回答下列问题:
(1)汽车尾气中的氮氧化物是城市空气的主要污染物之一,如何降低汽车尾气污染已成为环保领域的热点。科技工作者用甲烷将氮氧化物还原为N2和H2O,涉及的反应如下:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574kJ/mol
CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g) ΔH2=-867kJ/mol
则CH4(g)还原NO(g)生成N2(g)的热化学方程式为_______ 。
(2)在一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入1mol C3H8(g),发生反应:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) ΔH>0,开始压强为p0 MPa。
①下列能说明上述反应一定达到化学平衡状态的是_______ (填字母标号)。
A.n(C3H6):n(H2)=1:1
B.混合气体平均相对分子质量不再改变
C.混合气体密度不再改变
D.C3H8分解速率与C3H6生成速率相等
②经过4min,反应达到平衡,此时容器压强为1.5p0 MPa,则前4min的平均反应速率v(H2)=_______ ,C3H8的平衡转化率α(C3H8)=_______ 。
③该温度下反应的平衡常数K=_______ mol·L-1。某气体分压(p分)=气体总压(p总)×该气体的物质的量分数,用物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。该温度条件下的平衡常数Kp=_______ MPa-1(用含p0的代数式表示)。
④该温度下另一容器中也发生该反应,某时刻c(C3H8)=c(C3H6)=c(H2)=0.5mol/L,此时v正_______ v逆(填>、<或=)。
(3)某科研机构利用CO2的弱氧化性开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺,该工艺采用铬的氧化物作催化剂,其反应机理如图。
该工艺采用的催化剂为_______ 。
(4)在硫酸工业中,通过下列反应使氧化成: 。下表为不同温度和压强下的转化率:
①从上表给出的条件分析,为了提高二氧化硫的平衡转化率,可采用的条件是_______ 。
②在实际生产中,选定400-500℃作为反应温度,理由是_______ 。
③在实际生产中,采用的压强为常压,其原因是_______ 。
(1)汽车尾气中的氮氧化物是城市空气的主要污染物之一,如何降低汽车尾气污染已成为环保领域的热点。科技工作者用甲烷将氮氧化物还原为N2和H2O,涉及的反应如下:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574kJ/mol
CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g) ΔH2=-867kJ/mol
则CH4(g)还原NO(g)生成N2(g)的热化学方程式为
(2)在一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入1mol C3H8(g),发生反应:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) ΔH>0,开始压强为p0 MPa。
①下列能说明上述反应一定达到化学平衡状态的是
A.n(C3H6):n(H2)=1:1
B.混合气体平均相对分子质量不再改变
C.混合气体密度不再改变
D.C3H8分解速率与C3H6生成速率相等
②经过4min,反应达到平衡,此时容器压强为1.5p0 MPa,则前4min的平均反应速率v(H2)=
③该温度下反应的平衡常数K=
④该温度下另一容器中也发生该反应,某时刻c(C3H8)=c(C3H6)=c(H2)=0.5mol/L,此时v正
(3)某科研机构利用CO2的弱氧化性开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺,该工艺采用铬的氧化物作催化剂,其反应机理如图。
该工艺采用的催化剂为
(4)在硫酸工业中,通过下列反应使氧化成: 。下表为不同温度和压强下的转化率:
450 | |||||
550 |
①从上表给出的条件分析,为了提高二氧化硫的平衡转化率,可采用的条件是
②在实际生产中,选定400-500℃作为反应温度,理由是
③在实际生产中,采用的压强为常压,其原因是
更新时间:2022-10-04 20:01:57
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【推荐1】丙烯是一种重要的化工原料。可在一固定容积的密闭容器中由丙烷催化脱氢制备。
已知:①C3H8(g) = C3H6(g)+H2(g) ∆H1 =
②
③
(1)反应①的∆H1 =________ 。
(2)欲提高①反应中C3H6产率,可采取的措施有_________(填标号)。
(3)能表明该反应①达到平衡状态的是___________(填字母)。
(4)某温度下,在体积不变的密闭容器内发生反应①,起始总压强为105Pa,平衡时总压增加了20%。则达到平衡时,C3H8的转化率为_____ 。该反应的平衡常数Kp=______ Pa。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(5)反应④: ,在不同催化剂作用下合成甲醇,相同时间内的转化率随温度变化如图所示,
