氢气在富氧条件下催化还原NOx(H2-SCR)反应在低温时仍具有高活性和选择性,近年来一直备受研究学者关注。回答下列问题:
(1)已知催化剂铑(Rh)表面H2催化还原NO的详细反应机理如下表所示,其他条件一定时,决定H2催化还原NO反应速率的基元反应为_______ ,基元反应H2+Rh(s)+Rh(s)⇒H(s)+H(s)的焓变ΔH=_______ kJ/mol-1。
(2)浸渍法合成的Pt/Al-M-10-A催化剂对H2还原NO反应的影响如图所示,由图可知该催化剂对反应产物具有_______ ,该性质受_______ 的影响。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/4/876251cd-76e4-4c6e-b0f0-1a5662dd74e5.jpg?resizew=263)
(3)将H2、NO、O2按体积比3:2:1充入恒温恒压(200℃、100kPa容器中,发生反应:4H2(g)+2NO(g)+O2(g)⇌N2(g)+4H2O(g),达平衡时,N2的体积分数为0.1。平衡时,NO的转化率为_______ 平衡常数Kp=_______ (kPa)-2(以平衡分压表示,平衡分压=平衡总压×物质的量分数)。
(4)利用CH4催化还原NO的反应:CH4(g)+4NO(g)⇌CO2+2N2(g)+2H2O(g),向一个装有催化剂的体积不变密闭容器中通入一定量的CH4和NO发生反应,测得反应速率和温度的关系如图甲所示,BC段反应速率降低的原因可能是_______ 。若该反应在一定温度下达到平衡后,将容器压缩,容器内CH4的平衡转化率为a,测定结果如图乙所示,试分析a随压强增大,开始不变,一定程度后逐渐增大的原因是_______
(1)已知催化剂铑(Rh)表面H2催化还原NO的详细反应机理如下表所示,其他条件一定时,决定H2催化还原NO反应速率的基元反应为
基元反应 | 活化能Ea(kJ/mol) |
H2+Rh(s)+Rh(s)⇒H(s)+H(s) NO+Rh(s)⇒NO(s) NO(s)+Rh(s)⇒N(s)+O(s) N(s)+N(s)⇒N2+Rh(s)+Rh(s) H(s)+O(s)⇒OH(s)+Rh(s) OH(s)+H(s)⇒H2O(s)+Rh(s) H2O(s)⇒H2O+Rh(s) H(s)+H(s)⇒H2+Rh(s)+Rh(s) NO(s)⇒NO+Rh(s) OH(s)+Rh(s)⇒H(s)+O(s) | 12.6 0.0 97.5 120.9 83.7 33.5 45.0 77.8 108.9 37.7 |
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(3)将H2、NO、O2按体积比3:2:1充入恒温恒压(200℃、100kPa容器中,发生反应:4H2(g)+2NO(g)+O2(g)⇌N2(g)+4H2O(g),达平衡时,N2的体积分数为0.1。平衡时,NO的转化率为
(4)利用CH4催化还原NO的反应:CH4(g)+4NO(g)⇌CO2+2N2(g)+2H2O(g),向一个装有催化剂的体积不变密闭容器中通入一定量的CH4和NO发生反应,测得反应速率和温度的关系如图甲所示,BC段反应速率降低的原因可能是
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更新时间:2022-09-19 22:42:51
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐1】二氧化碳的捕集与利用是实现温室气体减排的重要途径之一。
(1)目前工业上用的捕碳剂NH3和(NH4)2CO3,它们与CO2发生如下可逆反应:
2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)
(NH4)2CO3(aq) ΔH1
NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)
NH4HCO3(aq) ΔH2
(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)
2NH4HCO3(aq) ΔH3
则ΔH3=______________ (用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)
(2)利用CO2制备乙烯是我国能源领域的一个重要战略方向,具体如下:
方法一:CO2催化加氢合成乙烯,其反应为:
2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=a kJ·mol-1
起始时按n(CO2)∶n(H2)=1∶3的投料比充入20L的恒容密闭容器中,不同温度下平衡时的H2和H2O的物质的量如图甲所示:
①下列说法正确的是________ ;
A.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
B.其它条件不变时,若压缩容器容积,则活化分子百分数增大,v正和v逆均增大
C.测得容器内混合气体平均分子量不随时间改变时,说明反应已达到平衡
D.使用合适的催化剂,催化剂改变反应历程,减小反应焓变,加快反应速率
②393K下,H2的平衡转化率为__________ (保留三位有效数字);
③393K下,该反应达到平衡后,再向容器中按n(CO2)∶n(H2)=1∶3投入CO2和H2则n(H2)/n(C2H4)将__________ (填“变大”或“不变”或“变小”或“无法确定”);
方法二:用惰性电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯,其原理如图乙所示。
④b电极上的电极反应式为_________________________ ;
⑤该装置中使用的是_________________ (填“阳”或“阴”)离子交换膜。
(1)目前工业上用的捕碳剂NH3和(NH4)2CO3,它们与CO2发生如下可逆反应:
2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)
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NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)
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(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)
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则ΔH3=
(2)利用CO2制备乙烯是我国能源领域的一个重要战略方向,具体如下:
方法一:CO2催化加氢合成乙烯,其反应为:
2CO2(g)+6H2(g)
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起始时按n(CO2)∶n(H2)=1∶3的投料比充入20L的恒容密闭容器中,不同温度下平衡时的H2和H2O的物质的量如图甲所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/4/21/1670375239311360/1670540379447296/STEM/0a8fb3a39d964ac09f2d41766b856f21.png?resizew=247)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/4/21/1670375239311360/1670540379447296/STEM/a3e9fa2834cc4fb2982a74708d7b1cf2.png?resizew=180)
