氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题,请回答:
(1)若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的N2和0.6mol的H2在一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2mol。则前5分钟的平均反应速率v(N2)=___________ 。平衡时H2的转化率为___________ %。
(2)平衡后,若提高H2的转化率,可以采取的措施有___________。
(3)若在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示:
请完成下列问题:
①试比较K1、K2的大小,K1___________ K2(填“<”“>”或“=”);
②400℃时,反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为___________ 。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3mol、2mol和1mol时,则该反应的v(N2)正___________ v(N2)逆(填“<”“>”或“=”)。
(1)若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的N2和0.6mol的H2在一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)
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(2)平衡后,若提高H2的转化率,可以采取的措施有___________。
A.加了催化剂 | B.增大容器体积 |
C.降低反应体系的温度 | D.加入一定量N2 |
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T/℃ | 200 | 300 | 400 |
K | K1 | K2 | 0.5 |
请完成下列问题:
①试比较K1、K2的大小,K1
②400℃时,反应2NH3(g)
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更新时间:2022-09-22 09:41:09
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【推荐1】甲烷的直接转化具有较高的经济价值,备受科学家的关注,其一种反应原理如下:
。
(1)依据表中数据计算,x=
化学键 | C—H | O—H | C—O | H—H |
键能/( | 414 | x | 326 | 436 |
(2)在体积为1L的恒容密闭容器中充入1mol
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A. B.混合气体的密度不再变化
C.混合气体的平均摩尔质量不再变化 D.
(3)某温度下,在一恒容密闭容器中充入
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(4)反应
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【推荐2】近年来雾霾天气经常出现,研究雾霾成因和治理是当前环保的重要话题。汽车尾气和燃煤是造成空气污染的原因之一、因此研究氮氧化物的反应机理,对消除和防治环境污染有重要意义。
(1)利用反应2CO(g)+2NO(g)
2CO2(g)+N2(g) ΔH<0,可实现汽车尾气的无害化处理。一定条件下进行该反应,测得CO的平衡转化率与温度、起始投料比m[m=
]的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/11/2892092940476416/2938340430946304/STEM/069781a7-1d83-4212-9fd4-183bc0116a7d.png?resizew=208)
①投料比m1、m2、m3从大到小的顺序为___________ 。
②随着温度的升高,不同投料比下CO平衡转化率趋于相近的原因是___________ 。
(2)如图为均相NO-CO的反应历程,TS代表过渡态,IM表示反应过程中的复杂中间产物(反应路径中每一阶段内各驻点的能量均为相对于此阶段内反应物能量的能量之差)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/11/2892092940476416/2938340430946304/STEM/029804da-0d63-4dcd-acba-6dc26329254c.png?resizew=472)
①CO(g)+2NO(g)
CO2(g)+N2O(g) ΔH=___________ 。
②整个反应分为三个基元反应阶段,第___________ (填“一”“二”或“三”)阶段反应活化能最大。
(3)碳单质也可用于氮氧化合物的净化,2C(s)+2NO2(g)
N2(g)+2CO2(g) △H=-64.2kJ·mol-1,在密闭容器中加入一定量的碳和NO2,维持温度为T°C,如图为不同压强下反应经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/11/2892092940476416/2938340430946304/STEM/2646c971-fd19-4a72-b8ff-b67aac99fcd5.png?resizew=378)
①试分析,1050kPa前,NO2转化率随着压强增大而增大的原因___________ 。
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp);在T°C、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数___________ (用计算表达式表示,不必化简);已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。
(4)利用固体氧化物电解池通过电解方式分解氮氧化物的原理如下图所示。原理是用Pt电极将N2O在电解池中分解成无污染的N2和O2除去,两电极间是新型固体氧化物电解质,在一定条件下可自由传导O2-,电解池阴极反应式为___________ 。
(1)利用反应2CO(g)+2NO(g)
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①投料比m1、m2、m3从大到小的顺序为
②随着温度的升高,不同投料比下CO平衡转化率趋于相近的原因是
(2)如图为均相NO-CO的反应历程,TS代表过渡态,IM表示反应过程中的复杂中间产物(反应路径中每一阶段内各驻点的能量均为相对于此阶段内反应物能量的能量之差)。
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①CO(g)+2NO(g)
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②整个反应分为三个基元反应阶段,第
(3)碳单质也可用于氮氧化合物的净化,2C(s)+2NO2(g)
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①试分析,1050kPa前,NO2转化率随着压强增大而增大的原因
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp);在T°C、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数
(4)利用固体氧化物电解池通过电解方式分解氮氧化物的原理如下图所示。原理是用Pt电极将N2O在电解池中分解成无污染的N2和O2除去,两电极间是新型固体氧化物电解质,在一定条件下可自由传导O2-,电解池阴极反应式为