其中活化能最高,反应速率最慢的所用的催化剂是______ (填“A”、“B”或“C”);请用所学知识解释温度T3后转化率下降的原因__________________________ 。
已知:①C3H8(g) = C3H6(g)+H2(g) ∆H1 =
②
③
(1)反应①的∆H1 =
(2)欲提高①反应中C3H6产率,可采取的措施有_________(填标号)。
A.增大C3H8浓度 | B.提高温度 | C.恒容通入惰性气体 | D.使用高效催化剂 |
(3)能表明该反应①达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.C3H8的转化率等于H2的产率 | B.混合气体的密度不变 |
C.v(C3H8)与v(H2)的比值不变 | D.混合气体的平均相对分子质量不变 |
(4)某温度下,在体积不变的密闭容器内发生反应①,起始总压强为105Pa,平衡时总压增加了20%。则达到平衡时,C3H8的转化率为
(5)反应④: ,在不同催化剂作用下合成甲醇,相同时间内的转化率随温度变化如图所示,
其中活化能最高,反应速率最慢的所用的催化剂是
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【推荐2】Ⅰ.汽车让人们的生活越来越便捷。请回答以下问题:
(1)汽车尾气主要含有等物质,是造成城市空气污染的主要因素之一; 和反应生成的能量变化如下图所示,则该反应的热化学方程式为_______________ 。(2)可作氧化剂,用于氧化火箭推进器中的强还原剂肼,释放大量的能量,其热化学方程式为:
①若进行上述反应,放出热量为,则转移电子数目为_______________ 。
②已知:
若用氟气代替二氧化氮作氧化剂,则反应释放能量更多,请写出液态肼和氟气反应的热化学方程式:_______________ 。
(3)汽车受到猛烈碰撞时,安全气囊内的固体迅速分解,产生氮气和金属钠,该过程中的能量变化如图所示,下列说法错误的是___________。
Ⅱ.污染性气体的处理:
(4)以溶液作为吸收剂,控制溶液的,将二氧化硫和一氧化氮转化为和去除。
①在酸性溶液中,氧化的离子方程式为_______________ 。
②的去除率高于的可能原因是_______________ 。(任写一条)
(5)将的混合气体共(已换算为标准状况,下同)通入水中,气体体积减小,若将该混合气体与一定量混合通入水中,所有气体能被完全吸收得到硝酸溶液,下列说法错误的是_______________ (填序号)。
①混合气体中的体积分数为
②所得硝酸溶液物质的量浓度为
③用足量溶液可将该混合气体完全吸收
④消耗的在标准状况下的体积为
(1)汽车尾气主要含有等物质,是造成城市空气污染的主要因素之一; 和反应生成的能量变化如下图所示,则该反应的热化学方程式为
①若进行上述反应,放出热量为,则转移电子数目为
②已知:
若用氟气代替二氧化氮作氧化剂,则反应释放能量更多,请写出液态肼和氟气反应的热化学方程式:
(3)汽车受到猛烈碰撞时,安全气囊内的固体迅速分解,产生氮气和金属钠,该过程中的能量变化如图所示,下列说法错误的是___________。
A.属于离子化合物 |
B.的分解反应属于吸热反应 |
C.表示固体具有的能量 |
D.作为安全气囊的气体发生剂,具有产气快、产气量大等优点 |
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②的去除率高于的可能原因是
(5)将的混合气体共(已换算为标准状况,下同)通入水中,气体体积减小,若将该混合气体与一定量混合通入水中,所有气体能被完全吸收得到硝酸溶液,下列说法错误的是
①混合气体中的体积分数为
②所得硝酸溶液物质的量浓度为
③用足量溶液可将该混合气体完全吸收
④消耗的在标准状况下的体积为
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解答题-原理综合题
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【推荐3】氨气广泛应用于化肥、制药、合成纤维等领域。
Ⅰ.工业上可由氢气和氮气合成氨气。若用 、 、 、 分别表示N2、H2、NH3和催化剂,则在催化剂表面合成氨的过程如下图所示:
(1)吸附后,能量状态最高的是_______ (填序号)。
(2)结合上述过程,一定温度下在固体催化剂表面进行NH3的分解实验,发现NH3的分解速率与浓度的关系如下图所示。从吸附和解吸过程分析 ,c0前反应速率增加的原因可能是_______ ;c0之后反应速率降低的原因可能是_______ 。
Ⅱ.利用NH3在催化剂(V2O5-WO3/TiO2)作用下将NOx还原为N2是目前应用最为广泛的氮氧化物NOx的净化方法,其原理是:
主反应:4NH3(g) +4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH1
副反应:4NH3(g)+ 3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH2
(3)根据盖斯定律可得:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH3。则ΔH3=_______ (用含ΔH1、ΔH2的式子表示)。
(4)向脱硝反应的体系中添加NH4NO3可显著提高NO脱除率,原因可用一组离子方程式表示,请补充其中的1个离子方程式。(已知含氮微粒最终转化为N2)
