甲醇是一种重要的有机化工原料,在工业上有着重要的用途。
(1)已知:①C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g) △H1=-akJ·mol-l
②2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-bkJ·mol-1
③C2H5OH(g)=CH3OCH3(g) △H3=+ckJ·mol-1
则1mol乙烯和水蒸气在上述条件下化合生成甲醇气体的热化学方程式的△H=_______ 。
(2)若在体积为1.0L的恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2模拟工业合成甲醇的反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),二氧化碳的平衡转化率和温度的关系如下图A曲线所示。①下列有关说法正确的是_______ 。
A该反应为放热反应
B.若加倍投料,曲线A可变为曲线B
C.当v正(CO2)=3v逆(H2),该反应达到平衡状态
D.容器内压强和混合气体平均相对分子质量不变,均可以说明该反应达到平衡状态
E.CO2和H2质量之比不变时,说明已达平衡状态
②计算a点该反应的化学平衡常数K=_______ L2/mol2(计算结果保留一位小数)。其他条件不变,向a点平衡体系中再充入0.4molCO2和0.4molH2O,则平衡_______ (填“正向”、“逆向”、或“不”)移动。
(3)一定条件下,往一密闭恒容容器中两次通入等量CO和H2的混和气合成甲醇[其中n(CO):n(H2)=1:2],其反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),测得容器内总压强(p)、温度(T)与反应时间(t)的关系如图所示。①T1_______ T2(填“>”、“<”或“=”)。C点的正反应速率vC(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系:vC(正)________ vA(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
②图中达平衡的B点(其起始压强为10Mpa)的压强平衡常数Kp=_______ (Mpa)-2(只列出计算式即可)(Kp为压强平衡常数,用各气体物质平衡分压代替此物质平衡浓度计算,某气体物质分压=总压×此物质物质的量分数)。
(1)已知:①C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g) △H1=-akJ·mol-l
②2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-bkJ·mol-1
③C2H5OH(g)=CH3OCH3(g) △H3=+ckJ·mol-1
则1mol乙烯和水蒸气在上述条件下化合生成甲醇气体的热化学方程式的△H=
(2)若在体积为1.0L的恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2模拟工业合成甲醇的反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),二氧化碳的平衡转化率和温度的关系如下图A曲线所示。①下列有关说法正确的是
A该反应为放热反应
B.若加倍投料,曲线A可变为曲线B
C.当v正(CO2)=3v逆(H2),该反应达到平衡状态
D.容器内压强和混合气体平均相对分子质量不变,均可以说明该反应达到平衡状态
E.CO2和H2质量之比不变时,说明已达平衡状态
②计算a点该反应的化学平衡常数K=
(3)一定条件下,往一密闭恒容容器中两次通入等量CO和H2的混和气合成甲醇[其中n(CO):n(H2)=1:2],其反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),测得容器内总压强(p)、温度(T)与反应时间(t)的关系如图所示。①T1
②图中达平衡的B点(其起始压强为10Mpa)的压强平衡常数Kp=
更新时间:2022-07-06 18:26:47
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【推荐1】金属单质及其化合物与工农业生产、日常生活有密切的联系。请回答下列问题:
(1)Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe(s) ΔH=+234KJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5KJ/mol
则2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)的ΔH是____________________
(2)一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生如下反应:
①该温度时,在2 L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体,5 min后,生成了单质铁11.2 g,则这段时间内CO的反应速率为_____________ ;
②达平衡后,若温度升高,CO的含量增大,则Q____ 0(填“>”、“=”、“<”)。
(3)工业常根据金属氢氧化物在酸中溶解度不同,通过控制溶液的pH,达到分离金属离子的目的。如是难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解情况(s/mol·L-1)。若要除去CuCl2溶液的少量Fe3+,应控制溶液的pH为________(填序号)。
(4)某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+,若向工业废水中加入过量的FeS,当FeS、CuS、PbS和HgS共存时,溶液中c(Fe2+):c(Pb2+):c(Hg2+)=__________ :_________ :_________ 。
