Ⅰ.氮及其化合物对人类生产、生活有着重要的作用。
(1)贮藏粮食、瓜果常充入,主要作用是_______ 。
(2)工业合成氨的原理是,能加快该反应速率的措施有_______ (任写两点)。
(3)实验室模拟氨催化氧化时,先用酒精喷灯预热催化剂,后通入反应气体,当催化剂红热后撤去酒精喷灯,催化剂仍然保持红热,温度可达到700℃以上。下图能够正确表示该反应过程能量变化的是_______ (填字母)。
电化学气敏传感器可用于监测该实验中的含量,其工作原理见图,监测过程被_______ (填“氧化”或“还原”)。
Ⅱ.氮氧化物是大气污染物,研究氮氧化物的转交与处理对于环境保护具有重要的意义。
(4)800℃下发生反应:,随时间的变化如下表所示:
用表示0~2s内该反应的平均速率v=_______ 。图中代表浓度变化的曲线是_______ 。
(5)A点正反应速率_______ B点逆反应速率(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(6)三元催化器可同时将汽车尾气中的碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物三种污染物转化为无害物质,写出转化过程中和CO反应的化学方程式:_______ 。
(1)贮藏粮食、瓜果常充入,主要作用是
(2)工业合成氨的原理是,能加快该反应速率的措施有
(3)实验室模拟氨催化氧化时,先用酒精喷灯预热催化剂,后通入反应气体,当催化剂红热后撤去酒精喷灯,催化剂仍然保持红热,温度可达到700℃以上。下图能够正确表示该反应过程能量变化的是
A | B | C |
Ⅱ.氮氧化物是大气污染物,研究氮氧化物的转交与处理对于环境保护具有重要的意义。
(4)800℃下发生反应:,随时间的变化如下表所示:
时向/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
(5)A点正反应速率
(6)三元催化器可同时将汽车尾气中的碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物三种污染物转化为无害物质,写出转化过程中和CO反应的化学方程式:
更新时间:2022-07-05 20:59:04
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解答题-实验探究题
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【推荐1】教材中用酸性 KMnO4和 H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素,某实验小组欲通过测定单位时间内生成 CO2 的速率,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下(KMnO4 溶液已酸化):
(1)试写出酸性 KMnO4和 H2C2O4的离子反应方程式为:_____ ;
(2)该实验探究的是_____ 因素对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得 CO2的体积大小关系是_____ >_____ (填实验序号)。
(3)除通过测定一定时间内 CO2的体积来比较反应速率,本实验还可通过测定_____ 来比较化学反应速率。
(4)小组同学发现反应速率总是如图,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:①产物 Mn2+(或MnSO4 )是反应的催化剂;②_____ 。
(5)若实验①在 2min 末收集 4.48mLCO2(标准状况下),则在 2min 末,c(MnO4—) =___ mol•L-1。
实验序号 | A 溶液 | B 溶液 |
① | 20mL 0.1mol•L-1H2C2O4溶液 | 30mL 0.01mol•L-1KMnO4溶液 |
② | 20mL 0.2mol•L-1H2C2O4溶液 | 30mL 0.01mol•L-1KMnO4溶液 |
(1)试写出酸性 KMnO4和 H2C2O4的离子反应方程式为:
(2)该实验探究的是
(3)除通过测定一定时间内 CO2的体积来比较反应速率,本实验还可通过测定
(4)小组同学发现反应速率总是如图,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:①产物 Mn2+(或MnSO4 )是反应的催化剂;②
(5)若实验①在 2min 末收集 4.48mLCO2(标准状况下),则在 2min 末,c(MnO4—) =
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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【推荐2】工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体,严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
脱碳:向2 L密闭容器中加入2 mol CO2和6 mol H2,在适当的催化剂作用下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) ΔH<0
(1)下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是___________
A.混合气体的平均相对分子质量保持不变
B.CO2和H2的体积分数保持不变
C.CO2和H2的转化率相等
D.混合气体的密度保持不变