① NO+ NO = NO2 + NO
② NO2 + 2NH= NO2(NH)2;_______
③ NO2(NH)2 + NO = 2N2 +3H2O + 2H+
④ NH3 + H+ = NH
(5)化学反应的浓度商(用符号Qc表示)是可逆反应进行到一定程度,产物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比;达平衡时,浓度商就等于平衡常数K。若反应容器的体积固定不变,在坐标系中画出从常温时通入4 mol NH3和6 mol NO开始(仅发生反应:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g) + 6H2O(g) ΔH3<0),随温度(T/K)不断升高,浓度商Qc的变化趋势图_______ 。
(6)氮氧化物脱除还可以利用电化学原理处理,利用如下图装置可同时吸收SO2和NO。已知:H2S2O4是一种弱酸。
阴极的电极反应式为_______ ,若没有能量损失,相同条件下,SO2和NO的体积比为_______ 时,两种气体都能被完全处理。
Ⅰ.工业上可由氢气和氮气合成氨气。若用 、 、 、 分别表示N2、H2、NH3和催化剂,则在催化剂表面合成氨的过程如下图所示:
(1)吸附后,能量状态最高的是
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(4)向脱硝反应的体系中添加NH4NO3可显著提高NO脱除率,原因可用一组离子方程式表示,请补充其中的1个离子方程式。(已知含氮微粒最终转化为N2)
① NO+ NO = NO2 + NO
② NO2 + 2NH= NO2(NH)2;
③ NO2(NH)2 + NO = 2N2 +3H2O + 2H+
④ NH3 + H+ = NH
(5)化学反应的浓度商(用符号Qc表示)是可逆反应进行到一定程度,产物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比;达平衡时,浓度商就等于平衡常数K。若反应容器的体积固定不变,在坐标系中画出从常温时通入4 mol NH3和6 mol NO开始(仅发生反应:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g) + 6H2O(g) ΔH3<0),随温度(T/K)不断升高,浓度商Qc的变化趋势图
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阴极的电极反应式为
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解答题-原理综合题
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【推荐1】合成氨是人类科学技术上的一项重大突破。工业上以天然气为原料合成氨。其生产工艺如下:造气阶段→转化阶段→分离净化→合成阶段
(1)造气阶段的反应为:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.1kJ/mol
①在一密闭容器中进行上述反应,测得CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如下图所示。处于平衡的时间段为_______ 、_______ ;前5min内,用H2表示的速率为_______ ;10min时,改变的外界条件可能是_______ 。
②如图所示,在初始容积相等的甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和H2O。在相同温度下发生反应,并维持反应过程中温度不变。则达到平衡所需要时间:t甲_______ t乙(填“>”“<”或“=”,下同),达到平衡时两容器中CH4的转化率大小关系为:α甲(CH4)_______ α乙(CH4);
(2)转化阶段发生的可逆反应为:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g),一定温度下,反应的平衡常数为K=1.某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表:
此时反应中正、逆反应速率的关系式是_______ (填序号)。
a.v(正)>v(逆) b.v(正)<v(逆) c.v(正)=v(逆) d.无法判断
(3)工业合成氨的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),ΔH=-92.4kJ·mol-1.在某压强恒定的密闭容器中加入2molN2和4molH2,达到平衡时,N2的转化率为50%,体积变为10L。求:
①该条件下的平衡常数为_______ ;
②若向该容器中加入amolN2、bmolH2、cmolNH3,且a、b、c均大于0,在相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。反应放出的热量_______ (填“>”“<”或“=”)92.4kJ。
(1)造气阶段的反应为:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.1kJ/mol
①在一密闭容器中进行上述反应,测得CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如下图所示。处于平衡的时间段为