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解题方法
【推荐3】氨是一种重要的化工原料,氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一。
(1)传统哈伯法合成氨工艺中相关的反应式为:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),ΔH<0
①该反应的平衡常数K的表达式为:K=___________ 。升高温度,K值______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
②不同温度、压强下,合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表(N2和H2的起始物质的量之比为1∶3)。分析表中数据,___________________ (填温度和压强)时H2转化率最高,实际工业生产中不选用该条件的主要原因是_____________________________ 。
③下列关于合成氨说法正确的是______________ (填字母)
A.使用催化剂可以提高氮气的转化率
B.寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向
C.由于ΔH<0、ΔS>0,故合成氨反应一定能自发进行
(2)最近美国Simons等科学家发明了不必使氨先裂化为氢就可直接用于燃料电池的方法。其装置为用铂黑作为电极,加入碱性电解质溶液中,一个电极通入空气,另一电极通入氨气。其电池反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O,写出负极电极反应式___________________ 。
(1)传统哈伯法合成氨工艺中相关的反应式为:N2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bb1869f43ff2f484485a610140b61046.png)
①该反应的平衡常数K的表达式为:K=
②不同温度、压强下,合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表(N2和H2的起始物质的量之比为1∶3)。分析表中数据,
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③下列关于合成氨说法正确的是
A.使用催化剂可以提高氮气的转化率
B.寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向
C.由于ΔH<0、ΔS>0,故合成氨反应一定能自发进行
(2)最近美国Simons等科学家发明了不必使氨先裂化为氢就可直接用于燃料电池的方法。其装置为用铂黑作为电极,加入碱性电解质溶液中,一个电极通入空气,另一电极通入氨气。其电池反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O,写出负极电极反应式
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适中
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【推荐1】二甲醚(CH3OCH3)是一种清洁、高效、具有优良的环保性能的可燃物,被称为21世纪的新型能。工业制备二甲醚的生产流程如下:
催化反应室中(压力2.0~10.0MPa,温度300℃)进行下列反应:
(Ⅰ)CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1=-90.7kJ·mol-1
(Ⅱ)2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5kJ·mol-1
(Ⅲ)CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2kJ·mol-1
(1)催化反应室中的总反应:3CO(g)+3H2(g)
CH3OCH3(g)+CO2(g)
①该反应的反应热△H=__________ 。
②催化反应室中采用300℃的反应温度,理由是______________________________ 。
(2)已知:反应(Ⅰ)在300℃时的化学平衡常数为0.27。该温度下将2molCO、3molH2和2molCH3OH充入容积为2L的密闭容器中,此时反应将__________ (填“正向进行”、“逆向进行”或“处于平衡状态”)。
(3)上述流程中二甲醚精制的实验操作名称为____________________ 。
(4)如图为绿色电“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/30/1806565589237760/1808620712042496/STEM/72d1276f7d9845ba902c0c0da307fe24.png?resizew=246)
①该电池工作时,H+向__________ 极移动(填“正”或“负”);
②a电极的电极反应式为________________________________________ 。
催化反应室中(压力2.0~10.0MPa,温度300℃)进行下列反应:
(Ⅰ)CO(g)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(Ⅱ)2CH3OH(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(Ⅲ)CO(g)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(1)催化反应室中的总反应:3CO(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
①该反应的反应热△H=
②催化反应室中采用300℃的反应温度,理由是
(2)已知:反应(Ⅰ)在300℃时的化学平衡常数为0.27。该温度下将2molCO、3molH2和2molCH3OH充入容积为2L的密闭容器中,此时反应将
(3)上述流程中二甲醚精制的实验操作名称为
(4)如图为绿色电“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/30/1806565589237760/1808620712042496/STEM/72d1276f7d9845ba902c0c0da307fe24.png?resizew=246)
①该电池工作时,H+向
②a电极的电极反应式为
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名校
【推荐2】已知化学反应①:Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g),其平衡常数为K1,化学反应②:Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g),其平衡常数为K2,在温度973K和1173K情况下,K1、K2的值分别如下:
请完成下列问题:
(1)通过表格中的数值可以推断:反应①是______ (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)现有反应③:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g),请你写出该反应的平衡常数K3的表达式:K3=_______ 。
(3)在相同温度下,根据反应①与②可推导出K3与K1、K2之间的关系式____________ ,据此关系式及上表数据,也能推断出反应③是_____ (填“吸热”或“放热”)反应。
(4)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施有______ (填写字母序号,下同).