①下列说法正确的是
A.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
B.其它条件不变时,若压缩容器容积,则活化分子百分数增大,v正和v逆均增大
C.测得容器内混合气体平均分子量不随时间改变时,说明反应已达到平衡
D.使用合适的催化剂,催化剂改变反应历程,减小反应焓变,加快反应速率
②393K下,H2的平衡转化率为
③393K下,该反应达到平衡后,再向容器中按n(CO2)∶n(H2)=1∶3投入CO2和H2则n(H2)/n(C2H4)将
方法二:用惰性电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯,其原理如图乙所示。
④b电极上的电极反应式为
⑤该装置中使用的是
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适中
(0.65)
【推荐2】低碳烯烃(乙烯、丙烯等)作为化学工业重要基本有机化工原料,在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用。碘甲烷(
)热裂解制低碳烯烃的主要反应有:
反应Ⅰ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
反应Ⅱ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
反应Ⅲ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1554b45cfdbc59d629b34bf21a8aa139.png)
(1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的
随温度的变化如图1所示。298K下,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ac4fe034ddc5dc5c445012d675b82738.png)
___________
。
(2)针对反应Ⅰ,利于提高碘甲烷的平衡转化率的条件有___________ 。
A.低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
(3)利用计算机模拟反应过程。一定压强条件下,测定反应温度对碘甲烷热裂解制低碳烯烃平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯组成的影响如图2所示。结合图1、图2,回答下列问题:
①下列有关说法正确的是___________ 。
A.因为反应Ⅱ、Ⅲ自发,且为熵减小反应,所以
、![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/91350c468d65307fdc66aedd1811fdd1.png)
B.若
随温度的上升而增大,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d92a9a01739ffe21a97e84c7c62c823.png)
C.随温度升高,反应Ⅱ、Ⅲ的化学平衡先正向移动后逆向移动
D.当温度范围:T≤715K时,相同条件下的反应Ⅱ的平衡常数小于反应Ⅲ
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/11/2849051428708352/2853369512632320/STEM/d75f4d81-8967-4f41-9b97-1d484812fdc4.png?resizew=652)
②从图2中可看出,当体系温度高于600K时,乙烯的摩尔分数随温度升高而显著增加,可能的原因是:___________ 。
(4)维持温度为810K,压强为0.1MPa,起始投料1mol
,测得平衡体系中
,
。
①平衡时
的转化率为___________ 。
②已知810K条件下,存在等式
(常数)
(对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)可代替物质的量浓度c(B),如
,p为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。保持其它条件不变,请在图3中画出x(HI)与压强(0.1~2.0MPa)关系的曲线示意图___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7361cc61310900ceba387dc6bde8ed52.png)
反应Ⅰ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4da49de5ce0ee3c2b5b74d14ee68f532.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
反应Ⅱ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f851d036b75cd498ed061b1c5a218a2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
反应Ⅲ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/db6ba3ac8c39ce1ab2b00f4a6cae8c8f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1554b45cfdbc59d629b34bf21a8aa139.png)
(1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2922ae637886073827dff8c97681427.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ac4fe034ddc5dc5c445012d675b82738.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)针对反应Ⅰ,利于提高碘甲烷的平衡转化率的条件有
A.低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
(3)利用计算机模拟反应过程。一定压强条件下,测定反应温度对碘甲烷热裂解制低碳烯烃平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯组成的影响如图2所示。结合图1、图2,回答下列问题:
①下列有关说法正确的是
A.因为反应Ⅱ、Ⅲ自发,且为熵减小反应,所以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e58aa9edcd165867147345fad0ffc6ed.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/91350c468d65307fdc66aedd1811fdd1.png)
B.若