E.1 mol CO2生成的同时有3 mol H-H键断裂
(2)改变温度,使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0中的所有物质都为气态。该反应的速率随时间(0~t2)变化如图所示,在t2时将容器容积缩小一倍,t3时达到平衡,t4时降低温度,t5时达到平衡,请画出t2~t6反应速率随时间的变化曲线并标出正逆反应速率___________ 。
(3)根据有关图象,说法正确的是___________
(4)反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0,起始温度、体积相同(T1℃、2 L密闭容器)。反应过程中部分数据见表:
达到平衡时,反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ平衡常数K(Ⅰ)、K(Ⅱ)、K(Ⅲ)的大小关系___________ (填“﹥”“<”或“=”),对反应Ⅰ和Ⅲ,CO2的平衡转化率α(Ⅰ)___________ α(Ⅲ)(填“>”“<”或“=”),反应Ⅰ和Ⅱ,CH3OH平衡时的体积分数w(Ⅰ)___________ w(Ⅱ)(填“>”“<”或“=”)。
脱碳:向2 L密闭容器中加入2 mol CO2和6 mol H2,在适当的催化剂作用下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) ΔH<0
(1)下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是
A.混合气体的平均相对分子质量保持不变
B.CO2和H2的体积分数保持不变
C.CO2和H2的转化率相等
D.混合气体的密度保持不变
E.1 mol CO2生成的同时有3 mol H-H键断裂
(2)改变温度,使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0中的所有物质都为气态。该反应的速率随时间(0~t2)变化如图所示,在t2时将容器容积缩小一倍,t3时达到平衡,t4时降低温度,t5时达到平衡,请画出t2~t6反应速率随时间的变化曲线并标出正逆反应速率
(3)根据有关图象,说法正确的是___________
A.由图Ⅰ知,反应在T1、T3处达到平衡,且该反应的∆H<0 |
B.由图Ⅱ知,反应在t6时,NH3体积分数最大 |
C.由图Ⅱ知,t3时采取降低反应温度的措施 |
D.Ⅲ在10 L容器、850℃时反应,由图知,到4 min时,反应放出51.6 kJ的热量 |
反应条件 | 反应时间 | CO2(mol) | H2(mol) | CH3OH(mol) | H2O(mol) |
反应Ⅰ:恒温恒容 | 0 min | 2 | 6 | 0 | 0 |
反应Ⅱ:绝热恒容 | 0 min | 0 | 0 | 2 | 2 |
反应Ⅲ:恒温恒压 | 0 min | 2 | 6 | 0 | 0 |
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解答题-实验探究题
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(0.4)
【推荐3】某小组探究Cu与反应,发现有趣的现象。室温下,的稀硝酸(溶液A)遇铜片短时间内无明显变化,一段时间后才有少量气泡产生,而溶液B(见图)遇铜片立即产生气泡。
回答下列问题:
(1)探究溶液B遇铜片立即发生反应的原因。
①假设1:_____________ 对该反应有催化作用。
实验验证:向溶液A中加入少量硝酸铜,溶液呈浅蓝色,放入铜片,没有明显变化。
结论:假设1不成立。
②假设2:对该反应有催化作用。
方案Ⅰ:向盛有铜片的溶液A中通入少量,铜片表面立即产生气泡,反应持续进行。有同学认为应补充对比实验:向盛有铜片的溶液A中加入几滴的硝酸,没有明显变化。补充该实验的目的是_____________ 。
方案Ⅱ:向溶液B中通入氮气数分钟得溶液C。相同条件下,铜片与A、B、C三份溶液的反应速率:,该实验能够证明假设2成立的理由是_________________ 。
③查阅资料:溶于水可以生成和___________________ 。
向盛有铜片的溶液A中加入,铜片上立即产生气泡,实验证明对该反应也有催化作用。
结论:和均对Cu与的反应有催化作用。
(2)试从结构角度解释在金属表面得电子的能力强于的原因________________ 。
(3)Cu与稀硝酸反应中参与的可能催化过程如下。将ii补充完整。
i.
ii.______________________
iii.
(4)探究的性质。
将一定质量的放在坩埚中加热,在不同温度阶段进行质量分析,当温度升至时,剩余固体质量变为原来的,则剩余固体的化学式可能为______________ 。
回答下列问题:
(1)探究溶液B遇铜片立即发生反应的原因。
①假设1:
实验验证:向溶液A中加入少量硝酸铜,溶液呈浅蓝色,放入铜片,没有明显变化。
结论:假设1不成立。
②假设2:对该反应有催化作用。
方案Ⅰ:向盛有铜片的溶液A中通入少量,铜片表面立即产生气泡,反应持续进行。有同学认为应补充对比实验:向盛有铜片的溶液A中加入几滴的硝酸,没有明显变化。补充该实验的目的是
方案Ⅱ:向溶液B中通入氮气数分钟得溶液C。相同条件下,铜片与A、B、C三份溶液的反应速率:,该实验能够证明假设2成立的理由是
③查阅资料:溶于水可以生成和
向盛有铜片的溶液A中加入,铜片上立即产生气泡,实验证明对该反应也有催化作用。
结论:和均对Cu与的反应有催化作用。
(2)试从结构角度解释在金属表面得电子的能力强于的原因
(3)Cu与稀硝酸反应中参与的可能催化过程如下。将ii补充完整。
i.
ii.
iii.