②如图所示,在初始容积相等的甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和H2O。在相同温度下发生反应,并维持反应过程中温度不变。则达到平衡所需要时间:t甲
(2)转化阶段发生的可逆反应为:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g),一定温度下,反应的平衡常数为K=1.某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表:
CO | H2O | CO2 | H2 |
0.5mol | 8.5mol | 2.0mol | 2.0mol |
a.v(正)>v(逆) b.v(正)<v(逆) c.v(正)=v(逆) d.无法判断
(3)工业合成氨的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),ΔH=-92.4kJ·mol-1.在某压强恒定的密闭容器中加入2molN2和4molH2,达到平衡时,N2的转化率为50%,体积变为10L。求:
①该条件下的平衡常数为
②若向该容器中加入amolN2、bmolH2、cmolNH3,且a、b、c均大于0,在相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同。反应放出的热量
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐2】某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
【实验原理】2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
【实验内容及记录】
(1)请完成此实验设计,其中:V1=________ ,V2=__________ 。
(2)实验①、②探究的是_____________ 对化学反应速率的影响,根据上表中的实验数据,可以得到的结论是______________________________________ 。
(3)探究温度对化学反应速率的影响,应选择________________ (填实验编号)。
(4)利用实验1中的数据,计算用KMnO4表示的化学反应速率为__________ 。
(5)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+)随时间变化的趋势如图1所示,但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+)随时间变化的实际趋势如图2所示。
该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设,并设计以下实验方案继续进行实验探究。
①该小组同学提出的假设是__________________________________________ 。
②若该小组同学提出的假设成立,应观察到_____________________________ 现象。
【实验原理】2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
【实验内容及记录】
实验编号 | 实验温度 | 试管中所加试剂及其用量/mL | 溶液褪至无色所需时间/min | |||
0.6mol/L H2C2O4溶液 | H2O | 3mol/L 稀H2SO4溶液 | 0.05mol/L KMnO4溶液 | |||
① | 25 | 3.0 | V1 | 2.0 | 3.0 | 1.5 |
② | 25 | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | 2.7 |
③ | 50 | 2.0 | V2 | 2.0 | 3.0 | 1.0 |
(2)实验①、②探究的是
(3)探究温度对化学反应速率的影响,应选择
(4)利用实验1中的数据,计算用KMnO4表示的化学反应速率为
(5)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+)随时间变化的趋势如图1所示,但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+)随时间变化的实际趋势如图2所示。
该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设,并设计以下实验方案继续进行实验探究。
实验编号 | 实验温度/℃ | 试管中所加试剂及其用量 | 再向试管中加入某种固体 | 溶液褪至无色所需时间/min | |||
0.6mol/L H2C2O4溶液 | H2O | 3mol/L 稀H2SO4溶液 | 0.05mol/L KMnO4溶液 | ||||
④ | 25 | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | MnSO4 | t |
②若该小组同学提出的假设成立,应观察到
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】化学反应速率是描述化学反应进行快慢程度的物理量。下面是某化学兴趣小组测定化学反应速率并探究其影响因素的实验。
Ⅰ.测定化学反应速率
甲同学利用如图装置测定化学反应速率。
(1)除如图装置所示的实验用品外,还需要的一件实验用品是_______ 。
(2)圆底烧瓶中所发生反应的离子方程式为_______ 。