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d92a9a01739ffe21a97e84c7c62c823.png)
C.随温度升高,反应Ⅱ、Ⅲ的化学平衡先正向移动后逆向移动
D.当温度范围:T≤715K时,相同条件下的反应Ⅱ的平衡常数小于反应Ⅲ
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/11/2849051428708352/2853369512632320/STEM/d75f4d81-8967-4f41-9b97-1d484812fdc4.png?resizew=652)
②从图2中可看出,当体系温度高于600K时,乙烯的摩尔分数随温度升高而显著增加,可能的原因是:
(4)维持温度为810K,压强为0.1MPa,起始投料1mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7361cc61310900ceba387dc6bde8ed52.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9afd1b91c1c82741941504973a03ae95.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d0b10a3b8a02a5f03067696c045e2f63.png)
①平衡时
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7361cc61310900ceba387dc6bde8ed52.png)
②已知810K条件下,存在等式
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e95bc2d9595143d10664757066280a07.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eedbf4373989dff2b302ced19abc5230.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cf8fe679450869950f2df9e911dd4dd.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/11/2849051428708352/2853369512632320/STEM/66d13ce7-bb95-4c75-a90c-ac314055c51c.png?resizew=302)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐3】NH3、N2H4在工业生产和国防建设中都有广泛应用。回答下列问题:
(1)①N2H4 (g)
N2(g)+2H2(g) △H1
②N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H2
③7N2H4(g)
8NH3(g)+3N2(g)+2H2(g) △H3
△H3=___________ (用含△H1和△H2的代数式表示)。
(2)纳米钴的催化作用下,N2H4可分解生成两种气体,其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。当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如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/10/1792128610459648/1793876326998016/STEM/e4532ace-a966-4bc3-b11f-bdb6164d8695.png?resizew=264)
该反应的△H________ (填“>”或“<”)0,N2H4发生分解反应的化学方程式为___________ 。
(3)T℃时,向一体积为5L 的恒容密闭容器中充入总物质的量为2 mol的CO2和NH3,在一定条件下发生反应:2NH3(g)+CO2(g)====CO(NH2)2(s)+H2O(g)。混合气体中氨气的体积分数随反应时间的变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/10/1792128610459648/1793876326998016/STEM/8e44c79a-973a-429a-a172-e237f925fa40.png?resizew=207)
① 0~60s内,反应速率v(CO2)=________ mol/(L·s)
② T℃时,该反应的化学平衡常数K=________ 。
(1)①N2H4 (g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/10/1792128610459648/1793876326998016/STEM/ef593abff54e48b6b15e6f21eab2fc38.png?resizew=33)
②N2(g)+3H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/10/1792128610459648/1793876326998016/STEM/ef593abff54e48b6b15e6f21eab2fc38.png?resizew=33)
③7N2H4(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/10/1792128610459648/1793876326998016/STEM/ef593abff54e48b6b15e6f21eab2fc38.png?resizew=33)
△H3=
(2)纳米钴的催化作用下,N2H4可分解生成两种气体,其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。当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如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/10/1792128610459648/1793876326998016/STEM/e4532ace-a966-4bc3-b11f-bdb6164d8695.png?resizew=264)
该反应的△H
(3)T℃时,向一体积为5L 的恒容密闭容器中充入总物质的量为2 mol的CO2和NH3,在一定条件下发生反应:2NH3(g)+CO2(g)====CO(NH2)2(s)+H2O(g)。混合气体中氨气的体积分数随反应时间的变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/10/1792128610459648/1793876326998016/STEM/8e44c79a-973a-429a-a172-e237f925fa40.png?resizew=207)
① 0~60s内,反应速率v(CO2)=
② T℃时,该反应的化学平衡常数K=
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】氧化剂H2O2在反应时不产生污染物,是一种绿色化工原料。已知H2O2通常条件下较稳定,不易分解。
