氮的氧化物是造成大气污染的主要物质,研究氮氧化物间的相互转化及脱除具有重要意义。
(1)已知的反应历程分两步:
第一步(快速平衡)
第二步(慢反应)
①用表示的速率方程为:;表示的速率方程为:,与分别表示速率常数(只与温度有关),则_______ 。
②下列关于反应的说法正确的是_______ (填序号)。
A.增大压强,反应速率常数一定增大
B.第一步反应的活化能小于第二步反应的活化能
C.升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大
D.反应达到平衡时,
(2)容积均为1L的甲、乙两个容器,其中甲为绝热容器,乙为恒温容器,相同温度下,分别充入0.2mol的,发生反应:,甲中的相关量随时间变化如图所示。
①请写出内,甲容器中的反应速率增大的原因:_______ 。
②甲达平衡时,温度若为,此温度下的平衡常数K=_______ 。
③平衡时,_______ ,_______ (填“>”“<”或“=”)。
(3)以为还原剂在脱硝装置中消除烟气中的氮氧化物。
主反应:
副反应:
将烟气按一定的流速通过脱硝装置,测得出口NO的浓度与温度的关系如图,试分析脱硝的适宜温度是_______ (填序号)。
a. b. c.
(1)已知的反应历程分两步:
第一步(快速平衡)
第二步(慢反应)
①用表示的速率方程为:;表示的速率方程为:,与分别表示速率常数(只与温度有关),则
②下列关于反应的说法正确的是
A.增大压强,反应速率常数一定增大
B.第一步反应的活化能小于第二步反应的活化能
C.升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大
D.反应达到平衡时,
(2)容积均为1L的甲、乙两个容器,其中甲为绝热容器,乙为恒温容器,相同温度下,分别充入0.2mol的,发生反应:,甲中的相关量随时间变化如图所示。
①请写出内,甲容器中的反应速率增大的原因:
②甲达平衡时,温度若为,此温度下的平衡常数K=
③平衡时,
(3)以为还原剂在脱硝装置中消除烟气中的氮氧化物。
主反应:
副反应:
将烟气按一定的流速通过脱硝装置,测得出口NO的浓度与温度的关系如图,试分析脱硝的适宜温度是
a. b. c.
更新时间:2022-11-05 20:24:01
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【推荐1】热化学碘硫循环可用于大规模制氢气,SO2水溶液还原I2和HI分解均是其中的主要反应。回答下列问题:
(1)以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示。
反应II包含两步反应:
①H2SO4(l)=SO3(g)+H2O(g) △H1=+177kJ/mol
②2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g) △H2=+196kJ/mol
①写出反应①自发进行的条件是:___________ 。
②写出反应Ⅱ的热化学方程式:___________ 。
(2)起始时 HI的物质的量为1mol,总压强为0.1MPa下,发生反应HI(g)H2(g)+I2(g) 平衡时各物质的物质的量随温度变化如图所示:
①该反应的△H___________ (“>”或“<”)0。
②600℃时,反应的平衡常数Kp=___________ (Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(3)反应 H2(g)+I2(g) 2HI(g)的反应机理如下:
第一步:I22I(快速平衡) 第二步:I+H2H2I(快速平衡) 第三步:H2I+I 2HI (慢反应)
①第一步反应___________ (填 “放出”或“吸收”)能量。
②只需一步完成的反应称为基元反应,基元反应如aA+dD = gG+hH 的速率方程,v= kca(A)•cd(D),k为常数;非基元反应由多个基元反应组成,非基元反应的速率方程可由反应机理推定。H2(g)与I2(g)反应生成 HI(g)的速率方程为v=___________ (用含k1、k-1、k2…的代数式表示)。
(1)以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示。
反应II包含两步反应:
①H2SO4(l)=SO3(g)+H2O(g) △H1=+177kJ/mol
②2SO3(g)=2SO2(g)+O2(g) △H2=+196kJ/mol
①写出反应①自发进行的条件是:
②写出反应Ⅱ的热化学方程式:
(2)起始时 HI的物质的量为1mol,总压强为0.1MPa下,发生反应HI(g)H2(g)+I2(g) 平衡时各物质的物质的量随温度变化如图所示:
①该反应的△H
②600℃时,反应的平衡常数Kp=
(3)反应 H2(g)+I2(g) 2HI(g)的反应机理如下:
第一步:I22I(快速平衡) 第二步:I+H2H2I(快速平衡) 第三步:H2I+I 2HI (慢反应)
