利用合成气(主要成分为CO、CO2、 H2) 一定条件下合成甲醇(CH3OH),发生的主要反应如下:
Ⅰ. CO(g) + 2H2(g)=CH3OH(g) △H。
Ⅱ. CO(g) + H2O(g)=CO2(g) +H2(g) ∆H2=-41.2 kJ/mol
回答下列问题:
(1)已知反应①中的相关化学键键能数据如下:
写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式_______ 反应I在_______ (填“高温”、“低温”或“任意温度”)条件下自发进行。
(2)在T℃时,向5L恒容密闭容器中加入0.6 mol CO和0.45 molH2,发生反应Ⅰ。CO和CH3OH的浓度在不同时刻的变化状况如图所示:
①下列能够说明反应在第6min时达到平衡状态的是______
A.混合气体的平均摩尔质量不再改变
B. CH3OH 的浓度不变
C. v(CO)正 : v(H2)逆= 2:1
D. P(CO):P( H2)= 1:2
第8 min时改变的条件是_______
②在第12 min时升高温度,重新达到平衡时,化学平衡常数将_______ (填 “增大”“不变”或“减小”),理由是_______
(3)某科研小组研究了反应CO(g) + 2H2(g)= CH3OH(g)的动力学,获得其速率方程v=k[c(H2)]1/2[c(CO)]m,k为速率常数(只受温度影响),m为CO的反应级数。在某温度下进行实验,测得各组分初浓度和反应初速率如下:
CO的反应级数m=_______ , 当实验2进行到某时刻,测得c(H3)= 0.010 mol·L-1,则此时的反应速率v_______ mol·L-1·s-1(已知:≈0.3)。
(4)利用CH4重整CO2的催化转化如图所示,CH4与CO2重整反应的方程式为_______ 。有关转化过程,下列说法正确的是_______ (填序号)。
a. 过程Ⅰ中CO2未参与反应
b.过程Ⅱ实现了含碳物质与含氢物质的分离
c.转化②中CaO消耗过程中的CO2,有利于反应正向进行
d. 转化③中Fe与CaCO3,反应的物质的量之比为4:3
Ⅰ. CO(g) + 2H2(g)=CH3OH(g) △H。
Ⅱ. CO(g) + H2O(g)=CO2(g) +H2(g) ∆H2=-41.2 kJ/mol
回答下列问题:
(1)已知反应①中的相关化学键键能数据如下:
化学键 | H-H | C-O | C≡O | H-O | C-H |
E/(kJ/mol) | 436 | 343 | 1076 | 465 | 413 |
(2)在T℃时,向5L恒容密闭容器中加入0.6 mol CO和0.45 molH2,发生反应Ⅰ。CO和CH3OH的浓度在不同时刻的变化状况如图所示:
①下列能够说明反应在第6min时达到平衡状态的是
A.混合气体的平均摩尔质量不再改变
B. CH3OH 的浓度不变
C. v(CO)正 : v(H2)逆= 2:1
D. P(CO):P( H2)= 1:2
第8 min时改变的条件是
②在第12 min时升高温度,重新达到平衡时,化学平衡常数将
(3)某科研小组研究了反应CO(g) + 2H2(g)= CH3OH(g)的动力学,获得其速率方程v=k[c(H2)]1/2[c(CO)]m,k为速率常数(只受温度影响),m为CO的反应级数。在某温度下进行实验,测得各组分初浓度和反应初速率如下:
实验序号 | c(H2)/mol/L | c(CO)/mol/L | v/mol/L |
1 | 0.100 | 0.100 | 1.2×10-2 |
2 | 0.050 | 0.100 | 8.4×10-3 |
3 | 0.100 | 0.200 | 2.4×10-2 |
(4)利用CH4重整CO2的催化转化如图所示,CH4与CO2重整反应的方程式为
a. 过程Ⅰ中CO2未参与反应
b.过程Ⅱ实现了含碳物质与含氢物质的分离
c.转化②中CaO消耗过程中的CO2,有利于反应正向进行
d. 转化③中Fe与CaCO3,反应的物质的量之比为4:3
更新时间:2022-09-06 20:56:37
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【推荐1】硫酸亚铁晶体(FeSO4●7H2O)在医药上作补血剂。工业上用废铁生产FeSO4●7H2O的一种流程如图所示:
(1)步骤Ⅰ中除铁和硫酸、铁锈和硫酸反应外,还有一个反应的化学方程式为:___________ 。