(1)某实验小组以H2O2分解为例,探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。按照如表方案完成实验。
①实验①的目的是_______ 。
②实验②、③、④中,测得生成氧气的体积随时间变化如图所示。分析该图能够得出的实验结论是_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/9/27/2817184808542208/2817750483116032/STEM/27c901a32eee4c968d79b245283ea6bb.png?resizew=152)
(2) MnO2对H2O2的分解有催化作用,某实验小组对H2O2的分解做了如下探究。将状态不同的MnO2分别加入盛有等浓度的H2O2溶液的大试管中,并用带火星的木条测试,结果如表所示:
①大试管中发生反应的化学方程式为_______ 。该反应是_______ 反应(填“放热”或“吸热”)。
②实验结果表明,催化剂的催化效果与_______ 有关。
③实验过程中在粉末状催作用下放出气体的体积(标准状况)和时间的关系如图所示,反应速率逐渐变慢的原因是_______ ,的初始物质的量浓度为_______ 。(保留两位有效数字)
(1)某实验小组以H2O2分解为例,探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。按照如表方案完成实验。
实验编号 | 反应物 | 操作 |
① | 10mL2%H2O2溶液和10mL5%H2O2溶液 | 同时放入80℃的热水浴中 |
② | 10mL5%H2O2溶液+1mLH2O | 加1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液 |
③ | 10mL5%H2O2溶液+1mLHCl溶液 | 加1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液 |
④ | 10mL5%H2O2溶液+1mLNaOH溶液 | 加1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液 |
②实验②、③、④中,测得生成氧气的体积随时间变化如图所示。分析该图能够得出的实验结论是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/9/27/2817184808542208/2817750483116032/STEM/27c901a32eee4c968d79b245283ea6bb.png?resizew=152)
(2) MnO2对H2O2的分解有催化作用,某实验小组对H2O2的分解做了如下探究。将状态不同的MnO2分别加入盛有等浓度的H2O2溶液的大试管中,并用带火星的木条测试,结果如表所示:
MnO2状态 | 触摸试管情况 | 观察结果 | 反应完成所需时间 |
粉末状 | 很烫 | 剧烈反应,带火星的木条复燃 | 4min |
块状 | 微热 | 反应较慢,火星红亮但木条未复燃 | 30min |
②实验结果表明,催化剂的催化效果与
③实验过程中在粉末状催作用下放出气体的体积(标准状况)和时间的关系如图所示,反应速率逐渐变慢的原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/9/27/2817184808542208/2817750483116032/STEM/e85c43bba5454d0ca3202d58ac459cf1.png?resizew=147)
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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2】煤炭燃烧时产生大量SO2、NO对环境造成很大污染,将煤进行气化和液化是减少污染的有效手段。
(1)煤的液化是现代能源工业中重点推广的能源综合利用方案,最常见的液化方法为用煤生产CH3OH。已知制备甲醇的有关化学反应及平衡常数如下:
i:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1
ii:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H2=41.2kJ/mol
iii:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H3=-132.0kJ/mol
850℃时,三个反应的平衡常数分别为K1=160、K2=243、K3=160。
①△H1=____ ,该反应在____ (填“高温”或“低温”)能自发进行。
②850℃时,在密闭容器中进行反应i,开始时只加入CO2、H2,反应10min后测得各组分的浓度如表。比较正、逆反应的速率的大小:v正____ v逆(填“>”“<”或“=”)。
(2)在CO2利用的科研中,中科院天津工业生物所将H2与CO2反应合成甲醇,再由甲醇经若干酶促反应合成淀粉,首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的从头合成。该研究成果在碳中和、碳排放、温室效应、粮食危机等方面有着重大意义。
回答下列问题:
保持温度T不变,在一刚性密闭容器中,充入一定量的CO2和H2,同时发生反应i和ii,起始及达平衡时,容器内各气体的物质的量如表所示。
已知起始时总压强为1.5pkPa,平衡时体系总压强为pkPa,则表中n1=____ ,反应i的平衡常数Kp=____ 。(含p的式子表示)
(3)取物质的量浓度为amol•L-1的甲醇,选择不同的工程酶组块作为催化剂反应10h,测得实验数据如表所示。
①根据表中数据选取最佳的反应条件____ (填实验序号)。
②已知温度升高,反应生成的淀粉量先增加后急剧减少,其可能原因是____ 。
③实验4可用淀粉的质量浓度表示反应速率为____ g•L-1•h-1。
(1)煤的液化是现代能源工业中重点推广的能源综合利用方案,最常见的液化方法为用煤生产CH3OH。已知制备甲醇的有关化学反应及平衡常数如下:
i:CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
ii:CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
iii:CO(g)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
850℃时,三个反应的平衡常数分别为K1=160、K2=243、K3=160。
①△H1=
②850℃时,在密闭容器中进行反应i,开始时只加入CO2、H2,反应10min后测得各组分的浓度如表。比较正、逆反应的速率的大小:v正
物质 | H2 | CO2 | CH3OH | H2O |
浓度/mol/L | 0.2 | 0.5 | 0.8 | 0.8 |
回答下列问题:
保持温度T不变,在一刚性密闭容器中,充入一定量的CO2和H2,同时发生反应i和ii,起始及达平衡时,容器内各气体的物质的量如表所示。
CO2 | H2 | CH3OH | CO | H2O | |
起始量/mol | 4.0 | 8.0 | 0 | 0 | 0 |
平衡量/mol | n1 | 3.0 |
(3)取物质的量浓度为amol•L-1的甲醇,选择不同的工程酶组块作为催化剂反应10h,测得实验数据如表所示。
实验序号 | 温度/K | 不同工程酶的组块 | 淀粉/(g•L-1) |