①第一步反应
②只需一步完成的反应称为基元反应,基元反应如aA+dD = gG+hH 的速率方程,v= kca(A)•cd(D),k为常数;非基元反应由多个基元反应组成,非基元反应的速率方程可由反应机理推定。H2(g)与I2(g)反应生成 HI(g)的速率方程为v=
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【推荐2】2021年6月17日我国自主研发的神舟十二号飞船进入太空,改进型火箭推进剂之一为无色气体。已知和的结构式分别是和。实验测得N-N键的键能为,中氮氧键的键能为,中氮氧键的键能为。
(1)写出转化为的热化学方程式_______ 。
(2)在100℃时,将0.40mol的气体充入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,得到下表所示数据。
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,则_______ ;20~40s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。一定温度下,、与平衡常数的关系是_______ 。
(4)将一定量的充入注射器中后封口,下图是在拉伸或压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深,透光率越小)。下列说法正确的是_______。
(1)写出转化为的热化学方程式
(2)在100℃时,将0.40mol的气体充入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,得到下表所示数据。
时间/s | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
0.40 | n1 | 0.26 | n3 | n4 | |
0.00 | 0.05 | n2 | 0.08 | 0.08 |
(3)反应,一定条件下与的
(4)将一定量的充入注射器中后封口,下图是在拉伸或压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深,透光率越小)。下列说法正确的是_______。
A.d点: |
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【推荐3】研究CO、CO2的回收利用既可变废为宝,又可减少碳的排放。回答下列问题:
(1)二甲醚(CH3OCH3)被誉为“21世纪的清洁燃料”,由CO和H2制备二甲醚的反应原理如下:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.1kJ/mol
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-24.5kJ/mol
已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.0kJ/mol
则2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)的ΔH=__ ,有利于提高该反应中CO2平衡转化率的条件是__ (填标号)。
A.高温低压 B.高温高压C.低温低压 D.低温高压
(2)T1K时,将1mol二甲醚引入一个抽空的150L恒容容器中,发生分解反应:CH3OCH3(g)CH4(g)+H2(g)+CO(g),在不同时间测定容器内的总压,所得数据见表:
①由表中数据计算:0~6.5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=__ ,反应达平衡时,二甲醚的分解率为__ ,该温度下平衡常数K=__ 。
②若升高温度,CH3OCH3的浓度增大,则该反应为__ 反应(填“放热”或“吸热”),要缩短达到平衡的时间,可采取的措施有__ 、__ 。
(3)在T2K、1.0×104kPa(恒温、恒压)下,等物质的量的CO与CH4混合气体发生如下反应:CO(g)+CH4(g)CH3CHO(g),反应速率v=v正-v逆=k正p(CO)·p(CH4)-k逆p(CH3CHO),k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,p为气体的分压(气体分压p=气体总压p总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数Kp=4.5×10-5(kPa)-1,则CO转化率为20%时=__ 。
(1)二甲醚(CH3OCH3)被誉为“21世纪的清洁燃料”,由CO和H2制备二甲醚的反应原理如下:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.1kJ/mol