A.增大压强 B.体积不变时充入稀有气体 C.升高温度 D.使用合适的催化剂 E.在体系中投入少量P2O5固体
(5)已知③的可逆反应CO (g) +H2O(g)
CO2 (g) +H2 (g) ,830K时,若起始时:c(CO)=2mol/L,c(H2O)=3mol/L,平衡时CO的转化率为60%,水蒸气的转化率为___________ ;K的数值为_____________ 。830K,若只将起始时c(H2O)改为6mol/L,则水蒸气的转化率为_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/9/11/2288363470184448/2288902540075008/STEM/addbb6c1c8e341eb8a25898c4cafa1a1.png?resizew=38)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/9/11/2288363470184448/2288902540075008/STEM/addbb6c1c8e341eb8a25898c4cafa1a1.png?resizew=38)
温度 | K1 | K2 |
973K | 1.47 | 2.38 |
1173K | 2.15 | 1.67 |
请完成下列问题:
(1)通过表格中的数值可以推断:反应①是
(2)现有反应③:CO2(g)+H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/9/11/2288363470184448/2288902540075008/STEM/addbb6c1c8e341eb8a25898c4cafa1a1.png?resizew=38)
(3)在相同温度下,根据反应①与②可推导出K3与K1、K2之间的关系式
(4)要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,可采取的措施有
A.增大压强 B.体积不变时充入稀有气体 C.升高温度 D.使用合适的催化剂 E.在体系中投入少量P2O5固体
(5)已知③的可逆反应CO (g) +H2O(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/9/11/2288363470184448/2288902540075008/STEM/87286dc546b348108b8372f91c2a9869.png?resizew=33)
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解答题-原理综合题
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适中
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解题方法
【推荐3】甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇。
反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2ea420b1814680dde2a7125d51217aa9.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/affc2de4968fae6b46918e17e0019443.png)
下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(
):
(1)由表中数据判断![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2ea420b1814680dde2a7125d51217aa9.png)
___________ (填“>”“<”或“=”)0;反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/db5b3b345c22492ee5d968a0f56231d7.png)
___________ (用
和
表示)。
(2)若容器容积不变,则下列措施可提高反应Ⅰ中CO转化率的是___________(填字母)。
(3)写出反应Ⅱ的化学平衡常数表达式:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2f6840a5758bfc06430097941dce832.png)
___________ ;保持恒温恒容,将反应Ⅱ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍,则化学平衡___________ (填“正向”“逆向”或“不”)移动,平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2e24c1a31cf0337c4b4d02cce4cf5f6b.png)
___________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)比较这两种合成甲醇的方法,原子利用率较高的是___________ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1d340b882d90e9489786e7533767705d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2ea420b1814680dde2a7125d51217aa9.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/72c0cf5a3cbf719fa0ac2ce6d5f50886.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/affc2de4968fae6b46918e17e0019443.png)
下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8b974c96430d008f93e1698c6d71a604.png)
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
![]() | 2.0 | 0.27 | 0.012 |
(1)由表中数据判断
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2ea420b1814680dde2a7125d51217aa9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/734142aa308989b706f37400a2a6cc27.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/db5b3b345c22492ee5d968a0f56231d7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2ea420b1814680dde2a7125d51217aa9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/affc2de4968fae6b46918e17e0019443.png)
(2)若容器容积不变,则下列措施可提高反应Ⅰ中CO转化率的是___________(填字母)。
A.充入CO,使体系总压强增大 | B.将![]() |