1 | T1 | agp-M1 | 0.21 |
2 | T1 | agp-M2 | 0.38 |
3 | T2 | agp-M2 | 1.82 |
4 | T2 | agp-M3 | 1.24 |
②已知温度升高,反应生成的淀粉量先增加后急剧减少,其可能原因是
③实验4可用淀粉的质量浓度表示反应速率为
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解答题-实验探究题
|
适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】回答下列问题
(1)
的分解速率受温度、浓度、催化剂以及溶液酸碱性等多种因素影响。实验测得70℃时,甲、乙两种条件下
浓度随时间的变化如下图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/4/83921bfc-4f7b-4ed0-bdfe-6e9009aee4e2.png?resizew=481)
①图甲表明,_______ 条件相同时,_______ 越大,
分解速率越快。
②图乙表明,_______ 条件相同时,_______ 越大,
分解速率越快。
(2)对于
分解反应,
也有一定的催化作用。为比较
和
对
分解的催化效果,研究小组的同学设计了如图所示的实验。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/4/f4f54a25-b33c-47ff-83a8-7e86e4e545c8.png?resizew=210)
①可通过观察_______ ,比较得出结论。
②有同学提出将
溶液改为
更为合理,其理由是_______ 。
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de35fc0240c4bae100a822e77e3262a0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de35fc0240c4bae100a822e77e3262a0.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/4/83921bfc-4f7b-4ed0-bdfe-6e9009aee4e2.png?resizew=481)
①图甲表明,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de35fc0240c4bae100a822e77e3262a0.png)
②图乙表明,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de35fc0240c4bae100a822e77e3262a0.png)
(2)对于
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de35fc0240c4bae100a822e77e3262a0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ab52c58d108a8e68c57129f2bb03dd01.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ad60241600751443a89557c09ced8b5c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ab52c58d108a8e68c57129f2bb03dd01.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de35fc0240c4bae100a822e77e3262a0.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/4/f4f54a25-b33c-47ff-83a8-7e86e4e545c8.png?resizew=210)
①可通过观察
②有同学提出将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/17be7d52fe75c0a8386273bf362ee0a6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6cae4aa68504bd4de8517679ae02b7b3.png)
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
名校
【推荐1】氧硫化碳(COS,结构类似于CO2)广泛存在于以煤为原料的各种化工原料气中,能引起催化剂中毒、化学产品质量下降和大气污染。有多种方法可以脱氧硫化碳中的硫,其中氢解和水解反应是两种常用的脱硫方法,其反应式分别为:
①氢解反应:COS(g) +H2(g)
H2S(g) + CO(g) ΔH1= +7kJ/mol
②水解反应:COS(g) +H2O(g)
H2S(g) +CO2(g) ΔH2=-35kJ/mol
请回答下列问题:
(1)氧硫化碳的电子式为_____ 。
(2)CO和H2O(g)能反应生成CO2和H2,写出该反应的热化学方程式_______ 。
(3)水解反应达到平衡后,若减小容器的体积,逆反应速率将_____ (填增大、减少或不变,下同),COS的转化率____ 。
(4)某温度下,体积为2L的恒容体系中,物质的量分别为mmol、nmol的COS蒸气和H2气发生氢解,已知COS的转化率为α,则该温度下的平衡常数K=____ (用m、n、α等符号表示)。
(5)某科研小组研究改进催化剂TiO2/Al2O3和温度对COS水解的影响,得到如图
COS水解的最佳温度是________ ;理由是___________ 。
①氢解反应:COS(g) +H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
②水解反应:COS(g) +H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
请回答下列问题:
(1)氧硫化碳的电子式为
(2)CO和H2O(g)能反应生成CO2和H2,写出该反应的热化学方程式
(3)水解反应达到平衡后,若减小容器的体积,逆反应速率将
(4)某温度下,体积为2L的恒容体系中,物质的量分别为mmol、nmol的COS蒸气和H2气发生氢解,已知COS的转化率为α,则该温度下的平衡常数K=
(5)某科研小组研究改进催化剂TiO2/Al2O3和温度对COS水解的影响,得到如图
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/10/cd03abba-2624-4039-8466-a4172ae09a47.png?resizew=489)
COS水解的最佳温度是
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
【推荐2】甲烷水蒸气重整制取合成气的反应如下:
。请回答下列问题:
(1)上述反应能自发进行的理由是___________ ,条件是___________ (填“低温”“高温”或“任何条件”)。
(2)向容积为2L的密闭容器中,按
投料,
a.保持温度为
时,测得
的浓度随时间变化曲线如图1所示。