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-24.5kJ/mol
已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.0kJ/mol
则2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)的ΔH=
A.高温低压 B.高温高压C.低温低压 D.低温高压
(2)T1K时,将1mol二甲醚引入一个抽空的150L恒容容器中,发生分解反应:CH3OCH3(g)CH4(g)+H2(g)+CO(g),在不同时间测定容器内的总压,所得数据见表:
反应时间t/min | 0 | 6.5 | 13.0 | 26.5 | 52.6 | ∞ |
气体总压p总/kPa | 50.0 | 55.0 | 65.0 | 83.2 | 103.8 | 125.0 |
①由表中数据计算:0~6.5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=
②若升高温度,CH3OCH3的浓度增大,则该反应为
(3)在T2K、1.0×104kPa(恒温、恒压)下,等物质的量的CO与CH4混合气体发生如下反应:CO(g)+CH4(g)CH3CHO(g),反应速率v=v正-v逆=k正p(CO)·p(CH4)-k逆p(CH3CHO),k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,p为气体的分压(气体分压p=气体总压p总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数Kp=4.5×10-5(kPa)-1,则CO转化率为20%时=
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【推荐1】乙烯是石油化工最基本原料之一。
I.乙烷在一定条件下可脱氢制得乙烯:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H1>0
(1)提高乙烷平衡转化率的措施有____ 、____ 。
(2)一定温度下,向恒容密闭容器通入等物质的量的C2H6和H2,初始压强为100kPa,发生上述反应,乙烷的平衡转化率为20%。平衡时体系的压强为___ kPa,该反应的平衡常数Kp=___ kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
II.在乙烷中引入O2可以降低反应温度,减少积碳。涉及如下反应:
a.2C2H6(g)+O2(g)=2C2H4(g)+2H2O(g) △H2<0
b.2C2H6(g)+5O2(g)=4CO(g)+6H2O(g) △H3<0
c.C2H4(g)+2O2(g)=2CO(g)+2H2O(g) △H4<0
(3)根据盖斯定律,反应a的△H2=____ (写出用含有△H3、△H4表示的代数式)。
(4)氧气的引入可能导致过度氧化。为减少过度氧化,需要寻找催化剂降低反应____ (选填“a”、“b”或“c”)的活化能。
(5)常压下,在某催化剂作用下按照n(C2H6):n(O2)=1:1投料制备乙烯,体系中C2H4和CO在含碳产物中的物质的量百分数及C2H6转化率随温度的变化如图所示。
①乙烯的物质的量百分数随温度升高而降低的,原因是____ 。
②在570~600℃温度范围内,下列说法正确的有____ (填字母)。
A.H2O的含量随温度升高而增大.
B.C2H6在体系中的物质的量百分数随温度升高而增大
C.此催化剂的优点是在较低温度下能降低CO的平衡产率
③某学者研究了生成C2H4的部分反应历程如图所示,写出该部分反应历程的总反应方程式____ 。该历程的催化剂是____ 。
I.乙烷在一定条件下可脱氢制得乙烯:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H1>0
(1)提高乙烷平衡转化率的措施有
(2)一定温度下,向恒容密闭容器通入等物质的量的C2H6和H2,初始压强为100kPa,发生上述反应,乙烷的平衡转化率为20%。平衡时体系的压强为
II.在乙烷中引入O2可以降低反应温度,减少积碳。涉及如下反应:
a.2C2H6(g)+O2(g)=2C2H4(g)+2H2O(g) △H2<0
b.2C2H6(g)+5O2(g)=4CO(g)+6H2O(g) △H3<0
c.C2H4(g)+2O2(g)=2CO(g)+2H2O(g) △H4<0
(3)根据盖斯定律,反应a的△H2=
(4)氧气的引入可能导致过度氧化。为减少过度氧化,需要寻找催化剂降低反应
(5)常压下,在某催化剂作用下按照n(C2H6):n(O2)=1:1投料制备乙烯,体系中C2H4和CO在含碳产物中的物质的量百分数及C2H6转化率随温度的变化如图所示。
①乙烯的物质的量百分数随温度升高而降低的,原因是
②在570~600℃温度范围内,下列说法正确的有
A.H2O的含量随温度升高而增大.
