将CH4和CO2两种引发温室效应气体转化为合成气(H2和CO),可以实现能量综合利用,对环境保护具有十分重要的意义。
(1)在恒温恒容的密闭容器中通入等物质的量的CH4和CO2,发生反应:CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) ΔH>0
①下列描述不能说明该反应达到平衡状态的是___________ ( 填编号)
A.容器内混合气体的密度保持不变
B.容器内压强保持不变
C. CH4和CO的物质的量之比保持不变
D.断裂4molC-H键的同时形成2molC=O
②若要提高反应CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) ΔH>0的平衡混合物中CO的浓度,可以采取的措施是___________ ( 任写一种)。
(2)利用CH4、CO2在一定条件下重整的技术可得到富含CO的气体,此技术在能源和环境上具有双重重大意义。重整过程中的催化转化原理如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/24/2986298556809216/2986576476348416/STEM/a770666c-ecad-488b-80c0-4adc28a313f0.png?resizew=356)
该技术总反应的方程式为___________ 。
(3)甲烷的水蒸气重整可以富集氢气,其反应方程式为:
CH4(g)+H2O (g)
CO(g)+3H2(g) ΔH
已知i CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) △H1 = akJ/mol
ii CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) △H2 = bkJ/mol
①相同条件下,CH4(g)+H2O(g)
2CO(g)+3H2(g)的正反应活化能Ea(正) =ck/mol,则逆反应的活化能Ea(逆)=___________ kJ/mol (用含a、b、 c的字母表示)。
②通过计算机模拟实验,对400~1200°C,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的物质的量分数与水碳比、平衡温度的关系如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/24/2986298556809216/2986576476348416/STEM/de76a441-5113-4adc-a523-c6fb4b58cf19.png?resizew=466)
据模拟实验可知,温度一定时,H2的物质的量分数与水碳比(1~10)的关系是___________ 。平衡温度为900°C,水碳比为1时,H2的物质的量分数为0.6,则CH4的转化率为___________ ,用各物质的平衡分压计算Kp=___________ ,反应的速率方程为 v=kp(CH4)p-1 (H2) (k为速率常数),此时反应速率v为___________ 。
(1)在恒温恒容的密闭容器中通入等物质的量的CH4和CO2,发生反应:CH4(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
①下列描述不能说明该反应达到平衡状态的是
A.容器内混合气体的密度保持不变
B.容器内压强保持不变
C. CH4和CO的物质的量之比保持不变
D.断裂4molC-H键的同时形成2molC=O
②若要提高反应CH4(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
(2)利用CH4、CO2在一定条件下重整的技术可得到富含CO的气体,此技术在能源和环境上具有双重重大意义。重整过程中的催化转化原理如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/24/2986298556809216/2986576476348416/STEM/a770666c-ecad-488b-80c0-4adc28a313f0.png?resizew=356)
该技术总反应的方程式为
(3)甲烷的水蒸气重整可以富集氢气,其反应方程式为:
CH4(g)+H2O (g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
已知i CO(g)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
ii CH4(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
①相同条件下,CH4(g)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
②通过计算机模拟实验,对400~1200°C,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的物质的量分数与水碳比、平衡温度的关系如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/24/2986298556809216/2986576476348416/STEM/de76a441-5113-4adc-a523-c6fb4b58cf19.png?resizew=466)
据模拟实验可知,温度一定时,H2的物质的量分数与水碳比(1~10)的关系是
更新时间:2022-05-24 23:48:18
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解题方法
【推荐1】丙烯(C3H6)是重要的有机化工原料。丙烷脱氢制丙烯发生的主要反应及能量变化如下图。
(1)丙烷脱氢制丙烯为强吸热过程。
①为提供反应所需热量,恒压时若向原料气中掺入水蒸气,则K(主反应)____ (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),转化率α(C3H8)_____ 。
②温度升高,副反应更容易发生的主要原因是__________________________________ 。
(2)下图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图中的压强分
别为104 Pa和105 Pa)。
①104 Pa时,图中表示丙烯的曲线是____ (填“ⅰ”、“ⅱ”、“ⅲ”或“ⅳ”)。
②104 Pa、500 ℃时,主反应用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=_____ (已知:气体分压=气体总压×体积分数)。
(3)利用CO2的弱氧化性,开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺。
该工艺可采用铬的氧化物为催化剂,其反应机理如图。
已知:CO和H2的燃烧热分别为△H =-283.0 kJ·mol-1、△H =-285.8 kJ·mol-1。
①图中催化剂为______ 。
②298 K 时,该工艺总反应的热化学方程式为_____________________________________ 。
③该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭,维持催化剂活性,原因是__________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/11/cbaf0d98-6ae9-4a71-85ef-fe9f6cdab5ba.png?resizew=338)
(1)丙烷脱氢制丙烯为强吸热过程。
①为提供反应所需热量,恒压时若向原料气中掺入水蒸气,则K(主反应)
②温度升高,副反应更容易发生的主要原因是
(2)下图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图中的压强分
别为104 Pa和105 Pa)。
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①104 Pa时,图中表示丙烯的曲线是
②104 Pa、500 ℃时,主反应用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=
(3)利用CO2的弱氧化性,开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺。
该工艺可采用铬的氧化物为催化剂,其反应机理如图。
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已知:CO和H2的燃烧热分别为△H =-283.0 kJ·mol-1、△H =-285.8 kJ·mol-1。
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②298 K 时,该工艺总反应的热化学方程式为
③该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭,维持催化剂活性,原因是
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【推荐2】苯硫酚(
)是一种用途广泛的有机合成中间体。工业上常用氯苯(
)和硫化氢(
)反应制备苯硫酚,该反应常伴有副产物苯(
)生成,发生如下反应:
①主反应:
;
②副反应:
。
查阅相关资料可知,
。
回答下列问题:
(1)在副反应中,反应物的键能总和_______ (填“>”、“<”或“=”)生成物的键能总和。
(2)为了提高
的转化率,可采取的措施有_______ (填一种即可)。
(3)在一定温度下,往容积为