(3)若在2min时收集到224mL(已折算成标准状况)气体,可计算出该2min内的反应速率为_______ (设圆底烧瓶内混合溶液的总体积为100ml,且反应过程中体积不变),而该测定值比实际值偏小,其原因可能是:_______ 。
Ⅱ.探究一定条件下反应物浓度对硫代硫酸钠()溶液与硫酸溶液反应速率的影响。
乙同学利用浊度计探究一定条件下反应物浓度对硫代硫酸钠()溶液与硫酸溶液反应速率的影响。已知:浊度计用于测量浑浊度的变化。产生的沉淀越多,浑浊度(单位为NTU)值越大。
用图1所示装置进行如下表所示的5个实验,分别测量混合后溶液达到相同浑浊度 的过程中,浑浊度随时间的变化。实验①~⑤所得数据如图2曲线①~⑤所示。
【分析与解释】
(4)实验③中,x=_______ 。
(5)实验①、②、③的目的是_______ 。
(6)通过比较Ⅰ组(①、②、③)与Ⅱ组(③、④、⑤)两组实验,可推断:反应物浓度的改变对与硫酸反应的化学反应速率的影响,溶液浓度的改变影响更大。该推断的证据是_______ 。
Ⅰ.测定化学反应速率
甲同学利用如图装置测定化学反应速率。
(1)除如图装置所示的实验用品外,还需要的一件实验用品是
(2)圆底烧瓶中所发生反应的离子方程式为
(3)若在2min时收集到224mL(已折算成标准状况)气体,可计算出该2min内的反应速率为
Ⅱ.探究一定条件下反应物浓度对硫代硫酸钠()溶液与硫酸溶液反应速率的影响。
乙同学利用浊度计探究一定条件下反应物浓度对硫代硫酸钠()溶液与硫酸溶液反应速率的影响。已知:浊度计用于测量浑浊度的变化。产生的沉淀越多,浑浊度(单位为NTU)值越大。
用图1所示装置进行如下表所示的5个实验,分别测量混合后溶液达到
实验装置 | 溶液 | 溶液 | 蒸馏水 | ||
v/mL | v/mL | v/mL | |||
① | 0.1 | 1.5 | 0.1 | 3.5 | 10 |
② | 0.1 | 2.5 | 0.1 | 3.5 | 9 |
③ | 0.1 | 3.5 | 0.1 | 3.5 | x |
④ | 0.1 | 3.5 | 0.1 | 2.5 | 9 |
⑤ | 0.1 | 3.5 | 0.1 | 1.5 | 10 |
(4)实验③中,x=
(5)实验①、②、③的目的是
(6)通过比较Ⅰ组(①、②、③)与Ⅱ组(③、④、⑤)两组实验,可推断:反应物浓度的改变对与硫酸反应的化学反应速率的影响,溶液浓度的改变影响更大。该推断的证据是
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【推荐1】回答下列问题
(1)在2L密闭容器中,起始投入4mol N2和6mol H2在一定条件下生成NH3,平衡时仅改变温度测得的数据如表所示(已知:T1<T2)
①则K1_______ K2(填“>”、“<”或“=”),原因:_______ 。
②在T2下,经过10s达到化学平衡状态,则0~10s内N2的平均速率v(N2)为_______ ,平衡时H2的转化率为_______ 。若再同时增加各物质的量为1mol,此时反应的V正_______ V逆(>或=或<),平衡常数将_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)已知下列化学键的键能写出工业上制氨的热化学方程式:
热化学方程式:_______ 。
(1)在2L密闭容器中,起始投入4mol N2和6mol H2在一定条件下生成NH3,平衡时仅改变温度测得的数据如表所示(已知:T1<T2)
温度K | 平衡时NH3的物质的量/mol |
T1 | 3.6 |
T2 | 2 |
②在T2下,经过10s达到化学平衡状态,则0~10s内N2的平均速率v(N2)为
(2)已知下列化学键的键能写出工业上制氨的热化学方程式:
化学键 | H-H | N≡N | N-H |
键能/kJ·mol-1 | 430 | 936 | 390 |
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】氨气在农业和国防工业都有很重要的作用,历史上诺贝尔奖曾经有三次颁给研究合成氨的科学家。
(1)反应的能量变化如图所示。则N2(g)与H2(g)制备NH3(1)的热化学方程式为_____ 。_____ 。
(3)恒压密闭容器中,起始时n(H2):n(N2)=3:1,不同温度(T)下平衡混合物中NH3(g)物质的量分数随压强的变化曲线如图所示:①A点的温度迅速从T1变为T2,则此时浓度商Q_____ K(T2)(填“>”“<”或“=”)。
②Kp(B):Kp(A)=_____ (Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
③合成氨逆反应速率方程为:v(逆)=k(逆),式中k(逆)为逆反应的速率常数(只与温度有关)。从C点开始减小压强,平衡发生移动,直至达到新的平衡,v(逆)的变化过程为_____ 。
(4)电化学法也可合成氨。如图是用低温固体质子导体作为电解质,用Pt−C3N4作阴极催化剂电解H2(g)和N2(g)合成NH3的原理示意图:_____ 。
②实验研究表明,当外加电压超过一定值以后,发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小,分析其可能原因_____ 。
(1)反应的能量变化如图所示。则N2(g)与H2(g)制备NH3(1)的热化学方程式为
(2)关于合成氨工艺的理解,下列正确的是
A.合成氨工业常采用的反应温度为400~500℃左右,可用勒夏特列原理解释 |
