甲烷化技术是煤制天然气最核心、最关键的技术。
甲烷化主要反应:Ⅰ、
主要积炭反应:Ⅱ、
Ⅲ、
回答下列问题:
(1)计算副反应的___________ ;若反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数分别为a、b、c,则副反应的平衡常数___________ (用含a、b、c的代数式表示)。
(2)将的混合气体充入某密闭容器中,在T和x下反应Ⅰ达到平衡时(假设其他反应不发生),的分压与的分压相等,此时的平衡转化率为___________ ,压强平衡常数___________ (是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(3)控制起始时,测得平衡时在不同压强下的平衡转化率和积炭率分别如图1、图2所示:
①图1中压强由大到小的顺序为___________ 。
②图2中,在相同的较高温度下,压强越小,积炭率越高的主要原因是___________ 。
③图2中,在较高温度下,同一压强时,积炭率先增大后减小,其中减小的可能原因是___________ 。
甲烷化主要反应:Ⅰ、
主要积炭反应:Ⅱ、
Ⅲ、
回答下列问题:
(1)计算副反应的
(2)将的混合气体充入某密闭容器中,在T和x下反应Ⅰ达到平衡时(假设其他反应不发生),的分压与的分压相等,此时的平衡转化率为
(3)控制起始时,测得平衡时在不同压强下的平衡转化率和积炭率分别如图1、图2所示:
①图1中压强由大到小的顺序为
②图2中,在相同的较高温度下,压强越小,积炭率越高的主要原因是
③图2中,在较高温度下,同一压强时,积炭率先增大后减小,其中减小的可能原因是
更新时间:2022-08-25 10:44:18
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【推荐1】为了应对气候变化,我国提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”等目标。和是两种主要的温室气体,以和为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向,回答下列问题:
(1)工业上催化重整是目前大规模制取合成气(CO和的混合气)的重要方法,其原理为:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
和反应生成和的热化学方程式为_______ 。
(2)将和加入恒温恒压的密闭容器中(温度298K,压强100kPa),发生反应Ⅰ,不考虑反应Ⅱ的发生,该反应中,正反应速率,p为分压(分压=总压×物质的量分数),若该条件下,当分解20%时,_______ 。
(3)将和在一定条件下反应可制得合成气,在1L恒容密闭容器中通入与,使其物质的量浓度均为,一定条件下发生反应:,测得的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示:
①压强、、、由小到大的关系为_______ 。
②对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作),如果,计算X点的平衡常数_______ (用平衡分压代替平衡浓度计算,结果精确到0.01)。
③下列能说明该反应已达平衡状态的是_______ (填字母)。
a.单位时间内有4molC-H键断裂,同时有4molH-H键生成
b.混合气体的平均相对分子质量不随时间变化
c.混合气体的密度不随时间变化
d.体系中保持不变
(4)科学家研究出如图所示装置,可以将温室气体转化为燃料气体CO。该装置工作时,移动的方向为_______ (填“a→b”或“b→a”),b电极的电极反应式为_______ 。
(1)工业上催化重整是目前大规模制取合成气(CO和的混合气)的重要方法,其原理为:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
和反应生成和的热化学方程式为
(2)将和加入恒温恒压的密闭容器中(温度298K,压强100kPa),发生反应Ⅰ,不考虑反应Ⅱ的发生,该反应中,正反应速率,p为分压(分压=总压×物质的量分数),若该条件下,当分解20%时,
(3)将和在一定条件下反应可制得合成气,在1L恒容密闭容器中通入与,使其物质的量浓度均为,一定条件下发生反应:,测得的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示:
①压强、、、由小到大的关系为
②对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作),如果,计算X点的平衡常数
③下列能说明该反应已达平衡状态的是
a.单位时间内有4molC-H键断裂,同时有4molH-H键生成
b.混合气体的平均相对分子质量不随时间变化
c.混合气体的密度不随时间变化
d.体系中保持不变
(4)科学家研究出如图所示装置,可以将温室气体转化为燃料气体CO。该装置工作时,移动的方向为