(4)探究的性质。
将一定质量的放在坩埚中加热,在不同温度阶段进行质量分析,当温度升至时,剩余固体质量变为原来的,则剩余固体的化学式可能为
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解题方法
【推荐1】在化工生产中有重要作用.天然气法合成相关反应如下:
反应I
反应Ⅱ
(1)、随温度变化不大。温度不同时,反应体系中不同。合成总反应的随温度T变化如图。
①________ 。
②为提高平衡转化率,控制温度范围在________ (填标号),理由是________ 。
A. B. C. D.以上
(2)合成总反应中硫蒸气达到饱和时,反应时间t与初始浓度和转化率满足关系,式中k为速率常数。
①、时,测得、,则________ 。
②时,计划在内转化率达,应控制初始浓度大于________ 。
(3)利用工业废气替代硫磺矿生产的反应为。反应物投料比采用,维持体系压强为,反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图。
①图中表示的曲线是________ (填“a”“b”“c”或“d”)。
②时,该反应的________ (以分压表示,分压总压物质的量分数)。
③相比以硫磺矿为原料,使用的优点是________ ,缺点是________ 。
反应I
反应Ⅱ
(1)、随温度变化不大。温度不同时,反应体系中不同。合成总反应的随温度T变化如图。
①
②为提高平衡转化率,控制温度范围在
A. B. C. D.以上
(2)合成总反应中硫蒸气达到饱和时,反应时间t与初始浓度和转化率满足关系,式中k为速率常数。
①、时,测得、,则
②时,计划在内转化率达,应控制初始浓度大于
(3)利用工业废气替代硫磺矿生产的反应为。反应物投料比采用,维持体系压强为,反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图。
①图中表示的曲线是
②时,该反应的
③相比以硫磺矿为原料,使用的优点是
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(0.4)
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解题方法
【推荐2】研究氮、碳及其化合物的资源化利用具有重要的意义。回答下列问题:
(1)已知氢气还原氮气合成氨低温下自发发生。若将2.0mol和通入体积为1L的密闭容器中,分别在和温度下进行反应。曲线A表示温度下的变化,曲线B表示温度下的变化,温度下反应到a点恰好达到平衡。
①温度______ (填“>”“<”或“=”下同) 。温度下恰好平衡时,曲线B上的点为b(m,n),则m______ 12,n_____ 2;
②温度下,若某时刻容器内气体的压强为起始时的80%,则此时v(正)________ (填“>”“<”或“=”)v(逆)。
(2)以焦炭为原料,在高温下与水蒸气反应可制得水煤气,涉及反应如下:
I.
II.
III.
三个反应的平衡常数随温度变化的关系如图所示,则表示、的曲线依次是_______ 、_______ 。
(3)在Cu-ZnO催化下,同时发生以下反应,是解决能源短缺的重要手段。
I.
II.
在容积不变的密闭容器中,保持温度不变,充入一定量的和,起始及达平衡时,容器内各气体的物质的量及总压强如下表所示:
若容器内反应I、II均达到平衡时,,反应①的平衡常数_______ 。(用含p的式子表示,分压=总压×气体物质的量分数)
(1)已知氢气还原氮气合成氨低温下自发发生。若将2.0mol和通入体积为1L的密闭容器中,分别在和温度下进行反应。曲线A表示温度下的变化,曲线B表示温度下的变化,温度下反应到a点恰好达到平衡。
①温度
②温度下,若某时刻容器内气体的压强为起始时的80%,则此时v(正)
(2)以焦炭为原料,在高温下与水蒸气反应可制得水煤气,涉及反应如下:
I.
II.
III.
三个反应的平衡常数随温度变化的关系如图所示,则表示、的曲线依次是
(3)在Cu-ZnO催化下,同时发生以下反应,是解决能源短缺的重要手段。
I.
II.