的恒容密闭容器中,充入
和
,发生上述反应,
时,反应达到平衡,此时测得容器中反应前后混合气体的总压强之比为
,
的物质的量分数为25%。
①副反应中生成苯的物质的量![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03037a712c1f0b88f8954ced6e09b5e7.png)
_______
。
②
时,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/da368bf7d60c9c2d43dfb59dd676e221.png)
_______
,
的转化率为_______ %。
③该温度下,主反应的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be67926dcdcae9406c284c19b51258b9.png)
_______ (写出计算式即可)。
④下列叙述能用来判断上述反应已达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.混合气体的总质量不再随时间改变
B.混合气体的总压强不再随时间改变
C.混合气体的密度不再随时间改变
D.混合气体的相对分子质量不再随时间改变
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/391985be5bc92216d2d5673925b9bb89.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7c0afdbb1b1be2d624217f907abfd630.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4edc612d93590f633e0bf103f500025b.png)
①主反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c0afa61fbdf6d69900facdfdb8316305.png)
②副反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/60430649f279b852725fb94cf060d3f8.png)
查阅相关资料可知,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1ac642778589cc9a47c960f76489c390.png)
回答下列问题:
(1)在副反应中,反应物的键能总和
(2)为了提高
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/73560743e42b583b126c4f112d6d9bd7.png)
(3)在一定温度下,往容积为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cd2e5d20664b3b1a2deaf5488f0aa94e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/059939d7f5b37cf02aa44f2cfb9842dc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7366acca4f483924dce5aae7fbd7ea4e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dcac24008fedaf5a60db82ede52bd1a6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e0920759a46b7a5134e04f5189fb49bc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/23ea4ea15096590d5567aceab42559c0.png)
①副反应中生成苯的物质的量
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03037a712c1f0b88f8954ced6e09b5e7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dcac24008fedaf5a60db82ede52bd1a6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/da368bf7d60c9c2d43dfb59dd676e221.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a7d553cd23a6f9d82994e0fd191c66ef.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cf09d5051449055eef5a20172414a0c5.png)
③该温度下,主反应的平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be67926dcdcae9406c284c19b51258b9.png)
④下列叙述能用来判断上述反应已达到平衡状态的是
A.混合气体的总质量不再随时间改变
B.混合气体的总压强不再随时间改变
C.混合气体的密度不再随时间改变
D.混合气体的相对分子质量不再随时间改变
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解题方法
【推荐3】为了减少“温室效应”带来的负面影响,法国化学家Paul sabatier研究得出
在催化剂作用下能够转化为甲烷,即Sabatier反应:
;副反应:
;回答下列问题
(1)若
的燃烧热分别为
,
,则Sabatier反应的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
_______ 。
(2)实际化工生产过程中,下列措施能提高
转化效率的是_______ 。
a.合适的温度下,适当增大压强
b.增加反应物
与
的体积比
c.采用双温控制,前段加热,后段冷却
d.选取高效催化剂及增大催化剂的比表面积
(3)将原料气按
置于密闭容器中在进行 Sabatier反应,测得
平衡转化率与压强、温度的关系如图所示,x、y、z、w大小关系为_______ ,
时,700~800℃范围内,随温度升高,
的平衡转化率逐渐增大,其原因是_______ 。
(4)针对“
”反应,实验测得正反应速率为
,逆反应速率为
,其中
为速率常数,
为平衡常数,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2ba66daa9b29039db1da6940c8ba9be2.png)
_______ (以
和
表示)。
(5)上图中,当温度为500℃、压强为
时,针对 Sabatier反应,根据M点计算![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
_______ (不考虑副反应,写出计算式即可,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/80df188d27dddaed3f38308d4968ef58.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b1b1d40ebbc1f613d901159f2ee2f045.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/92e03cd2a5f897021c9bb0009dd4963d.png)
(1)若
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0fdbf17adb2fd1e2da3e8a973a02e100.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ae2cc5cb0d190b2cac741598df99d02e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8a2f06c3c9a61917804c684bd418976e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6d11e77b6d5e0ac851768a998d349d60.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
(2)实际化工生产过程中,下列措施能提高
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
a.合适的温度下,适当增大压强
b.增加反应物
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3855dcc64a8d2d84cce2105dc481531c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/444497cd37b296f9762dfb3d1ca7bc55.png)
c.采用双温控制,前段加热,后段冷却
d.选取高效催化剂及增大催化剂的比表面积
(3)将原料气按
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f1fba063b4408f7577395645c2e9fce7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4338cbbef1492d8fd994df9a277b0657.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(4)针对“
