合成氨对人类的生存和发展有着重要意义,1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨,实现了人工固氮。回答下列问题:
(1)结合下表数据分析,工业上选用氮气与氢气反应固氮,而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是_______ 。
(2)对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在一定条件下氨的平衡含量如下表:
①合成氨反应为_______ (填“吸热”或“放热”)反应。
②其他条件不变时,升高温度,氨的平衡含量减小的原因是_______ (填标号)。
A.升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
B.升高温度,浓度商(Q)增大,平衡常数(K)不变,Q>K,平衡向逆反应方向移动
C.升高温度,活化分子数增多,反应速率加快
D.升高温度,平衡常数(K)减小,平衡向逆反应方向移动
(3)图1表示500°C、60.0MPa条件下,平衡时NH3的体积分数与原料气投料比的关系。根据图中M点数据,可计算出平衡时N2的体积分数为_______ 。
(4)图2是合成氨反应平衡混合气中NH3的体积分数随温度或压强变化的曲线,图中L(L1、L2)、X分别代表温度或压强,其中X代表的是_______ (填“温度”或“压强”)。判断L1、L2的大小关系并说明理由_______ 。
(1)结合下表数据分析,工业上选用氮气与氢气反应固氮,而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是
化学反应 | K(298K)的数值 |
N2(g)+O2(g)2NO(g) | 5.0×10-31 |
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) | 4.1×106 |
(2)对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在一定条件下氨的平衡含量如下表:
温度/°C | 压强/MPa | 氨的平衡含量(体积分数) |
200 | 10 | 81.5% |
550 | 10 | 8.25% |
①合成氨反应为
②其他条件不变时,升高温度,氨的平衡含量减小的原因是
A.升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
B.升高温度,浓度商(Q)增大,平衡常数(K)不变,Q>K,平衡向逆反应方向移动
C.升高温度,活化分子数增多,反应速率加快
D.升高温度,平衡常数(K)减小,平衡向逆反应方向移动
(3)图1表示500°C、60.0MPa条件下,平衡时NH3的体积分数与原料气投料比的关系。根据图中M点数据,可计算出平衡时N2的体积分数为
(4)图2是合成氨反应平衡混合气中NH3的体积分数随温度或压强变化的曲线,图中L(L1、L2)、X分别代表温度或压强,其中X代表的是
更新时间:2022-09-01 19:15:36
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【推荐1】“绿水青山就是金山银山”,因此如何消除大气污染物中的NOx、SO2等气体成为人们关注的主要问题之一。
(1)SO2的排放主要来自于煤的燃烧,工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。
已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下:
①SO2(g)+NH3·H2O(aq)= NH4HSO3(aq) ΔH1= a kJ/mol;
②NH3·H2O(aq)+ NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(ag)+H2O(l) ΔH2= b kJ/mol;
③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq) ΔH3= c kJ/mol。
则反应2SO2(g)+ 4NH3·H2O(aq)+ O2(g) = 2(NH4)2SO4(aq)+ 2H2O(l)的ΔH=______ kJ/mol。
(2)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g) ΔH=−681.8 kJ/mol对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应,在温度为TK时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:
①0~20 min内,平均反应速率v(SO2)=_____ mol/(L·min)。
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断,改变的条件可能是_____ (填字母)。
A.通入一定量的O2B.加入一定量的粉状碳酸钙
C.适当缩小容器的体积D.加入高效的催化剂
(3)NOx的排放主要来自于汽车尾气,有人利用反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=−34.0 kJ/mol,用活性炭对NO进行吸附。
①已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示:
由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,其原因为________________________________ ;
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1050K、1.1×105Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=_____________________ [已知:气体分压(P分)=气体总压(P)×体积分数]。