在容积不变的密闭容器中,保持温度不变,充入一定量的和,起始及达平衡时,容器内各气体的物质的量及总压强如下表所示:
总压强/kPa | ||||||
起始/mol | 0.5 | 0.9 | 0 | 0 | 0 | |
平衡/mol | 0.3 |
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(0.4)
解题方法
【推荐3】碳、氮及其化合物在化工生产和国防工业中具有广泛应用。请回答:
(1)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:
①图中催化剂为__________________ 。
②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______________ 。
(2)现向三个体积均为2L的恒容密闭容器I、Ⅱ、Ⅲ中,均分别充入1molCO和2molH2发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol。三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变。当反应均进行到5min时H2的体积分数如图所示,其中只有一个容器中的反应已经达到平衡状态。
①5min 时三个容器中的反应达到化学平衡状态的是容器__________ (填序号)。
②0-5min内容器I中用CH3OH表示的化学反应速率v(CH3OH)=_________ 。(保留两位有效数字)。
③当三个容器中的反应均达到平衡状态时,平衡常数最小的是容器_________ 。(填序号)
(3)在密闭容器中充入10molCO和8 molNO,发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-762kJ·mo-1,如图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。
①由上图判断,温度T1_____ T2(填“低于”或“高于”)。
②压强为20MPa、温度为T2下,若反应进行到10 min达到平衡状态,在该温度下,如图所示A、B、C对应的pA(CO2)、pB(CO2)、pC(CO2)从大到小的顺序为_________ 。
③若在D点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的__________ 点。
(1)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:
①图中催化剂为
②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
(2)现向三个体积均为2L的恒容密闭容器I、Ⅱ、Ⅲ中,均分别充入1molCO和2molH2发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol。三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变。当反应均进行到5min时H2的体积分数如图所示,其中只有一个容器中的反应已经达到平衡状态。
①5min 时三个容器中的反应达到化学平衡状态的是容器
②0-5min内容器I中用CH3OH表示的化学反应速率v(CH3OH)=
③当三个容器中的反应均达到平衡状态时,平衡常数最小的是容器
(3)在密闭容器中充入10molCO和8 molNO,发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-762kJ·mo-1,如图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。
①由上图判断,温度T1
②压强为20MPa、温度为T2下,若反应进行到10 min达到平衡状态,在该温度下,如图所示A、B、C对应的pA(CO2)、pB(CO2)、pC(CO2)从大到小的顺序为
③若在D点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的
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(0.4)
解题方法
【推荐1】我国科学家利用Fe2Na3/红紫素催化剂实现CO2还原制备CO,利用可见光催化还原CO2,将CO2转化为增值化学原料(HCOOH、HCHO、CH3OH等),这被认为是一种可持续的CO2资源化有效途径。
(1)已知几种物质的燃烧热(ΔH)如表所示:
已知:H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ·mol-1。
CO2(g)+2H2(g)⇌HCHO(g)+H2O(g) △H=_______ kJ·mol-1。
(2)在一定温度下,将1molCO2(g)和3molH2(g)通入某恒容密闭容器中,发生反应CO2(g)+H2(g)⇌ HCOOH(g),测得不同时刻容器中CO2的体积分数[φ(CO2)]如表所示。
①下列能说明该反应达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.H2消耗速率等于HCOOH生成速率
B.混合气体的平均摩尔质量不随时间变化
C.混合气体的密度不随时间变化
D.容器内气体压强不随时间变化
②达到平衡时CO2的转化率为_______ 。
(3)将n(CO2):n(H2)=1:4的混合气体充入某密闭容器中,同时发生反应1和反应2。
反应1:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H1=+41.2kJ·mol-1。
反应2:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H2<0。
在不同温度、压强下,测得相同时间内CO2的转化率如图1.0.1MPa时,CO2的转化率在600℃之后随温度升高而增大的主要原因是_______ 。