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【推荐2】磷石膏是湿法生产磷酸排出的工业废渣,主要成分是CaSO4·2H2O。
⑴CaSO4·2H2O脱水反应相关的热化学方程式为:
CaSO4·2H2O(s)=CaSO4·1/2H2O(s)+3/2H2O(g) ΔH1=83.2 kJ·mol-1
CaSO4·2H2O(s)=CaSO4(s)+2H2O(l) ΔH2=26 kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44 kJ·mol-1
则反应CaSO4·1/2H2O(s)=CaSO4(s)+1/2H2O(g)的ΔH4=____ kJ·mol-1。
⑵用合适的还原剂可以将CaSO4还原,所得SO2可用于工业生产硫酸。
①以CO作还原剂,改变反应温度可得到不同的产物。不同温度下反应后所得固体成分的物质的量如右图1所示。在低于800℃时主要还原产物为______ ;高于800℃时主要发生的反应的化学方程式为______ 。
②以高硫煤为还原剂焙烧2.5 小时,不同条件对硫酸钙转化率的影响如下图2所示。CaCl2的作用是______ ;当温度高于1200 ℃时,无论有无CaCl2,CaSO4的转化率趋于相同,其原因是______ 。
③以C作还原剂,向密闭容器中加入相同质量的几组不同C/S值(炭粉与CaSO4的物质的量之比)的混合物在1100℃加热,结果如上图3所示。当C/S值为0.5时,反应产物为CaO、SO2和CO2;当C/S值大于0.7时,反应所得气体中SO2的体积分数不升反降,其主要原因可能是______ 。
⑶利用反应CaSO4(s)+(NH4)2CO3(aq)CaCO3(s)+(NH4)2SO4(aq)可以将磷石膏转化为硫酸铵。若反应达到平衡后溶液中c(SO42-)=2.0 mol·L-1,此时溶液中c(CO32-)=__________ 。[已知:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,Ksp(CaSO4)=3.2×10-7]
⑴CaSO4·2H2O脱水反应相关的热化学方程式为:
CaSO4·2H2O(s)=CaSO4·1/2H2O(s)+3/2H2O(g) ΔH1=83.2 kJ·mol-1
CaSO4·2H2O(s)=CaSO4(s)+2H2O(l) ΔH2=26 kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44 kJ·mol-1
则反应CaSO4·1/2H2O(s)=CaSO4(s)+1/2H2O(g)的ΔH4=
⑵用合适的还原剂可以将CaSO4还原,所得SO2可用于工业生产硫酸。
①以CO作还原剂,改变反应温度可得到不同的产物。不同温度下反应后所得固体成分的物质的量如右图1所示。在低于800℃时主要还原产物为
②以高硫煤为还原剂焙烧2.5 小时,不同条件对硫酸钙转化率的影响如下图2所示。CaCl2的作用是
③以C作还原剂,向密闭容器中加入相同质量的几组不同C/S值(炭粉与CaSO4的物质的量之比)的混合物在1100℃加热,结果如上图3所示。当C/S值为0.5时,反应产物为CaO、SO2和CO2;当C/S值大于0.7时,反应所得气体中SO2的体积分数不升反降,其主要原因可能是
⑶利用反应CaSO4(s)+(NH4)2CO3(aq)CaCO3(s)+(NH4)2SO4(aq)可以将磷石膏转化为硫酸铵。若反应达到平衡后溶液中c(SO42-)=2.0 mol·L-1,此时溶液中c(CO32-)=
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【推荐3】NOx、SO2是形成雾霾的主要物质,硫酸盐是雾霾中可吸入颗粒物的主要成分之一。请回答下列问题:
(1)测定某硫酸厂产生的烟气中的SO2,可用标准浓度的碘水来测定。测定时使用的指示剂为_______ ;发生反应的离子方程式为__________________________ ;实验后发现测定结果偏低,实验操作完全正确的情况下,其原因可能是____________________ 。
(2)常温下,用NaOH溶液吸收SO2,吸收过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
吸收过程的最开始阶段,水的电离平衡__________ (填“向左”“向右”“不”)移动;请根据表格数据计算亚硫酸的Ka2=_____________________ 。
(3)当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生。再生示意图如下:
①HSO3-在阳极放电的电极反应式是___________________________ 。
②当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理:__________________ 。