b.其他条件相同时,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2所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/15/a0d831f4-1363-4952-bd7a-a1d49fcc1688.png?resizew=437)
①结合图1,写出反应达到平衡的过程中的能量变化:吸收___________
用含有x、y的代数式表示)。
②在图1中画出:起始条件相同,保持温度为
时,
随时间的变化曲线___________ 。
③根据图2判断:
的转化率:
,原因是___________ 。
(3)①设起始
,在恒压
下,平衡时
与
和
(温度)的关系如图3所示:[其中
为
的体积分数]
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/15/76e51150-6896-4782-bca2-a8e421d3d9c5.png?resizew=197)
比较图3中a、b与3的大小关系___________ (请按从大到小的顺序书写)。
②对于气相反应,用某组分B的平衡压强
代替物质的量浓度
也可表示平衡常数,记作
,如
,p为平衡总压强,
为平衡系统中B的物质的量分数。则图3中X点时,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f241a2a55eba86cd8f765813d504c0ed.png)
(1)上述反应能自发进行的理由是
(2)向容积为2L的密闭容器中,按
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7a3fb0ef952f093947f34dbc76268f6d.png)
a.保持温度为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a724b59c890095baa5cb73e267c44.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6766b8615ea1436cbf23546260768e44.png)
b.其他条件相同时,在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反应相同时间后,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/15/a0d831f4-1363-4952-bd7a-a1d49fcc1688.png?resizew=437)
①结合图1,写出反应达到平衡的过程中的能量变化:吸收
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fdb7e3feec63174b36865afed3019342.png)
②在图1中画出:起始条件相同,保持温度为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/20c57680883211f8b75fad206fa1e19e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aa5e7f53789642781d44ae94edb3476d.png)
③根据图2判断:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fee326b49d504e2b9a73ae47a8dec587.png)
(3)①设起始
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d6519b5ea9e695e19186148aaf2341c1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6d8ef449cb298cd95d4ba4b6181fbc71.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/52991da6c2ffb4f031e5abae17a29879.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0d8b9ad2fcfff3dd546c5fdbedfe6238.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b68df477b3ee45ac0f725db00d465a1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/52991da6c2ffb4f031e5abae17a29879.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/15/76e51150-6896-4782-bca2-a8e421d3d9c5.png?resizew=197)
比较图3中a、b与3的大小关系
②对于气相反应,用某组分B的平衡压强
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c0cf4b66254818e6889f35bcef6e0c9a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c5dec944acd9c8d77cbadefdfa4c2191.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff3dcd5e9a094a60ff298af4b5d9ec14.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/411f883e1856023b45b37e92f2fad498.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c7c0a0ee64889527a02f379cfee16c96.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
【推荐3】硝酸铵是一种重要的化工原料,通常用合成氨及合成硝酸的产物进行生产
(1)已知合成氨的热化学方程式为:N2(g)+ 3H2(g)
2NH3(g) △H=-92kJ/mol,按照氮气和氢气的物质的量之比1:3的比例,分别在200℃、400℃、600℃的条件下进行反应,生成物NH3的物质的量分数随压强的变化曲线如图所示
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/27/186578a5-cba0-4173-a856-f567b0a18f4d.png?resizew=269)
①曲线c对应的温度为___________ ℃。
②下列说法中正确的是___________ 。
A.增大氢气浓度,可促进平衡正向移动并能提高氮气的转化率
B.Q点对应的反应条件下,若加入适当的催化剂,可提高NH3在混合物中的物质的量分数
C.M、N两点的平衡常数大小关系为:M>N
D.M、N、Q三点反应速率的大小关系为:N>M>Q
(2)尿素[CO(NH2)2]是一种非常重要的高效氮肥,工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该反应实际为两步反应:
第一步:2NH3(g)+CO2(g)=H2NCOONH4(s) ΔH=-272kJ·mol-1
