碳中和是目前全球关注的热点。将加氢转化为甲醇是一种有效利用的方式之一,回答下列问题:
(1)已知:
反应的_______ 。
(2)实验室在1L密闭容器中进行模拟合成实验。将和通入容器中,在催化剂的作用下,恒温500℃反应,每隔一定时间测得容器中甲醇和水蒸气的浓度如下:(表中数据单位:mol/L)
反应Ⅰ:(主反应)
反应Ⅱ:
①反应开始10min内,的平均反应速率为_______ 。
②该温度下,反应的平衡常数_______
③500℃时,将容器的容积压缩到原来的一半,在其他条件不变的情况下,平衡体系中变化正确的是_______ (填标号)。
A.减小
B.反应Ⅰ正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.的物质的量增加
D.重新平衡时,比值增大
(3)在上述模拟合成实验中,测得不同温度下的平衡转化率如下表所示:
平衡转化率先减小后增大的原因是_______ 。
(1)已知:
反应的
(2)实验室在1L密闭容器中进行模拟合成实验。将和通入容器中,在催化剂的作用下,恒温500℃反应,每隔一定时间测得容器中甲醇和水蒸气的浓度如下:(表中数据单位:mol/L)
物质/时间 | 10min | 20min | 30min | 40min | 50min | 60min |
0.40 | 0.55 | 0.65 | 0.73 | 0.80 | 0.80 | |
0.45 | 0.63 | 0.78 | 0.86 | 0.90 | 0.90 |
反应Ⅰ:(主反应)
反应Ⅱ:
①反应开始10min内,的平均反应速率为
②该温度下,反应的平衡常数
③500℃时,将容器的容积压缩到原来的一半,在其他条件不变的情况下,平衡体系中变化正确的是
A.减小
B.反应Ⅰ正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.的物质的量增加
D.重新平衡时,比值增大
(3)在上述模拟合成实验中,测得不同温度下的平衡转化率如下表所示:
T/℃ | 300 | 500 | 700 |
平衡转化率/% | 93 | 90 | 92 |
平衡转化率先减小后增大的原因是
更新时间:2022-05-10 18:27:01
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【推荐1】氧硫化碳(COS,结构类似于CO2)广泛存在于以煤为原料的各种化工原料气中,能引起催化剂中毒、化学产品质量下降和大气污染。有多种方法可以脱氧硫化碳中的硫,其中氢解和水解反应是两种常用的脱硫方法,其反应式分别为:
①氢解反应:COS(g) +H2(g)H2S(g) + CO(g) ΔH1= +7kJ/mol
②水解反应:COS(g) +H2O(g)H2S(g) +CO2(g) ΔH2=-35kJ/mol
请回答下列问题:
(1)氧硫化碳的电子式为_____ 。
(2)CO和H2O(g)能反应生成CO2和H2,写出该反应的热化学方程式_______ 。
(3)水解反应达到平衡后,若减小容器的体积,逆反应速率将_____ (填增大、减少或不变,下同),COS的转化率____ 。
(4)某温度下,体积为2L的恒容体系中,物质的量分别为mmol、nmol的COS蒸气和H2气发生氢解,已知COS的转化率为α,则该温度下的平衡常数K=____ (用m、n、α等符号表示)。
(5)某科研小组研究改进催化剂TiO2/Al2O3和温度对COS水解的影响,得到如图
COS水解的最佳温度是________ ;理由是___________ 。
①氢解反应:COS(g) +H2(g)H2S(g) + CO(g) ΔH1= +7kJ/mol
②水解反应:COS(g) +H2O(g)H2S(g) +CO2(g) ΔH2=-35kJ/mol
请回答下列问题:
(1)氧硫化碳的电子式为
(2)CO和H2O(g)能反应生成CO2和H2,写出该反应的热化学方程式
(3)水解反应达到平衡后,若减小容器的体积,逆反应速率将
(4)某温度下,体积为2L的恒容体系中,物质的量分别为mmol、nmol的COS蒸气和H2气发生氢解,已知COS的转化率为α,则该温度下的平衡常数K=
(5)某科研小组研究改进催化剂TiO2/Al2O3和温度对COS水解的影响,得到如图
COS水解的最佳温度是
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解题方法
【推荐2】甲醇是重要的化工基础原料和清洁燃料。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的平衡常数如表所示。
回答下列问题:
(1)_______ (填“>”或“<”)0。
(2)_______ (用和表示),300℃时_______ 。
(3)300℃时测得反应③在某时刻、、、的浓度相等,且均为,则此时(浓度商)_______ (填“>”或“<”),反应_______ (填“正向”或“逆向”)进行。
(4)某温度下在2L恒容密闭容器中加入发生反应,测得有关数据如表。