C.充入He,使体系总压强增大 | D.使用高效催化剂 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2f6840a5758bfc06430097941dce832.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2e24c1a31cf0337c4b4d02cce4cf5f6b.png)
(4)比较这两种合成甲醇的方法,原子利用率较高的是
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【推荐1】2020年,我国明确提出“碳达峰”与“碳中和”研究二氧化碳的回收对这一宏伟目标的实现具有现实意义。
(1)已知:CH4(g)
C(s) + 2H2(g) △H= +75.0kJ·mol-1
CO2(g) + H2(g)
CO(g) + H2O(g) △H=+41.0kJ·mol-1
CO(g) + H2(g)
C(s) + H2O(g) △H=-131.0kJ·mol-1
则反应I:CO2(g)+CH4(g)
2CO(g) +2H2(g)的△H=_______ 。
(2)若在一密闭容器中通入1mol CO2和1mol CH4,一定条件下发生反应I,测得CH4的平衡转化率、温度及压强的关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/24/2986295148855296/2986542545969152/STEM/d6599658-e4c9-4dc8-a8a8-5ee3c0e6e00f.png?resizew=312)
①下列描述能说明该反应处于化学平衡状态的是_______ (填标号)。
A.CO的体积分数保持不变
B.容器内混合气体的总质量保持不变
C.v(H2) =2v(CH4)
D.容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变
②图中p1、p2、p3、p4,压强最小的是_______ ,判断理由是_______ 。
③已知v正(CO)=1.28×10-2 p(CH4)·p(CO2) (kPa·s-1),p(CH4)、p(CO2)代表各组分的分压(分压=总压×物质的量分数)。当p4=360kPa时,a点v正(CO2) =_______ kPa·s-1,此时平衡常数Kp=_______ (列出计算式即可,用平衡分压代替平衡浓度计算)。
(3)EleyRideal的反应机理认为CO2和CH4重整的反应历程如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/24/2986295148855296/2986542545969152/STEM/dfebb290-4f1b-478d-a7cb-416745d546e0.png?resizew=265)
①该重整反应的决速步骤为_______ (填“反应①” 或“反应②”)。
②不同温度下,产品气(H2和CO)的体积分数和氢碳比(H2/CO)如表所示。1000℃时的氢碳比与900℃时相比几乎没有变化,原因是_______ 。
(1)已知:CH4(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
CO2(g) + H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
CO(g) + H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
则反应I:CO2(g)+CH4(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
(2)若在一密闭容器中通入1mol CO2和1mol CH4,一定条件下发生反应I,测得CH4的平衡转化率、温度及压强的关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/24/2986295148855296/2986542545969152/STEM/d6599658-e4c9-4dc8-a8a8-5ee3c0e6e00f.png?resizew=312)
①下列描述能说明该反应处于化学平衡状态的是
A.CO的体积分数保持不变
B.容器内混合气体的总质量保持不变
C.v(H2) =2v(CH4)
D.容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变
②图中p1、p2、p3、p4,压强最小的是
③已知v正(CO)=1.28×10-2 p(CH4)·p(CO2) (kPa·s-1),p(CH4)、p(CO2)代表各组分的分压(分压=总压×物质的量分数)。当p4=360kPa时,a点v正(CO2) =
(3)EleyRideal的反应机理认为CO2和CH4重整的反应历程如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/24/2986295148855296/2986542545969152/STEM/dfebb290-4f1b-478d-a7cb-416745d546e0.png?resizew=265)
①该重整反应的决速步骤为
②不同温度下,产品气(H2和CO)的体积分数和氢碳比(H2/CO)如表所示。1000℃时的氢碳比与900℃时相比几乎没有变化,原因是
温度(℃) | H2(%) | CO(%) | H2/CO |
800 | 19.02 | 22.26 | 0.85 |
900 | 28.97 | 40.23 | 0.72 |
1000 | 38.27 | 53.76 | 0.71 |
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐2】请回答下列问题:
(1)以
为原料加氢可以合成甲醇
,一般认为可通过如下两个步骤来实现:
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b337766c59570aa0611e4e051bd1eec6.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/85edc8bf9eac97a3d4d2c88d56f6b938.png)
若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___________(填标号)。
(2)恒容条件下,反应
达到平衡,下列措施中能使平衡体系中
增大且加快化学反应速率的是___________(填字母)。
(3)在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1mol
和2mol
,一定条件下发生反应:
,测得
浓度随时间的变化如表所示:
测得该条件下平衡时体系的压强为P,求该反应的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
___________ 。
(4)在催化剂存在的条件下进行以下两个竞争反应:
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
将
的混合气体充入体积为VL的密闭容器中,相同时间内测得温度与转化率、产物选择性的关系如图所示。
选择性
。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/7/1153a492-694a-4bec-88be-1e6015aac89f.png?resizew=279)
①270℃以后
转化率随温度升高而增大的原因可能是①___________ 或②___________ 。
②有利于提高
选择性的反应条件可以是___________ (填标号)。
A.升高温度 B.使用更合适的催化剂 C.增大压强 D.原料气中掺入适量的CO
