合成氨的反应对人类解决粮食问题贡献巨大,德国化学家F.Haber因合成氨而获得诺贝尔奖。合成氨反应热化学方程式如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol
(1)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)不加入催化剂时正反应的活化能为326kJ/mol,则该反应逆反应的活化能为_______ kJ/mol。
(2)已知N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ/mol
H2的燃烧热△H=-285.8kJ/mol
则NH3(g)+O2(g)=NO(g)+H2O(l) △H=_______ kJ/mol。
(3)一定温度下,向恒容的密闭容器中充入一定量的N2和H2发生反应,测得各组分浓度随时间变化如图所示。
①表示c(H2)变化的曲线是_______ (填“曲线A”“曲线B”或“曲线C”)。
②0~t0时用NH3表示的化学反应速率为v(NH3)=_______ mol·L-1·min-1。
③下列能说明该反应达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.容器中混合气体的密度不随时间变化
B.容器中的n(N2)与n(H2)的比值不随时间变化
C.断裂3molH-H的同时断裂6molN-H键
D.3v正(H2)=2v逆(NH3)
(4)合成氨反应在某催化剂条件下的相对能量-反应历程如图所示(ad为吸附态):
①该过程中含氮的中间产物有_______ 种(填数字)。
②活化能最大的那一步基元反应方程式为_______ 。
③下列说法正确的是_______ (填标号)。
A.最后一步NH3(ad)变为NH3(g)为吸热过程。
B.催化剂参与反应,但不改变合成氨反应的△H
C.催化剂和升温都能降低反应的活化能,加快合成氨的反应速率
D.使用催化剂和压缩容器体积加压都能增大活化分子百分数,加快合成氨反应速率
(1)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)不加入催化剂时正反应的活化能为326kJ/mol,则该反应逆反应的活化能为
(2)已知N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ/mol
H2的燃烧热△H=-285.8kJ/mol
则NH3(g)+O2(g)=NO(g)+H2O(l) △H=
(3)一定温度下,向恒容的密闭容器中充入一定量的N2和H2发生反应,测得各组分浓度随时间变化如图所示。
①表示c(H2)变化的曲线是
②0~t0时用NH3表示的化学反应速率为v(NH3)=
③下列能说明该反应达到平衡状态的是
A.容器中混合气体的密度不随时间变化
B.容器中的n(N2)与n(H2)的比值不随时间变化
C.断裂3molH-H的同时断裂6molN-H键
D.3v正(H2)=2v逆(NH3)
(4)合成氨反应在某催化剂条件下的相对能量-反应历程如图所示(ad为吸附态):
①该过程中含氮的中间产物有
②活化能最大的那一步基元反应方程式为
③下列说法正确的是
A.最后一步NH3(ad)变为NH3(g)为吸热过程。
B.催化剂参与反应,但不改变合成氨反应的△H
C.催化剂和升温都能降低反应的活化能,加快合成氨的反应速率
D.使用催化剂和压缩容器体积加压都能增大活化分子百分数,加快合成氨反应速率
更新时间:2022/04/21 20:57:28
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【推荐1】以乙烯、丙烯为代表的低碳烯烃是化学工业的最基本原料。回答下列问题:
(1)一种电解还原CO2制乙烯的装置如图(a)所示,阴极上生成乙烯的电极反应式为___________ 。
(2)丙烷脱氢制烯烃反应及其常压下平衡常数自然对数值lnKp随温度(T)的变化如图(b)所示:
主反应:
Ⅰ.
副反应:
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
①图中属于吸热反应的是___________ (填标号)。
②=___________ 。
③若只发生反应Ⅱ,则在w点时(若总压强为1MPa)丙烷的转化率为___________ (已知)。
(3)甲醇乙烯烷基化制备丙烯主要反应有:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
在总压强为0.2MPa,起始时时,平衡时各物质的物质的量分数(yi)随温度变化如图(c)所示;起始时不同的与平衡时各物质的物质的量分数(yi)之间的关系如图(d)所示。
①图(c)中丙烯分压最大值不超过___________ MPa;温度高于550K时,随温度升高,yi(C2H4)不断增大的原因是___________ 。
②图(d)中随的增大,yi(H2O)不断减小的原因是___________ 。
③下列说法正确的是___________ (填字母)。
A.恒温下改变压强,丙烯的平衡产率不变
B.生产丙烯时,升高温度有利于丙烯的生成
C.实际生产中改进催化剂的选择性有利于提高丙烯的产率
D.其它条件不变时,适当增大,有利于提高丙烯的平衡产率
(1)一种电解还原CO2制乙烯的装置如图(a)所示,阴极上生成乙烯的电极反应式为
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主反应:
Ⅰ.