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/80df188d27dddaed3f38308d4968ef58.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4aa2a1da0725e09b37505ee40f9926ef.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d040d35b7f2b297a73a603b57f596669.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/38dae3c7302baaa87dae2e2e62032489.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2ba66daa9b29039db1da6940c8ba9be2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/38dae3c7302baaa87dae2e2e62032489.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6115766fdc93e803b2e4ef6612bb238e.png)
(5)上图中,当温度为500℃、压强为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f00361cb097dfc6f22141db8d3999a55.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
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【推荐1】丙烯是重要的化工原料,可用于生产丙醇、卤代经和塑料。
(1)工业上用丙烯加成法制备1,2—二氯丙烷,主要副产物为3—氯丙烯。反应原理为:
①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/773ab45af1665d0a102186e31e43221d.png)
②![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/71946a59b6e3e61e4168d9bc41d79455.png)
已知:
的活化能Ea(逆)为164kJ/mol,则该反应的活化能Ea(正)为_______ kJ/mol。
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g),在催化剂作用下发生反应①②,容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。
用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即
,则反应①前180min内平均反应速率v(
)=_______ kPa/min(保留2位小数)。
(3)
在不同温度下达到平衡,在总压强分别为p1和p2时,测得丙烷及丙烯的物质的量分数如图1所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/29/0f6bff45-2b2b-4891-8f7d-567b8ab50d78.png?resizew=537)
则a、d代表_______ ,p1_______ p2(填“大于”“小于”或“等于”);若p1=0.2MPa,起始时充入一定量的丙烷,在恒压条件下发生反应,Q点对应温度下丙烷的转化率为_______ (保留1位小数),该反应的平衡常数Kp=_______ MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)丙烷氧化脱氢法制备丙烯还生成CO、
等副产物,制备丙烯的反应:
,在催化剂作用下,
的转化率和
的产率随温度变化关系如图2所示。
的转化率随温度升高而上升的原因是_______ 。
(1)工业上用丙烯加成法制备1,2—二氯丙烷,主要副产物为3—氯丙烯。反应原理为:
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/773ab45af1665d0a102186e31e43221d.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/71946a59b6e3e61e4168d9bc41d79455.png)
已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f22ccec166ba09de4b34647fc22929ce.png)
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g),在催化剂作用下发生反应①②,容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。
时间/min | 0 | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 360 |
压强/kPa | 80 | 74.2 | 69.4 | 65.2 | 61.6 | 57.6 | 57.6 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d9cf4ebb56060792b7f8712b1a3e2be8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8debbffeb84946aa6c5df06434531f52.png)
(3)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e90b552f061e89ebea33bf11839202f0.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/29/0f6bff45-2b2b-4891-8f7d-567b8ab50d78.png?resizew=537)
则a、d代表
(4)丙烷氧化脱氢法制备丙烯还生成CO、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bcc946f14d60d9951c8fcf0057a5c216.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cad1b2266ee3126be98d94f04c35082e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c824402374669c4dfb37e4b57fb98358.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cad1b2266ee3126be98d94f04c35082e.png)
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解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】I、二氧化硫是常用的工业原料,但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。
已知:硫酸生产中,将SO2催化氧化成SO3的化学方程式为:2SO2+O2
2SO3。将2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密闭容器中,在300℃和500℃条件下得到如图所示图象 回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/9/11/1771854462574592/1771960841895936/STEM/dbcbb3c219d24e31972dd57a325aca28.png?resizew=263)
①300℃时,平衡常数K=________ ,升高温度,K值______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②在500℃时,从反应开始到平衡,氧气的平均反应速率v(O2)=______________ 。
③在其他条件不变的情况下,对处于E点的反应体系,体积压缩到原来的1/2,下列有关该体系的说法正确的是________ 。
A.氧气的浓度减少 B.正反应速率加快,逆反应速率也加快
C.SO3的物质的量增加 D.重新平衡时,n(O2)/n(SO3)增大
④已知2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH=-196.64kJ·mol-1,在一定温度下,向一固定容积的密闭容器中通入2molSO2、1molO2,达到平衡时放出热量为Q1kJ,在同样条件下,向该容器中通入2molSO3,达到平衡时,吸收热量为Q2kJ,则Q1和Q2的关系为_________________ 。
II、如图所示,向A中充入 1mol X和1mol Y,向B中充入 2mol X和2mol Y,起始时VA=VB=aL。在相同温度和有催化剂存在的条件下,两容器各自发生下列反应:X+Y