(4)在实验室模拟工业上用NaClO2同时脱硝、脱硫,该过程如下:调节NaClO2吸收液的pH为5,向其中通入含SO2和NO(体积比1:1)的模拟烟气。测得脱硝、脱硫反应后溶液中的阴离子为NO3-、SO42-和Cl-,其中c(SO42-)=0.88 mol/L,c(Cl-)=0.95 mol/L,已知脱硫效率为89.8%,请计算脱硝效率为__________ 。(结果保留3位有效数字)
(1)测定某硫酸厂产生的烟气中的SO2,可用标准浓度的碘水来测定。测定时使用的指示剂为
(2)常温下,用NaOH溶液吸收SO2,吸收过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-) | 91:9 | 1:1 | 9:91 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
(3)当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生。再生示意图如下:
①HSO3-在阳极放电的电极反应式是
②当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理:
(4)在实验室模拟工业上用NaClO2同时脱硝、脱硫,该过程如下:调节NaClO2吸收液的pH为5,向其中通入含SO2和NO(体积比1:1)的模拟烟气。测得脱硝、脱硫反应后溶液中的阴离子为NO3-、SO42-和Cl-,其中c(SO42-)=0.88 mol/L,c(Cl-)=0.95 mol/L,已知脱硫效率为89.8%,请计算脱硝效率为
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【推荐1】贮氢合金可催化由CO、合成等有机化工产品的反应。温度为TK时发生以下反应:
①
②
③
④
(1)温度为TK时,催化由CO、合成反应的热化学方程式为________ 。
(2)已知温度为TK时的活化能为,则其逆反应的活化能为________ 。
(3)时,向一恒压密闭容器中充入等物质的量的和发生上述反应②已排除其他反应干扰,测得物质的量分数随时间变化如下表所示:
若初始投入CO为,恒压容器容积,用表示该反应分钟内的速率________ 。6分钟时,仅改变一种条件破坏了平衡,则改变的外界条件为________ 。
(4)下,在恒容密闭容器中,充入一定量的甲醇,发生反应④,若起始压强为,达到平衡转化率为,则反应的平衡常数________ 用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数,忽略其它反应。
(5)某温度下,将与的混合气体充入容积为的密闭容器中,在催化剂的作用下发生反应③。经过后,反应达到平衡,此时转移电子。若保持体积不变,再充入和,此时________ 填“”“”或“”。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是________ 。
的质量不变 混合气体的平均相对分子质量不再改变
混合气体的密度不再发生改变
(6)已知、时水煤气变换中CO和分压随时间变化关系如下图所示,催化剂为氧化铁。实验初始时体系中的和相等、和相等;已知时的。
时随时间变化关系的曲线是________ ,时随时间变化关系的曲线是________ 。
①
②
③
④
(1)温度为TK时,催化由CO、合成反应的热化学方程式为
(2)已知温度为TK时的活化能为,则其逆反应的活化能为
(3)时,向一恒压密闭容器中充入等物质的量的和发生上述反应②已排除其他反应干扰,测得物质的量分数随时间变化如下表所示:
时间 | 0 | 2 | 5 | 6 | 9 | 10 |
(4)下,在恒容密闭容器中,充入一定量的甲醇,发生反应④,若起始压强为,达到平衡转化率为,则反应的平衡常数
(5)某温度下,将与的混合气体充入容积为的密闭容器中,在催化剂的作用下发生反应③。经过后,反应达到平衡,此时转移电子。若保持体积不变,再充入和,此时
的质量不变 混合气体的平均相对分子质量不再改变
混合气体的密度不再发生改变
(6)已知、时水煤气变换中CO和分压随时间变化关系如下图所示,催化剂为氧化铁。实验初始时体系中的和相等、和相等;已知时的。
时随时间变化关系的曲线是
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【推荐2】完成下列问题。
(1)已知:反应I:
反应II:
反应III:
若某反应的平衡常数表达式为,请写出此反应的热化学方程式:______ 。(焓变用含的代数式表示)
(2)铁粉可用于处理水中污染物。铁粉的氧化物层可以导电。利用纳米级的铁粉可以有效处理废水中的和,去除机理如图甲所示。纳米级的铁粉去除污水中和机理不同,请解释原因并简述两者的区别:___________ ;由图乙可知,当时,随减小,和去除率减小的原因是___________ 。