(4)氮氧化物也可以用尿素[(NH2)2CO]水溶液吸收。用尿素[(NH2)2CO]水溶液吸收体积比为1∶1的NO和NO2混合气,可将N元素转变为对环境无害的气体。该反应的化学方程式为___________________________________ 。
(5)汽车尾气吸收还可利用反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=−746.8 kJ/mol,实验测得,v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数_________ (填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍数。
②若在1L的恒容密闭容器中充入1 molCO和1 mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为80%,则k正︰k逆=_____ L/mol。
(1)SO2的排放主要来自于煤的燃烧,工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。
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①SO2(g)+NH3·H2O(aq)= NH4HSO3(aq) ΔH1= a kJ/mol;
②NH3·H2O(aq)+ NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(ag)+H2O(l) ΔH2= b kJ/mol;
③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq) ΔH3= c kJ/mol。
则反应2SO2(g)+ 4NH3·H2O(aq)+ O2(g) = 2(NH4)2SO4(aq)+ 2H2O(l)的ΔH=
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时间/min 浓度/mol·L−1 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
O2 | 1.00 | 0.79 | 0.60 | 0.60 | 0.64 | 0.64 |
CO2 | 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 0.88 | 0.88 |
①0~20 min内,平均反应速率v(SO2)=
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断,改变的条件可能是
A.通入一定量的O2B.加入一定量的粉状碳酸钙
C.适当缩小容器的体积D.加入高效的催化剂
(3)NOx的排放主要来自于汽车尾气,有人利用反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=−34.0 kJ/mol,用活性炭对NO进行吸附。
①已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示:
由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,其原因为
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1050K、1.1×105Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=
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①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数
②若在1L的恒容密闭容器中充入1 molCO和1 mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为80%,则k正︰k逆=
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【推荐2】碳的化合物与人类生产、生活密切相关。
(1)在恒温恒压条件下,将CO和H2的混合气体在催化剂作用下转化为甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H<0。
①下列一定能说明该反应达到平衡状态的有__________ 。
a混合气体的密度不再变化b CO和H2的物质的量之比不再变化
c v(CO)=v(CH3OH)d CO在混合气中的质量分数保持不变
②T1℃时,在一个起始体积为5 L的恒压容器中充入1 molCO、2 molH2,经过5 min达到平衡,CO的转化率为0.75,则T1℃时,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K=_______ ,达到平衡时容器体积为_________ L。
③在T1℃时,在体积为5 L的恒容容器中充入一定量的H2和CO,反应达到平衡时CH3OH的体积分数与的关系如图所示。温度不变,当=2.5时,达到平衡状态,CH3OH的体积分数可能是图象中的________ 点。
(2)科学家提出一种由CO2制取C的太阳能工艺如图所示,若“重整系统”发生的反应中=6,则FexOy的化学式为________________ 。
(1)在恒温恒压条件下,将CO和H2的混合气体在催化剂作用下转化为甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H<0。
①下列一定能说明该反应达到平衡状态的有
a混合气体的密度不再变化b CO和H2的物质的量之比不再变化
c v(CO)=v(CH3OH)d CO在混合气中的质量分数保持不变