B.C2H6在体系中的物质的量百分数随温度升高而增大
C.此催化剂的优点是在较低温度下能降低CO的平衡产率
③某学者研究了生成C2H4的部分反应历程如图所示,写出该部分反应历程的总反应方程式
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(0.4)
【推荐2】“事物的双方既相互对立又相互统一”的哲学观点在化学中有着诸多体现。
Ⅰ.硫和氮两种元素与人们的生活密切相关,自然界中硫、氮的循环是维持生态平衡的重要物质基础。
(1)下列说法错误的是______(填标号)。
(2)一种具有高弹性的自修复聚氨酯材料(TPU)结构如下:
该聚合物由X()和Y()聚合而成,下列说法正确的是______(填标号)。
Ⅱ.含硫、氮物质的使用在为人类带来益处的同时,也给人们带来了一些困扰。利用化学原理处理含硫、氮的废气、废液等具有重要意义。
(3)二氧化氯(ClO2)可用于烟气中SO2和NO的脱除。研究发现ClO2氧化SO2和NO时涉及以下基元反应。
脱硝:ⅰ
ⅱ
脱硫:ⅲ
ⅳ
其中k为速率常数。对于基元反应:,其速率方程表达式为
实验测得:ClO2分别单独氧化纯SO2、纯NO以及同时氧化二者混合物的氧化率随时间(t)的变化情况如图所示。
①其它因素都相同时,ClO2氧化SO2的活化能______ (填“>”或“<”)ClO2氧化NO的活化能。
②请结合ⅰ、ⅲ、ⅳ的速率常数,判断NO的存在是否会影响ClO2氧化SO2的速率并说明理由:______ 。
(4)CO也可以与NO反应生成无污染物:。
已知:ⅰ 在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度,可得到相对压力平衡常数。
ⅱ 气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以()。
在某温度下,原料组成,初始总压为100 kPa的恒容容器中进行上述反应,达到平衡时CO2的分压为40 kPa,则该反应的相对压力平衡常数______ 。
(5)污水中的硝基苯可用铁炭混合物在酸性条件下处理。硝基苯转化过程如下:
①的电极反应式为______ 。
②其他条件一定,相同时间内,硝基苯的去除率与pH的关系如图所示。pH越大,硝基苯的去除率越低的原因可能是______ 。
Ⅰ.硫和氮两种元素与人们的生活密切相关,自然界中硫、氮的循环是维持生态平衡的重要物质基础。
(1)下列说法错误的是______(填标号)。
A.合成氨很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题 |
B.组成生命体的蛋白质中含有硫和氮 |
C.豆科植物的根瘤菌可实现自然固氮 |
D.二氧化硫有毒,不可用作食品添加剂 |
(2)一种具有高弹性的自修复聚氨酯材料(TPU)结构如下:
该聚合物由X()和Y()聚合而成,下列说法正确的是______(填标号)。
A.X中碳氧双键比碳氮双键更容易与Y发生反应 |
B.生成该聚合物反应的原子利用率为100% |
C.其自修复性可能与—S—S—有关 |
D.废弃的聚合物直接焚烧处理即可 |
Ⅱ.含硫、氮物质的使用在为人类带来益处的同时,也给人们带来了一些困扰。利用化学原理处理含硫、氮的废气、废液等具有重要意义。
(3)二氧化氯(ClO2)可用于烟气中SO2和NO的脱除。研究发现ClO2氧化SO2和NO时涉及以下基元反应。
脱硝:ⅰ
ⅱ
脱硫:ⅲ
ⅳ
其中k为速率常数。对于基元反应:,其速率方程表达式为
实验测得:ClO2分别单独氧化纯SO2、纯NO以及同时氧化二者混合物的氧化率随时间(t)的变化情况如图所示。
①其它因素都相同时,ClO2氧化SO2的活化能
②请结合ⅰ、ⅲ、ⅳ的速率常数,判断NO的存在是否会影响ClO2氧化SO2的速率并说明理由:
(4)CO也可以与NO反应生成无污染物:。
已知:ⅰ 在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度,可得到相对压力平衡常数。
ⅱ 气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以()。
在某温度下,原料组成,初始总压为100 kPa的恒容容器中进行上述反应,达到平衡时CO2的分压为40 kPa,则该反应的相对压力平衡常数
(5)污水中的硝基苯可用铁炭混合物在酸性条件下处理。硝基苯转化过程如下:
①的电极反应式为
②其他条件一定,相同时间内,硝基苯的去除率与pH的关系如图所示。pH越大,硝基苯的去除率越低的原因可能是
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(0.4)
【推荐3】肼()及其衍生物的合成与利用具有重要意义。
(1)“肼合成酶”以其中的“配合物为催化中心,可将与转化为肼,其反应历程如图所示。
①上图所示的反应步骤Ⅱ、Ⅳ中Fe元素化合价的变化可分别描述为___________ 。
②将替换为,反应所得产物的化学式为___________ 。
(2)在碱性条件下,水合肼()在催化剂Rh(铑)g-作用下发生如下分解反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
转化频率(TOF)能反映催化剂的性能。
(t为反应时间)
保持温度不变,相同时间内反应中不同对应的TOF如图所示。
①催化剂载体g-可由三聚氰胺()在空气中焙烧得到。已知具有六元环结构,其结构简式可表示为___________ 。
②TOF随变化的原因是___________ 。