(4)在一定温度下,向容积为2L的恒容密闭容器中充入1molCO2(g)和nmolH2(g),仅发生(3)中的反应2。实验测得CH3OH的平衡分压与起始投料比[]的关系如图2。
①起始时容器内气体的总压强为8pkPa,若10min时反应到达c点,则0~10min内,v(H2)=_______ mol·L-1·min-1。
②b点时反应的平衡常数Kp=_______ (用含p的表达式表示)(kPa)-2。(已知:用气体分压计算的平衡常数为Kp,分压=总压×物质的量分数)
(5)我国科学家开发催化剂,以惰性材料为阳极,在酸性条件下电解还原CO2制备HCHO,其阴极的电极反应式为_______ 。
(6)我国学者探究了BiIn合金催化剂电化学还原CO2生产HCOOH的催化性能及机理,并通过DFT计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量,如图3所示(带“*”表示物质处于吸附态)。试从图3分析,采用BiIn合金催化剂优于单金属Bi催化剂的原因:_______ ;BiIn合金催化剂优于单金属In催化剂的原因:_______ 。
(1)已知几种物质的燃烧热(ΔH)如表所示:
物质 | HCHO(g) | H2(g) |
燃烧热(△H)/(kJ·mol-1) | -570.8 | -285.8 |
CO2(g)+2H2(g)⇌HCHO(g)+H2O(g) △H=
(2)在一定温度下,将1molCO2(g)和3molH2(g)通入某恒容密闭容器中,发生反应CO2(g)+H2(g)⇌ HCOOH(g),测得不同时刻容器中CO2的体积分数[φ(CO2)]如表所示。
t/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
φ(CO2) | 0.250 | 0.230 | 0.215 | 0.205 | 0.200 | 0.200 |
A.H2消耗速率等于HCOOH生成速率
B.混合气体的平均摩尔质量不随时间变化
C.混合气体的密度不随时间变化
D.容器内气体压强不随时间变化
②达到平衡时CO2的转化率为
(3)将n(CO2):n(H2)=1:4的混合气体充入某密闭容器中,同时发生反应1和反应2。
反应1:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H1=+41.2kJ·mol-1。
反应2:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H2<0。
在不同温度、压强下,测得相同时间内CO2的转化率如图1.0.1MPa时,CO2的转化率在600℃之后随温度升高而增大的主要原因是
(4)在一定温度下,向容积为2L的恒容密闭容器中充入1molCO2(g)和nmolH2(g),仅发生(3)中的反应2。实验测得CH3OH的平衡分压与起始投料比[]的关系如图2。
①起始时容器内气体的总压强为8pkPa,若10min时反应到达c点,则0~10min内,v(H2)=
②b点时反应的平衡常数Kp=
(5)我国科学家开发催化剂,以惰性材料为阳极,在酸性条件下电解还原CO2制备HCHO,其阴极的电极反应式为
(6)我国学者探究了BiIn合金催化剂电化学还原CO2生产HCOOH的催化性能及机理,并通过DFT计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量,如图3所示(带“*”表示物质处于吸附态)。试从图3分析,采用BiIn合金催化剂优于单金属Bi催化剂的原因:
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【推荐2】Ⅰ.在硫酸工业中,通过下列反应使SO2氧化成SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1。
下表列出了在不同温度和压强下,反应达到平衡时SO2的转化率。
已知:反应条件为催化剂、加热;催化剂是V2O5,在400~500 ℃时催化剂效果最好
(1)一定温度下,在容积不变的密闭容器中发生上述反应,能说明反应达到平衡状态的是_______
(2)分析表格数据,为了使SO2尽可能多地转化为SO3,应选择______ ℃、______ Mpa下进行实验。
(3)在实际生产中,选定的温度为400~500 ℃,原因是___
(4)在实际生产中,采用的压强为常压,原因是______
(5)在实际生产中,通入过量的空气,原因是_____
(6)尾气中SO2必须回收,原因是______
Ⅱ.乙酸甲酯(CH3COOCH3)与氢气制备乙醇主要发生如下反应:CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3OH(g)+CH3CH2OH(g) ,一定温度、1.01 MPa下,在恒容容器中以n(CH3COOCH3)∶n(H2)=1∶10的投料比进行反应,乙酸甲酯转化率与气体总压强的关系如图所示:
已知:对于气相反应,某组分的平衡分压=总压×平衡时某组分的物质的量分数
(7)A点时,CH3COOCH3(g)的平衡分压为_____ ,CH3CH2OH(g)的体积分数为_____ %(保留一位小数)。
(8)此温度下,该反应的化学平衡常数Kp=_____ MPa-1(用平衡分压代替平衡浓度计算,列出计算式,不要求计算结果)。
下表列出了在不同温度和压强下,反应达到平衡时SO2的转化率。
温度/℃ | 平衡时SO2的转化率/% | ||||
0.1 MPa | 0.5 MPa | 1 MPa | 5 MPa | 10 MPa | |
450 | 97.5 | 98.9 | 99.2 | 99.6 | 99.7 |
550 | 85.6 | 92.9 | 94.9 | 97.7 | 98.3 |
(1)一定温度下,在容积不变的密闭容器中发生上述反应,能说明反应达到平衡状态的是_______
A.SO2的体积分数不再变化 | B.混合物的密度不再变化 |