副反应:
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
①图中属于吸热反应的是
②=
③若只发生反应Ⅱ,则在w点时(若总压强为1MPa)丙烷的转化率为
(3)甲醇乙烯烷基化制备丙烯主要反应有:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
在总压强为0.2MPa,起始时时,平衡时各物质的物质的量分数(yi)随温度变化如图(c)所示;起始时不同的与平衡时各物质的物质的量分数(yi)之间的关系如图(d)所示。
①图(c)中丙烯分压最大值不超过
②图(d)中随的增大,yi(H2O)不断减小的原因是
③下列说法正确的是
A.恒温下改变压强,丙烯的平衡产率不变
B.生产丙烯时,升高温度有利于丙烯的生成
C.实际生产中改进催化剂的选择性有利于提高丙烯的产率
D.其它条件不变时,适当增大,有利于提高丙烯的平衡产率
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐2】现代工业的发展导致CO2大量排放,对环境造成的影响日益严重,通过各国科技工作者的努力,现已开发出多项将CO2回收利用的技术。某科研小组提出CO2催化加氢合成乙烯。回答下列问题:
(1)已知:H2(g)、C2H4(g)的燃烧热(∆H)分别为-285.8 kJ·mol-1、-1411 kJ·mol-1,
H2O(g)=H2O(l) ∆H=-44 kJ·mol-1。
则2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ∆H=__ kJ·mol-1。
(2)某科研小组利用含铁复合催化剂催化合成乙烯,其反应机理如图:
在上述反应途径中,生成的副产物主要有__ (填化学式),写出反应Ⅱ的化学方程式:__ 。
(3)在使用不同催化剂的作用下可发生CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。我国化学工作者对该反应的催化剂及催化效率进行了深入的研究。在起始压强为2 MPa、气体流速为20 mL·min-1'时研究温度对催化剂催化性能的影响,得到CO2的转化率(%)如表:
①分析表中数据可知:催化剂___ (填标号)的催化性能更好。
②调整气体流速,研究其对某催化剂催化效率的影响,得到CO2的转化率(%)如表:
分析表中数据可知:相同温度时,随着气体流速增大,CO2的转化率__ (填“增大”或“减小”),其可能的原因是__ 。
③在上述实验条件中,反应肯定达到化学平衡状态的温度是__ ℃。
(4)在温度为T ℃时,将2 mol CO2和6 mol H2通入压强为p的恒容密闭容器内,使用含铁复合催化剂发生反应2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)(副产物含量较少,可忽略)。实验测得反应达到平衡时,CO2的转化率为80%、则Kp=___ (列出计算式即可)。
(1)已知:H2(g)、C2H4(g)的燃烧热(∆H)分别为-285.8 kJ·mol-1、-1411 kJ·mol-1,
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则2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ∆H=
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在上述反应途径中,生成的副产物主要有
(3)在使用不同催化剂的作用下可发生CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。我国化学工作者对该反应的催化剂及催化效率进行了深入的研究。在起始压强为2 MPa、气体流速为20 mL·min-1'时研究温度对催化剂催化性能的影响,得到CO2的转化率(%)如表:
180 | 200 | 220 | 280 | 300 | 320 | 340 | 360 | |
a | 5.0 | 15.3 | 33.5 | 64.8 | 80.1 | 82.7 | 95.6 | 91.1 |
b | 0.5 | 1.2 | 3.8 | 24.5 | 36.8 | 51.6 | 61.1 | 60.0 |
②调整气体流速,研究其对某催化剂催化效率的影响,得到CO2的转化率(%)如表:
180 | 200 | 220 | 280 | 300 | 320 | 340 | 360 | |
10 | 8.0 | 20.3 | 38.5 | 78.8 | 89.2 | 95.8 | 98.8 | 98.0 |
20 | 3.0 | 13.3 | 30.5 | 60.8 | 78.1 | 81.7 | 91.6 | 90.0 |