已知:Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2·L-2,Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2·L-2
Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2,Ksp(HgS)=6.4×10-53mol2·L-2
(5)依据氧化还原反应:Cu2+(aq)+Fe(s)===Fe2+(aq)+Cu(s)设计成如图所示的原电池,则关于该电池装置的说法中不正确的是_______(填序号)。
(1)Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe(s) ΔH=+234KJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5KJ/mol
则2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)的ΔH是
(2)一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生如下反应:
①该温度时,在2 L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体,5 min后,生成了单质铁11.2 g,则这段时间内CO的反应速率为
②达平衡后,若温度升高,CO的含量增大,则Q
(3)工业常根据金属氢氧化物在酸中溶解度不同,通过控制溶液的pH,达到分离金属离子的目的。如是难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解情况(s/mol·L-1)。若要除去CuCl2溶液的少量Fe3+,应控制溶液的pH为________(填序号)。
A.小于l | B.4左右 | C.大于6 | D.大于9 |
已知:Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2·L-2,Ksp(PbS)=3.4×10-28mol2·L-2
Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2,Ksp(HgS)=6.4×10-53mol2·L-2
(5)依据氧化还原反应:Cu2+(aq)+Fe(s)===Fe2+(aq)+Cu(s)设计成如图所示的原电池,则关于该电池装置的说法中不正确的是_______(填序号)。
A.电极X的材料是Fe |
B.电解质溶液Y是AgNO3溶液 |
C.原电池工作时,盐桥中的阴离子不断移向左池的氯化钠溶液中 |
D.原电池工作时,X电极反应为:O2+2H2O+4e-→4OH- |
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【推荐2】工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) △H
(1)已知CO(g)、H2(g)的标准燃烧热分别为-285.8kJ•mol-1,-283.0kJ•mol-1,且CH3OH(g)+3/2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) △H=-761 kJ•mol-1;则CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)的△H=___________ 。
(2)反应的ΔS_______ 0(填“>”、“<”或“=”)。在________ (填“较高”或“较低”)温度下该反应自发进行。
(3)若将等物质的量的CO和H2混合气体充入恒温恒容密闭容器中进行上述反应,下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是_______________ 。
A.容器内气体密度保持不变 B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.生成CH3OH的速率与生成H2的速率相等 D.CO的体积分数保持不变
(4)下图中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为__________ (用a或b表示)。
(5)投料比n(H2)/n(CO)=2时,体系中CO的平衡转化率(α)温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而___________ (填“增大”或“减小”)其原因是___________________________ ;下图中的压强由大到小为__________________ (用P1,P2,P3表示)。
(6)520K时, 投料比n(H2)/n(CO)=2(总物质的量为3mol),维持反应过程中压强P3不变,达到平衡时测得容器体积为0.1L,则平衡常数K=_______ 。若H2和CO的物质的量之比为n∶1(维持反应过程中压强P3不变),相应平衡体系中CH3OH的物质的量分数为x,请在下图中绘制x随n变化的示意图_______ 。
(1)已知CO(g)、H2(g)的标准燃烧热分别为-285.8kJ•mol-1,-283.0kJ•mol-1,且CH3OH(g)+3/2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) △H=-761 kJ•mol-1;则CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)的△H=
(2)反应的ΔS
(3)若将等物质的量的CO和H2混合气体充入恒温恒容密闭容器中进行上述反应,下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是
A.容器内气体密度保持不变 B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.生成CH3OH的速率与生成H2的速率相等 D.CO的体积分数保持不变