C.v(SO2)=2v(O2) | D.气体的压强不再变化 |
(3)在实际生产中,选定的温度为400~500 ℃,原因是
(4)在实际生产中,采用的压强为常压,原因是
(5)在实际生产中,通入过量的空气,原因是
(6)尾气中SO2必须回收,原因是
Ⅱ.乙酸甲酯(CH3COOCH3)与氢气制备乙醇主要发生如下反应:CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3OH(g)+CH3CH2OH(g) ,一定温度、1.01 MPa下,在恒容容器中以n(CH3COOCH3)∶n(H2)=1∶10的投料比进行反应,乙酸甲酯转化率与气体总压强的关系如图所示:
已知:对于气相反应,某组分的平衡分压=总压×平衡时某组分的物质的量分数
(7)A点时,CH3COOCH3(g)的平衡分压为
(8)此温度下,该反应的化学平衡常数Kp=
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(0.4)
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【推荐3】能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。工业上用天然气为原料,分为两阶段制备甲醇:
(Ⅰ)制备合成气:CH4(g)+H2O(g) ⇌CO(g)+3H2(g) ΔH= +206.0kJ•mol-1
(Ⅱ)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH= -90.67kJ•mol-1
(1)在刚性容器中制备合成气,下列说法中能说明此反应达到平衡状态的是_______ 。
A.体系的压强不再发生变化
B.生成1mol CH4的同时消耗3mol H2
C.各组分的物质的量浓度不再改变
D.体系的密度不再发生变化
E.反应速率v(CH4)=3v(H2)
(2)在一容积可变的密闭容器中充入10mol CO和20mol H2合成甲醇,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示。
①比较A、B 两点压强大小PA_______ PB(填“>、<、=”)
②若达到化学平衡状态 A 时,容器的体积为 10L,如果反应开始时仍充入 10mol CO和20mol H2,则在平衡状态 B 时,容器的体积V(B)=_______ L;
(3)为节约化石能源、减少碳排放,用CO2代替CO作为制备甲醇的碳源正成为当前研究的焦点。
①二氧化碳加氢合成水蒸气和甲醇,CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g)该反应在低温下可自发进行,则ΔH_______ 0(填“>、=、<”)
②研究表明在二氧化碳合成甲醇的原料气的反应中,保持其它条件不变,采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种催化剂,反应进行相同时间后,CO2的转化率随反应体系的温度变化如图所示;a~d点中反应可能处于平衡状态的点是_______ ;CO2的转化率a 点比c点高的原因是_______ 。
③最近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CO2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CH2O,其中相对较少的副产物为_______ ;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.*CO → *OCH B.*CO+*OH→*CO+*H2O
C.*OCH2→*OCH3 D.*OCH3→*CH3OH
(Ⅰ)制备合成气:CH4(g)+H2O(g) ⇌CO(g)+3H2(g) ΔH= +206.0kJ•mol-1
(Ⅱ)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH= -90.67kJ•mol-1
(1)在刚性容器中制备合成气,下列说法中能说明此反应达到平衡状态的是
A.体系的压强不再发生变化
B.生成1mol CH4的同时消耗3mol H2
C.各组分的物质的量浓度不再改变
D.体系的密度不再发生变化
E.反应速率v(CH4)=3v(H2)
(2)在一容积可变的密闭容器中充入10mol CO和20mol H2合成甲醇,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示。
①比较A、B 两点压强大小PA
②若达到化学平衡状态 A 时,容器的体积为 10L,如果反应开始时仍充入 10mol CO和20mol H2,则在平衡状态 B 时,容器的体积V(B)=
(3)为节约化石能源、减少碳排放,用CO2代替CO作为制备甲醇的碳源正成为当前研究的焦点。
①二氧化碳加氢合成水蒸气和甲醇,CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g)该反应在低温下可自发进行,则ΔH
②研究表明在二氧化碳合成甲醇的原料气的反应中,保持其它条件不变,采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种催化剂,反应进行相同时间后,CO2的转化率随反应体系的温度变化如图所示;a~d点中反应可能处于平衡状态的点是
③最近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CO2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CH2O,其中相对较少的副产物为
A.*CO → *OCH B.*CO+*OH→*CO+*H2O
C.*OCH2→*OCH3 D.*OCH3→*CH3OH
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