①反应在2min内以表示的化学反应速率为_______ 。
②该温度下反应的平衡常数为_______ (结果保留两位小数)。
化学反应 | 平衡常数 | 温度/℃ | |
300 | 500 | ||
① | 2.5 | 0.15 | |
② | 1.0 | 2.5 | |
③ |
(1)
(2)
(3)300℃时测得反应③在某时刻、、、的浓度相等,且均为,则此时(浓度商)
(4)某温度下在2L恒容密闭容器中加入发生反应,测得有关数据如表。
反应时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
1.0 | 0.6 | 0.4 | 0.3 | 0.3 |
②该温度下反应的平衡常数为
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解题方法
【推荐3】以为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。汽车尾气中的和在一定条件下可发生反应生成无毒的和:
(1)已知:①
②的燃烧热,
则反应③___________ 。
(2)若在恒容的密闭容器中,充入和,发生反应③,下列选项中能说明该反应已经达到平衡状态的是___________ 。
A.和的物质的量之比不变 B.混合气体的密度保持不变
C.容器中混合气体的平均摩尔质量不变 D.
(3)某研究小组在三个容积为的恒容密闭容器中,分别充入和,发生反应③。在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变),反应体系总压强随时间的变化如图所示:
①温度:___________ (填“<”“=”或“”)。
②的平衡转化率:Ⅰ___________ Ⅱ___________ Ⅲ(填“<”“=”或“”)。
③反应速率:a点的v逆___________ b点的v正(填“<”“=”或“”)。
(4)将和以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量的脱氮率(脱氮率即的转化率)如图所示。M点___________ (填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率,说明理由___________ 。
(1)已知:①
②的燃烧热,
则反应③
(2)若在恒容的密闭容器中,充入和,发生反应③,下列选项中能说明该反应已经达到平衡状态的是
A.和的物质的量之比不变 B.混合气体的密度保持不变
C.容器中混合气体的平均摩尔质量不变 D.
(3)某研究小组在三个容积为的恒容密闭容器中,分别充入和,发生反应③。在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变),反应体系总压强随时间的变化如图所示:
①温度:
②的平衡转化率:Ⅰ
③反应速率:a点的v逆
(4)将和以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量的脱氮率(脱氮率即的转化率)如图所示。M点
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【推荐1】(1)高炉炼铁是CO气体的重要用途之一,其基本反应为:。已知在1100℃时,该反应的化学平衡常数K=0.263。
①温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,此时平衡常数K值__________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
②1100℃时测得高炉中,c(CO2)=0.025mol/L,c(CO) =0.1mol/L,则在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态?_____ (填“是”或“否”),其判断依据是_____ 。
(2)目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:CO2(g) +3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=-49.0kJ/mol。现向体积为1L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=_____ 。
②下列措施能使增大的是大的是______ (填字母)。
A.升高温度 B.再充入H2 C.再充入CO2 D.将H2O从体系中分离 E.充入氦气使体系压强增大
①温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,此时平衡常数K值
②1100℃时测得高炉中,c(CO2)=0.025mol/L,c(CO) =0.1mol/L,则在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态?