②T1℃时,在一个起始体积为5 L的恒压容器中充入1 molCO、2 molH2,经过5 min达到平衡,CO的转化率为0.75,则T1℃时,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K=
③在T1℃时,在体积为5 L的恒容容器中充入一定量的H2和CO,反应达到平衡时CH3OH的体积分数与的关系如图所示。温度不变,当=2.5时,达到平衡状态,CH3OH的体积分数可能是图象中的
(2)科学家提出一种由CO2制取C的太阳能工艺如图所示,若“重整系统”发生的反应中=6,则FexOy的化学式为
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【推荐3】碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。合成气(CO和H2的混合气体)是碳化学的重要原料,焦炭与水蒸气在刚性密闭容器中会发生如下两个反应:
已知在20℃时:
Ⅰ:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);其正、逆反应的活化能分别为m kJ/mol、n kJ/mol;
Ⅱ:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g);其正、逆反应的活化能分别为p kJ/mol、q kJ/mol。
(1)则反应C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g) 的_______ 。(用m、n、p、q表示)
(2)若在绝热 恒容容器中仅发生反应Ⅱ,则下列事实能说明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
(3)已知反应Ⅱ的正反应速率,逆反应速率,、分别为正、逆反应速率常数,(k表示或)与温度的关系如图所示,其中直线a、b分别表示、随温度的变化。升高温度,反应Ⅱ的平衡常数K_______ (填“变大”或“变小”或“不变”)。
(4)在上图A点对应的温度下,向某刚性密闭容器中加入足量焦炭和一定量水蒸气,同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,已知起始时容器内压强为80kPa,10分钟后体系达到平衡状态,容器内总压强变为100kPa,p(CO2)= 12kPa。
①平衡时CO的分压_______ kPa,平衡时水蒸气的转化率为_______ %。
②进一步提高水蒸气平衡转化率的方法有_______ 、_______ (写两种不同的方法)。
已知在20℃时:
Ⅰ:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);其正、逆反应的活化能分别为m kJ/mol、n kJ/mol;
Ⅱ:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g);其正、逆反应的活化能分别为p kJ/mol、q kJ/mol。
(1)则反应C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g) 的
(2)若在
A.容器内气体的压强不变 | B.容器内温度不变 |
C.容器内气体的密度不再改变 | D.容器内气体的平均相对分子质量不变 |
(4)在上图A点对应的温度下,向某刚性密闭容器中加入足量焦炭和一定量水蒸气,同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,已知起始时容器内压强为80kPa,10分钟后体系达到平衡状态,容器内总压强变为100kPa,p(CO2)= 12kPa。
①平衡时CO的分压
②进一步提高水蒸气平衡转化率的方法有
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【推荐1】甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料,工业上利用CO和在催化剂作用下合成甲醇。
(1)已知反应中有关物质的化学键键能数据如下表所示:
则_____________
(2)在1L恒容密闭容器中充入2mol CO和4mol ,CO的平衡转化率(α)随温度和压强变化的如图所示。
②_____________ (填“<”、“=”、“>”)。理由_________________ ;
②在一定条件下,经过10min达到平衡状态a点处。则在该条件下,从开始至达到平衡状态______ ,abc三点对应平衡常数、、的大小关系:_____________ 。
③能说明该反应已达平衡状态的是_____________ 。
A. B.CO和的浓度之比不再随时间改变
C.混合气体的密度不随时间变化 D.气体的平均相对分子质量不再随时间改变
(3)也可由和合成。一定条件下,向1L恒容密闭容器中充入1mol 和2mol ,一定条件下反应 ,平衡时测得生成甲醇0.5mol,该反应的平衡常数___________________ (对于反应,,x为物质的量分数)。
(1)已知反应中有关物质的化学键键能数据如下表所示:
化学键 | H-H | C-O | CO | H-O | C-H |
E/(kJ/mol) | 436 | 342 | 1076 | 465 | 413 |
则
(2)在1L恒容密闭容器中充入2mol CO和4mol ,CO的平衡转化率(α)随温度和压强变化的如图所示。
②
②在一定条件下,经过10min达到平衡状态a点处。则在该条件下,从开始至达到平衡状态
③能说明该反应已达平衡状态的是
A. B.CO和的浓度之比不再随时间改变
C.混合气体的密度不随时间变化 D.气体的平均相对分子质量不再随时间改变
(3)也可由和合成。一定条件下,向1L恒容密闭容器中充入1mol 和2mol ,一定条件下反应 ,平衡时测得生成甲醇0.5mol,该反应的平衡常数
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【推荐2】甲烷水蒸气重整制合成气是利用甲烷资源的途径之一,该过程的主要反应是反应①
(1)已知:
则反应①的_________ (用、和表示);该温度下,反应①的_________ (用、、表示)
(2)其他条件相同,反应①在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下反应相同时间后,的转化率随反应温度的变化如图所示。
①在相同条件下,三种催化剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的催化效率由高到低的顺序是_________ 。
②a点所代表的状态_________ (填“是”或“不是”)平衡状态。
③c点的转化率高于b点,原因是_________
(3)反应①在恒容密闭反应器中进行,和的起始物质的量浓度之比为1:2,10h后的转化率为80%,并测得。
①的起始物质的量浓度为_________ ;
②0~10h内消耗的平均反应速率为_________ 。
(4)在答题卡的坐标图中,画出反应①分别在700℃和850℃下进行时,的转化率随时间t变化的示意图(进行必要标注)_________ 。
(1)已知:
则反应①的
(2)其他条件相同,反应①在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下反应相同时间后,的转化率随反应温度的变化如图所示。
①在相同条件下,三种催化剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的催化效率由高到低的顺序是
②a点所代表的状态
③c点的转化率高于b点,原因是
(3)反应①在恒容密闭反应器中进行,和的起始物质的量浓度之比为1:2,10h后的转化率为80%,并测得。
①的起始物质的量浓度为
②0~10h内消耗的平均反应速率为
(4)在答题卡的坐标图中,画出反应①分别在700℃和850℃下进行时,的转化率随时间t变化的示意图(进行必要标注)
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【推荐3】环氧乙烷是高效消毒剂,可用于口罩等医用品消毒,工业常用乙烯氧化法生产。
主反应:2CH2=CH2(g)+O2(g)2(g) △H1=-209.8kJ/mol
副反应:CH2=CH2(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1323.0kJ/mol
回答下列问题:
(1)以下既能加快反应速率又能提高环氧乙烷产率的方法有的_______。
(2)已知:(g)+HCl(g)(l),合成过程中的温度与氯乙醇的平衡产率关系如图a,30℃下原料投料比与氯乙醇的平衡产率关系如图b。
反应随温度升高平衡产率降低的可能原因为___________ ;其它条件不变时,降低环氧乙烷与HCl的投料比,环氧乙烷的平衡转化率将___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)环氧乙烷经水解可得到乙二醇。乙二醇易溶于水的原因为___________ ;写出乙二醇—氧气碱性燃料电池的负极电极反应式:___________ 。
主反应:2CH2=CH2(g)+O2(g)2(g) △H1=-209.8kJ/mol
副反应:CH2=CH2(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1323.0kJ/mol
回答下列问题:
(1)以下既能加快反应速率又能提高环氧乙烷产率的方法有的_______。
A.降低温度 | B.向容器中充入N2使压强增大 |
C.采用改性的催化剂 | D.用空气替代氧气 |
反应随温度升高平衡产率降低的可能原因为
(3)环氧乙烷经水解可得到乙二醇。乙二醇易溶于水的原因为
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【推荐1】化学反应原理对化学反应的研究具有指导意义。
(1)机动车废气排放已成为城市大气污染的重要来源。
①气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g)△H>0。汽车启动后,气缸内温度越高,单位时间内NO排放量越大,请分析两点原因。A_____ ;B______ 。
②汽车汽油不完全燃烧时还产生CO,若设想按下列反应除去CO:2CO(g)=2C(s)+O2(g) △H>0,该设想能否实现?____ (选填“能”或“不能”),依据是____ 。
(2)一定条件下,Fe3+和I﹣在水溶液中的反应是2I﹣+2Fe3+I2+2Fe2+,当反应达到平衡后,加入CCl4充分振荡,且温度不变,上述平衡向____ (选填“正反应”或“逆反应”)方向移动。请设计一种使该反应的化学平衡逆向移动的简单的实验方案____ 。
(3)已知:①CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-akJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-bkJ·mol-1
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-ckJ·mol-1
则下列叙述正确的是______
A.由上述热化学方程式可知b>c
B.甲烷的燃烧热为bkJ·mol-1
C.2CH3OH(g)=2CH4(g)+O2(g) ΔH=2(b-a)kJ·mol-1
D.若甲醇和甲烷的物质的量之比为1∶2,其完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出的热量为QkJ,则该混合物中甲醇的物质的量为mol
(1)机动车废气排放已成为城市大气污染的重要来源。
①气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g)△H>0。汽车启动后,气缸内温度越高,单位时间内NO排放量越大,请分析两点原因。A
②汽车汽油不完全燃烧时还产生CO,若设想按下列反应除去CO:2CO(g)=2C(s)+O2(g) △H>0,该设想能否实现?