(3)相同条件下,测得诱导肼、甲肼()和偏二甲肼[]低温反应(均为吸热反应)产物与反应物能量差、反应速率常数k值(k越大,反应越快)如下表。
①请补充上表所缺反应产物的结构简式___________ 。
②相较甲肼而言,肼、偏二甲肼与的反应效果不佳的原因分别是___________ 。
(1)“肼合成酶”以其中的“配合物为催化中心,可将与转化为肼,其反应历程如图所示。
①上图所示的反应步骤Ⅱ、Ⅳ中Fe元素化合价的变化可分别描述为
②将替换为,反应所得产物的化学式为
(2)在碱性条件下,水合肼()在催化剂Rh(铑)g-作用下发生如下分解反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
转化频率(TOF)能反映催化剂的性能。
(t为反应时间)
保持温度不变,相同时间内反应中不同对应的TOF如图所示。
①催化剂载体g-可由三聚氰胺()在空气中焙烧得到。已知具有六元环结构,其结构简式可表示为
②TOF随变化的原因是
(3)相同条件下,测得诱导肼、甲肼()和偏二甲肼[]低温反应(均为吸热反应)产物与反应物能量差、反应速率常数k值(k越大,反应越快)如下表。
燃料 | 反应产物 | k值 | |
5.73 | |||
14.15 | |||
47.81 | - |
②相较甲肼而言,肼、偏二甲肼与的反应效果不佳的原因分别是
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【推荐1】源开发和利用是科学研究的热点课题。
(1)几个有关CO的热化学方程式如下:
I.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H1
II.2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ∆H2
III.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ∆H3
则3CO(g)+3H2(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g) ∆H=_______ (用含∆H1、∆H2、∆H3的代数表示)。
(2)在1L恒容密闭容器中充入一定量CH3OH发生反应:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ∆H,测得CH3OH的浓度与温度的关系如图所示:
则T1_______ T2;∆H_______ 0(填“>”“<”或“=”)。
(3)工业上,利用水煤气合成CH3OH的反应表示如下:2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g) ∆H=-91.0kJ·mol-1,向1L的恒容密容器中加入0.1molH2和0.05molCO在一定温度下发生上述反应,10min后反应达到平衡状态,测得放出的热量为3.64kJ。
①从反应开始恰好平衡状态时,H2的平均反应速率v(H2)为_______ 。
②在温度不变条件下,上述反应达到平衡后再向容器中充入0.01molH2和0.05molCH3OH(g)时,平衡_______ (填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。
(4)探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
I.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=-49.5kJ·mol-1
II.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H2=-90.4kJ·mol-1
III.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ∆H3
一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为amol,CO为bmol,此时H2O(g)的浓度为_______ mol·L-1(用含a、b、V的代数式表示,下同),反应III的平衡常数为_______ 。
(1)几个有关CO的热化学方程式如下:
I.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H1
II.2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ∆H2
III.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ∆H3
则3CO(g)+3H2(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g) ∆H=
(2)在1L恒容密闭容器中充入一定量CH3OH发生反应:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ∆H,测得CH3OH的浓度与温度的关系如图所示:
则T1
(3)工业上,利用水煤气合成CH3OH的反应表示如下:2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g) ∆H=-91.0kJ·mol-1,向1L的恒容密容器中加入0.1molH2和0.05molCO在一定温度下发生上述反应,10min后反应达到平衡状态,测得放出的热量为3.64kJ。
①从反应开始恰好平衡状态时,H2的平均反应速率v(H2)为