(3)“纳米零价铁”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的:在一定温度下,将溶液和溶液雾化后与烟气按一定比例混合,以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置,可将烟气中的NO氧化。
①催化分解产生HO∙,HO∙将NO氧化为的机理如图所示,Y的化学式为___________ 。
②NO与反应生成的化学方程式为___________ 。
③纳米零价铁的作用是___________ 。
④NO脱除率随温度的变化如图所示。温度高于120℃时,NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是___________ 。
(1)已知:反应I:
反应II:
反应III:
若某反应的平衡常数表达式为,请写出此反应的热化学方程式:
(2)铁粉可用于处理水中污染物。铁粉的氧化物层可以导电。利用纳米级的铁粉可以有效处理废水中的和,去除机理如图甲所示。纳米级的铁粉去除污水中和机理不同,请解释原因并简述两者的区别:
(3)“纳米零价铁”体系可将烟气中难溶的NO氧化为可溶的:在一定温度下,将溶液和溶液雾化后与烟气按一定比例混合,以一定流速通过装有纳米零价铁的反应装置,可将烟气中的NO氧化。
①催化分解产生HO∙,HO∙将NO氧化为的机理如图所示,Y的化学式为
②NO与反应生成的化学方程式为
③纳米零价铁的作用是
④NO脱除率随温度的变化如图所示。温度高于120℃时,NO脱除率随温度升高呈现下降趋势的主要原因是
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【推荐3】二氧化锰是实验室常见的氧化剂,在化学领域应用广泛。回答下列问题:
(1)将C和的混合物在空气中灼烧可发生以下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
①的数值范围是______ (填标号)。
a.<-l b.-1~0 c.0~1 d.>1
②反应Ⅲ可看成由反应Ⅰ和反应Ⅱ两步进行,画出由原料经两步生皮产物的反应过程能量变化示意图______ 。(2)可催化分解: ,其应机理如图:已知反应Ⅰ为: ,写出反应Ⅱ的热化学方程式______ (焓变数值用a和b表示)。
(3)一种水性电解液电池如图所示,电池放电时可以制备。已知:KOH溶液中,以形式存在。①隔膜2为______ (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
②电池总反应为______ 。
③放电时,6.5g Zn参加反应,Ⅰ室溶液质量理论上减少______ g。
(1)将C和的混合物在空气中灼烧可发生以下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
①的数值范围是
a.<-l b.-1~0 c.0~1 d.>1
②反应Ⅲ可看成由反应Ⅰ和反应Ⅱ两步进行,画出由原料经两步生皮产物的反应过程能量变化示意图
(3)一种水性电解液电池如图所示,电池放电时可以制备。已知:KOH溶液中,以形式存在。①隔膜2为
②电池总反应为
③放电时,6.5g Zn参加反应,Ⅰ室溶液质量理论上减少
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【推荐1】大气污染是中国第一大环境污染问题,氮和硫的氧化物排放是造成大气污染的原因之一、
(1)汽车尾气中的NO由如下反应产生:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180 kJ·mol-1
已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1
则2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=___________ kJ·mol-1
(2)NO可用氨水-臭氧组合高效脱除,与臭氧反应的过程如下:
NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g) △H=-200.9 kJ·mol-1
在恒容密闭容器中,NO氧化率随值以及温度的变化曲线如图甲所示。
①NO氧化率随值增大而增大的主要原因是___________ 。
②当温度高于100℃时,O3分解产生活性极高的氧原子,此时NO氧化率随温度升高而降低可能的原因有:___________ 。
(3)工业上用硫酸厂尾气中的SO2与SCl2、Cl2为原料合成SOCl2,反应如下:
反应I:SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g) △H=-471.7 kJ·mol-1
反应II:SCl2(g)+SO2Cl2(g)2SOCl2(g) △H=-5.6 kJ·mol-1
一定条件下,在5L的恒容密闭容器中通入一定量的SO2、SCl2与Cl2,反应4 min后达到平衡。若初始压强为p0,反应过程中容器内总压强(p)随时间(t)变化如图乙所示(平衡时温度与初始温度相同)。