B.使用更高效的催化剂,可以提高平衡时NH3的量 |
C.合成氨工业采用10MPa~30MPa,是因常压下N2和H2的转化率不高 |
D.用铜氨溶液处理原料气中CO杂质的反应为:[Cu(NH3)2]++CO+NH3[Cu(NH3)3CO]+ ΔH<0,其适宜的生产条件为低温高压 |
②Kp(B):Kp(A)=
③合成氨逆反应速率方程为:v(逆)=k(逆),式中k(逆)为逆反应的速率常数(只与温度有关)。从C点开始减小压强,平衡发生移动,直至达到新的平衡,v(逆)的变化过程为
(4)电化学法也可合成氨。如图是用低温固体质子导体作为电解质,用Pt−C3N4作阴极催化剂电解H2(g)和N2(g)合成NH3的原理示意图:
①Pt−C3N4电极反应产生NH3的电极反应式
②实验研究表明,当外加电压超过一定值以后,发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小,分析其可能原因
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(0.65)
【推荐3】反应I:(g,十氢萘)(g,四氢萘)+3H2(g) ΔH1
反应II:(g,四氢萘)(g,萘)+2H2(g) △H2
(1)根据表格中的键能计算△H1=_______ kJ·mol-1。
(2)实测反应1的△H=+205kJ·mol-1,(1)小题计算值与实测值差异较大,请从有机物分子结构角度说明主要原因是_______ 。
(3)研究表明,反应I、II均为非自发反应,则(g,十氢萘)(g,萘)+5H2(g) ΔH_______ 0(填“>”或“<”)。
(4)将适量十氢萘置于恒压密闭容器中,掺混水蒸气,则十氢萘的平衡转化率_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)将适量十氢萘置于恒容密闭容器中,升高温度带来高压,该条件下也可显著释氢,理由是_______ 。
(6)十氢萘(1.00mol)在一定温度、催化剂条件下,于恒容密闭容器中进行催化脱氢实验,测得四氢萘(C10H12)和萘(C10H8)的产率(以物质的量分数计为x1和x2)随时间变化如图。其中,x1显著低于x2的原因是_______ 。
反应II:(g,四氢萘)(g,萘)+2H2(g) △H2
化学键 | C-H | C-C | C=C | H-H |
键能/kJ·mol-1 | 412 | 348 | 612 | 436 |
(2)实测反应1的△H=+205kJ·mol-1,(1)小题计算值与实测值差异较大,请从有机物分子结构角度说明主要原因是
(3)研究表明,反应I、II均为非自发反应,则(g,十氢萘)(g,萘)+5H2(g) ΔH
(4)将适量十氢萘置于恒压密闭容器中,掺混水蒸气,则十氢萘的平衡转化率
(5)将适量十氢萘置于恒容密闭容器中,升高温度带来高压,该条件下也可显著释氢,理由是
(6)十氢萘(1.00mol)在一定温度、催化剂条件下,于恒容密闭容器中进行催化脱氢实验,测得四氢萘(C10H12)和萘(C10H8)的产率(以物质的量分数计为x1和x2)随时间变化如图。其中,x1显著低于x2的原因是
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解答题-原理综合题
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适中
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名校
【推荐1】与反应合成HCOOH,是实现“碳中和”的有效途径。回答下列问题:
(1)HCOOH中碳原子的杂化类型为______ 。
(2)已知:______ 。
(3)在催化作用下,温度为时,将一定量和充入密闭容器中发生如下反应:
主反应Ⅰ:
副反应Ⅱ: 。
①下图是不同催化剂电化学还原生产HCOOH的催化性能及机理,并通过DFT计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量,如图所示(带“*”表示物质处于吸附态)。电化学还原生产HCOOH,使用______ 作催化剂较优。
②实验测得反应Ⅰ:,,、为速率常数。温度为时,,则______ (填“大于”“小于”“等于”),判断依据是______ 。
③实验测得平衡时的转化率及HCOOH和CO的选择性(产物的选择性:生成的HCOOH或CO与转化的的比值)随温度变化如图所示。曲线b表示______ ,200℃~360℃,升高温度曲线b对应纵坐标值减小的原因是______ 。240℃时,平衡体系中氢气的分压为kPa,主反应Ⅰ的______ (用x、y、表示)。
(1)HCOOH中碳原子的杂化类型为
(2)已知:
(3)在催化作用下,温度为时,将一定量和充入密闭容器中发生如下反应:
主反应Ⅰ:
副反应Ⅱ: 。
①下图是不同催化剂电化学还原生产HCOOH的催化性能及机理,并通过DFT计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量,如图所示(带“*”表示物质处于吸附态)。电化学还原生产HCOOH,使用
②实验测得反应Ⅰ:,,、为速率常数。温度为时,,则
③实验测得平衡时的转化率及HCOOH和CO的选择性(产物的选择性:生成的HCOOH或CO与转化的的比值)随温度变化如图所示。曲线b表示
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适中