第二步:H2NCOONH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+138kJ·mol-1
写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式:_____________________________ 。
(3)柴油汽车尾气净化器通常用尿素作为氮氧化物尾气的吸收剂,生成物均为无毒无污染的常见物质,请写出尿素与NO反应的化学方程式_______________________________________ ,当有1mol尿素完全反应时,转移电子的数目为___________ 。
(1)已知合成氨的热化学方程式为:N2(g)+ 3H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/9/5/2543477177032704/2550283251261440/STEM/8518da4d404a4365861066560007d538.png?resizew=33)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/27/186578a5-cba0-4173-a856-f567b0a18f4d.png?resizew=269)
①曲线c对应的温度为
②下列说法中正确的是
A.增大氢气浓度,可促进平衡正向移动并能提高氮气的转化率
B.Q点对应的反应条件下,若加入适当的催化剂,可提高NH3在混合物中的物质的量分数
C.M、N两点的平衡常数大小关系为:M>N
D.M、N、Q三点反应速率的大小关系为:N>M>Q
(2)尿素[CO(NH2)2]是一种非常重要的高效氮肥,工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该反应实际为两步反应:
第一步:2NH3(g)+CO2(g)=H2NCOONH4(s) ΔH=-272kJ·mol-1
第二步:H2NCOONH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+138kJ·mol-1
写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式:
(3)柴油汽车尾气净化器通常用尿素作为氮氧化物尾气的吸收剂,生成物均为无毒无污染的常见物质,请写出尿素与NO反应的化学方程式
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【推荐1】杭州亚运会主火炬塔采用甲醇燃料点燃,这是人类历史上第一次碳废再生、零碳甲醇点燃亚运圣火。近年来,我国大力加强
氢化合成甲醇技术的工业化量产研究,利用反应:
,可减少
排放并合成清洁能源实现可持续发展。
(1)一般认为该反应通过如下两个步骤反应来实现:
反应①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/72cb59d0e3f0c32bafea514511e86195.png)
反应②![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ae4b0505e53d24a56bfbc44dcf08b3fe.png)
总反应的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41a0c6971b36d0629239b4e185ecad3a.png)
________
,在________ (选填“高温”“低温”或“任何温度”)下自发进行。
(2)在一定温度和恒容条件下,下列叙述能表明总反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
(3)合成总反应在起始物
时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为
,在
下的
、在
下的
如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/21/3e4ebdc1-c063-4739-9f67-d24a15832688.png?resizew=331)
①图中对应等温过程的曲线是___________ (填写a或b),判断的理由是___________ 。
②从反应初始到平衡点
耗时
,计算
分压的平均变化率为___________ kPa·min-1。
③有关工业合成甲醇条件选择的说法正确的是___________ (填字母)。
A.温度越低,越有利于工业生产![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
B.适当增大
的浓度,可以提高
的平衡转化率
C.增大压强既加快反应速率又提高转化率,所以压强越大越好
D.使用选择性高的催化剂可以减少副反应的发生,提高产率
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a89634f19ece893b28a9d4cf37a727d8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(1)一般认为该反应通过如下两个步骤反应来实现:
反应①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/72cb59d0e3f0c32bafea514511e86195.png)
反应②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ae4b0505e53d24a56bfbc44dcf08b3fe.png)
总反应的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41a0c6971b36d0629239b4e185ecad3a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/17ac68c255ad454565a22fca2d29ac35.png)
(2)在一定温度和恒容条件下,下列叙述能表明总反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.混合气体的密度保持不变 |
B.容器中![]() ![]() ![]() |
C.容器中气体压强保持不变 |
D.![]() |
(3)合成总反应在起始物
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/735b88f183fa5d797ad4262b7f2b10e4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c72cd780abfd054c67b6f488b4f6c5a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a6635ccb257cd70586e601662bd1604a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/73509622cbd13ae88faff540cd46ac88.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c06e3103c7dab8fb05d71dc159a692e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/db385b09bbe42f5cee928d840fa868e3.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/21/3e4ebdc1-c063-4739-9f67-d24a15832688.png?resizew=331)