(1)以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f3259baddfe9bc02ac5766f800607825.png)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5472504004882ca8affafea97cfa431a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b337766c59570aa0611e4e051bd1eec6.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/448214d120a423ca1014cde0d1eaefc8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/85edc8bf9eac97a3d4d2c88d56f6b938.png)
若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___________(填标号)。
A.![]() | B.![]() |
C.![]() | D.![]() |
(2)恒容条件下,反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f3259baddfe9bc02ac5766f800607825.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b31e470d2b5d6e07cf1905b7a74ca720.png)
A.升高温度 | B.充入![]() |
C.再充入1mol![]() | D.将![]() |
(3)在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f3259baddfe9bc02ac5766f800607825.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d44074982980cd8e0e9d474bb88195de.png)
时间/min | 0 | 3 | 5 | 10 | 15 |
浓度/(![]() | 0 | 0.3 | 0.45 | 0.5 | 0.5 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
(4)在催化剂存在的条件下进行以下两个竞争反应:
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f3259baddfe9bc02ac5766f800607825.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/005347070dffab62c10dba68c72af84e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ebc22ab39d4a66f90197b5a03224f534.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0cb602b73614b8fe5264e363b57d0988.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/7/1153a492-694a-4bec-88be-1e6015aac89f.png?resizew=279)
①270℃以后
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
②有利于提高
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
A.升高温度 B.使用更合适的催化剂 C.增大压强 D.原料气中掺入适量的CO
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
名校
【推荐3】2023年5月30日我国神舟十六号“博士乘组”三位航天员直飞太空,与神舟十五号三位航天员胜利会师中国空间站。飞船采用的改进型火箭推进剂为无色气体N2O4,已知NO2和N2O4的结构式分别是
。实验测得N-N键键能为167kJ/mol,NO2中氮氧键的键能为466kJ/mol,N2O4中氮氧键的键能为438.5kJ/mol。
(1)写出N2O4转化为NO2的热化学方程式:_______ 。
(2)在100℃时,将0.40mol的NO2气体充入2L的密闭容器中,每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析,得到如表所示数据。
平衡常数
可用反应体系中气体物质分压表示,即
表达式中用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压
物质的量分数[例如:
]。设反应开始时体系压强为
,反应
平衡时各组分压强关系表达的平衡常数
。
①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fe095fdfeaa781c2113f4c61162b73a0.png)
_______ ,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/211308460eb5e65096ee183c9f526b90.png)
_______ 。
②上述反应平衡时,体系压强为_______ ,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
_______ 。
③
内,
的平均反应速率为_______
。
(3)反应
,一定条件下
与
的消耗速率 与自身压强间存在:
、
,其中
、
是与反应及温度有关的常数。
①平衡时,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9350ad1d11c32b058948f4c27530a8a1.png)
_______
。
②一定温度下,
、
与平衡常数
的关系是![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/266c4310c4e4848152cf4565cd14f898.png)
_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/29/2b197449-6d15-4cec-bb30-5d459fdd0e76.png?resizew=183)
(1)写出N2O4转化为NO2的热化学方程式:
(2)在100℃时,将0.40mol的NO2气体充入2L的密闭容器中,每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析,得到如表所示数据。
时间/s | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
n(NO2)/mol | 0.40 | n1 | 0.26 | n3 | n4 |