(2)目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:CO2(g) +3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=-49.0kJ/mol。现向体积为1L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=
②下列措施能使增大的是大的是
A.升高温度 B.再充入H2 C.再充入CO2 D.将H2O从体系中分离 E.充入氦气使体系压强增大
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【推荐2】工业上,裂解正丁烷可以获得乙烯、丙烯等化工原料。
反应1:(g,正丁烷)
反应2:(g,正丁烷)
已知几种共价键的键能如下表:
(1)根据上述数据估算,_______ 。
(2)正丁烷和异丁烷之间转化的能量变化如图所示。
①正丁烷气体转化成异丁烷气体的热化学方程式为_______ 。
②下列有关催化剂的叙述错误的是_______ (填标号)。
A.能改变反应途径 B.能降低反应焓变
C.能加快反应速率 D.能增大平衡常数
(3)向密闭容器中投入一定量的正丁烷,发生反应1和反应2,测得正丁烷的平衡转化率(a)与压强(p)、温度(T)的关系如图所示。
①p1、p2、p3由小到大的顺序为_______ 。
②随着温度升高,三种不同压强下正丁烷的平衡转化率趋向相等,原因是_______ 。
(4)在一定温度下,向恒容密闭容器中投入正丁烷,同时发生反应1和反应2.测得部分物质的浓度与时间的关系如图,平衡时压强为。
①时改变的条件可能是_______ (填标号)。
A.增大压强 B.增大正丁烷的浓度 C.加入催化剂
②该温度下,反应1的平衡常数_______ 。(提示:组分分压=总压×体积分数)
反应1:(g,正丁烷)
反应2:(g,正丁烷)
已知几种共价键的键能如下表:
共价键 | |||
键能 | 413 | 614 | 347 |
(1)根据上述数据估算,
(2)正丁烷和异丁烷之间转化的能量变化如图所示。
①正丁烷气体转化成异丁烷气体的热化学方程式为
②下列有关催化剂的叙述错误的是
A.能改变反应途径 B.能降低反应焓变
C.能加快反应速率 D.能增大平衡常数
(3)向密闭容器中投入一定量的正丁烷,发生反应1和反应2,测得正丁烷的平衡转化率(a)与压强(p)、温度(T)的关系如图所示。
①p1、p2、p3由小到大的顺序为
②随着温度升高,三种不同压强下正丁烷的平衡转化率趋向相等,原因是
(4)在一定温度下,向恒容密闭容器中投入正丁烷,同时发生反应1和反应2.测得部分物质的浓度与时间的关系如图,平衡时压强为。
①时改变的条件可能是
A.增大压强 B.增大正丁烷的浓度 C.加入催化剂
②该温度下,反应1的平衡常数
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【推荐3】杭州亚运会主火炬燃料是“零碳甲醇”,这是一种利用焦炉气中的和工业废气捕获的生产的绿色燃料。两者在适宜的过渡金属及其氧化物催化下发生反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)_______ 。
(2)在密闭容器中充有2molCO和,在催化剂作用下发生反应Ⅱ,改变条件,测得CO的平衡转化率与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。
若达到平衡状态A时,容器的体积为2L,则在平衡状态B时容器的体积_______ (填“大于”、“=”或“小于”)2L。若反应进行1min达到平衡状态C,用CO的分压变化表示的平均反应速率_______ ,此时的化学平衡常数_______ [是用分压表示的平衡常数,某气体的分压=气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)]。
(3)不同压强下,按照投料,实验测定的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。
已知:的平衡转化率
的平衡产率
其中纵坐标表示平衡转化率的是图_______ (填“甲”或“乙”);压强、、由大到小的顺序为_______ ;图乙中温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是_______ 。
(4)催化还原法
①与丙烯通过金属杂多酸盐催化合成甲基丙烯酸。研究发现金属杂多酸盐中x对转化率的影响如图1所示,由图1得出催化效果最好的金属杂多酸盐化学式是_______ 。
②催化剂在温度不同时对转化率的影响如图2所示,300℃催化效果远不如200℃和250℃的原因_______ 。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)
(2)在密闭容器中充有2molCO和,在催化剂作用下发生反应Ⅱ,改变条件,测得CO的平衡转化率与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。
若达到平衡状态A时,容器的体积为2L,则在平衡状态B时容器的体积
(3)不同压强下,按照投料,实验测定的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。
已知:的平衡转化率
的平衡产率
其中纵坐标表示平衡转化率的是图
(4)催化还原法
①与丙烯通过金属杂多酸盐催化合成甲基丙烯酸。研究发现金属杂多酸盐中x对转化率的影响如图1所示,由图1得出催化效果最好的金属杂多酸盐化学式是
②催化剂在温度不同时对转化率的影响如图2所示,300℃催化效果远不如200℃和250℃的原因