容器内各组分物质的量如下表。
①0~1min容器内压强增大的原因为___________ 。
②反应I、II达平衡时,SCl2的平衡转化率为___________ 。
③K为平衡常数,pK=-lgK,该温度下,反应II的pK=___________ (保留两位有效数字,lg2=0.30)。
(4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2,将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体匀速通入装有催化剂M的反应器中反应,反应相同时间,NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。
①在50℃~150℃范围内随温度升高,NOx的去除率迅速上升的原因是___________ 。
②当反应温度高于380℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是___________ 。
(1)汽车尾气中的NO由如下反应产生:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180 kJ·mol-1
已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1
则2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=
(2)NO可用氨水-臭氧组合高效脱除,与臭氧反应的过程如下:
NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g) △H=-200.9 kJ·mol-1
在恒容密闭容器中,NO氧化率随值以及温度的变化曲线如图甲所示。
①NO氧化率随值增大而增大的主要原因是
②当温度高于100℃时,O3分解产生活性极高的氧原子,此时NO氧化率随温度升高而降低可能的原因有:
(3)工业上用硫酸厂尾气中的SO2与SCl2、Cl2为原料合成SOCl2,反应如下:
反应I:SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g) △H=-471.7 kJ·mol-1
反应II:SCl2(g)+SO2Cl2(g)2SOCl2(g) △H=-5.6 kJ·mol-1
一定条件下,在5L的恒容密闭容器中通入一定量的SO2、SCl2与Cl2,反应4 min后达到平衡。若初始压强为p0,反应过程中容器内总压强(p)随时间(t)变化如图乙所示(平衡时温度与初始温度相同)。
容器内各组分物质的量如下表。
组分 | SO2 | Cl2 | SCl2 | SO2Cl2 | SOCl2 |
起始/mol | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0 | 0 |
平衡/mol | 0.1 |
②反应I、II达平衡时,SCl2的平衡转化率为
③K为平衡常数,pK=-lgK,该温度下,反应II的pK=
(4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2,将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体匀速通入装有催化剂M的反应器中反应,反应相同时间,NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。
①在50℃~150℃范围内随温度升高,NOx的去除率迅速上升的原因是
②当反应温度高于380℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是
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【推荐2】利用合成甲醇、二甲醚技术是有效利用资源,实现“碳中和”目标的重要途径。
(1)开发直接催化加氢合成二甲醚技术是很好的一个研究方向。
主反应:
副反应:
①已知25℃和101kPa下,、的燃烧热分别为、, ,则_______ 。
②其他条件相同时,反应温度对平衡转化率影响如图所示。平衡转化率随温度的升高先减小后增大的原因可能是_______ 。
(2)利用合成甲醇也是有效利用资源的重要途径。将原料气充入某一恒容密闭容器中,只发生 ,在不同催化剂作用下,反应t min时的转化率随温度的变化如图所示。
①下列说法正确的是_______ 。
A.使用催化剂Ⅰ时,d点已达到平衡
B.的平衡常数大于的平衡常数
C.若a点时,,则此条件下反应已达到最大限度
D.c点转化率比a点低的原因一定是催化剂活性降低
②若图中a点时反应已达平衡,现原料气按充入同一恒容密闭容器中,在催化剂Ⅰ的作用下发生反应。请在图中用实线画出了之间的平衡转化率变化曲线_______ 。
(3)水煤气变换反应的机理被广泛研究,其中有一种为羧基机理,某催化剂催化(*表示吸附态、Ea表示活化能)步骤如下:
Ⅰ.