(2)证明步骤I滤液中只含有的方法:取样,先滴加___________ ,再滴加___________ (填试剂,名称),该过程的现象___________ 。
(3)步骤Ⅲ从硫酸亚铁溶液中获得硫酸亚铁晶体()的实验操作为蒸发浓缩、冷却结晶、___________ 、冰水洗涤、烘干。烘干操作需在低温条件下进行,原因是:___________ 。
(4)将FeCl3和KSCN溶液混合,发生可逆反应:,已知反应处于平衡状态中,现改变条件请回答下列问题:
向上述混合液中,若加入少量固体后,混合溶液红色___________ ;若加入少量粉后,混合溶液红色___________ ;若加入少量固体后,混合溶液红色___________ ;若加入溶液后,混合溶液红色___________ 。(填“变深”、“变浅”或“不变”;注意,溶液中加入少量固体可以忽略体积变化)
(1)步骤Ⅰ中除铁和硫酸、铁锈和硫酸反应外,还有一个反应的化学方程式为:
(2)证明步骤I滤液中只含有的方法:取样,先滴加
(3)步骤Ⅲ从硫酸亚铁溶液中获得硫酸亚铁晶体()的实验操作为蒸发浓缩、冷却结晶、
(4)将FeCl3和KSCN溶液混合,发生可逆反应:,已知反应处于平衡状态中,现改变条件请回答下列问题:
向上述混合液中,若加入少量固体后,混合溶液红色
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【推荐2】CuCl2是常见的化学试剂,某学习小组利用废铜屑“湿法”制备CuCl2·2H2O。
氯化铜在不同温度下结晶形成的结晶水合物
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为_______ ,NaOH溶液的作用是_______ 。
(2)“湿法”制备CuCl2的离子方程式为_______ ,实验中,H2O2的实际用量要大于理论用量,原因是_______ 。
(3)为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,反应完全后要进行的操作是:除去其他可能的金属离子后,过滤,向滤液中持续通入HCl气体,加热蒸发浓缩,_______ ,过滤,洗涤,低温干燥,其中,持续通入HCl的作用是_______ 。
(4)查阅资料:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl- ⇌[CuCl4]2-(黄色)+4H2O,设计实验证明CuCl2溶液中存在上述平衡:取少量蓝色CuCl2稀溶液于试管中,_______ 。
(5)查阅资料:[CuCl4]2-比[Cu(H2O)4]2+更稳定:与Cu2+配位时,Cl-比H2O的配位能力更强,原因可能是_______ 。
氯化铜在不同温度下结晶形成的结晶水合物
温度 | 15℃以下 | 15~25.7℃ | 26~42℃ | 42℃以上 |
结晶水合物 | CuCl2·4H2O | CuCl2·3H2O | CuCl2·2H2O | CuCl2·H2O |
(1)仪器a的名称为
(2)“湿法”制备CuCl2的离子方程式为
(3)为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,反应完全后要进行的操作是:除去其他可能的金属离子后,过滤,向滤液中持续通入HCl气体,加热蒸发浓缩,
(4)查阅资料:[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl- ⇌[CuCl4]2-(黄色)+4H2O,设计实验证明CuCl2溶液中存在上述平衡:取少量蓝色CuCl2稀溶液于试管中,
(5)查阅资料:[CuCl4]2-比[Cu(H2O)4]2+更稳定:与Cu2+配位时,Cl-比H2O的配位能力更强,原因可能是
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【推荐3】工业废水中常含有一定量的Cr2O和CrO,它们会对人类及生态系统产生很大损害,必须进行处理。常用的处理方法有两种。
方法1:还原沉淀法
该法的工艺流程为:CrOCr2OCr3+Cr(OH)3↓,其中第①步存在平衡:2CrO(黄色)+2H+Cr2O(橙色)+H2O。
(1)若平衡体系的pH=2,该溶液显___ 色。
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是___ 。
a.Cr2O和CrO的浓度相同
b.2v(Cr2O)=v(CrO)
c.溶液的颜色不变