2Z+W;(四物质均为气体)。达到平衡时VA=1.2a L,试回答:(A在的活塞可移动)A、B中X的转化率αA______ αB(填“>、=、<”)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/9/11/1771854462574592/1771960841895936/STEM/ff4a9caa27874e7a9c1f234ba37afca1.png?resizew=212)
III、现有反应:mA(g)+nB(g)
pC(g),达平衡后,当升高温度时,B的转化率变大;当减小压强时,混合体系中C的质量分数也减小,则:
(1)若加入B(体积不变),则A的转化率______ 。
(2)若升高温度,则平衡时B、C的浓度之比
将________ 。
(3)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量__________ 。
(4)若B是有色物质,A、C均无色,则加入C(体积不变)时混合物颜色________ ,
而维持容器内压强不变,充入氖气时,混合物颜色______ (填“变深”、“变浅”或“不变”)。
(5)在固定容积的密闭容器中能说明反应已达平衡状态的是______________ 。
A.浓度pc(B)=nc(C) B.容器内压强保持不变
C.pv逆(B)=n v正(C) D.容器内的密度保持不变
已知:硫酸生产中,将SO2催化氧化成SO3的化学方程式为:2SO2+O2
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/9/11/1771854462574592/1771960841895936/STEM/3184ea5783234895886f6486373075ae.png?resizew=32)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/9/11/1771854462574592/1771960841895936/STEM/dbcbb3c219d24e31972dd57a325aca28.png?resizew=263)
①300℃时,平衡常数K=
②在500℃时,从反应开始到平衡,氧气的平均反应速率v(O2)=
③在其他条件不变的情况下,对处于E点的反应体系,体积压缩到原来的1/2,下列有关该体系的说法正确的是
A.氧气的浓度减少 B.正反应速率加快,逆反应速率也加快
C.SO3的物质的量增加 D.重新平衡时,n(O2)/n(SO3)增大
④已知2SO2(g)+O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/9/11/1771854462574592/1771960841895936/STEM/0da6adb584a34507b281e5db39737c6e.png?resizew=46)
II、如图所示,向A中充入 1mol X和1mol Y,向B中充入 2mol X和2mol Y,起始时VA=VB=aL。在相同温度和有催化剂存在的条件下,两容器各自发生下列反应:X+Y
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/9/11/1771854462574592/1771960841895936/STEM/0da6adb584a34507b281e5db39737c6e.png?resizew=46)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/9/11/1771854462574592/1771960841895936/STEM/ff4a9caa27874e7a9c1f234ba37afca1.png?resizew=212)
III、现有反应:mA(g)+nB(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/9/11/1771854462574592/1771960841895936/STEM/08b974600dfc485e9e88f76f4b91669d.png?resizew=33)
(1)若加入B(体积不变),则A的转化率
(2)若升高温度,则平衡时B、C的浓度之比
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/9/11/1771854462574592/1771960841895936/STEM/88e0709499744777a470b29f016e892a.png?resizew=40)
(3)若加入催化剂,平衡时气体混合物的总物质的量
(4)若B是有色物质,A、C均无色,则加入C(体积不变)时混合物颜色
而维持容器内压强不变,充入氖气时,混合物颜色
(5)在固定容积的密闭容器中能说明反应已达平衡状态的是
A.浓度pc(B)=nc(C) B.容器内压强保持不变
C.pv逆(B)=n v正(C) D.容器内的密度保持不变
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【推荐3】氨气和甲醇都是重要的工业产品,试运用必要的化学原理解决有关问题。
(1)在密闭容器中,使
和
在一定条件下发生反应:
。
①平衡后,
和
的转化率的比值_______ 1(填“>”“<”或“=”)。
②当达到平衡时,保持恒温,压缩容器体积,平衡_______ (填“正向”“逆向”或“不”)移动,化学平衡常数K_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)水煤气在一定条件下可合成甲醇:
。将
和
充入
恒容密闭容器中,在一定条件下合成甲醇,反应相同时间(
)时测得不同温度下
的转化率如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/18/241885d8-852c-4ea7-b864-8408d8dcf08e.png?resizew=278)
①温度在
下,从反应开始至
末,这段时间内的反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1dfab411f0ce80ee4eb5cdb1617cf5a5.png)
_______ 。
②由图可知,在温度低于
时,
的转化率随温度的升高而增大,原因是_______ 。
③已知c点时容器内气体的压强为P,则在
下该反应的压强平衡常数
为_______
(用含p的代数式表示,
是用各气体的分压替代浓度来计算的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(3)探究
合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高
的产率。以
为原料合成
涉及的主要反应如下:
I.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/902bc73b9b5b9d3c608e10acb1e0547b.png)
II.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cb94aa6e74f7b3cef8c9e570a391bb6.png)
III.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4882b0995335e8c43c4076da98fd5951.png)
一定条件下,向体积为
的恒容密闭容器中通入
和
发生上述反应,达到平衡时,容器中
为
,
为
,此时
的浓度为_______
(用含a、b、V的代数式表示,可以不化简,下同),反应Ⅲ的平衡常数为_______ 。
(1)在密闭容器中,使
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5f1fadf1edd5071267a9f9f87c423a3e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/364dae0c4e613133d80548a32e4b3780.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5c387a307019e829201913553431bd2.png)
①平衡后,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/689cceefc5aed24568b73c0a6910c539.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
②当达到平衡时,保持恒温,压缩容器体积,平衡
(2)水煤气在一定条件下可合成甲醇:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/72761f969c8f91ef5fb74126d94b69b9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b71460db2a8eee6c4b345e830e6c713f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/169abc4f3f9c789ae1d7b8bedec34e0f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3bf0295adab7a69310bf19b31f138b8a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dcac24008fedaf5a60db82ede52bd1a6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/18/241885d8-852c-4ea7-b864-8408d8dcf08e.png?resizew=278)