(4)下图中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为
(5)投料比n(H2)/n(CO)=2时,体系中CO的平衡转化率(α)温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而
(6)520K时, 投料比n(H2)/n(CO)=2(总物质的量为3mol),维持反应过程中压强P3不变,达到平衡时测得容器体积为0.1L,则平衡常数K=
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【推荐3】工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下:
(1)工业生产时,制取氢气的一个反应为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。
①t℃时,往1L密闭容器中充入0.2molCO和0.3mol水蒸气。反应建立平衡后,体系中c(H2)=0.12mol·L-1。该温度下此反应的平衡常数K=___ 。
②保持温度不变,向上述平衡体系中再加入0.1molCO,当反应重新建立平衡时,水蒸气的总转化率α(H2O)=___ 。
(2)合成塔中发生反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1___ 573K(填“>”、“<”或“=”)。
(3)NH3和O2在铂系催化剂作用下从145℃就开始反应:4NH3+5O24NO+6H2O △H=-905kJ·mol-1,不同温度下NO产率如图所示。温度高于900℃时,NO产率下降的可能原因___ 。
(4)吸收塔中反应为:3NO2+H2O2HNO3+NO。从生产流程看,吸收塔中需要补充空气,其原因是___ 。
(5)硝酸厂的尾气含有氮氧化物,不经处理直接排放将污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水,其反应机理为:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为:___ 。
(1)工业生产时,制取氢气的一个反应为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。
①t℃时,往1L密闭容器中充入0.2molCO和0.3mol水蒸气。反应建立平衡后,体系中c(H2)=0.12mol·L-1。该温度下此反应的平衡常数K=
②保持温度不变,向上述平衡体系中再加入0.1molCO,当反应重新建立平衡时,水蒸气的总转化率α(H2O)=
(2)合成塔中发生反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1
T/K | T1 | 573 | T2 |
K | 1.00×107 | 2.45×105 | 1.88×103 |
(3)NH3和O2在铂系催化剂作用下从145℃就开始反应:4NH3+5O24NO+6H2O △H=-905kJ·mol-1,不同温度下NO产率如图所示。温度高于900℃时,NO产率下降的可能原因
(4)吸收塔中反应为:3NO2+H2O2HNO3+NO。从生产流程看,吸收塔中需要补充空气,其原因是
(5)硝酸厂的尾气含有氮氧化物,不经处理直接排放将污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水,其反应机理为:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为:
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【推荐1】I.稀有气体曾被认为无法形成化合物,近年来稀有气体化合物的合成蓬勃发展。
(1)巴特列在一定条件下,用PtF6与Xe制得了第一个稀有气体化合物XePtF6。XePtF6由Xe+和PtF构成,XePtF6的晶格能为460.6kJ•mol-1(晶格能是指将1mol离子晶体完全气化为气态阴、阳离子所吸收的能量),请写出气态Xe+和气态PtF。形成1molXePtF6晶体的热化学方程式:_____ (不考虑温度和压强)。
Ⅱ.氙的氟化物被广泛用作刻蚀剂、氧化剂和氟化剂,常用Xe和F2制备XeF2,反应体系存在如下平衡(以下实验均在恒容条件下进行):
反应i:Xe(g)+F2(g)XeF2(g) K1
反应ii:Xe(g)+2F2(g)XeF4(g) K2
反应iii:Xe(g)+3F2(g)XeF6(g) K3
(2)关于上述反应,下列有关说法正确的是______ (填标号)。
A.当体系总压不再改变时,反应达到平衡
B.当Xe与F2的投料比为1:1时,F2的平衡转化率大于Xe
C.达到平衡后将XeF2从体系中移除,反应i、ii、iii均正向移动
(3)升高温度,平衡XeF2(g)+F2(g)XeF4(g)_____ (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”),理由是______ 。
(4)在400℃条件下,向1L容器内通入21.32molXe和40.35molF2,tmin后反应达平衡。平衡时各产物的物质的量(n)如表所示。
①tmin内,Xe的平均反应速率为______ mol•L-1•min-1。
②平衡时F2的转化率的区间为______ (填标号)。
A.50%~60% B.70%~80% C.90%~100%
③400℃时反应iii的平衡常数K3=______ 。
(5)向某恒容密闭容器中充入一定量的Xe和F2,发生反应i、ii、iii,平衡时容器中XeF2、XeF4、XeF6的分布分数δ[如δ(XeF2)=]随温度的变化如图所示(已知反应iii为放热反应)。δ(XeF4)先增大后减小的原因是______ (用平衡移动原理解释)。