30 | 1.2 | 10.4 | 25.5 | 58.8 | 72.2 | 74.8 | 76.2 | 75.3 |
40 | 1.0 | 8.9 | 24.3 | 55.6 | 70.1 | 73.9 | 74.1 | 73.6 |
③在上述实验条件中,反应肯定达到化学平衡状态的温度是
(4)在温度为T ℃时,将2 mol CO2和6 mol H2通入压强为p的恒容密闭容器内,使用含铁复合催化剂发生反应2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)(副产物含量较少,可忽略)。实验测得反应达到平衡时,CO2的转化率为80%、则Kp=
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】我国力争于2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,因此的综合利用成为研究热点。
(1)通过捕捉空气中的和电解水产生的H2可以合成“零碳甲醇”。已知H2(g)的燃烧热为286,的燃烧热为726,反应的_______ 。
(2)利用电喷雾电离等方法可得,与反应能高选择性地生成甲醇,反应机理如下图所示:已知参与化学键变化的元素替换成更重的同位素时,反应速率会变慢,则与反应的能量变化曲线为_______ (填“c”或“d”),写出与反应生成的氘代甲醇的结构简式:_______ 或_______ 。
(3)氢气和碳氧化物反应生成甲烷,涉及反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应皿:
T℃时,向恒容密闭容器中充入一定量的和1mol ,平衡时和CO的转化率及和的物质的量随变化的情况如图所示。①图中表示变化的曲线是_______ (填“a”、“b”、“c”或“d”);_______ ;的选择性_______ 。
②已知起始充入1mol和1mol进行上述反应时,起始压强为。反应Ⅰ的分压平衡常数_______ (用含的代数式表示)。
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(3)氢气和碳氧化物反应生成甲烷,涉及反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应皿:
T℃时,向恒容密闭容器中充入一定量的和1mol ,平衡时和CO的转化率及和的物质的量随变化的情况如图所示。①图中表示变化的曲线是
②已知起始充入1mol和1mol进行上述反应时,起始压强为。反应Ⅰ的分压平衡常数
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解答题-实验探究题
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较难
(0.4)
名校
【推荐1】某小组同学探究Cu和H2O2的反应。
[猜想预测]
猜想1:Cu与H2O2不发生反应;
猜想2:Cu与H2O2可能发生氧化还原反应,H2O2作氧化剂。
[实验探究]
实验i:向装有0.5gCu的烧杯中加入20mL30%H2O2溶液,一段时间内无明显现象,10小时后,溶液中有少量蓝色浑浊,Cu片表面附着少量蓝色固体。
(1)通过该实验证明了猜想2成立,写出该反应的化学方程式:____ 。
[继续探究]
针对该反应速率较慢,小组同学查阅资料,设计并完成了下列实验。
资料:Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+,[Cu(NH3)4]2+为深蓝色;
Cu(OH)2可溶于氨水形成深蓝色溶液。
(2)实验ii中:溶液变蓝的原因是____ (用化学用语解释);经检验产生的气体为氧气,产生氧气的原因是____ 。
(3)对比实验i和iii,为探究氨水对Cu的还原性或H2O2氧化性的影响,该同学利用如图装置继续实验。
已知:电压大小反映了物质氧化还原性强弱的差异;物质氧化性与还原性强弱差异越大,电压越大
a.K闭合时,电压为x。
b.向U型管右侧溶液中滴加氨水后,电压不变。
c.继续向U型管左侧溶液中滴加氨水后,电压增大了y。
该实验的结论:____ 。
利用该方法也可证明酸性增强可提高H2O2的氧化性,导致Cu溶解速率加快。
(4)实验iii有少量蓝色不溶物,小组同学加入少量NH4Cl可使其溶解,结合文字和化学用语解释不溶物溶解的原因可能是____ 。
(5)基于以上实验,影响Cu与H2O2反应速率的因素有____ 和____ 。
[猜想预测]
猜想1:Cu与H2O2不发生反应;
猜想2:Cu与H2O2可能发生氧化还原反应,H2O2作氧化剂。
[实验探究]
实验i:向装有0.5gCu的烧杯中加入20mL30%H2O2溶液,一段时间内无明显现象,10小时后,溶液中有少量蓝色浑浊,Cu片表面附着少量蓝色固体。
(1)通过该实验证明了猜想2成立,写出该反应的化学方程式:
[继续探究]