n(N2O4)/mol | 0.00 | 0.05 | n2 | 0.08 | 0.08 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cf3834d7ec7531f3c3c0ce9b286f7a49.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cf3834d7ec7531f3c3c0ce9b286f7a49.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2468403b3eba9e40bfa36f464e927738.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ba17a367a785bc9069774d29fa6ca175.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3606c4a853a6a34cb7f33bea81b15a1f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4c9490d438d43dee8b0e661645d0455c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5349cb69b594687e4a4f7bc569e8210d.png)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fe095fdfeaa781c2113f4c61162b73a0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/211308460eb5e65096ee183c9f526b90.png)
②上述反应平衡时,体系压强为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c0946fcc32a4d43841429a41af4432bc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d6149377ee90af173136c0119993ccb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8b2ba13502fe2dbdb280a67d0e7e8fdd.png)
(3)反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/91a11eae2208bf37dd09995daeec5a34.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/94679132b75edf2fc0643e4832a1e845.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d6149377ee90af173136c0119993ccb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1bafe2fec7b9e1f2fd26ee4dfbc01f5f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5d5521187300aef413daa5ea4e7b4683.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6defc43285a40f7ccb74c1cc04265eba.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/423b7ae39db552e60ee8b1d27312306f.png)
①平衡时,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9350ad1d11c32b058948f4c27530a8a1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b63c295e35ffd152690dd97ca705ab4f.png)
②一定温度下,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6defc43285a40f7ccb74c1cc04265eba.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/423b7ae39db552e60ee8b1d27312306f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff3dcd5e9a094a60ff298af4b5d9ec14.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/266c4310c4e4848152cf4565cd14f898.png)
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
【推荐1】H2S的吸收与利用有多种形式,根据下列研究回答:
Ⅰ.干法脱硫:
;![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/05f59de4c35b77461f1829c890c0102c.png)
;![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b105c437b644328058ada9884bdae66e.png)
(1)空气氧化脱除H2S反应:
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0ef1d6f716b36367db47c8e1d719835f.png)
_______ kJ·mol-1。
Ⅱ.H2S高温裂解反应:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0436a74963725d55eb7edd3a8b529593.png)
(2)不同温度下,具有一定能量的分子百分数与分子能量的关系如图1所示,E表示某温度下分子的平均能量,Ec是活化分子具有的最低能量,阴影部分的面积反映活化分子的百分数,则图中T1_______ T2(填“>”、“=”或“<”)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/22/df7325db-443c-4095-ad63-4b27271e422f.png?resizew=302)
图1
(3)若T1温度下使用催化剂,请在图1中画出相应的活化分子百分数变化_______ 。
(4)在恒容密闭真空容器中,充入H2S进行高温裂解反应,初始时容器内压强为p,反应温度为900℃。实验过程中控制不同温度,测得H2S的转化率如图2所示,其中曲线a表示H2S的平衡转化率与温度的关系,曲线b表示不同温度下反应经过相同时间时H2S的转化率。下列说法正确的是_______。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/22/7fe4be86-96db-4e9f-80e6-e66befe5318a.png?resizew=314)
(5)A的压力转化率表示为:
(
为A初始压强,
为A某时刻分压)。维持温度和压强不变,一定量的H2S分解达到平衡时,用各组分的平衡分压(即组分的物质的量分数×总压)表示的平衡常数
,则平衡时H2S的压力转化率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/84eb9a2a2d1b08aba52d6e69e35f65fe.png)
_______ 。
(6)表面喷淋水的活性炭可用于吸附氧化H2S,其原理可用下图表示。其它条件不变时,增大气相压强和水膜pH均能提高H2S的去除率,其可能的原因是_______ 。
Ⅰ.干法脱硫:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/58fdb37d57b00ac8da842c6103e8e332.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/05f59de4c35b77461f1829c890c0102c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6b12e0ad473dc96caa2ce942d7dec1d9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b105c437b644328058ada9884bdae66e.png)