①图中对应等温过程的曲线是
②从反应初始到平衡点
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/29bcdd8c05cd04f46c6f4ba8aa3cb1d0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/db9ef98b758ca2e2ee0f682dca323848.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
③有关工业合成甲醇条件选择的说法正确的是
A.温度越低,越有利于工业生产
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
B.适当增大
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C.增大压强既加快反应速率又提高转化率,所以压强越大越好
D.使用选择性高的催化剂可以减少副反应的发生,提高产率
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐2】以CO2生产甲醇(CH3OH)是实现“碳中和”的重要途径。其原理是
。
(1)该反应的能量变化如图所示,该反应为_____ (填“放热”或“吸热”)反应。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/19/59f03574-7ccc-4101-8afe-e0fd3db2b01c.png?resizew=255)
(2)恒容容器中,对于上述反应,下列措施能加快反应速率的是_____。
(3)在体积为2L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2、CH3OH的物质的量随时间变化如图。反应达到平衡状态,此时H2的转化率为_____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/19/48edbc75-7011-47cd-907e-6e7a5af6e8b1.png?resizew=259)
(4)在相同温度、容积不变的条件下,不能说明该反应已达平衡状态的是_____。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b00efc5c63dee18ae1c9a2b49019d484.png)
(1)该反应的能量变化如图所示,该反应为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/19/59f03574-7ccc-4101-8afe-e0fd3db2b01c.png?resizew=255)
(2)恒容容器中,对于上述反应,下列措施能加快反应速率的是_____。
A.升高温度 | B.充入He |
C.加入合适的催化剂 | D.降低压强 |
(3)在体积为2L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2、CH3OH的物质的量随时间变化如图。反应达到平衡状态,此时H2的转化率为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/19/48edbc75-7011-47cd-907e-6e7a5af6e8b1.png?resizew=259)
(4)在相同温度、容积不变的条件下,不能说明该反应已达平衡状态的是_____。
A.CO2、H2的浓度均不再变化 |
B.体系压强不变 |
C.n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶1 |
D.H2的消耗速率与CH3OH的生成速率之比为3∶1 |
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐3】硫酸是重要的化工材料,二氧化硫生成三氧化硫是工业制硫酸的重要反应之一、
(1)将0.050 mol SO2和0.030 mol O2放入容积为1 L的密闭容器中,反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.040 mol/L。
①计算该条件下反应的平衡常数K=___________ 。
②已知:K(300℃)>K(350℃),该反应是___________ 热反应。若反应温度升高,SO2的转化率___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)某温度下,SO2的平衡转化率(
)与体系总压强(P)的关系如图1所示。平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)___________ K(B)(填“>”、“<”或“=”,下同)。
(3)如图2所示,保持温度不变,将2 mol SO2和1 mol O2加入甲容器中,将4 mol SO3加入乙容器中,隔板K不能移动。此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍。
①若移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到新平衡时,SO3的体积分数甲___________ 乙。
②若保持乙中压强不变,向甲、乙容器中通入等质量的氦气,达到新平衡时,SO3的体积分数甲___________ 乙。
(1)将0.050 mol SO2和0.030 mol O2放入容积为1 L的密闭容器中,反应2SO2(g)+O2(g)
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①计算该条件下反应的平衡常数K=
②已知:K(300℃)>K(350℃),该反应是
(2)某温度下,SO2的平衡转化率(
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e514bc1761deff47d27c1909c1906ab4.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/20/2703941368356864/2704061498417152/STEM/0c5de36601054cbf9c5dd9de8bf42fa8.png?resizew=554)
(3)如图2所示,保持温度不变,将2 mol SO2和1 mol O2加入甲容器中,将4 mol SO3加入乙容器中,隔板K不能移动。此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍。
①若移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到新平衡时,SO3的体积分数甲
②若保持乙中压强不变,向甲、乙容器中通入等质量的氦气,达到新平衡时,SO3的体积分数甲
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