(2)一定条件下,Fe3+和I﹣在水溶液中的反应是2I﹣+2Fe3+I2+2Fe2+,当反应达到平衡后,加入CCl4充分振荡,且温度不变,上述平衡向
(3)已知:①CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-akJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-bkJ·mol-1
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-ckJ·mol-1
则下列叙述正确的是
A.由上述热化学方程式可知b>c
B.甲烷的燃烧热为bkJ·mol-1
C.2CH3OH(g)=2CH4(g)+O2(g) ΔH=2(b-a)kJ·mol-1
D.若甲醇和甲烷的物质的量之比为1∶2,其完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出的热量为QkJ,则该混合物中甲醇的物质的量为mol
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【推荐2】工业上,在催化剂条件下,用NH3作为还原剂将烟气中的NOx还原成无害的氮气和水,反应方程式可表示为:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)
(1)一定条件下,在容积为2L的密闭容器内反应,20min时达到平衡,生成N20.6mol,则平均反应速率v(NO)=_______ 。可从混合气体的颜色变化判断上述反应是否达到平衡,其理由是_______ 。
(2)该反应平衡常数表达式K=_______ 。在温度不变的条件下将容器体积压缩至原来的一半,达到新的平衡后NO的浓度为原来的1.6倍,平衡常数为K2,则K1与K2的大小关系是_______ (选填编号)。
a.K1<K2 b.K1=K2 c.K1>K2 d.无法确定
(3)若其中的反应转化率(α)与反应温度(T)和压强(P)的关系如图所示。
根据图象判断:P1_______ P2(填“>”、“<”或“=”)。该反应是_______ 反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)与Cl2相比较,ClO2处理水时被还原成Cl-,不生成有机氯代物等有害物质。工业上可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备ClO2,反应如下:NaClO2+HCl→ClO2↑+NaCl+ (没有配平)
补全方程式并配平,标出电子转移方向和数目。_______
NaClO2+ HCl→ ClO2↑+ NaCl+
(5)该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是_______ 。若生成0.2 mol ClO2,转移电子数为_______ 个。
(1)一定条件下,在容积为2L的密闭容器内反应,20min时达到平衡,生成N20.6mol,则平均反应速率v(NO)=
(2)该反应平衡常数表达式K=
a.K1<K2 b.K1=K2 c.K1>K2 d.无法确定
(3)若其中的反应转化率(α)与反应温度(T)和压强(P)的关系如图所示。
根据图象判断:P1
(4)与Cl2相比较,ClO2处理水时被还原成Cl-,不生成有机氯代物等有害物质。工业上可用亚氯酸钠和稀盐酸为原料制备ClO2,反应如下:NaClO2+HCl→ClO2↑+NaCl+ (没有配平)
补全方程式并配平,标出电子转移方向和数目。
NaClO2+ HCl→ ClO2↑+ NaCl+
(5)该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是
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【推荐3】氮及其化合物在生活和生产中应用广泛。
I.(1)N2O是一种典型的温空气体,在一定条件下,其分解的化学方程式为:2N2O(g)==2N2(g) +O2(g) △H________________ 。
(2)已知一定条件下有下列反应:
①2N2O5(g)4NO2(g)+ O2(g) △H1
②2NO2(g)2NO(g)+ O2(g) △H2
③2NaOH(aq)+ N2O5(g)2NaNO3(aq)+H2O(1) △H3
写出NO与O2的混合物溶于NaOH 溶液生成硝酸盐的热化学方程式_____________________________ 。在容积为2L 的恒容密闭容器中充入1.00mol N2O5,假设在T℃时只发生反应①、②,若达到平衡状态后O2 为1.00mol,NO2为0.400mol,则T℃时反应①的平衡常数的值为_______________________ 。
II.联氨(N2H4)是一种绿色环保的还原剂,其氧化产物为氮气。
(3)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,写出联氨与过量盐酸反应的离子方程式_______________ 。
(4)在高温下,N2H4可完全分解为NH3、N2及H2,实验测得分解产物中N2与H2的物质的量之比为3:2,则该分解反应的化学方程式为_____________________________________ 。
(5)SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为:4NH3(g) +4NO(g) +O2(g) 4N2(g) +6H2O(g)△H<0其他条件相同,某2L密闭容器中分别投入2mol NH3、2molNO、lmolO2,在甲、乙两种催化剂作用下,NO转化率与温度的关系如图所示。下列叙述不正确的是_________ 。
A.在催化剂甲作用下,图中Y点处(210℃) NO的转化率一定不是该温度下的平衡转化率
B.在催化剂甲作用下,高于210℃时,NO转化率降低的原因可能是催化剂活性降低
C.300℃时,NO的平衡转化率M点高于Z点的原因是乙催化剂催化效率高
D.其他条件不变,增加NH3的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
III.NH3是一种重要的化工原料。