(1)巴特列在一定条件下,用PtF6与Xe制得了第一个稀有气体化合物XePtF6。XePtF6由Xe+和PtF构成,XePtF6的晶格能为460.6kJ•mol-1(晶格能是指将1mol离子晶体完全气化为气态阴、阳离子所吸收的能量),请写出气态Xe+和气态PtF。形成1molXePtF6晶体的热化学方程式:
Ⅱ.氙的氟化物被广泛用作刻蚀剂、氧化剂和氟化剂,常用Xe和F2制备XeF2,反应体系存在如下平衡(以下实验均在恒容条件下进行):
反应i:Xe(g)+F2(g)XeF2(g) K1
反应ii:Xe(g)+2F2(g)XeF4(g) K2
反应iii:Xe(g)+3F2(g)XeF6(g) K3
温度/℃ | K1 | K2 |
250 | 8.79×104 | 1.26×108 |
400 | 3.59×102 | 1.74×103 |
A.当体系总压不再改变时,反应达到平衡
B.当Xe与F2的投料比为1:1时,F2的平衡转化率大于Xe
C.达到平衡后将XeF2从体系中移除,反应i、ii、iii均正向移动
(3)升高温度,平衡XeF2(g)+F2(g)XeF4(g)
(4)在400℃条件下,向1L容器内通入21.32molXe和40.35molF2,tmin后反应达平衡。平衡时各产物的物质的量(n)如表所示。
物质 | XeF2 | XeF4 | XeF6 |
n/mol | 3.59 | 17.40 | 0.32 |
②平衡时F2的转化率的区间为
A.50%~60% B.70%~80% C.90%~100%
③400℃时反应iii的平衡常数K3=
(5)向某恒容密闭容器中充入一定量的Xe和F2,发生反应i、ii、iii,平衡时容器中XeF2、XeF4、XeF6的分布分数δ[如δ(XeF2)=]随温度的变化如图所示(已知反应iii为放热反应)。δ(XeF4)先增大后减小的原因是
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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、脱碳和脱硫处理实现绿色环保、废物利用。
Ⅰ.脱硝:已知:H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+133 kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1
(1)催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为___________ 。
Ⅱ.脱碳:
(2)向2 L密闭容器中加入1mol CO2和3 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该反应自发进行的条件是___________ (填“低温”“高温”或“任意温度”)
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是___________ (填字母)。
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
f. CO2和H2的物质的量之比保持不变 g. v正(CO2) = 3v逆(H2)
(3)工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇,反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①p1、p2的大小关系是p1___________ p2(填“>”“<"或"=”)。
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、Kc的大小关系是___________ 。
(4)在T2℃、p2压强时,往一容积为2L的密闭容器内,充入0.3molCO与0.4molH2发生反应。
①平衡时H2的体积分数是___________ ;平衡后再加入1.0molCO后重新到达平衡,则CO的转化率___________ (填“增大""不变”成“减小”),CO与CH3OH的浓度比___________ (填"增大”“不变"或“减小")。
②若以不同比例投料,测得某时刻各物质的物质的量如下,CO:0.1mol、H2:0.2mol、CH3OH:0.2mol,此时v(正)___________ v(逆)(填“”“<"或“=”)。
③若p2压强恒定为p,则平衡常数Kp=___________ (Kp用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算,分压=总压×气体的物质的量分数,整理出含p的最简表达式)。
Ⅰ.脱硝:已知:H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+133 kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1
(1)催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为
Ⅱ.脱碳:
(2)向2 L密闭容器中加入1mol CO2和3 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该反应自发进行的条件是
②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
f. CO2和H2的物质的量之比保持不变 g. v正(CO2) = 3v逆(H2)
(3)工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇,反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①p1、p2的大小关系是p1
②A、B、C三点的平衡常数KA、KB、Kc的大小关系是
(4)在T2℃、p2压强时,往一容积为2L的密闭容器内,充入0.3molCO与0.4molH2发生反应。
①平衡时H2的体积分数是
②若以不同比例投料,测得某时刻各物质的物质的量如下,CO:0.1mol、H2:0.2mol、CH3OH:0.2mol,此时v(正)