②在温度不变条件下,上述反应达到平衡后再向容器中充入0.01molH2和0.05molCH3OH(g)时,平衡
(4)探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
I.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=-49.5kJ·mol-1
II.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H2=-90.4kJ·mol-1
III.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ∆H3
一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为amol,CO为bmol,此时H2O(g)的浓度为
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【推荐2】环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题:
(1)①对于反应③:___________ 。
②该反应在___________ 时可自发进行。(填“高温”、“低温”或“任意温度”)。
(2)某温度下,等物质的量的环戊烯()和碘单质在恒容密闭容器中发生反应③,起始总压为100KPa,2h后达到平衡,环戊烯的转化率为40%。
①用环戊烯的分压表示平均速率为___________ ,平衡后的总压为___________ KPa。
②该反应的平衡常数___________ KPa(保留小数点后一位)。
(3)达到平衡后,欲提高环戊烯的平衡转化率和该反应的化学反应速率,可采取的措施有___________。
(4)环戊二烯的氢化过程中发生如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
为研究不同温度下的催化剂活性,测得不同温度(其他条件相同)下反应4h时环戊二烯的转化率和环戊烯的选择性的数据如图所示。
选择性×100%
①环戊二烯氢化制环戊烯的最佳反应温度为___________ 。
②升高温度,环戊二烯的转化率提高而环戊烯的选择性降低,其原因是___________ 。
(1)①对于反应③:
②该反应在
(2)某温度下,等物质的量的环戊烯()和碘单质在恒容密闭容器中发生反应③,起始总压为100KPa,2h后达到平衡,环戊烯的转化率为40%。
①用环戊烯的分压表示平均速率为
②该反应的平衡常数
(3)达到平衡后,欲提高环戊烯的平衡转化率和该反应的化学反应速率,可采取的措施有___________。
A.升高温度 | B.及时分离产物 | C.增加碘单质的浓度 | D.增加环戊烯的浓度 |
(4)环戊二烯的氢化过程中发生如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
为研究不同温度下的催化剂活性,测得不同温度(其他条件相同)下反应4h时环戊二烯的转化率和环戊烯的选择性的数据如图所示。
选择性×100%
①环戊二烯氢化制环戊烯的最佳反应温度为
②升高温度,环戊二烯的转化率提高而环戊烯的选择性降低,其原因是
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【推荐3】有机反应往往具有可逆性,同时还伴随副反应发生。请回答下列问题:
Ⅰ.利用甲醇(CH3OH)在一定条件下直接脱氢可制甲醛(HCHO),反应方程式为:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g) △H>0。
(1)已知CH3OH可以由CO和H2反应制备,制备过程中发生的反应有:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.7kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ/mol
则反应3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=____ 。
(2)若在恒温恒容容器中进行上述制甲醛的反应,可判断反应达到平衡状态的是____ (填序号)。
Ⅱ.2—甲氧基—2—甲基丁烷(TAME)常用作汽油添加剂。在催化剂作用下,可通过甲醇与烯烃的液相反应制得,体系中同时存在如图反应:
反应Ⅰ:+CH3OH△H1
反应Ⅱ:+CH3OH△H2
反应Ⅲ: △H3
(3)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示。据图判断,A和B中相对稳定的是____ 。
(4)为研究上述反应体系的平衡关系,向某反应容器中加入1.0molTAME,控制温度为353K,测得TAME的平衡转化率为a。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3=8,则平衡体系中B的物质的量为____ mol,反应I的平衡常数Kx1=____ 。
(5)为研究反应体系的动力学行为,向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH。控制温度为353K,A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为____ (填“X”或“Y”);t=100s时,反应Ⅲ的V正____ V逆(填“>”“<”或“=”)。