Ⅱ._______
Ⅲ.
Ⅳ._______
①请补充其中的一个反应式:Ⅱ_______ 。
②反应的决速步骤是_______ (填序号)。
(1)开发直接催化加氢合成二甲醚技术是很好的一个研究方向。
主反应:
副反应:
①已知25℃和101kPa下,、的燃烧热分别为、, ,则
②其他条件相同时,反应温度对平衡转化率影响如图所示。平衡转化率随温度的升高先减小后增大的原因可能是
(2)利用合成甲醇也是有效利用资源的重要途径。将原料气充入某一恒容密闭容器中,只发生 ,在不同催化剂作用下,反应t min时的转化率随温度的变化如图所示。
①下列说法正确的是
A.使用催化剂Ⅰ时,d点已达到平衡
B.的平衡常数大于的平衡常数
C.若a点时,,则此条件下反应已达到最大限度
D.c点转化率比a点低的原因一定是催化剂活性降低
②若图中a点时反应已达平衡,现原料气按充入同一恒容密闭容器中,在催化剂Ⅰ的作用下发生反应。请在图中用实线画出了之间的平衡转化率变化曲线
(3)水煤气变换反应的机理被广泛研究,其中有一种为羧基机理,某催化剂催化(*表示吸附态、Ea表示活化能)步骤如下:
Ⅰ.
Ⅱ._______
Ⅲ.
Ⅳ._______
①请补充其中的一个反应式:Ⅱ
②反应的决速步骤是
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【推荐3】煤的气化和天然气净化过程中会产生,将其吸收和转化是保护环境和资源利用的有效措施。
(1)已知的燃烧热(a>0),S(s)的燃烧热(b>0),则空气直接氧化脱除的反应:_______ 。
(2)工业上用常用氯苯()和硫化氢()反应来制备有机合成中间体苯硫酚(),但会有副产物苯()生成。
Ⅰ.
Ⅱ.
现将一定量的氯苯和硫化氢置于一固定容积的容器中模拟工业生产过程,在不同温度下均反应20分钟测定生成物的浓度,得到图1和图2。
下列说法错误的是__________
(3)高温裂解转化为和硫蒸气,,维持体系压强,反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数(物质的量分数)如图所示。
①高温裂解反应的_______ 0(填“>”或“<”)。
②曲线c代表的物质是_______ (填化学式)。
③反应温度为1300℃时,反应的平衡常数_______ (写计算式,分压=总压×物质的量分数)。
④是以各物质的物质的量分数代替浓度表示的平衡常数,则_______ (用含的表达式表示)。若高温裂解反应在刚性容器中进行,增大的投入量,的物质的量分数_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(1)已知的燃烧热(a>0),S(s)的燃烧热(b>0),则空气直接氧化脱除的反应:
(2)工业上用常用氯苯()和硫化氢()反应来制备有机合成中间体苯硫酚(),但会有副产物苯()生成。
Ⅰ.
Ⅱ.