③若p2压强恒定为p,则平衡常数Kp=
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【推荐3】化学反应与能量变化是化学家研究的永恒话题。回答下列问题:
(1)氢气是一种理想的绿色能源。在下,氢气完全燃烧生成液态水放出的热量。表示氢气燃烧热的热化学方程式为___________ 。
(2)一定温度、催化剂条件下,向容积为2L的恒容密闭容器中充入和,发生反应,起始压强为。末反应达到平衡,此时容器内压强变为起始时的。
①判断该反应达到平衡状态的标志是___________ (填标号)。
a.CO、NO、浓度之比为2:2:2:1
b.容器内气体的压强不变
c.容器内混合气体的密度保持不变
d.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
e.的生成速率和CO的生成速率相等
②CO的平均反应速率为________ 。该反应的压强平衡常数________ (用分压代替浓度计算,分压=总压×物质的量分数。用含的代数式表示)。
③若在相同时间内测得NO的转化率随温度的变化曲线如图甲所示,NO的转化率在400℃~900℃之间下降由缓到急的原因是___________ 。
(3)有机物的电化学合成是目前研究的热点之一、我国学者利用双膜三室电解法合成了,该方法的优点是能耗低、原料利用率高,同时能得到高利用价值的副产品,其工作原理如图乙所示。
①气体X为___________ ,膜I适合选用___________ (填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。
②若制得,饱和食盐水质量减小___________ g。
(1)氢气是一种理想的绿色能源。在下,氢气完全燃烧生成液态水放出的热量。表示氢气燃烧热的热化学方程式为
(2)一定温度、催化剂条件下,向容积为2L的恒容密闭容器中充入和,发生反应,起始压强为。末反应达到平衡,此时容器内压强变为起始时的。
①判断该反应达到平衡状态的标志是
a.CO、NO、浓度之比为2:2:2:1
b.容器内气体的压强不变
c.容器内混合气体的密度保持不变
d.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
e.的生成速率和CO的生成速率相等
②CO的平均反应速率为
③若在相同时间内测得NO的转化率随温度的变化曲线如图甲所示,NO的转化率在400℃~900℃之间下降由缓到急的原因是
(3)有机物的电化学合成是目前研究的热点之一、我国学者利用双膜三室电解法合成了,该方法的优点是能耗低、原料利用率高,同时能得到高利用价值的副产品,其工作原理如图乙所示。
①气体X为
②若制得,饱和食盐水质量减小
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(0.4)
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【推荐1】氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点。
(1)合成常见的化肥尿素[化学式为]分为三步,其中第一步为: ,对于这个反应,在2L等容密闭容器中充入2mol 和1mol ,平衡时放出127.6kJ的热量,若反应温度不变,在该容器中充入2.8mol 和1.4mol ,到达平衡时,为_______ 。
(2)已知:
则_______ kJ/mol。
(3)NO和CO均为汽车尾气的成分,在催化转换器中二者可发生反应减少尾气污染。已知 。
①在500℃时,向恒容密闭体系中通入1mol的NO和1mol的CO进行反应时,下列描述能说明反应达到平衡状态的是_______ 。
A.
B.体系中混合气体密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.体系中NO、CO的浓度相等
②一定温度下,向恒容容器中通入等物质的量的NO和CO气体,测得容器中压强随时间的变化关系如表所示:
该反应条件下的平衡常数_______ 。
(4)在2L恒容密闭容器中充入0.8mol ClNO(g),发生反应: ,测得与温度和时间的关系如图1所示。300℃时达到平衡后,温度与平衡常数负对数()的关系如图2所示。
①a=_______ 。
②图2中符合题意的曲线为_______ (填“I”或“II”)。
(1)合成常见的化肥尿素[化学式为]分为三步,其中第一步为: ,对于这个反应,在2L等容密闭容器中充入2mol 和1mol ,平衡时放出127.6kJ的热量,若反应温度不变,在该容器中充入2.8mol 和1.4mol ,到达平衡时,为
(2)已知:
则
(3)NO和CO均为汽车尾气的成分,在催化转换器中二者可发生反应减少尾气污染。已知 。
①在500℃时,向恒容密闭体系中通入1mol的NO和1mol的CO进行反应时,下列描述能说明反应达到平衡状态的是
A.
B.体系中混合气体密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.体系中NO、CO的浓度相等
②一定温度下,向恒容容器中通入等物质的量的NO和CO气体,测得容器中压强随时间的变化关系如表所示:
t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
p/kPa | 200 | 185 | 173 | 165 | 160 | 160 |
(4)在2L恒容密闭容器中充入0.8mol ClNO(g),发生反应: ,测得与温度和时间的关系如图1所示。300℃时达到平衡后,温度与平衡常数负对数()的关系如图2所示。
①a=
②图2中符合题意的曲线为
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(0.4)
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【推荐2】氢气在化学工业中应用广泛。回答下列问题:
(1)已知下列热化学方程式:
i.
ii.