(3)第②步中,还原1molCr2O离子,需要___ mol的FeSO4·7H2O。
方法2:电解法
该法用Fe做电极电解含Cr2O的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。
(4)用Fe做电极的原因为___ 。
(5)在阴极附近溶液pH升高的原因是___ (用电极反应解释),溶液中同时生成的沉淀还有___ (用化学式表示)。
方法1:还原沉淀法
该法的工艺流程为:CrOCr2OCr3+Cr(OH)3↓,其中第①步存在平衡:2CrO(黄色)+2H+Cr2O(橙色)+H2O。
(1)若平衡体系的pH=2,该溶液显
(2)能说明第①步反应达平衡状态的是
a.Cr2O和CrO的浓度相同
b.2v(Cr2O)=v(CrO)
c.溶液的颜色不变
(3)第②步中,还原1molCr2O离子,需要
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该法用Fe做电极电解含Cr2O的酸性废水,随着电解进行,在阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。
(4)用Fe做电极的原因为
(5)在阴极附近溶液pH升高的原因是
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【推荐1】催化加氢可合成二甲醚,发生的主要反应有:
反应I:
反应II:
向恒压的容器中充入和,若仅考虑上述反应,平衡时和的选择性及的转化率随温度的变化如图中实线所示。的选择性。
(1)图中曲线___________ 表示平衡时的选择性,在℃范围内,随着温度的升高,平衡时的选择性变化的原因是___________ 。
(2)平衡时的转化率随温度的变化___________ (填“可能”或“不可能”)如图中虚线④所示。若达到平衡后,再充入和,重新达到平衡时的体积分数___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)①220℃时,在催化剂作用下与反应一段时间后,测得的选择性为(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高选择性的措施有___________ (答一点即可)。反应状态达B点时,容器中为___________ mol(用最简分数表示)。
②关于合成二甲醚工艺的理解,下列说法正确的是___________
A.合成二甲醚的反应在A点和B点时的化学平衡常数(A)小于(B)
B.当温度、压强一定时,在原料气(比例不变)中添加少量情性气体,有利于提高平衡转化率
C.其他条件不变,改为恒容条件,CO平衡选择性比恒压条件下的平衡选择性高
D.由图像可知,CO2加氢合成二甲醚应该使用较低温下具有良好活性的催化剂
(4)经实践,合成甲醚的适宜温度为260℃,原因是___________ 。
反应I:
反应II:
向恒压的容器中充入和,若仅考虑上述反应,平衡时和的选择性及的转化率随温度的变化如图中实线所示。的选择性。
(1)图中曲线
(2)平衡时的转化率随温度的变化
(3)①220℃时,在催化剂作用下与反应一段时间后,测得的选择性为(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高选择性的措施有
②关于合成二甲醚工艺的理解,下列说法正确的是
A.合成二甲醚的反应在A点和B点时的化学平衡常数(A)小于(B)
B.当温度、压强一定时,在原料气(比例不变)中添加少量情性气体,有利于提高平衡转化率
C.其他条件不变,改为恒容条件,CO平衡选择性比恒压条件下的平衡选择性高
D.由图像可知,CO2加氢合成二甲醚应该使用较低温下具有良好活性的催化剂
(4)经实践,合成甲醚的适宜温度为260℃,原因是
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【推荐2】利用太阳能光解水,制备的用于还原合成有机物,可实现资源的再利用。回答下列问题:
Ⅰ. 半导体光催化剂浸入水或电解质溶液中,光照时可在其表面得到产物
(1)下图为该催化剂在水中发生光催化反应的原理示意图。光解水能量转化形式为___________ 。
(2)若将该催化剂置于溶液中,产物之一为,另一产物为___________ 。若将该催化剂置于溶液中,产物之一为,写出生成另一产物的离子反应式___________ 。
Ⅱ. 用还原可以在一定条件下合成(不考虑副反应): ?