①温度在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/848ec61371c5081b44abde9e84da4808.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dcac24008fedaf5a60db82ede52bd1a6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1dfab411f0ce80ee4eb5cdb1617cf5a5.png)
②由图可知,在温度低于
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3059b6186a24e83535d176a0f5211cd2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
③已知c点时容器内气体的压强为P,则在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/752579beb29af293e34c8a095c032c0c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/febe6ae46e15c2df1772464535e1ce23.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/479026ea5b92e0be0c79be5ddd4db78f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/febe6ae46e15c2df1772464535e1ce23.png)
(3)探究
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50a5c6d26e9821c59de16c928dcb79f0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50a5c6d26e9821c59de16c928dcb79f0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/244165de06759d5c2a4dfd3b8648c75a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50a5c6d26e9821c59de16c928dcb79f0.png)
I.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/902bc73b9b5b9d3c608e10acb1e0547b.png)
II.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cb94aa6e74f7b3cef8c9e570a391bb6.png)
III.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4882b0995335e8c43c4076da98fd5951.png)
一定条件下,向体积为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b9e1aca1a7244e11a77545bea6b47a33.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/868312b989f924910af849375f525853.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b746a2078b3e2cfb9c7b07a93c945cd0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2982eaa1e5b7d98a9da3e4f1aa320d8b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/651418a14fd11a1b6f3c152aa2067d96.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5366f1fdb09c3cb5df09d1d33d83e304.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/54bbd9bd4ad9d62e7e9ff6bdb2d46807.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a7d553cd23a6f9d82994e0fd191c66ef.png)
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解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐1】Ⅰ.CO2的转化一直是全球研究的热点,其中将CO2和H2合成甲醇及二甲醚 (CH3OCH3)具备相对成熟的技术。工业生产中,有以下相关反应
①CO2(g) + 3H2(g)
CH3OH(l) + H2O(l) △H < 0
②2 CH3OH(l)
CH3OCH3(g) + H2O(l) △H < 0
③CO(g) + H2O(l)
CO2(g) + H2(g) △H < 0
(1)在一常温恒容的密闭容器中,放入一定量的甲醇如②式建立平衡,以下说法正确并可以作为该反应达到平衡状态的判断依据为________ 。
A.容器内气体相对分子质量保持不变
B.容器内气体压强不变
C.相同时间内消耗甲醇的量是消耗二甲醚的两倍;
D.甲醇和二甲醚物质的量相等
(2)在三个体积相同的密闭容器A,B,C中加入相同物质的量的CO和H2O在不同温度下发生反应③,经过相同时间后测得容器中的CO物质的量与温度的关系如下图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/7/7/1725155151667200/1727169057611776/STEM/6a35c3c0-aa6e-4e3b-8db2-05d841c2ef95.png?resizew=201)
① A、B两点的速率大小v(A)___ v(B)(填“大于”、“小于”、“等于”、“无法判断”)
② 请解释曲线中CO的物质的量先减小后增大的原因________________________ 。
(3)一定量的CO2和H2在一密闭容器中发生反应①,下左图是容器内CO2的百分含量随着外界条件改变的变化曲线图,请补充完整。(t1时刻升温;t2时刻加催化剂)______
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/7/7/1725155151667200/1727169057611776/STEM/3871b7707f864f648b400902656ff5f1.png?resizew=227)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/7/7/1725155151667200/1727169057611776/STEM/d9155c8e3ddf431faae817f22ff2b9cf.png?resizew=256)
Ⅱ.SO2的尾气处理通常用电化学处理法
(4)①如上右图所示,Pt(Ⅱ)电极的反应式为__________________ ;
②当电路中转移0.02mole-时(较浓H2SO4尚未排出),交换膜左侧溶液中约增加_____ mol离子。
①CO2(g) + 3H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/7/7/1725155151667200/1727169057611776/STEM/5e28a903816a4b9f93625aa74a7677ab.png?resizew=26)
②2 CH3OH(l)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/7/7/1725155151667200/1727169057611776/STEM/5e28a903816a4b9f93625aa74a7677ab.png?resizew=26)
③CO(g) + H2O(l)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/7/7/1725155151667200/1727169057611776/STEM/5e28a903816a4b9f93625aa74a7677ab.png?resizew=26)
(1)在一常温恒容的密闭容器中,放入一定量的甲醇如②式建立平衡,以下说法正确并可以作为该反应达到平衡状态的判断依据为
A.容器内气体相对分子质量保持不变
B.容器内气体压强不变
C.相同时间内消耗甲醇的量是消耗二甲醚的两倍;
D.甲醇和二甲醚物质的量相等
(2)在三个体积相同的密闭容器A,B,C中加入相同物质的量的CO和H2O在不同温度下发生反应③,经过相同时间后测得容器中的CO物质的量与温度的关系如下图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/7/7/1725155151667200/1727169057611776/STEM/6a35c3c0-aa6e-4e3b-8db2-05d841c2ef95.png?resizew=201)
① A、B两点的速率大小v(A)
② 请解释曲线中CO的物质的量先减小后增大的原因