(1)空气氧化脱除H2S反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5467911534569f1125bef7690751b5c0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0ef1d6f716b36367db47c8e1d719835f.png)
Ⅱ.H2S高温裂解反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0436a74963725d55eb7edd3a8b529593.png)
(2)不同温度下,具有一定能量的分子百分数与分子能量的关系如图1所示,E表示某温度下分子的平均能量,Ec是活化分子具有的最低能量,阴影部分的面积反映活化分子的百分数,则图中T1
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/22/df7325db-443c-4095-ad63-4b27271e422f.png?resizew=302)
图1
(3)若T1温度下使用催化剂,请在图1中画出相应的活化分子百分数变化
(4)在恒容密闭真空容器中,充入H2S进行高温裂解反应,初始时容器内压强为p,反应温度为900℃。实验过程中控制不同温度,测得H2S的转化率如图2所示,其中曲线a表示H2S的平衡转化率与温度的关系,曲线b表示不同温度下反应经过相同时间时H2S的转化率。下列说法正确的是_______。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/22/7fe4be86-96db-4e9f-80e6-e66befe5318a.png?resizew=314)
A.分别达到A、B、C点时,反应时间为:![]() |
B.A点时容器内压强为1.2p |
C.B点H2S的分解速率大于C点 |
D.高温时a、b两曲线重合的原因是温度升高反应速率加快 |
(5)A的压力转化率表示为:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/671a1fd371f2131d5251ac098e831ae4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3606c4a853a6a34cb7f33bea81b15a1f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8be646cd52d7f2f1714e7542e75810f2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1836f3f4dd1660230dc0744a78d546a5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/84eb9a2a2d1b08aba52d6e69e35f65fe.png)
(6)表面喷淋水的活性炭可用于吸附氧化H2S,其原理可用下图表示。其它条件不变时,增大气相压强和水膜pH均能提高H2S的去除率,其可能的原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/22/33d9b6ff-d589-460f-98c5-d3ef5d4798cb.jpg?resizew=292)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题,请回答:
(1)若在一个容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的N2和0.6mol的H2,在一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH<0,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2mol。则前5分钟的平均反应速率v(N2)=____ 。平衡时H2的转化率为____ 。
(2)平衡后,若要提高H2的转化率,可以采取的措施有___ 。
A.加了催化剂
B.增大容器体积
C.降低反应体系的温度
D.加入一定量N2
(3)若在2L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示:
请完成下列问题:
①试比较K1、K2的大小,K1____ K2(填“<”、“>”或“=”);
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是___ (填序号字母)。
A.容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2
B.v(N2)正=3v(H2)逆
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
③400℃时,反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为___ 。若某时刻测得NH3、N2和H2物质的量均 为2mol时,则该反应的v(N2)正___ v(N2)逆(填“<”、“>”或“=”)。
(1)若在一个容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的N2和0.6mol的H2,在一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
(2)平衡后,若要提高H2的转化率,可以采取的措施有
A.加了催化剂
B.增大容器体积
C.降低反应体系的温度
D.加入一定量N2
(3)若在2L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:N2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
T/℃ | 200 | 300 | 400 |
K | K1 | K2 | 0.5 |
请完成下列问题:
①试比较K1、K2的大小,K1
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是
A.容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2
B.v(N2)正=3v(H2)逆
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
③400℃时,反应2NH3(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。
Ⅰ.某同学探究外界条件对
分解速率的影响。
实验所用试剂:
溶液、蒸馏水、
粉末、
粉末。
(1)本实验待测数据可以是___________ 。
(2)实验1、3的目的是在其他条件相同时,研究___________ 对
分解速率的影响。
(3)实验3、4所测得的数据,能否比较
和
的催化效果?___________ (填“能”或“不能”),请说明理由___________ 。
(4)实验3、5是在其他条件相同时,探究浓度对该化学反应速率的影响。m处取用
溶液,还应添加的试剂及用量为___________ 。(混合后溶液体积变化忽略不计)
Ⅱ.某温度下,在容积恒定为
的密闭容器中充入
和
,一段时间后反应
达到平衡状态,实验数据如下表所示:
(5)