(3)某温度下,恒容密闭容器中,和的起始浓度分别为和,经反应达到平衡,此时的产率(即实际产量与理论产量之比)为。内用表示的反应速率为___________ 。该温度下反应平衡常数的值为___________ 。
(4)恒压下,和的起始物质的量比为时,该反应在无分子筛膜时和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示,其中分子筛膜能选择性分离出。
①该反应的___________ (填“”或“”)0。
②在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为___________ 。
③有分子筛膜时,点之前,甲醇的平衡产率逐渐增大的可能原因是___________ 。
Ⅲ. 调节溶液可实现工业废气的捕获和释放
(5)已知时,碳酸电离常数,。当溶液时,___________ : ___________ 。
Ⅰ. 半导体光催化剂浸入水或电解质溶液中,光照时可在其表面得到产物
(1)下图为该催化剂在水中发生光催化反应的原理示意图。光解水能量转化形式为
(2)若将该催化剂置于溶液中,产物之一为,另一产物为
Ⅱ. 用还原可以在一定条件下合成(不考虑副反应): ?
(3)某温度下,恒容密闭容器中,和的起始浓度分别为和,经反应达到平衡,此时的产率(即实际产量与理论产量之比)为。内用表示的反应速率为
(4)恒压下,和的起始物质的量比为时,该反应在无分子筛膜时和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示,其中分子筛膜能选择性分离出。
①该反应的
②在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为
③有分子筛膜时,点之前,甲醇的平衡产率逐渐增大的可能原因是
Ⅲ. 调节溶液可实现工业废气的捕获和释放
(5)已知时,碳酸电离常数,。当溶液时,
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【推荐3】废气的综合处理与应用技术是科研人员的重要研究课题,CO、、是重要的大气污染气体。
处理后的CO是制取新型能源二甲醚的原料。
已知:
则CO和反应生成气态二甲醚的热化学方程式为__________ 。
温度为时,在容积固定的密闭容器中发生反应:未配平,时达到平衡,各物质浓度随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同,温度分别为、时发生反应,Z的浓度随时间变化的关系如图b所示。
则图a中反应达到平衡时,Y的转化率为________ ;时,该反应的平衡常数为________ 保留3位有效数字;该反应正反应的反应热________ 填“”、“”或“”。
可用于合成甲醇,反应方程式为。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。实际生产条件控制在________ ,压强为左右,选择此压强的理由是______________ 。
如图是某甲醇燃料电池工作的示意图:
质子交换膜只有质子能够通过左右两侧的溶液均为溶液。电极a上发生的电极反应为_______ 。
处理后的CO是制取新型能源二甲醚的原料。
已知:
则CO和反应生成气态二甲醚的热化学方程式为
温度为时,在容积固定的密闭容器中发生反应:未配平,时达到平衡,各物质浓度随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同,温度分别为、时发生反应,Z的浓度随时间变化的关系如图b所示。
则图a中反应达到平衡时,Y的转化率为
可用于合成甲醇,反应方程式为。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。实际生产条件控制在
如图是某甲醇燃料电池工作的示意图:
质子交换膜只有质子能够通过左右两侧的溶液均为溶液。电极a上发生的电极反应为
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解题方法
【推荐1】2023年杭州亚运会主火炬使用了零碳甲醇燃料,其制备共消耗了16万吨。该甲醇的制备反应及副反应如下:
i.
ii.
(1)研究表明,CO与也能生成,写出该反应的热化学方程式:___________ 。
(2)上述反应在大型定容密闭容器中进行,下列说法正确的是___________。
(3)其他条件相同,仅改变容器体积,实验测得CO的平衡产率随着压强的增加而减少,可能原因是___________ 。
(4)在催化剂作用下,将、投入容积为1L的反应器,反应温度对平衡转化率、选择性的影响如下。
已知:
①240℃体系达到平衡时用时为,则___________
②该温度下反应ⅰ的化学平衡常数为___________ (列出计算式即可,数据用小数表示)
③在240℃达到平衡时,体系___________ (填“吸收”或“放出”)的热量为___________ kJ(除了反应ⅰ和ⅱ不考虑其他反应)。
i.
ii.