已知在某种催化剂的作用下,的正反应的活化能为,则该反应逆反应的活化能为_______ 。该反应达平衡后采取下列措施能提高平衡转化率的措施有_______ (填标号)。
A.升高温度 B.增大压强 C.加入 D.移出 E.使用催化剂
(2)将的混合气体充入反应器中,气体总压强为0.1MPa,平銜时、与温度的关系如图所示。20~400℃时,的物质的量浓度随温度升高而增大的原因是_______ 。(3)在一定温度下的恒容密闭容器中通入与,使其物质的量浓度均为,反应足够时间后,容器中和的浓度分别为和,则反应ii的平衡常数_______ 。
(4)一定条件下,在某恒容密闭容器中,按投料比发生如下反应:
①下列能够说明该反应已达到化学平衡状态的是_______ (填标号)。
A.
B.混合气体的密度不再变化
C.容器内总压强不再变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
②研究表明该反应速率方程式为,其中为速率常数,与温度、活化能有关,若投料比,时的初始速率为,当转化率为50%时,反应速率为,由此可知_______ 。设此时反应的活化能为,不同温度、条件下对应的速率常数分别为、,存在关系:(R为常数)。据此推测:升高一定温度,活化能越大,速率常数增大倍数_______ (填“越大”“越小”或“不变”)。
(1)已知下列热化学方程式:
i.
ii.
已知在某种催化剂的作用下,的正反应的活化能为,则该反应逆反应的活化能为
A.升高温度 B.增大压强 C.加入 D.移出 E.使用催化剂
(2)将的混合气体充入反应器中,气体总压强为0.1MPa,平銜时、与温度的关系如图所示。20~400℃时,的物质的量浓度随温度升高而增大的原因是
(4)一定条件下,在某恒容密闭容器中,按投料比发生如下反应:
①下列能够说明该反应已达到化学平衡状态的是
A.
B.混合气体的密度不再变化
C.容器内总压强不再变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
②研究表明该反应速率方程式为,其中为速率常数,与温度、活化能有关,若投料比,时的初始速率为,当转化率为50%时,反应速率为,由此可知
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(0.4)
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【推荐3】氢能是公认的清洁能源,作为低碳和零碳能源正在脱颖而出。
(1)甲醇为原料制取H2主要发生以下两个反应:
主要: CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g)△H=+49 kJ•mol-1
较弱:H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H=+41 kJ•mol-1
①气态甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2和CO,该反应的热化学方程式为________
②某温度下,将n(H2O)/n(CH3OH)=1:1的原料气充入恒容密闭容器中,初始压强为p。,反应达到平衡时总压强为p,则平衡时甲醇的转化率为_______ (忽略较弱的反应)。
(2)CH4为原料制取H2的反应:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH
①该反应的逆反应速率表达式为:v逆=k逆·c(C0)·c3(H2),k逆为速率常数,在某温度下,测得实验数据如表:
由上述数据可得该温度下,上述反应的逆反应速率常数k逆=________ L3·mol-3·min-1。
②在体积为3L的密闭容器中通入物质的量均为3mol的CH4和水蒸气,在一定条件下发生反应,测得H2的体积分数与温度及压强的关系如图所示,(p1、p2为相应压强时的平衡曲线),则压强p1______ p2(填“大于”或“小于”);其判断理由是________ ;该反应的ΔH_____ 0(填“>”或“<");温度为TN℃,压强为p1或p2时,N点的正、逆反应速率比较:v正______ v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。N点对应温度下反应的平衡常数Kc=_______ 。
③反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的平衡常数可用Kp(用平衡分压代替平衡浓度)表示。已知:p(A)V=n(A)RT,其中p(A)为气体A的分压、V为气体总体积.n(A)为气体A的物质的量,R为气体常数,T为热力学温度,则该反应的Kp与Kc的关系为Kp=______ (列出表达式并推导,结果中含Kc、R、T等)。
(1)甲醇为原料制取H2主要发生以下两个反应:
主要: CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g)△H=+49 kJ•mol-1
较弱:H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H=+41 kJ•mol-1
①气态甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2和CO,该反应的热化学方程式为
②某温度下,将n(H2O)/n(CH3OH)=1:1的原料气充入恒容密闭容器中,初始压强为p。,反应达到平衡时总压强为p,则平衡时甲醇的转化率为
(2)CH4为原料制取H2的反应:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH
①该反应的逆反应速率表达式为:v逆=k逆·c(C0)·c3(H2),k逆为速率常数,在某温度下,测得实验数据如表:
CO浓度(mol·L-1) | H2浓度(mol·L-1) | 逆反应速率(mol·L-1·min-1) |
0.05 | C1 | 4.8 |
C2 | C1 | 19.2 |
C2 | 0.15 | 8.1 |
②在体积为3L的密闭容器中通入物质的量均为3mol的CH4和水蒸气,在一定条件下发生反应,测得H2的体积分数与温度及压强的关系如图所示,(p1、p2为相应压强时的平衡曲线),则压强p1
③反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的平衡常数可用Kp(用平衡分压代替平衡浓度)表示。已知:p(A)V=n(A)RT,其中p(A)为气体A的分压、V为气体总体积.n(A)为气体A的物质的量,R为气体常数,T为热力学温度,则该反应的Kp与Kc的关系为Kp=
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(0.4)
解题方法
【推荐1】甲烷干重整反应可以强化碳酸钙分解.
