知,第二步反应活化能____ 第一步反应活化能(填“大于”、“小于”或等于”)。
(2)在实验室,采用I2O5测定空气中CO的含量。在密闭容器中充入足量的I2O5粉末和一定量的CO,发生反应:I2O5(g)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)。测得CO的转化率如图1所示。
①相对曲线a,曲线b仅改变一个条件,改变的条件可能是______ 。
②在此温度下,该可逆反应的平衡常数K=_____ (用含x的代数式表示)。
(3)工业上,用CO和H2合成CH3OH。在1L恒容密闭容器中充入1 mol CO(g)和n mol H2,在250℃发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),测得混合气体中CH3OH的体积分数与H2的物质的量的关系如图2所示。在a、b、c、d点中,CO的平衡转化率最大的点是___ 。
(4)CO-空气碱性燃料电池(用KOH作电解质),当恰好完全生成KHCO3时停止放电。写出此时负极的电极反应式:______ 。
(1)CO用于处理犬气污染物N2O所发生的反应为:N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)ΔH,几种物质的相对能量如下:
物质 | N2O(g) | CO(g) | CO2(g) | N2(g) |
相对能量kJ·mol-1 | 475.5 | 283 | 0 | 393.5 |
①ΔH=
A.反应物浓度B.催化剂C.化学计量数
②有人提出上述反应可以用Fe作催化剂。其总反应分两步进行:第一步:Fe+N2O=FeO+N2,第二步:
(2)在实验室,采用I2O5测定空气中CO的含量。在密闭容器中充入足量的I2O5粉末和一定量的CO,发生反应:I2O5(g)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)。测得CO的转化率如图1所示。
①相对曲线a,曲线b仅改变一个条件,改变的条件可能是
②在此温度下,该可逆反应的平衡常数K=
(3)工业上,用CO和H2合成CH3OH。在1L恒容密闭容器中充入1 mol CO(g)和n mol H2,在250℃发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),测得混合气体中CH3OH的体积分数与H2的物质的量的关系如图2所示。在a、b、c、d点中,CO的平衡转化率最大的点是
(4)CO-空气碱性燃料电池(用KOH作电解质),当恰好完全生成KHCO3时停止放电。写出此时负极的电极反应式:
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较难
(0.4)
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解题方法
【推荐3】油气开采过程中会产生有害的,油气脱硫一直是石油工业研究的重点。
(1)输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀属于_______ 腐蚀(填“化学”或“电化学”)。
(2)石化工业,常采用碳酸钠溶液作为脱硫吸收剂。
①已知:,;。请写出与足量碳酸钠溶液反应的离子方程式:_______ 。
②工业生产中常采用从吸收塔顶淋入吸收液、塔底通入待处理油气的逆流喷淋吸收法,这样做的好处是_______ 。
(3)与重整,不但可以消除污染,还可以制氢。主要反应如下:
①该反应在给定条件下是否能自发进行?_______ (填“是”或“否”)。
在研究反应发生的适宜条件时,发现:过多的会导致催化剂失活;助剂有稳定催化剂的作用。同时,得出一组图像,请根据图中信息回答问题:
②图(a)为随温度升高,氢气平衡收率图,由图像可知该反应正向_______ 0(填“>”或“<”)。
③图(b)为,催化剂条件下投入等量,投料比[]分别为1∶1,1∶3、12∶1达平衡时转化率、平均反应速率图。请判断投料比对应图中_______ 组图像(填“A”“B”或“C”);在三组图像中,C组图像中平均速率最低的可能原因是_______ 。
④未添加助剂时,无积碳,随着添加量的变化,积碳量变化如图(c)所示,由此可推知,助剂可能催化了原料气发生的_______ 反应(填化学方程式)。
(4)油气脱硫也可以采用电解法,原理如图所示:
请写出甲电极所在区域发生的总电极反应式:_______ 。
(1)输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀属于
(2)石化工业,常采用碳酸钠溶液作为脱硫吸收剂。
①已知:,;。请写出与足量碳酸钠溶液反应的离子方程式:
②工业生产中常采用从吸收塔顶淋入吸收液、塔底通入待处理油气的逆流喷淋吸收法,这样做的好处是
(3)与重整,不但可以消除污染,还可以制氢。主要反应如下:
①该反应在给定条件下是否能自发进行?
在研究反应发生的适宜条件时,发现:过多的会导致催化剂失活;助剂有稳定催化剂的作用。同时,得出一组图像,请根据图中信息回答问题:
②图(a)为随温度升高,氢气平衡收率图,由图像可知该反应正向
③图(b)为,催化剂条件下投入等量,投料比[]分别为1∶1,1∶3、12∶1达平衡时转化率、平均反应速率图。请判断投料比对应图中
④未添加助剂时,无积碳,随着添加量的变化,积碳量变化如图(c)所示,由此可推知,助剂可能催化了原料气发生的
(4)油气脱硫也可以采用电解法,原理如图所示:
请写出甲电极所在区域发生的总电极反应式:
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