针对该反应速率较慢,小组同学查阅资料,设计并完成了下列实验。
资料:Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+,[Cu(NH3)4]2+为深蓝色;
Cu(OH)2可溶于氨水形成深蓝色溶液。
装置 | 序号 | 试剂a | 现象 |
ii | 20mL30%H2O2与4mL5mol/LH2SO4混合液 | Cu表面很快产生少量气泡,溶液逐渐变蓝,产生较多气泡 | |
iii | 20mL30%H2O2与4mL5mol/L氨水混合液 | 溶液立即变为深蓝色,产生大量气泡,Cu表面有少量蓝色不溶物 |
(3)对比实验i和iii,为探究氨水对Cu的还原性或H2O2氧化性的影响,该同学利用如图装置继续实验。
已知:电压大小反映了物质氧化还原性强弱的差异;物质氧化性与还原性强弱差异越大,电压越大
a.K闭合时,电压为x。
b.向U型管右侧溶液中滴加氨水后,电压不变。
c.继续向U型管左侧溶液中滴加氨水后,电压增大了y。
该实验的结论:
利用该方法也可证明酸性增强可提高H2O2的氧化性,导致Cu溶解速率加快。
(4)实验iii有少量蓝色不溶物,小组同学加入少量NH4Cl可使其溶解,结合文字和化学用语解释不溶物溶解的原因可能是
(5)基于以上实验,影响Cu与H2O2反应速率的因素有
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解答题-实验探究题
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较难
(0.4)
【推荐2】回归、改进、拓展教材实验,是高考化学实验考查的常见形式。
I.甲组同学在进行《必修二》实验2-5“Fe3+离子在H2O2溶液分解实验中的催化作用”时,进行了以下探究。基于目前学过的元素周期表的相关知识,该小组推测了同为第四周期第VIII族的Fe、Co、Ni可能有相似的催化机理。
【查阅资料】:钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域。其中CoxNi(1-x)Fe2O4(其中Co、Ni均为+2价)也可用作H2O2分解的催化剂,具有较高的活性。
(1)写出H2O2溶液在Fe3+催化下分解的化学方程式__________________________________。
(2)①该催化剂中铁元素的化合价为 。
②下图表示两种不同方法制得的催化剂CoxNi(1-x)Fe2O4在10℃时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化曲线。由图中信息可知: 法制取得到的催化剂活性更高,由此推测Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是 。
II.乙组同学在进行《选修四》实验2-2“草酸溶液浓度对酸性高锰酸钾溶液褪色时间的影响”时,发现溶液褪色总是先慢后快,该小组设计了如下过程探究其原因:
【查阅资料】KMnO4溶液氧化H2C2O4的反应历程为(流程中“III”等为Mn的价态):
【提出假设】假设1:该反应为放热反应
假设2:反应生成的Mn2+ 对该反应有催化作用
假设3:K+ 对该反应有催化作用
【设计、完成实验】
(3)称取 g草酸晶体(H2C2O4·2H2O),配制500 mL 0.10 mol/L H2C2O4溶液。在上述过程中必须用到的2种定量仪器是托盘天平和
(4)完成探究,记录数据
仔细阅读分析表中数据,回答问题:
x = mL,假设__________成立(填“1” 、“2”或“3”)
I.甲组同学在进行《必修二》实验2-5“Fe3+离子在H2O2溶液分解实验中的催化作用”时,进行了以下探究。基于目前学过的元素周期表的相关知识,该小组推测了同为第四周期第VIII族的Fe、Co、Ni可能有相似的催化机理。
【查阅资料】:钴及其化合物广泛应用于磁性材料、电池材料及超硬材料等领域。其中CoxNi(1-x)Fe2O4(其中Co、Ni均为+2价)也可用作H2O2分解的催化剂,具有较高的活性。
(1)写出H2O2溶液在Fe3+催化下分解的化学方程式__________________________________。
(2)①该催化剂中铁元素的化合价为 。
②下图表示两种不同方法制得的催化剂CoxNi(1-x)Fe2O4在10℃时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化曲线。由图中信息可知: 法制取得到的催化剂活性更高,由此推测Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是 。
II.乙组同学在进行《选修四》实验2-2“草酸溶液浓度对酸性高锰酸钾溶液褪色时间的影响”时,发现溶液褪色总是先慢后快,该小组设计了如下过程探究其原因:
【查阅资料】KMnO4溶液氧化H2C2O4的反应历程为(流程中“III”等为Mn的价态):
【提出假设】假设1:该反应为放热反应
假设2:反应生成的Mn2+ 对该反应有催化作用
假设3:K+ 对该反应有催化作用
【设计、完成实验】
(3)称取 g草酸晶体(H2C2O4·2H2O),配制500 mL 0.10 mol/L H2C2O4溶液。在上述过程中必须用到的2种定量仪器是托盘天平和
(4)完成探究,记录数据
实验 编号 | 烧杯中所加试剂及用量(mL) | 控制条件 | 溶液褪色时间(s) | |||
0.10 mol/L H2C2O4溶液 | 等浓度 KMnO4溶液 | H2O | 0.50 mol/L 稀硫酸 | |||
1 | 30 | 20 | 30 | 20 | 18 | |
2 | 30 | 20 | 30 | 20 | 水浴控制温度65 ℃ | 15 |
3 | 30 | 20 | 30 | 20 | 加入少量MnSO4固体 | 3.6 |
4 | 30 | 20 | x | 20 | 加入5 mL 0.10 mol/L K2SO4溶液 | 18 |
仔细阅读分析表中数据,回答问题:
x = mL,假设__________成立(填“1” 、“2”或“3”)
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐3】砷酸铜是一种蓝色粉末,难溶于水和酒精,广泛应用于木材防腐剂。某化工厂以硫化砷废渣(主要成分为As2S3,含少量的Sb、Bi)为原料制备砷酸铜的工艺流程如图所示:
请回答下列问题:
(1)Cu3(AsO4)2中As的化合价为___________ 。
(2)“粉碎”的目的是___________ 。
(3)“碱浸”时,在加热条件下As2S3中硫元素被氧化为,反应的离子方程式为___________ 。
(4)“沉砷”后滤液中主要含有___________ ,该物质可循环利用到___________ 步骤中。
(5)“滤渣“的成分是___________ 。
(6)“转化”时发生的化学方程式为___________ 。
(7)该化工厂实验员称取100g硫化砷废渣(As2S3质量分数为73.8%),粉碎后通空气并加入NaOH溶液,得到1L的悬浊液,测得碱浸后的滤液中Na3AsO4的浓度为0.45mol·L-1,该实验员检测砷的浸出率为___________ 。
请回答下列问题:
(1)Cu3(AsO4)2中As的化合价为
(2)“粉碎”的目的是
(3)“碱浸”时,在加热条件下As2S3中硫元素被氧化为,反应的离子方程式为
(4)“沉砷”后滤液中主要含有
(5)“滤渣“的成分是
(6)“转化”时发生的化学方程式为
(7)该化工厂实验员称取100g硫化砷废渣(As2S3质量分数为73.8%),粉碎后通空气并加入NaOH溶液,得到1L的悬浊液,测得碱浸后的滤液中Na3AsO4的浓度为0.45mol·L-1,该实验员检测砷的浸出率为
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】丙烯是重要的有机化工原料,丙烷脱氢是工业生产丙烯的重要途径,其化学方程式为。回答下列相关问题:
(1)已知:I.
Ⅱ.
则丙烷脱氢制丙烯反应的为___________ ,该反应在___________ (填“高温”“低温”“任何温度”)条件下可以自发进行。
(2)一定温度下,向1L的密闭容器中充入发生脱氢反应,经过达到平衡状态,测得平衡时气体压强是开始的1.6倍。
①丙烯的化学反应速率___________ 。
②欲提高反应的速率和丙烷转化率,可采取的措施是___________ 。
A.缩小容积 B.加催化剂 C.升高温度 D.及时分离出H2
E.体积不变充入丙烷 F.体积不变充入Ar
③下列叙述能说明反应到达平衡状态的是________
A.容器内气体的总压强不变 B.容器内气体密度不变
C.C3H6的浓度不再变化 D. 容器内气体平均摩尔质量不再变化
E.单位时间内消耗amolC3H8同时生成amolH2
④若在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氢反应,起始越大,丙烷的平衡转化率越大,其原因是___________ 。
(3)一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入,平衡时总压强为的气体体积分数与反应时间的关系如图:
此温度下该反应的平衡常数Kp=___________ (用含字母p的代数式表示,Kp是用反应体系中气体物质的分压表示的平衡常数,平衡分压=总压×气体的体积分数)。平衡后,继续向容器中充入1molC3H8,则=___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。其中v正=k正·p(C3H8 ),v逆=k逆·p( C3H6)·p(H2)。
(1)已知:I.
Ⅱ.