I.碳酸钙分解:
Ⅱ.甲烷干重整:
(1)是指由稳定单质生成化合物的焓变,依据下表数据计算___________ .
(2)甲烷干重整反应机理可能如下,其中*代表活性中心,补全反应机理;
I. Ⅱ.
Ⅲ.___________ IV. V.
(3)在某温度下,压强恒定为P,向一密闭容器中投入等物质的量和;
①下列能说明反应达到平衡状态的是___________ (填字母);
a. b.和的体积比保持不变
c.每生成消耗 d.气体的体积保持不变
②反应达到平衡时,的转化率为的转化率为,则反应I的平衡常数___________ ;(用含和的式子表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(4)在该耦合反应体系中,碳酸钙分解转化率与反应速率常数的关系如下:(其中k为速率常数,C为常数)分别在得到的的曲线如图所示:其中的曲线是曲线___________ ,用碰撞理论解释原因___________ ;
(5)在某温度下,催化剂活性良好,加入一定量的,通入,和的流速为,发生上述反应.甲烷转化率、出口的百分含量随时间的变化关系如图,结合图像解释时刻后,甲烷转化率降低的原因是___________ 。
I.碳酸钙分解:
Ⅱ.甲烷干重整:
(1)是指由稳定单质生成化合物的焓变,依据下表数据计算
0 |
(2)甲烷干重整反应机理可能如下,其中*代表活性中心,补全反应机理;
I. Ⅱ.
Ⅲ.
(3)在某温度下,压强恒定为P,向一密闭容器中投入等物质的量和;
①下列能说明反应达到平衡状态的是
a. b.和的体积比保持不变
c.每生成消耗 d.气体的体积保持不变
②反应达到平衡时,的转化率为的转化率为,则反应I的平衡常数
(4)在该耦合反应体系中,碳酸钙分解转化率与反应速率常数的关系如下:(其中k为速率常数,C为常数)分别在得到的的曲线如图所示:其中的曲线是曲线
(5)在某温度下,催化剂活性良好,加入一定量的,通入,和的流速为,发生上述反应.甲烷转化率、出口的百分含量随时间的变化关系如图,结合图像解释时刻后,甲烷转化率降低的原因是
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解答题-工业流程题
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(0.4)
解题方法
【推荐2】如图为从预处理后的可充电电池粉末(主要为NiO、CdO、CoO和Fe2O3等)中回收重金属的工艺流程。
回答下列问题:
(1)“浸取”过程先加入NH4HCO3溶液,再通入NH3,滤液①中主要含[Cd(NH3)4]2+、[Ni(NH3)6]2+、[Co(NH3)6]2+及CO。写出NiO浸取时发生反应的化学方程式:___ 。
(2)探究“催化氧化”步骤中[Co(NH3)6]2+氧化为[Co(NH3)6]3+的实验条件,向[Co(NH3)6]2+含量为0.48g·L-1的溶液中通入空气,待反应完全后,记录[Co(NH3)6]3+浓度数据如表:
由表中数据可得,[Co(NH3)6]2+氧化的最佳条件为___ 。
(3)已知Co(OH)3为强氧化剂,向Co(OH)3中加入浓盐酸发生“反应Ⅰ”,写出该反应的离子方程式:___ 。
(4)“反萃取”的原理为NiR有机+2H+Ni2++2HR有机,需加入的试剂X为___ ,分离有机相和水相的操作的名称为___ 。
(5)“水相①”的主要溶质为___ (填化学式)。
(6)生成CdCO3沉淀是利用反应[Cd(NH3)4]2++COCdCO3↓+4NH3↑,常温下,该反应平衡常数K=2.0×105,[Cd(NH3)4]2+Cd2++4NH3的平衡常数K1= 4.0×10—5,则Ksp(CdCO3)=___ 。
回答下列问题:
(1)“浸取”过程先加入NH4HCO3溶液,再通入NH3,滤液①中主要含[Cd(NH3)4]2+、[Ni(NH3)6]2+、[Co(NH3)6]2+及CO。写出NiO浸取时发生反应的化学方程式:
(2)探究“催化氧化”步骤中[Co(NH3)6]2+氧化为[Co(NH3)6]3+的实验条件,向[Co(NH3)6]2+含量为0.48g·L-1的溶液中通入空气,待反应完全后,记录[Co(NH3)6]3+浓度数据如表:
反应时间 | [Co(NH3)6]3+/g·L-1 | |
25℃ | 50℃,石墨催化 | |
1.5h | 0.090 | 0.15 |
2.5h | 0.14 | 0.48 |
5h | 0.25 | 0.48 |
(3)已知Co(OH)3为强氧化剂,向Co(OH)3中加入浓盐酸发生“反应Ⅰ”,写出该反应的离子方程式:
(4)“反萃取”的原理为NiR有机+2H+Ni2++2HR有机,需加入的试剂X为