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【推荐1】恒温恒容下,将2 mol A气体和2 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中发生如下反应:2A(g) +B(g) x C(g) +2D(g),2 min时反应达到平衡状态,此时剩余1. 2 mol B,并测得C的浓度为1.2 mol/L。
(1)从开始反应至达到平衡状态,生成D的平均反应速率为_______ 。
(2)x=_______
(3)A的转化率与B的转化率之比为_______
(4)保持容器内气体压强不变,向其中加入a mol He,则该反应的正反应速率_______ (填“增大”或“减小”或“不变”,下同),逆反应速率_______ , 平衡将_______ (填“正向移动”或“逆向移动”或“不移动”)。
(1)从开始反应至达到平衡状态,生成D的平均反应速率为
(2)x=
(3)A的转化率与B的转化率之比为
(4)保持容器内气体压强不变,向其中加入a mol He,则该反应的正反应速率
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解题方法
【推荐2】(Ⅰ)已知反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),当反应达到平衡后,改变外界条件,其反应速率的变化曲线分别如图所示。
回答下列问题:
(1)①表示改变压强的方式是___________ (填“增大”或“减小”)压强,m+n___________ p+q(填“>”“<”或“=”)。
(2)②表示改变温度的方式是___________ (填“升高”或“降低”)温度,该反应的反应热ΔH___________ 0(填“>”“<”或“=”)。
(3)③表示改变压强,则m+n___________ p+q。
(Ⅱ)氨气是重要的化工原料,在国民经济中占重要地位。工业合成氨的反应为 。回答下列问题:
(4)图甲表示合成氨反应在某段时间中反应速率与时间的曲线图,、、时刻分别改变某一外界条件,则在下列达到化学平衡的时间段中,的体积分数最小的一段时间是___________ (填字母)。
A. B. C. D.
时刻改变的条件是___________ 。
回答下列问题:
(1)①表示改变压强的方式是
(2)②表示改变温度的方式是
(3)③表示改变压强,则m+n
(Ⅱ)氨气是重要的化工原料,在国民经济中占重要地位。工业合成氨的反应为 。回答下列问题:
(4)图甲表示合成氨反应在某段时间中反应速率与时间的曲线图,、、时刻分别改变某一外界条件,则在下列达到化学平衡的时间段中,的体积分数最小的一段时间是
A. B. C. D.
时刻改变的条件是
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解题方法
【推荐1】用活性炭还原处理氮氧化物,有关反应为。
(1)写出上述反应的平衡常数表达式_______ 。
(2)在2L恒容密闭容器中加入足量C与NO发生反应,判断该反应达到平衡状态的依据是_______(填字母)。
(3)700℃时,若向2L体积恒定的密闭容器中充入一定量和发生反应:;其中、NO物质的量随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题。
①0~10min内的平均反应速率v=_______ 。
②图中A点_______ (填“>”“<”或“=”)。
③第10min时,外界改变的条件可能是_______ (填字母)。
A.加催化剂 B.增大C的物质的量 C.减小的物质的量 D.升温 E.降温
(4)采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒,在发展非金属催化剂实现电催化还原制备甲醇方向取得重要进展,该反应历程如图所示。
容易得到的副产物有CO和,其中相对较多的副产物为_______ ;上述合成甲醇的反应速率较慢,要使反应速率加快,主要降低下列变化中_______ (填字母)的能量变化。
A.
B.
C.
D.
(1)写出上述反应的平衡常数表达式
(2)在2L恒容密闭容器中加入足量C与NO发生反应,判断该反应达到平衡状态的依据是_______(填字母)。
A.容器内气体密度恒定 | B.容器内各气体浓度恒定 |
C.容器内压强恒定 | D. |
①0~10min内的平均反应速率v=
②图中A点
③第10min时,外界改变的条件可能是
A.加催化剂 B.增大C的物质的量 C.减小的物质的量 D.升温 E.降温
(4)采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒,在发展非金属催化剂实现电催化还原制备甲醇方向取得重要进展,该反应历程如图所示。
容易得到的副产物有CO和,其中相对较多的副产物为
A.
B.
C.
D.
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【推荐2】甲醇()既是重要的化工原料,又是一种清洁燃料。利用CO和加氢均可合成,主要反应如下:
Ⅰ. kJ⋅mol
Ⅱ. ;
Ⅲ. kJ⋅mol
回答下列问题:
(1)___________ kJ⋅mol。
(2)光催化加氢合成的反应历程如图1所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。①由该图分析,脱附过程___________ (填“吸收”“放出”)能量。
②最大能垒步骤的化学方程式为___________ 。
③在一定温度下,在容积为2 L的恒容密闭容器中加入1 mol 和3 mol 仅发生反应Ⅰ,不能说明该反应达到平衡状态的是___________ (填字母)。
a.容器内压强不再变化 b.容器内密度不再变化
c.的浓度保持不变 d.