(3)一定量的CO2和H2在一密闭容器中发生反应①,下左图是容器内CO2的百分含量随着外界条件改变的变化曲线图,请补充完整。(t1时刻升温;t2时刻加催化剂)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/7/7/1725155151667200/1727169057611776/STEM/3871b7707f864f648b400902656ff5f1.png?resizew=227)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/7/7/1725155151667200/1727169057611776/STEM/d9155c8e3ddf431faae817f22ff2b9cf.png?resizew=256)
Ⅱ.SO2的尾气处理通常用电化学处理法
(4)①如上右图所示,Pt(Ⅱ)电极的反应式为
②当电路中转移0.02mole-时(较浓H2SO4尚未排出),交换膜左侧溶液中约增加
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解题方法
【推荐2】研究CO2与CH4反应使之转化为CO和H2,对减缓燃料危机和减弱温室效应具有重要的意义。工业上CO2与CH4发生反应Ⅰ:CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)∆H1=+234kJ·mol-1,在反应过程中还发生反应Ⅱ:H2(g)+CO2(g)
H2O(g)+CO(g)∆H2=+41kJ·mol-1。
(1)反应I在一定条件下能够自发进行的原因是__ ,在密闭容器中加入CO2与CH4发生反应,下列能够判断反应I达到平衡状态的是__ (填标号)。
A.一定温度下,容积固定的容器中,密度保持不变
B.容积固定的绝热容器中,温度保持不变
C.一定温度和容积固定的容器中,平均相对分子质量不变
(2)将1molCH4与1molCO2在2L密闭容器中反应制取CO和H2时,CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/23/23b42b9d-0f51-48d0-9b7d-649e464906e7.png?resizew=289)
①计算923K时反应Ⅰ的化学平衡常数K=__ (计算结果保留小数点后两位)。
②1200K以上CO2和CH4的平衡转化率趋于相等的原因可能是__ 。
(3)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是___ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/23/c7769526-f2b1-449e-ba0a-af744790b624.png?resizew=307)
(4)CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/23/4ce52356-c9e5-472a-8a84-0b4ce379032e.jpg?resizew=330)
①阴极上的反应式为___ 。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1,则消耗的CO2和CH4体积比为__ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
(1)反应I在一定条件下能够自发进行的原因是
A.一定温度下,容积固定的容器中,密度保持不变
B.容积固定的绝热容器中,温度保持不变
C.一定温度和容积固定的容器中,平均相对分子质量不变
(2)将1molCH4与1molCO2在2L密闭容器中反应制取CO和H2时,CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/23/23b42b9d-0f51-48d0-9b7d-649e464906e7.png?resizew=289)
①计算923K时反应Ⅰ的化学平衡常数K=
②1200K以上CO2和CH4的平衡转化率趋于相等的原因可能是
(3)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/23/c7769526-f2b1-449e-ba0a-af744790b624.png?resizew=307)
(4)CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/23/4ce52356-c9e5-472a-8a84-0b4ce379032e.jpg?resizew=330)
①阴极上的反应式为
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1,则消耗的CO2和CH4体积比为
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解题方法
【推荐3】碳及其化合物在化工生产中有着广泛的应用。
I。为解决大气中CO2的含量增大的问题,某科学家提出如下构想:把工厂排出的富含CO2的废气经净化吹入碳酸钾溶液吸收,然后再把CO2从溶液中提取出来,在合成塔中经化学反应使废气中的CO2转变为燃料甲醇。部分技术流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/5/21/2208578406244352/2239759344664576/STEM/8d930c9b0f7a4cfba12114cc9c50fd31.png?resizew=643)
(1)合成塔中反应的化学方程式为___________ ;△H<0.该反应为可逆反应,从平衡移动原理分析,低温有利于提高原料气的平衡转化率。而实际生产中采用300℃的温度,除考虑温度对反应速率的影响外,还主要考虑了___________ 。
(2)从合成塔分离出甲醇的原理与下列___________ 操作的原理比较相符(填字母)
A.过滤 B.分液 C.蒸馏 D.结晶
(3)如将CO2与H2以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4.写出CO2(g)与H2(g)反应生CH4(g)与液态水的热化学方程式___________ 。
已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H1=-890.3kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ/mol
II。某兴趣小组模拟工业合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),在容积固定为2L的密闭容器中充入1mol CO和2mol H2,加入合适的催化剂(催化剂体积忽略不计)后开始反应。测得容器内的压强随时间变化如下:
(1)从反应开始到20min时,以CO表示反应速率为___________ 。
(2)下列描述能说明反应达到平衡的是___________
A.装置内气体颜色不再改变 B.容器内气体的平均摩尔质量保持不变
C.容器内气体的压强保持不变 D.容器内气体密度保持不变
(3)该温度下平衡常数K=___________ ,若达到平衡后加入少量CH3OH(g),此时平衡常数K值将___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)该反应达到平衡后,再向容器中充入1mol CO和2mol H2,此时CO的转化率将___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)
Ⅲ。 人类活动产生的CO2长期积累,威胁到生态环境,其减排问题受到全世界关注。工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法使K2CO3溶液再生,其装置示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/5/21/2208578406244352/2239759344664576/STEM/fba62cbddca74812ae9edbcca2e1b28c.png?resizew=225)
①在阳极区发生的反应包括___________ 和H++
=H2O+CO2↑。
②简述
在阴极区再生的原理:___________ 。
I。为解决大气中CO2的含量增大的问题,某科学家提出如下构想:把工厂排出的富含CO2的废气经净化吹入碳酸钾溶液吸收,然后再把CO2从溶液中提取出来,在合成塔中经化学反应使废气中的CO2转变为燃料甲醇。部分技术流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/5/21/2208578406244352/2239759344664576/STEM/8d930c9b0f7a4cfba12114cc9c50fd31.png?resizew=643)
(1)合成塔中反应的化学方程式为
(2)从合成塔分离出甲醇的原理与下列
A.过滤 B.分液 C.蒸馏 D.结晶
(3)如将CO2与H2以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4.写出CO2(g)与H2(g)反应生CH4(g)与液态水的热化学方程式
已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H1=-890.3kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ/mol
II。某兴趣小组模拟工业合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),在容积固定为2L的密闭容器中充入1mol CO和2mol H2,加入合适的催化剂(催化剂体积忽略不计)后开始反应。测得容器内的压强随时间变化如下:
时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
压强/Mpa | 12.6 | 10.8 | 9.5 | 8.7 | 8.4 | 8.4 |
(1)从反应开始到20min时,以CO表示反应速率为
(2)下列描述能说明反应达到平衡的是
A.装置内气体颜色不再改变 B.容器内气体的平均摩尔质量保持不变
C.容器内气体的压强保持不变 D.容器内气体密度保持不变
(3)该温度下平衡常数K=
(4)该反应达到平衡后,再向容器中充入1mol CO和2mol H2,此时CO的转化率将
Ⅲ。 人类活动产生的CO2长期积累,威胁到生态环境,其减排问题受到全世界关注。工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法使K2CO3溶液再生,其装置示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/5/21/2208578406244352/2239759344664576/STEM/fba62cbddca74812ae9edbcca2e1b28c.png?resizew=225)
①在阳极区发生的反应包括
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/990ea0fd806f2a823c908705100860e8.png)
②简述
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/023ebef177e58b125407e6e072daebae.png)
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【推荐1】氨是重要的基础化工原料,可以制备亚硝酸(HNO2)、连二次硝酸(H2N2O2)、尿素[CO(NH2)2]等多种含氮的化工产品。
(1)水能发生自偶电离2H2O
H3O++OH-,液氨比水更难电离,试写出液氨的自偶电离方程____ 。
(2)25℃时,亚硝酸和连二次硝酸的电离常数如下表所示:
①物质的量浓度相同的NaNO2和NaHN2O2溶液的pH(NaNO2)___ pH(NaHN2O2)(填“>”、“<”或“=”)。
②25℃时NaHN2O2溶液中存在水解平衡,其水解常数Kh=____ (保留三位有效数字)。
③0.lmol/L NaHN2O2溶液中离子浓度由大到小的顺序为____ 。
(3)以NH3与CO2为原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化学反应如下:
反应I:2NH3(g)+CO2(g)
NH2CO2NH4(s) △H1=-159.5kJ•mol-1;
反应II:NH2CO2NH4(s)
CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+116.5kJ•mol-1;
反应III:H2O(l)═H2O(g) △H3=+44.0kJ•mol-1。
则反应Ⅳ:NH3与CO2合成尿素同时生成液态水的热化学方程式为_____ 。
(4)T1℃时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入n(NH3):n(CO2)=2:l的原料气,使之发生反应Ⅳ,反应结束后得到尿素的质量为30g,容器内的压强p随时间t的变化如图1所示。
①T1℃时,该反应的平衡常数K的值为____ 。
②图2中能正确反应平衡常数K随温度变化关系的曲线为_____ (填字母标号)。
(5)据文献报道,二氧化碳可以在酸性水溶液中用惰性电极电解制得乙烯,其原理如图3所示。则b电极上的电极反应式为______ 。
(1)水能发生自偶电离2H2O
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(2)25℃时,亚硝酸和连二次硝酸的电离常数如下表所示:
化学式 | HNO2 | H2N2O2 |
电离常数 | Ka=5.1×10-4 | Ka1=6.17×10-8、Ka2=2.88×10-12 |
②25℃时NaHN2O2溶液中存在水解平衡,其水解常数Kh=
③0.lmol/L NaHN2O2溶液中离子浓度由大到小的顺序为
(3)以NH3与CO2为原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化学反应如下:
反应I:2NH3(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
反应II:NH2CO2NH4(s)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
反应III:H2O(l)═H2O(g) △H3=+44.0kJ•mol-1。
则反应Ⅳ:NH3与CO2合成尿素同时生成液态水的热化学方程式为
(4)T1℃时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入n(NH3):n(CO2)=2:l的原料气,使之发生反应Ⅳ,反应结束后得到尿素的质量为30g,容器内的压强p随时间t的变化如图1所示。
①T1℃时,该反应的平衡常数K的值为
②图2中能正确反应平衡常数K随温度变化关系的曲线为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/10/b51b6d27-4cfc-415d-afc0-db4f087d0da8.png?resizew=678)
(5)据文献报道,二氧化碳可以在酸性水溶液中用惰性电极电解制得乙烯,其原理如图3所示。则b电极上的电极反应式为
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解题方法
【推荐2】I.亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂,可通过反应
获得。
(1)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,涉及以下反应:
①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b453d0c2e424d6b8312551b070d73d45.png)
②![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b046ce1574f618bf0a41db7026a60aa2.png)
③![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/209e954cc79c772628292d4190ef361a.png)
则K3=___________ (用K1和K2表示)。
(2)已知几种化学键的键能数据如表所示(亚硝酰氯的结构为
);
则反应
的
=___________ (用含a的代数式表示)。
(3)按投料比
把NO和Cl2加入一恒压的密闭容器中发生反应,平衡时NO转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/26/2859725868032000/2864853764521984/STEM/e957da7f-5850-433e-8934-eda25475bd17.png?resizew=294)
若反应一直保持在压强为p的条件下进行,则M点的压强平衡常数Kp=___________ (用含p的表达式表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压
体积分数)。
II.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。请回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/26/2859725868032000/2864853764521984/STEM/ff85e764-0e33-4698-89cf-901dd22cefd8.png?resizew=324)
(4)反应
,每消耗1molCH4理论上转移电子的物质的量___________ 。
(5)电池工作时,CO
向电极___________ (填“A”或“B”)移动。
(6)电极B上发生的电极反应为___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/feb4c00ea8435c4f31c621fd86d5ce18.png)
(1)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,涉及以下反应:
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b453d0c2e424d6b8312551b070d73d45.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b046ce1574f618bf0a41db7026a60aa2.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/209e954cc79c772628292d4190ef361a.png)
则K3=
(2)已知几种化学键的键能数据如表所示(亚硝酰氯的结构为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b896f59225360ef96319e0471fc97d8b.png)
化学键 | ![]() | Cl—Cl | Cl—N | N=O |