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解题方法
【推荐2】氨气具有广泛用途,工业上利用反应 合成氨,其基本合成过程如下:
(1)某小组为了探究外界条件对反应的影响, 参加合成氨的反应,在a、b两种条件下分别达到平衡,测得的浓度与反应时间的关系如图甲所示。请回答下列问题:
①a条件下,0~的平均反应速率_________ 。
②相对a而言,b可能改变的条件是_________ 。
(2)某小组往一恒温恒压容器中充9mol 和23mol ,模拟合成氨的反应,图乙为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系图。若体系在、60MPa下达到平衡。
①此时的平衡分压为_________ MPa.(分压=总压×物质的量分数)
②计算此时的平衡常数_________ 。(用平衡分压代替平衡浓度计算,结果保留2位有效数字)
(3)分离器中的过程对整个工甲乙业合成氨的意义是_________ 。
(4)常温氯化银可以溶于氨水,反应原理为。已知 , ,则若将0.1mol AgCl溶于1L氨水中,此时氨水的浓度须_________ 。
(1)某小组为了探究外界条件对反应的影响, 参加合成氨的反应,在a、b两种条件下分别达到平衡,测得的浓度与反应时间的关系如图甲所示。请回答下列问题:
①a条件下,0~的平均反应速率
②相对a而言,b可能改变的条件是
(2)某小组往一恒温恒压容器中充9mol 和23mol ,模拟合成氨的反应,图乙为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系图。若体系在、60MPa下达到平衡。
①此时的平衡分压为
②计算此时的平衡常数
(3)分离器中的过程对整个工甲乙业合成氨的意义是
(4)常温氯化银可以溶于氨水,反应原理为。已知 , ,则若将0.1mol AgCl溶于1L氨水中,此时氨水的浓度须
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适中
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解题方法
【推荐3】氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一。其合成原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,
I.在密闭容器中,投入1mol N2和3 mol H2在催化剂作用下发生反应:
(1)测得反应放出的热量_________ 92.4kJ.(填“小于”,“大于”或“等于”)
(2)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是___________ ;N2和H2的转化率比是___________ 。
(3)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量________ 。(填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将___________ (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(5)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将____________ (填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后,容器内温度________ (填“大于”、“小于”或“等于”)原来的2倍。
II.该反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=﹣92.4kJ/mol 在一密闭容器中发生,下图是某一时间段反应速率与反应进程的关系曲线图。
(1)t1、t3、t4时刻,体系中分别是什么条件发生了变化?
t1_____________________ ,t3_____________________ ,t4_____________________ 。
(2)下列时间段中,氨的百分含量最高的是(_______ )
A.0~t1 B.t2~t3 C.t3~t4 D.t4~t5
I.在密闭容器中,投入1mol N2和3 mol H2在催化剂作用下发生反应:
(1)测得反应放出的热量
(2)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是
(3)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量
(4)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将
(5)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将
II.该反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=﹣92.4kJ/mol 在一密闭容器中发生,下图是某一时间段反应速率与反应进程的关系曲线图。
(1)t1、t3、t4时刻,体系中分别是什么条件发生了变化?
t1
(2)下列时间段中,氨的百分含量最高的是(
A.0~t1 B.t2~t3 C.t3~t4 D.t4~t5
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