(3)在密闭容器中加入一定量的和在催化剂的作用下仅发生反应Ⅰ,保持相同反应时间,在不同温度下,产率如图2所示。①产率在425℃之前随温度升高而增大的原因可能是温度对速率的影响起主要因素或___________
②425℃之后,产率快速降低的主要原因可能是反应达到平衡,温度升高反应逆向进行或___________ 。
(4)℃时,将CO和以物料比充入某恒容刚性密闭容器中在催化剂的作用下仅发生反应Ⅲ,用压强传感器测出体系压强随时间的变化如表所示:
①0~30min内,用的分压变化表示上述反应的平均反应速率为___________ kPa⋅min()。
②T₁℃时,反应的平衡常数___________ kPa(为用平衡时各气体分压代替气体的浓度表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。保留2位有效数字)。
Ⅰ. kJ⋅mol
Ⅱ. ;
Ⅲ. kJ⋅mol
回答下列问题:
(1)
(2)光催化加氢合成的反应历程如图1所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。①由该图分析,脱附过程
②最大能垒步骤的化学方程式为
③在一定温度下,在容积为2 L的恒容密闭容器中加入1 mol 和3 mol 仅发生反应Ⅰ,不能说明该反应达到平衡状态的是
a.容器内压强不再变化 b.容器内密度不再变化
c.的浓度保持不变 d.
(3)在密闭容器中加入一定量的和在催化剂的作用下仅发生反应Ⅰ,保持相同反应时间,在不同温度下,产率如图2所示。①产率在425℃之前随温度升高而增大的原因可能是温度对速率的影响起主要因素或
②425℃之后,产率快速降低的主要原因可能是反应达到平衡,温度升高反应逆向进行或
(4)℃时,将CO和以物料比充入某恒容刚性密闭容器中在催化剂的作用下仅发生反应Ⅲ,用压强传感器测出体系压强随时间的变化如表所示:
t/min | 0 | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 |
P/kPa | 100 | 88 | 78 | 70 | 63 | 60 | 60 |
②T₁℃时,反应的平衡常数
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【推荐3】I.中国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的全合成,相关成果由国际知名学术期刊《科学》在线发表。的捕集、利用与封存是科学家研究的重要课题,利用与制备“合成气”、,合成气可直接制备甲醇,反应原理为:。
(1)若要该反应自发进行,___________ (填“高温”或“低温”)更有利。
(2)在恒温,恒容密闭容器中,对于合成气合成甲醇的反应,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是___________。(填字母序号)。
A.反应物的物质的量的比值不变
B.混合气体的密度不再变化
C.的百分含量不再变化
D.
E.混合气体的平均相对分子质量不再变化
(3)把转化为是降碳并生产化工原料的常用方法,有关反应如下:
①
②
③
则与合成反应的热化学方程式:___________ 。
(4)受绿色植物光合作用的启示,太阳能固碳装置被设计出来,则固碳电极反应为___________ 。II.我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了NO—CO的反应历程。在催化剂作用下,此反应为可有效降低汽车尾气污染物排放。
(5)探究温度、压强对反应的影响,如图所示,表示的是___________ (填标号)。(6)一定温度下,向一容积为的恒容密闭容器按体积比例充入和,压强为发生上述反应,当反应达到平衡时容器内压强变为起始时的,此温度下该反应的平衡常数___________ (为压强平衡常数)。
(1)若要该反应自发进行,
(2)在恒温,恒容密闭容器中,对于合成气合成甲醇的反应,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是___________。(填字母序号)。
A.反应物的物质的量的比值不变
B.混合气体的密度不再变化
C.的百分含量不再变化
D.
E.混合气体的平均相对分子质量不再变化
(3)把转化为是降碳并生产化工原料的常用方法,有关反应如下:
①
②
③
则与合成反应的热化学方程式:
(4)受绿色植物光合作用的启示,太阳能固碳装置被设计出来,则固碳电极反应为
(5)探究温度、压强对反应的影响,如图所示,表示的是
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