现将一定量的氯苯和硫化氢置于一固定容积的容器中模拟工业生产过程,在不同温度下均反应20分钟测定生成物的浓度,得到图1和图2。
下列说法错误的是__________
A.由图1可知,相同条件下反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ的活化能 |
B.590K以上,随温度升高,反应Ⅰ消耗减少 |
C.其他条件不变,氯苯的转化率随温度的升高而降低 |
D.若要提高的产量,可提高硫化氢与氯苯起始物质的量之比 |
①高温裂解反应的
②曲线c代表的物质是
③反应温度为1300℃时,反应的平衡常数
④是以各物质的物质的量分数代替浓度表示的平衡常数,则
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【推荐1】NH3是一种重要的化工产品,可用于生产尿素[CO(NH2)2]、处理烟气等。
I.工业上合成尿素的反应:2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(l)+H2O(g) ΔH
(1)已知合成尿素的反应分两步进行:
2NH3(g)+CO2(g)⇌NH2COONH4(s) ΔH1
NH2COONH4(s)⇌CO(NH2)2(l)+H2O(g) ΔH2
其能量变化曲线如图所示,则∆H、∆H1和∆H2由小到大的顺序为_______ 。
(2)某实验小组为了模拟工业上合成尿素,在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的CO2和NH3发生反应:2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(l)+H2O(g),反应过程中混合气体中NH3的体积分数如图所示。
①A点的逆反应速率v逆(CO2)_______ B点的正反应速率v正(CO2)(填“>”、“<”或“=”)。
②下列能说明该反应达到平衡状态的是_______ (填代号)。
a.NH3、CO2、H2O的分子数之比为2:1:1 b.体系的压强保持不变
c.单位时间内消耗1molCO2同时生成2molNH3 d.2v正(NH3)=v逆(H2O)
③对于有气体参与的反应,平衡常数Kp可用气体组分(B)的平衡分压p(B)代替该气体的物质的量浓度c(B)。实验测得体系平衡时的压强为10MPa,列式计算该反应的平衡常数Kp=____ (提示:写出Kp的表达式再代入数据进行计算,分压=总压×体积分数)。
④L(L1、L2),X可分别代表压强或温度。如图表示L一定时,该反应CO2(g)的平衡转化率随X的变化关系。
X代表的物理量为___ ,判断L1、L2的大小关系____ ,并简述理由:___ 。
I.工业上合成尿素的反应:2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(l)+H2O(g) ΔH
(1)已知合成尿素的反应分两步进行:
2NH3(g)+CO2(g)⇌NH2COONH4(s) ΔH1
NH2COONH4(s)⇌CO(NH2)2(l)+H2O(g) ΔH2
其能量变化曲线如图所示,则∆H、∆H1和∆H2由小到大的顺序为
(2)某实验小组为了模拟工业上合成尿素,在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的CO2和NH3发生反应:2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(l)+H2O(g),反应过程中混合气体中NH3的体积分数如图所示。
①A点的逆反应速率v逆(CO2)
②下列能说明该反应达到平衡状态的是
a.NH3、CO2、H2O的分子数之比为2:1:1 b.体系的压强保持不变
c.单位时间内消耗1molCO2同时生成2molNH3 d.2v正(NH3)=v逆(H2O)
③对于有气体参与的反应,平衡常数Kp可用气体组分(B)的平衡分压p(B)代替该气体的物质的量浓度c(B)。实验测得体系平衡时的压强为10MPa,列式计算该反应的平衡常数Kp=
④L(L1、L2),X可分别代表压强或温度。如图表示L一定时,该反应CO2(g)的平衡转化率随X的变化关系。
X代表的物理量为
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【推荐2】I.甲醇制甲醚的反应为2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)。已知387℃时该反应的化学平衡常数K=4,207℃时该反应的化学平衡常数K=20。
(1)该反应为___________ (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)387℃时,若起始时向1L密闭容器中充入0.10molCH3OH(g)、0.15molCH3OCH3(g)和0.10molH2O(g),则反应向___________ (填“正”或“逆”)反应方向进行。
(3)387℃时,该反应在定容容器中达到平衡后,若要进一步提高甲醚的产率,可以采取的措施为_____ (填字母)。