内的平均反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/645dbbb794c561eb29a068691bd44b25.png)
___________ ,250s时,
的转化率为___________ 。
(6)已知:键能指在标准状况下,将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g),B(g)所需的能量,用符号E表示,单位为
。
的键能为
的键能为
,
的键能为
,则生成
过程中___________ (填“吸收”或“放出”)的能量为___________
。
(7)为加快反应速率,可以采取的措施是___________ (填字母)。
a.降低温度 b.减小容器容积
d.恒压时充入
气 d.恒容时充入
气
(8)下列情况不能说明该反应一定达到平衡的是___________ (填字母)。
a.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/89854b9347599d80c0b4240055fb69bc.png)
b.混合气体的密度不再变化
c.混合气体的平均相对分子质量不再变化
d.体系压强不再变化
Ⅰ.某同学探究外界条件对
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9c38c6b842b451f57d81f9f8dd320e4c.png)
实验所用试剂:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c091e8f546d05fb552d9ee282c29e75c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bdcd76b0611c58a8a25dd1fc40454e9a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bba8c268b645f045374466cb02f50759.png)
实验序号 | ![]() | 温度 | 催化剂 | |
浓度(mol/L) | ![]() | |||
1 | 0.6 | 30 | 室温 | 无 |
2 | 0.6 | 30 | 50℃ | 无 |
3 | 0.6 | 30 | 室温 | ![]() |
4 | 0.6 | 30 | 室温 | ![]() |
5 | 0.3 | m | 室温 | ![]() |
(2)实验1、3的目的是在其他条件相同时,研究
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9c38c6b842b451f57d81f9f8dd320e4c.png)
(3)实验3、4所测得的数据,能否比较
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ad60241600751443a89557c09ced8b5c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ab52c58d108a8e68c57129f2bb03dd01.png)
(4)实验3、5是在其他条件相同时,探究浓度对该化学反应速率的影响。m处取用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/07080c18cdbaea1525d3015e1cad1a0e.png)
Ⅱ.某温度下,在容积恒定为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f7985c2d5b0332359a5512a589ded906.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2207ce1f46d0861d2da26d19b32e6b71.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/53b96347c7f57747a8afa0a66b5ba9b3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/59a7b811d92e4427e9be104909bb5c3d.png)
![]() | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
![]() | 0 | 0.24 | 0.30 | 0.40 | 0.40 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6467450c1ca7a1878e9d6d6c7064ba9a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/645dbbb794c561eb29a068691bd44b25.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
(6)已知:键能指在标准状况下,将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g),B(g)所需的能量,用符号E表示,单位为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/17ac68c255ad454565a22fca2d29ac35.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5fd6f4599741a1e981b23a0d21876ab7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9aaaa1ad2347beac887881b62a39613f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/948c0e322fae6ff65ddb62a7d50b9651.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/95ae7e38d8b42fecc5ff8b8c77462a45.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c12490b66e1f9c9f5e4cca7bc14ca2e2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e979917065dd679bf9c203435aa99547.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9235414bc13fe2ad07f1f6fd8f14c9ad.png)
(7)为加快反应速率,可以采取的措施是
a.降低温度 b.减小容器容积
d.恒压时充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dee8412ce7192368fa40ac04550f1c6b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dee8412ce7192368fa40ac04550f1c6b.png)
(8)下列情况不能说明该反应一定达到平衡的是
a.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/89854b9347599d80c0b4240055fb69bc.png)
b.混合气体的密度不再变化
c.混合气体的平均相对分子质量不再变化
d.体系压强不再变化
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