则丙烷脱氢制丙烯反应的为
(2)一定温度下,向1L的密闭容器中充入发生脱氢反应,经过达到平衡状态,测得平衡时气体压强是开始的1.6倍。
①丙烯的化学反应速率
②欲提高反应的速率和丙烷转化率,可采取的措施是
A.缩小容积 B.加催化剂 C.升高温度 D.及时分离出H2
E.体积不变充入丙烷 F.体积不变充入Ar
③下列叙述能说明反应到达平衡状态的是
A.容器内气体的总压强不变 B.容器内气体密度不变
C.C3H6的浓度不再变化 D. 容器内气体平均摩尔质量不再变化
E.单位时间内消耗amolC3H8同时生成amolH2
④若在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氢反应,起始越大,丙烷的平衡转化率越大,其原因是
(3)一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入,平衡时总压强为的气体体积分数与反应时间的关系如图:
此温度下该反应的平衡常数Kp=
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【推荐2】研究、在一定条件下与催化合成等有机化工产品,对落实“双碳目标”具有重要的意义。在一定条件下、与可发生如下反应:
反应I:
反应II:
反应III:
回答下列问题:
(1)反应II自发的条件是_______ (填“高温自发”、“低温自发”或“任何温度下都自发”),反应III正、逆反应的活化能分别为、,则_______ (填“>”、“<”或“=”)。
(2)某温度下,向一刚性容器中加入等物质的量和,发生反应III,测得和物质的量浓度随时间的变化如图所示。①下列说法正确的是_______ 。
a.a点时
b.60min内
c.相同条件下,减小CO浓度,增大
d.平衡后,向容器中继续加入和,重新达到平衡,转化率不变
②已知,其中、分别为正、逆反应速率常数。a点时,_______ 。
③70min时,升高温度,转化率_______ (填“增大”、“减小”或“不变”),原因是_______ 。
(3)在密闭反应器中通入和,分别在1MPa和5MPa下进行反应II和反应III。其和在含碳物质中的平衡组成(如的平衡组成为)受温度的影响如图所示:①5MPa时,表示和平衡组成的曲线分别是_______ 、_______ (填“a”、“b”、“c”或“d”)。
②当和平衡组成均为30%时,的平衡转化率为_______ ,该温度下反应III的平衡常数为_______ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
反应I:
反应II:
反应III:
回答下列问题:
(1)反应II自发的条件是
(2)某温度下,向一刚性容器中加入等物质的量和,发生反应III,测得和物质的量浓度随时间的变化如图所示。①下列说法正确的是
a.a点时
b.60min内
c.相同条件下,减小CO浓度,增大
d.平衡后,向容器中继续加入和,重新达到平衡,转化率不变
②已知,其中、分别为正、逆反应速率常数。a点时,
③70min时,升高温度,转化率
(3)在密闭反应器中通入和,分别在1MPa和5MPa下进行反应II和反应III。其和在含碳物质中的平衡组成(如的平衡组成为)受温度的影响如图所示:①5MPa时,表示和平衡组成的曲线分别是
②当和平衡组成均为30%时,的平衡转化率为
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【推荐3】氧化亚氮(N2O)是一种强温室气体,且易转换成颗粒污染物。研究氧化亚氮分解对环境保护有重要意义。
(1)污水生物脱氮过程中,在微生物催化下,硝酸铵可分解为N2O和另一种产物,该反应的化学方程式为___________ 。
(2)已知反应 2N2O(g)2N2(g)+O2(g) ΔH=-163 kJ·mol -1 ,1 mol N2(g)、1 mol O2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收 945 kJ、498 kJ 的能量,则 1 mol N2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为_____ kJ。
(3)在一定温度下的恒容容器中,反应2N2O(g)2N2(g)+O2(g)的部分实验数据如下:
①在0~20min 时段,反应速率 v(O2)为_____ mol·L -1 ·min -1。
②若N2O起始浓度c0为 0.150 mol·L -1 ,则反应至30 min时N2O的转化率α=______ 。比较不同起始浓度时N2O的分解速率:v(c0 =0.150 mol·L -1 )______ v(c0=0.100 mol·L -1)(填“>”“=”或“<”)。
③不同温度(T)下,N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间),则 T2_______ T1(填“>”“=”或“<”)。当温度为 T 1 、起始压强为p0,反应至 t 1 min 时,体系压强 p=______ (用p0表示)。
(4)碘蒸气的存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步 I2(g)2I(g) (快反应)
第二步 I(g)+N2O(g)N2(g)+IO(g) (慢反应)
第三步 IO(g)+N2O(g)N2(g)+O2(g)+I(g) (快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程 v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k 为速率常数)。下列表述正确的是__________ (填标号)。
a.N2O分解反应中,k(含碘)<k(无碘)
b.第一步对总反应速率起决定作用
c.第二步活化能比第三步大
d.I2浓度与 N2O分解速率无关
(1)污水生物脱氮过程中,在微生物催化下,硝酸铵可分解为N2O和另一种产物,该反应的化学方程式为
(2)已知反应 2N2O(g)2N2(g)+O2(g) ΔH=-163 kJ·mol -1 ,1 mol N2(g)、1 mol O2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收 945 kJ、498 kJ 的能量,则 1 mol N2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为