(6)NH3和Cr2O3 固体高温下可以制备多功能材料CrN晶体,其反应为Cr2O3 (s) +2NH3(g) 2CrN(s)+3H2O(g)。在800℃时,为降低相同时间内收集到的粗产品中氧的含量,通过提高反应器中NH3(g)流量的工艺手段达成,请解释可能的原因_____________________________________________ 。
I.(1)N2O是一种典型的温空气体,在一定条件下,其分解的化学方程式为:2N2O(g)==2N2(g) +O2(g) △H
(2)已知一定条件下有下列反应:
①2N2O5(g)4NO2(g)+ O2(g) △H1
②2NO2(g)2NO(g)+ O2(g) △H2
③2NaOH(aq)+ N2O5(g)2NaNO3(aq)+H2O(1) △H3
写出NO与O2的混合物溶于NaOH 溶液生成硝酸盐的热化学方程式
II.联氨(N2H4)是一种绿色环保的还原剂,其氧化产物为氮气。
(3)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,写出联氨与过量盐酸反应的离子方程式
(4)在高温下,N2H4可完全分解为NH3、N2及H2,实验测得分解产物中N2与H2的物质的量之比为3:2,则该分解反应的化学方程式为
(5)SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为:4NH3(g) +4NO(g) +O2(g) 4N2(g) +6H2O(g)△H<0其他条件相同,某2L密闭容器中分别投入2mol NH3、2molNO、lmolO2,在甲、乙两种催化剂作用下,NO转化率与温度的关系如图所示。下列叙述不正确的是
A.在催化剂甲作用下,图中Y点处(210℃) NO的转化率一定不是该温度下的平衡转化率
B.在催化剂甲作用下,高于210℃时,NO转化率降低的原因可能是催化剂活性降低
C.300℃时,NO的平衡转化率M点高于Z点的原因是乙催化剂催化效率高
D.其他条件不变,增加NH3的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
III.NH3是一种重要的化工原料。
(6)NH3和Cr2O3 固体高温下可以制备多功能材料CrN晶体,其反应为Cr2O3 (s) +2NH3(g) 2CrN(s)+3H2O(g)。在800℃时,为降低相同时间内收集到的粗产品中氧的含量,通过提高反应器中NH3(g)流量的工艺手段达成,请解释可能的原因
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【推荐1】回答下列问题:
(1)CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和CO2的反应,制造更高价值的化学品是目前的研究目标。250℃时,以镍合金为催化剂,发生如下反应:CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)。
①此温度下该反应的平衡常数表达式K=_______
②已知:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g) ∆H=-890.3kJ•mol-1
CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g) ∆H=+2.8kJ•mol-1
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g) ∆H=-566.0kJ•mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)的∆H=_______ kJ•mol-1;
(2)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
回答下列问题:
①该反应为_______ (填“吸热”或“放热”)反应。
②830℃,容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下,扩大容器的体积。平衡_______ (填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。
③若830℃时,向容器中充入1molCO、5molH2O,反应达到平衡后,其化学平衡常数K_______ (填“大于”“小于”或“等于”)1.0。
④若1200℃℃时,在某时刻,体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2mol/L、2mol/L、4mol/L、4mol/L,则此时上述反应的平衡移动方向为_______ (填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)
(3)在新冠肺炎疫情期间,“84”消毒液是环境消毒液之一。某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图所示的装置。c、d都为石墨电极。
完成下列填空:
①a为电源的_______ 极,c为电解池的_______ 极(填“正”“负”或“阴”“阳”)。
②d电极上发生的电极反应式:_______ ,电解产生消毒液的总化学方程式为_______ 。
(1)CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和CO2的反应,制造更高价值的化学品是目前的研究目标。250℃时,以镍合金为催化剂,发生如下反应:CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)。
①此温度下该反应的平衡常数表达式K=
②已知:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g) ∆H=-890.3kJ•mol-1
CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g) ∆H=+2.8kJ•mol-1