A.升高温度
B.其他条件不变,增加CH3OH的物质的量
C.降低温度
D.保持其他条件不变,通入氖气
E.保持其他条件不变,分离出水蒸气
II.已知2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应历程分两步:
①2NO(g) N2O2(g)(快) v1正=k1正·c2(NO),v1逆=k1逆·c(N2O2)
②N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g)(慢) v2正=k2正·c(N2O2)·c(O2),v2逆=k2逆·c2(NO2)
(4)反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小关系为E1___________ E2(填“>”“<”或“=”)。
(5)在一定温度下,反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)达到平衡状态,该反应的平衡常数表达式(用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示)为:K=___________ 。
(1)该反应为
(2)387℃时,若起始时向1L密闭容器中充入0.10molCH3OH(g)、0.15molCH3OCH3(g)和0.10molH2O(g),则反应向
(3)387℃时,该反应在定容容器中达到平衡后,若要进一步提高甲醚的产率,可以采取的措施为
A.升高温度
B.其他条件不变,增加CH3OH的物质的量
C.降低温度
D.保持其他条件不变,通入氖气
E.保持其他条件不变,分离出水蒸气
II.已知2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应历程分两步:
①2NO(g) N2O2(g)(快) v1正=k1正·c2(NO),v1逆=k1逆·c(N2O2)
②N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g)(慢) v2正=k2正·c(N2O2)·c(O2),v2逆=k2逆·c2(NO2)
(4)反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小关系为E1
(5)在一定温度下,反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)达到平衡状态,该反应的平衡常数表达式(用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示)为:K=
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【推荐3】丙烯是工业上合成精细化学的原料,随着天然气和页岩气的可用性不断提高,丙烷脱氢和丙烷氧化脱氢受到了人们越来越多的关注。已知,
主反应:
副反应:
(1)相关键能的数据如下表所示:
则丙烷脱氢反应的热化学方程式为 ___________ ,根据化学原理,可以同时提高化学反应速率并提高转化率的措施是___________ 。
(2)用丙烷制备丙烯的机理如图所示,该反应的快慢取决于步骤___________ (填写Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),该反应的催化剂为___________ 。
(3)在恒温条件下,向起始压强为的恒压容器中通入和发生反应(不参与反应)。
①下列情况能表明达到平衡状态的是___________ 。
A.与的浓度相等 B.的体积分数不再改变
C.反应容器中压强保持不变 D.气体密度不再改变
②经过反应达到平衡,测得的平衡转化率为50%,该条件下的选择性为80%,则主反应的平衡常数___________ kPa(以分压表示,分压=总压×物质的量分数,保留一位小数)。
(4)已知:在纤维状催化剂作用下,平衡时丙烷的转化率和丙烯的选择性(丙烯的选择性=×100%)随温度的变化如图所示,丙烷的平衡转化率增大的原因是___________ 。
主反应:
副反应:
(1)相关键能的数据如下表所示:
化学键 | C—C | C=C | C—H | H—H |
键能 | 348 | 615 | 413 | 436 |
(2)用丙烷制备丙烯的机理如图所示,该反应的快慢取决于步骤
(3)在恒温条件下,向起始压强为的恒压容器中通入和发生反应(不参与反应)。
①下列情况能表明达到平衡状态的是
A.与的浓度相等 B.的体积分数不再改变
C.反应容器中压强保持不变 D.气体密度不再改变
②经过反应达到平衡,测得的平衡转化率为50%,该条件下的选择性为80%,则主反应的平衡常数
(4)已知:在纤维状催化剂作用下,平衡时丙烷的转化率和丙烯的选择性(丙烯的选择性=×100%)随温度的变化如图所示,丙烷的平衡转化率增大的原因是
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