(3)在一定温度下的恒容容器中,反应2N2O(g)2N2(g)+O2(g)的部分实验数据如下:
反应时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
c(N2O)/mol/L | 0.100 | 0.090 | 0.080 | 0.070 | 0.060 | 0.050 | 0.040 | 0.030 | 0.020 | 0.010 | 0.010 |
②若N2O起始浓度c0为 0.150 mol·L -1 ,则反应至30 min时N2O的转化率α=
③不同温度(T)下,N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间),则 T2
(4)碘蒸气的存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步 I2(g)2I(g) (快反应)
第二步 I(g)+N2O(g)N2(g)+IO(g) (慢反应)
第三步 IO(g)+N2O(g)N2(g)+O2(g)+I(g) (快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程 v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k 为速率常数)。下列表述正确的是
a.N2O分解反应中,k(含碘)<k(无碘)
b.第一步对总反应速率起决定作用
c.第二步活化能比第三步大
d.I2浓度与 N2O分解速率无关
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【推荐1】研究氮氧化物之间的转化具有重要意义。
(1)已知:N2O4(g)⇌2NO2(g)ΔH>0将一定量N2O4充入恒容密闭容器中,控制反应温度为T1。
①下列可以作为反应达到平衡的判据是___ 。
A.气体的压强不变
B.v正(N2O4)=2v逆(NO2)
C.K不变
D.容器内气体的密度不变
E.容器内颜色不变
②t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75%,则反应的N2O4(g)⇌2NO2(g)的平衡常数Kp=___ (对于气相反应,用某组分B的平街压强P(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作KP,如P(B)= P∙x(B),P为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。
③温度T1时,c(N2O4)随t(时间)变化曲线如图1,画出0~t,时段,c(NO2)随t变化曲线。保持其它条件不变,改变温度为T2(T2>T1),再次画出0~t2时段,c(NO2)随t变化趋势的曲线___ 。
(2)NO的氧化反应:2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)分两步进行,其反应过程能量变化示意图如图2。
I.2NO(g) ⇌ N2O2(g) ΔH1
II.N2O2(g)+O2(g) ⇌ 2NO2(g) ΔH2
①决定NO氧化反应速率的步骤是___ (填I或II)。
②在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O2气体,保持其它条件不变,控制反应温度分别为T3和T4(T3>T4),测得(NO)随t(时间)的变化曲线如图3。转化相同量的NO,在温度___ (填“T3”或“T4”)下消耗的时间长。
(1)已知:N2O4(g)⇌2NO2(g)ΔH>0将一定量N2O4充入恒容密闭容器中,控制反应温度为T1。
①下列可以作为反应达到平衡的判据是
A.气体的压强不变
B.v正(N2O4)=2v逆(NO2)
C.K不变
D.容器内气体的密度不变
E.容器内颜色不变
②t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75%,则反应的N2O4(g)⇌2NO2(g)的平衡常数Kp=
③温度T1时,c(N2O4)随t(时间)变化曲线如图1,画出0~t,时段,c(NO2)随t变化曲线。保持其它条件不变,改变温度为T2(T2>T1),再次画出0~t2时段,c(NO2)随t变化趋势的曲线
(2)NO的氧化反应:2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)分两步进行,其反应过程能量变化示意图如图2。
I.2NO(g) ⇌ N2O2(g) ΔH1
II.N2O2(g)+O2(g) ⇌ 2NO2(g) ΔH2
①决定NO氧化反应速率的步骤是
②在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O2气体,保持其它条件不变,控制反应温度分别为T3和T4(T3>T4),测得(NO)随t(时间)的变化曲线如图3。转化相同量的NO,在温度
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(0.4)
【推荐2】Ⅰ.化学反应中伴随着能量的变化。
(1)下列变化中属于吸热反应的是___________ (填序号)。
①冰融化 ②碳与水蒸气制取水煤气(CO和H2) ③苛性钠固体溶于水 ④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰 ⑥干冰升华 ⑦Ba(OH)2∙8H2O晶体和氯化铵晶体反应
Ⅱ.在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和2molH2,一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),测得和CH3OH(g)的物质的量变化如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示。(2)从反应开始至达到平衡,以CO表示的反应的平均反应速率v(CO)=___________ mol·L-1·min-1.平衡时H2的的转化率为___________ 。
(3)下列描述中能说明上述反应达到平衡状态的是___________。
(4)已知断开1molCO(g)和2molH2(g)中的化学键需要吸收的能量为1924kJ,则断开1mol CH3OH(g)中的化学键所需要吸收___________ kJ的能量。