(1)研究表明,CO与也能生成,写出该反应的热化学方程式:
(2)上述反应在大型定容密闭容器中进行,下列说法正确的是___________。
A.反应i的活化能Ea大于反应ii |
B.容器内压强不变时可以判断反应达到平衡 |
C.升高温度可以提高甲醇的平衡产率 |
D.使用性能更佳的催化剂有可能提高单位时间内的转化率 |
(3)其他条件相同,仅改变容器体积,实验测得CO的平衡产率随着压强的增加而减少,可能原因是
(4)在催化剂作用下,将、投入容积为1L的反应器,反应温度对平衡转化率、选择性的影响如下。
已知:
①240℃体系达到平衡时用时为,则
②该温度下反应ⅰ的化学平衡常数为
③在240℃达到平衡时,体系
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【推荐2】氮的化合物种类繁多,性质也各不相同。请回答下列问题:
(1)氯化铵固体是常用的氮肥之一,水溶液显酸性,原因是:___________ (用离子方程式表示)。
(2)已知:①
②
则的___________ 。
(3)现代技术用氨气将汽车尾气中的还原为和,反应原理是 。
①实际生产中的反应温度不宜过高的原因___________ 。
②500℃时,在2L恒容密闭容器中充入1mol NO、1mol 和2mol ,8min时反应达到平衡,此时的浓度为0.6mol/L,则0~8min内用表示的平均反应速率___________ ,500℃时该反应的平衡常数___________ 。
(1)氯化铵固体是常用的氮肥之一,水溶液显酸性,原因是:
(2)已知:①
②
则的
(3)现代技术用氨气将汽车尾气中的还原为和,反应原理是 。
①实际生产中的反应温度不宜过高的原因
②500℃时,在2L恒容密闭容器中充入1mol NO、1mol 和2mol ,8min时反应达到平衡,此时的浓度为0.6mol/L,则0~8min内用表示的平均反应速率
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【推荐3】在2 L密闭容器内,加入0.100 molCO气体和0.080 molCuO固体,800℃时发生如下反应:2CuO(s)+CO(g)Cu2O(s)+CO2(g),n(CuO)随时间的变化如表:
(1)用CO表示前2min内的化学反应速率=________ 。
(2)计算此反应在800ºC时的化学平衡常数k=______________ 。若向平衡后的体系中加入CO和CO2各0.05mol,则此时v(正)_______ v (逆) 。
(3)用来还原CuO的CO可以用C和水蒸气反应制得。
已知:C(s)+O2(g)CO2(g) ∆H =-393.5 kJ/mol,2CO(g)+ O2(g)2CO2(g) ∆H=-566 kJ/mol,2H2(g)+ O2(g)2H2O(g) ∆H =-571.6 kJ/mol,则C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ∆H =__________ 。此反应的化学平衡表达式为:_______________________ 。
时间(min) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(CuO)(mol) | 0.080 | 0.060 | 0.040 | 0.020 | 0.020 | 0.020 |
(1)用CO表示前2min内的化学反应速率=
(2)计算此反应在800ºC时的化学平衡常数k=
(3)用来还原CuO的CO可以用C和水蒸气反应制得。
已知:C(s)+O2(g)CO2(g) ∆H =-393.5 kJ/mol,2CO(g)+ O2(g)2CO2(g) ∆H=-566 kJ/mol,2H2(g)+ O2(g)2H2O(g) ∆H =-571.6 kJ/mol,则C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ∆H =
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【推荐1】随着现代工业的发展,作为一种可再生的能源在生产、生活中的作用越来越大。
回答下列问题:
(1)利用合成,实现资源的再利用。已知:在、下,由最稳定的单质生成物质的反应焓变,叫作该物质的标准摩尔生成焓,规定稳定单质的标准摩尔生成焓为0。下表为几种常见物质的标准摩尔生成焓的数值。
反应__________ ,为了让该反应自发进行,最好选用的条件是___________ (填“低”或“高”)温。
(2)利用制备合成气()。在一定温度下,向固定体积的密闭容器中充入、,发生反应。
①下列可以判断该反应达到平衡状态的是___________ (填字母,下同)。