键能/(kJ/mol) | 630 | 243 | a | 607 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/feb4c00ea8435c4f31c621fd86d5ce18.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2922ae637886073827dff8c97681427.png)
(3)按投料比
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0994ce0194e772e123366ad9d3accc70.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/26/2859725868032000/2864853764521984/STEM/e957da7f-5850-433e-8934-eda25475bd17.png?resizew=294)
若反应一直保持在压强为p的条件下进行,则M点的压强平衡常数Kp=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2468403b3eba9e40bfa36f464e927738.png)
II.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图。请回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/26/2859725868032000/2864853764521984/STEM/ff85e764-0e33-4698-89cf-901dd22cefd8.png?resizew=324)
(4)反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5feeb89e0bcbe98a9d6b43684c3f05a0.png)
(5)电池工作时,CO
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cf380e43b0ab93e2dd67599430ec88e5.png)
(6)电极B上发生的电极反应为
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(0.4)
解题方法
【推荐3】工业废气硫化氢(
)具有高腐蚀性和毒性,需要回收处理并加以利用。
(1)已知下列反应的热化学方程式:
Ⅰ、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4d873ce5502758c7c2b739f801b53946.png)
Ⅱ、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f48afe417c8ac8e471aa4f10d802e85.png)
Ⅲ、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4aac157fec4381167e7f2ed7f51a5003.png)
①试分析
热分解反应Ⅰ,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3376ddc858ad460f6093738d0238a56a.png)
_____ ,反应自发的条件是_____ 。
②若在1470K、100
反应条件下,将
的混合气进行
热分解反应。平衡时混合气中
与
的分压(即组分的物质的量分数×总压)相等,
平衡转化率为_____ ,平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ca65c0484987270649fb84e1ac60282d.png)
_____
。
③反应温度
,容器体积V,仅发生反应Ⅰ,充入
气体,
随t(时间)变化曲线如图。保持其它条件不变,缩小容器体积至V/2,画出0~
时段,
随t变化趋势的曲线_____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/18/c28b0149-28e1-4c3b-9f77-a86ac7fb51a6.png?resizew=268)
(2)改性活性炭低温催化氧化可脱除
。以
为稀释气体,
与
及
以恒定的流速通过催化剂层(图1),在反应初期不同温度下,出口浓度随时间变化如图2所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/18/f4ed11af-85e7-493f-8c4e-3581a10be1f4.png?resizew=464)
①下列说法不正确的是_____ 。
A.在图2所示温度范围内,温度越低,该反应的反应速率越快(反应初期)
B.81℃,前20分钟检测不到
,主要是由于活性炭存在多孔结构,物理吸附
而导致
C.其他条件不变时,增大稀释气体
的比例,对实验结果几乎无影响
D.其他条件不变时,选择合适的活性炭的颗粒大小有利催化脱除![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
②在一定温度范围内,温度越高,出口浓度随时间变化趋势越大,其理由是_____ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
(1)已知下列反应的热化学方程式:
Ⅰ、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/20274bcea875e86b0e1b95be76c18904.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4d873ce5502758c7c2b739f801b53946.png)
Ⅱ、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0718abe40951e9d493baef33641fd75b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f48afe417c8ac8e471aa4f10d802e85.png)
Ⅲ、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/61d02ed741fcde92fb02b2045c55c34d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4aac157fec4381167e7f2ed7f51a5003.png)
①试分析
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3376ddc858ad460f6093738d0238a56a.png)
②若在1470K、100
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8d06ee61e4cb925cb80f41de2564ada0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/235b6c81a6b7be4ac61a2c0ed9652dc6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ca65c0484987270649fb84e1ac60282d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8d06ee61e4cb925cb80f41de2564ada0.png)
③反应温度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a724b59c890095baa5cb73e267c44.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/24b7dbc6dbdbda197beff743aeb15b5c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5cd84a8f95166367063218ee03ffd5a7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d1fe5f7447f3ea7ac9177bc191f64f9.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/18/c28b0149-28e1-4c3b-9f77-a86ac7fb51a6.png?resizew=268)
(2)改性活性炭低温催化氧化可脱除
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/18/f4ed11af-85e7-493f-8c4e-3581a10be1f4.png?resizew=464)
①下列说法不正确的是
A.在图2所示温度范围内,温度越低,该反应的反应速率越快(反应初期)
B.81℃,前20分钟检测不到
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
C.其他条件不变时,增大稀释气体
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
D.其他条件不变时,选择合适的活性炭的颗粒大小有利催化脱除
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②在一定温度范围内,温度越高,出口浓度随时间变化趋势越大,其理由是
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