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g) ∆H=-566.0kJ•mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)的∆H=
(2)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
回答下列问题:
①该反应为
②830℃,容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下,扩大容器的体积。平衡
③若830℃时,向容器中充入1molCO、5molH2O,反应达到平衡后,其化学平衡常数K
④若1200℃℃时,在某时刻,体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2mol/L、2mol/L、4mol/L、4mol/L,则此时上述反应的平衡移动方向为
(3)在新冠肺炎疫情期间,“84”消毒液是环境消毒液之一。某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如图所示的装置。c、d都为石墨电极。
完成下列填空:
①a为电源的
②d电极上发生的电极反应式:
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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】反应A(g)⇌B(g)+C(g)在容积为1.0L的密闭容器中进行,A的初始浓度为0.050mol/L。温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。回答下列问题:
(1)上述反应是______________ (填”吸热反应”或”放热反应”),温度T1_____ T2,(填“大于”、“小于”或“等于”,下同)平衡常数K(T1)_______ K(T2)。
(2)若温度T2时,5min后反应达到平衡,A的转化率为70%,则:
①平衡时体系总的物质的量为___________ 。
②反应在0~5min区间的平均反应速率v(A)=____________ 。
(3)在温度T1时,若增大体系压强,A的转化率_________ (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),平衡常数________ 。
(1)上述反应是
(2)若温度T2时,5min后反应达到平衡,A的转化率为70%,则:
①平衡时体系总的物质的量为
②反应在0~5min区间的平均反应速率v(A)=
(3)在温度T1时,若增大体系压强,A的转化率
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】水煤气的主要成分为一氧化碳和氢气,是重要的化工原料。
(1)一氧化碳与氢气反应过程的能量变化如图所示,反应的热化学方程式为__________ 。
I.已知下列反应:①CO(g)+ 0.5O2(g)=CO2(g) ΔH= -283.0kJ/mol, ②H2(g) + 0.5O2(g)= H2O(g) ΔH= -241.8kJ/mol, 分析下表可得到氢氧键的键能为____________ kJ·mol-1。
II.甲醇燃烧能释放出大量的热。则CH3OH(g)+1.5O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(g)△H____ kJ·mol-1。
(2)甲烷与水蒸气反应可以制取水煤气,该反应为: CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。
I.该反应的△S__________ 0 (填 “>”或“<” ),平衡常数的表达式为____________ 。下图是该反应在不同温度下CH4的转化率随时间变化的曲线,T1和T2温度下的平衡常数分别为K1、K2,则K1_____ K2 (填 “>” 、“<”或“=” )。
II.某温度下,将甲烷与水蒸气以物质的量之比1: 1置于恒容密闭容器中发生反应,能说明该反应已达到平衡的是________________ (填序号) .
A.体系的压强不发生变化 B.体系中碳元素的质量分数不变
C.混合气的密度保持不变 D. CO与H2的物质的量之比保持不变
III.若800°C时,该反应的平衡常数K=1.0,某时刻测得该温度下,密闭容器中各物质的物质的量浓度分别为: c(CH4)=3.0mol·L-1、 c(H2O)=4.0mol·L-1、c(CO)= 2mol·L1、c(H2)=2mol·L-1,则此时该可逆反应的状态是_____ (填序号) 。
A.达到平衡 B.向正反应方向移动 C.向逆反应方向移动
(1)一氧化碳与氢气反应过程的能量变化如图所示,反应的热化学方程式为
I.已知下列反应:①CO(g)+ 0.5O2(g)=CO2(g) ΔH= -283.0kJ/mol, ②H2(g) + 0.5O2(g)= H2O(g) ΔH= -241.8kJ/mol, 分析下表可得到氢氧键的键能为
化学键 | H-H | O=O |
键能/kJ·mol-1 | 436 | 498 |
II.甲醇燃烧能释放出大量的热。则CH3OH(g)+1.5O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(g)△H
(2)甲烷与水蒸气反应可以制取水煤气,该反应为: CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。
I.该反应的△S
II.某温度下,将甲烷与水蒸气以物质的量之比1: 1置于恒容密闭容器中发生反应,能说明该反应已达到平衡的是
A.体系的压强不发生变化 B.体系中碳元素的质量分数不变
C.混合气的密度保持不变 D. CO与H2的物质的量之比保持不变
III.若800°C时,该反应的平衡常数K=1.0,某时刻测得该温度下,密闭容器中各物质的物质的量浓度分别为: c(CH4)=3.0mol·L-1、 c(H2O)=4.0mol·L-1、c(CO)= 2mol·L1、c(H2)=2mol·L-1,则此时该可逆反应的状态是
A.达到平衡 B.向正反应方向移动 C.向逆反应方向移动
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