A.容器内压强不再变化 B.气体的密度不再变化
C.混合气的平均摩尔质量不再变化 D.生成消耗
②下列可提高平衡转化率的措施有___________ 。
A.升高温度 B.扩大容器体积
C.平衡后,同等比例的增加反应物的量 D.反应达到平衡后,通入一定量稀有气体
③若平衡时,的体积分数为,则该温度下,平衡常数K的数值为___________ (用分数表示)。
(3)利用消除污染。工业上利用处理的反应原理为。某兴趣小组向固定体积的密闭容器中充入、,测得的转化率随温度、时间的变化关系如图所示。
①该反应的正反应为___________ (填“吸”或“放”)热反应,理由是________________ 。
②已知:该反应的速率方程为,(、分别为正、逆反应速率常数,只与温度有关),下,___________ 。
(4)天然气的主要成分是甲烷,随着“西气东输”工程的完成,使用天然气的居民应将家用燃气灶[原来使用水煤气(、)]的进风口___________ (填“增大”或“减小”)。
回答下列问题:
(1)利用合成,实现资源的再利用。已知:在、下,由最稳定的单质生成物质的反应焓变,叫作该物质的标准摩尔生成焓,规定稳定单质的标准摩尔生成焓为0。下表为几种常见物质的标准摩尔生成焓的数值。
物质 | ||||
标准摩尔生成焓/ |
(2)利用制备合成气()。在一定温度下,向固定体积的密闭容器中充入、,发生反应。
①下列可以判断该反应达到平衡状态的是
A.容器内压强不再变化 B.气体的密度不再变化
C.混合气的平均摩尔质量不再变化 D.生成消耗
②下列可提高平衡转化率的措施有
A.升高温度 B.扩大容器体积
C.平衡后,同等比例的增加反应物的量 D.反应达到平衡后,通入一定量稀有气体
③若平衡时,的体积分数为,则该温度下,平衡常数K的数值为
(3)利用消除污染。工业上利用处理的反应原理为。某兴趣小组向固定体积的密闭容器中充入、,测得的转化率随温度、时间的变化关系如图所示。
①该反应的正反应为
②已知:该反应的速率方程为,(、分别为正、逆反应速率常数,只与温度有关),下,
(4)天然气的主要成分是甲烷,随着“西气东输”工程的完成,使用天然气的居民应将家用燃气灶[原来使用水煤气(、)]的进风口
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解题方法
【推荐2】采用光电催化法或化学吸收法处理含硫化氢的废液废气,既可防止环境污染又可回收硫资源等。回答下列问题:
(1)利用二氧化锰修饰的活性炭(MnO2-AC)作光催化剂分解废水中H2S制氢气的原理如下图所示。在催化作用下,MnO2-AC自动将电子集中至导带,空穴(用h*表示)集中至价带,从而进一步分解H2S。图中能量转化形式是___________ ,已 知在催化剂表面总反应为:2HS-=H2↑+S ,价带上发生的半反应为___________ (半反应相当于电极反应)。
(2)利用CaCO3吸收烟气中H2S包括:CaCO3的分解、H2S的吸收与CaS的生成以及CaS的氧化。
①高温下反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)能自发进行, 则△H___________ 0,∆S___________ 0(填“大于”或“小于”)。
②恒温恒容密闭容器中进行吸收H2S反应为CaO(s)+H2S(g) CaS(s)+H2O(g),能说明该反应已达到平衡状态的是___________ (填标号)。
A.气体的总压强不再随时间变化
B.气体的密度不再随时间变化
C.单位时间内断裂H-S与生成H-O键数相等
D.气体的分压p(H2S)/p(H2O)不再随时间变化
③CaS的氧化涉及如下反应:
(I)CaS(s)+O2(g) CaSO4(s) ∆H1
(II) CaS(s)+O2(g)CaO(s)+ SO2(g) △H2
(III )CaSO4(s)+ CaS(s) CaO(s)+ SO2(g) ∆H3
在恒压(总压为akPa)密闭容器中反应时,各反应的lgKp(Kp为以分压表示的平衡常数)与温度的关系如图:
由图可知: ∆H>0的反应是___________ ( 填标号);∆H3=___________ (用∆H1、∆H2表示);N点时,分压p(SO2)=___________ kPa,M点时,分压p(O2)=___________ kPa
(1)利用二氧化锰修饰的活性炭(MnO2-AC)作光催化剂分解废水中H2S制氢气的原理如下图所示。在催化作用下,MnO2-AC自动将电子集中至导带,空穴(用h*表示)集中至价带,从而进一步分解H2S。图中能量转化形式是
(2)利用CaCO3吸收烟气中H2S包括:CaCO3的分解、H2S的吸收与CaS的生成以及CaS的氧化。
①高温下反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)能自发进行, 则△H