(5)“水相①”的主要溶质为
(6)生成CdCO3沉淀是利用反应[Cd(NH3)4]2++COCdCO3↓+4NH3↑,常温下,该反应平衡常数K=2.0×105,[Cd(NH3)4]2+Cd2++4NH3的平衡常数K1= 4.0×10—5,则Ksp(CdCO3)=
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(0.4)
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【推荐3】二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
(1)CO2的电子式是_____________ ,所含化学键的类型是______________ 。
(2)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.1 kJ·mol-1
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-24.5 kJ·mol-1
①写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式___________________ 。
②一定条件下,上述合成二甲醚的的反应达到平衡状态后,若改变反应的某个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是(只有一个选项符合题意)_________ (填字母代号)。
a.逆反应速率先增大后减小
b.H2的转化率增大
c.CO2的体积百分含量减小
d.容器中c(H2)/c(CO2)的值减小
③在某压强下,合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的平衡转化率如右图所示。T1温度下,将6 molCO2和12 molH2充入2 L的密闭容器中,5 min后反应达到平衡状态,则0~5 min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=___________ ;KA、KB、KC三者之间的大小关系为__________________ 。
(3)CO2溶于水形成H2CO3。已知常温下H2CO3的电离平衡常数K1=4.4×10-7,K2=4.7×10-11,NH3·H2O的电离平衡常数K=1.75×10-5。常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,NH4HCO3溶液显________ ;(填“酸性”、“中性”或“碱性”);请计算反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=_________ 。
(1)CO2的电子式是
(2)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.1 kJ·mol-1
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-24.5 kJ·mol-1
①写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式
②一定条件下,上述合成二甲醚的的反应达到平衡状态后,若改变反应的某个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是(只有一个选项符合题意)
a.逆反应速率先增大后减小
b.H2的转化率增大
c.CO2的体积百分含量减小
d.容器中c(H2)/c(CO2)的值减小
③在某压强下,合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的平衡转化率如右图所示。T1温度下,将6 molCO2和12 molH2充入2 L的密闭容器中,5 min后反应达到平衡状态,则0~5 min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=
(3)CO2溶于水形成H2CO3。已知常温下H2CO3的电离平衡常数K1=4.4×10-7,K2=4.7×10-11,NH3·H2O的电离平衡常数K=1.75×10-5。常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,NH4HCO3溶液显
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