Ⅲ.公交公司已经成功将氢氧燃料电池应用于新能源公交汽车中,如图是某种氢氧燃料电池的内部结构示意图。(5)该电池工作时,氢气从___________ (填“a”或“b”)处通入,正极反应方程式为___________ 。
(1)下列变化中属于吸热反应的是
①冰融化 ②碳与水蒸气制取水煤气(CO和H2) ③苛性钠固体溶于水 ④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰 ⑥干冰升华 ⑦Ba(OH)2∙8H2O晶体和氯化铵晶体反应
Ⅱ.在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和2molH2,一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),测得和CH3OH(g)的物质的量变化如图1所示,反应过程中的能量变化如图2所示。(2)从反应开始至达到平衡,以CO表示的反应的平均反应速率v(CO)=
(3)下列描述中能说明上述反应达到平衡状态的是___________。
A.CO、H2和CH3OH三种物质的浓度相等 |
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化 |
C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化 |
D.单位时间内消耗2molH2的同时生成1molCH3OH |
(4)已知断开1molCO(g)和2molH2(g)中的化学键需要吸收的能量为1924kJ,则断开1mol CH3OH(g)中的化学键所需要吸收
Ⅲ.公交公司已经成功将氢氧燃料电池应用于新能源公交汽车中,如图是某种氢氧燃料电池的内部结构示意图。(5)该电池工作时,氢气从
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(0.4)
【推荐3】“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,在容积为2L密闭容器中,充入1molCO2和3molH2在一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H<0,测得CO2(g)、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图所示:
①达到平衡时,氢气的转化率α(H2)=___ 。
②下列叙述能作为反应达到化学平衡状态的标志的是___ (填选项字母)。
A.反应速率v(CO2):v(H2):v(CH3OH):v(H2O)=1:3:1:1
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.CH3OH(g)、H2O(g)的物质的量浓度相等
D.混合气体的密度不变
③下列措施中能够同时满足加快反应速率并且提高H2平衡转化率的是___ (填选项字母)。
A.升高反应温度
B.使用高效催化剂
C.保持容器体积不变,充入CO2气体
D.不断将CH3OH从体系混合物中分离出来
④一定条件下,往2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2,在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ、反应Ⅱ与反应Ⅲ,相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示,则b点v正___ v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
图中c点的转化率为66.67%,即转化了
(2)在T1K时,向体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数(φ)与的关系如图所示:
①当=2时,经过5min反应达到平衡,CO的转化率为0.5,则该反应的化学平衡常数K=___ 。若此刻再向容器中加入0.5molCO和1molH2,达到新平衡时体系中H2的百分含量将___ (填“增大”“减小”或“不变”)。
②当=3.5时,达到平衡后,CH3OH的体积分数可能是图象中的点___ (填“D”“E”或“F”)。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,在容积为2L密闭容器中,充入1molCO2和3molH2在一定条件下发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H<0,测得CO2(g)、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图所示:
①达到平衡时,氢气的转化率α(H2)=
②下列叙述能作为反应达到化学平衡状态的标志的是
A.反应速率v(CO2):v(H2):v(CH3OH):v(H2O)=1:3:1:1
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.CH3OH(g)、H2O(g)的物质的量浓度相等
D.混合气体的密度不变
③下列措施中能够同时满足加快反应速率并且提高H2平衡转化率的是
A.升高反应温度
B.使用高效催化剂
C.保持容器体积不变,充入CO2气体
D.不断将CH3OH从体系混合物中分离出来
④一定条件下,往2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2,在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ、反应Ⅱ与反应Ⅲ,相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示,则b点v正
图中c点的转化率为66.67%,即转化了
(2)在T1K时,向体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数(φ)与的关系如图所示:
①当=2时,经过5min反应达到平衡,CO的转化率为0.5,则该反应的化学平衡常数K=
②当=3.5时,达到平衡后,CH3OH的体积分数可能是图象中的点
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