②恒温恒容密闭容器中进行吸收H2S反应为CaO(s)+H2S(g) CaS(s)+H2O(g),能说明该反应已达到平衡状态的是
A.气体的总压强不再随时间变化
B.气体的密度不再随时间变化
C.单位时间内断裂H-S与生成H-O键数相等
D.气体的分压p(H2S)/p(H2O)不再随时间变化
③CaS的氧化涉及如下反应:
(I)CaS(s)+O2(g) CaSO4(s) ∆H1
(II) CaS(s)+O2(g)CaO(s)+ SO2(g) △H2
(III )CaSO4(s)+ CaS(s) CaO(s)+ SO2(g) ∆H3
在恒压(总压为akPa)密闭容器中反应时,各反应的lgKp(Kp为以分压表示的平衡常数)与温度的关系如图:
由图可知: ∆H>0的反应是
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】催化剂是化工技术的核心,绝大多数的化工生产需采用催化工艺。
(1)现代汽车尾气处理技术,要利用三元催化转换器,其工作原理如图所示
①汽车发动机工作时会引发N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H = +180 kJ·mol-1,其能量变化示意图如下:
则NO中氮氧键的键能为___________ kJ·mol-1。
②利用活性炭涂层排气管处理NOx的反应为:xC(s)+2NOx(g)N2(g)+xCO2 (g) ∆H= -b kJ·mol-1。若使NOx的反应速率提高,以下措施理论上可行的是___________ 。
A.增加活性炭涂层厚度 B.增大尾气排放口
C.升高排气管温度 D.添加合适的催化剂
③空燃比过小易产生CO。有人提出可以设计反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)来消除CO的污染。判断该设想是否可行,并说出理由__________________ 。
(2)已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。按n(N2)∶n(H2) = 1∶3向反应容器中投料,在不同温度下分别达平衡时,混合气中NH3的质量分数随压强变化的曲线如图所示:
①下列说法正确的是_________ 。(填字母)
a.曲线a、b、c对应的温度是由低到高
b.加入催化剂能加快化学反应速率和提高H2的转化率
c.图中Q、M、N点的平衡常数:K(N) > K(Q) = K(M)
②M点对应H2的转化率是_________ 。
(3)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~300 ℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是_________________ 。
②为了提高该反应中 CO2的转化率,可以采取的措施是____________________ 。
(1)现代汽车尾气处理技术,要利用三元催化转换器,其工作原理如图所示
①汽车发动机工作时会引发N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H = +180 kJ·mol-1,其能量变化示意图如下:
则NO中氮氧键的键能为
②利用活性炭涂层排气管处理NOx的反应为:xC(s)+2NOx(g)N2(g)+xCO2 (g) ∆H= -b kJ·mol-1。若使NOx的反应速率提高,以下措施理论上可行的是
A.增加活性炭涂层厚度 B.增大尾气排放口
C.升高排气管温度 D.添加合适的催化剂
③空燃比过小易产生CO。有人提出可以设计反应2CO(g)=2C(s)+O2(g)来消除CO的污染。判断该设想是否可行,并说出理由
(2)已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。按n(N2)∶n(H2) = 1∶3向反应容器中投料,在不同温度下分别达平衡时,混合气中NH3的质量分数随压强变化的曲线如图所示:
①下列说法正确的是
a.曲线a、b、c对应的温度是由低到高
b.加入催化剂能加快化学反应速率和提高H2的转化率
c.图中Q、M、N点的平衡常数:K(N) > K(Q) = K(M)
②M点对应H2的转化率是
(3)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~300 ℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是
②为了提高该反应中 CO2的转化率,可以采取的措施是
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