Ⅰ.利用甲醇(CH3OH)在一定条件下直接脱氢可制甲醛(HCHO),反应方程式为:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g) △H>0。
(1)已知CH3OH可以由CO和H2反应制备,制备过程中发生的反应有:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.7kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ/mol
则反应3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=
(2)若在恒温恒容容器中进行上述制甲醛的反应,可判断反应达到平衡状态的是
A.混合气体的密度不变 |
B.CH3OH、HCHO的物质的量浓度之比为1:1 |
C.H2的体积分数不再改变 |
D.混合气体的平均相对分子质量不变 |
Ⅱ.2—甲氧基—2—甲基丁烷(TAME)常用作汽油添加剂。在催化剂作用下,可通过甲醇与烯烃的液相反应制得,体系中同时存在如图反应:
反应Ⅰ:+CH3OH△H1
反应Ⅱ:+CH3OH△H2
反应Ⅲ: △H3
(3)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示。据图判断,A和B中相对稳定的是
(4)为研究上述反应体系的平衡关系,向某反应容器中加入1.0molTAME,控制温度为353K,测得TAME的平衡转化率为a。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3=8,则平衡体系中B的物质的量为
(5)为研究反应体系的动力学行为,向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH3OH。控制温度为353K,A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为
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【推荐1】H2S广泛存在于废水及天然气等燃气中,除去H2S和回收硫资源是利国利民之举。回答下列问题:
(1)已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH1
H2(g)+S(s)=H2S(g) ΔH2
HCl(g)=HCl(aq) ΔH3
H2S(g)=H2S(aq) ΔH4
用氯气除去废水中H2S的热化学方程式为_______ (反应热用ΔH1、ΔH2、ΔH3和ΔH4表示)。
(2)H2S可用于高效制取氢气,发生反应为2H2S(g)⇌2H2(g)+S2(g) ΔH
在三个恒容密闭容器中充入H2S(如上表),容器I、II中H2S的平衡转化率如图所示:
①该反应的∆H_______ 0(填“>”或“<”)。
②图中A、B两点中容器内密度较大的是_______ (填“A”或“B”)。
③在T1℃,容器II的体积为6L,该反应20s后达到平衡,则0~20s内容器II中生成S2(g)的反应速率为_______ mol·L-1·min-1;在T1℃,容器III的体积为1L,该反应起始反应速率:v正(H2S)_______ v逆(H2S)(填“>”“<”或“=”)。
(3)现改变条件进行(2)中反应:开始时,将1molH2S与8molNe(g)混合于恒压(总压为pkPa)密闭容器中反应,测得平衡时各气体[Ne(g)除外]的体积分数随温度变化如图所示。
①当H2S的平衡转化率为α,则S2(g)的平衡分压为_______ 。
②在T2℃,该反应的平衡常数Kp_______ kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×体积分数)。
(4)H2S燃料电池应用前景非常广阔,该电池示意图如下。
①电极b是_______ 极(填“正”或“负”)。
②电极a的反应式为_______ 。
(1)已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH1
H2(g)+S(s)=H2S(g) ΔH2
HCl(g)=HCl(aq) ΔH3
H2S(g)=H2S(aq) ΔH4
用氯气除去废水中H2S的热化学方程式为
(2)H2S可用于高效制取氢气,发生反应为2H2S(g)⇌2H2(g)+S2(g) ΔH
容器编号 | 起始物质的量/mol | ||
H2S | H2 | S2 | |
I | 0.1 | 0 | 0 |
II | 0.1 | 0 | 0 |
III | 0.06 | 0.06 | 0.04 |
在三个恒容密闭容器中充入H2S(如上表),容器I、II中H2S的平衡转化率如图所示:
①该反应的∆H
②图中A、B两点中容器内密度较大的是
③在T1℃,容器II的体积为6L,该反应20s后达到平衡,则0~20s内容器II中生成S2(g)的反应速率为
(3)现改变条件进行(2)中反应:开始时,将1molH2S与8molNe(g)混合于恒压(总压为pkPa)密闭容器中反应,测得平衡时各气体[Ne(g)除外]的体积分数随温度变化如图所示。
①当H2S的平衡转化率为α,则S2(g)的平衡分压为
②在T2℃,该反应的平衡常数Kp
(4)H2S燃料电池应用前景非常广阔,该电池示意图如下。
①电极b是
②电极a的反应式为
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解题方法
【推荐2】二氧化碳的排放越来越受到能源和环境领域的关注.其综合利用是目前研究的重要课题之一,试运用所学知识,解决以下问题:
(1)CO2加氢时主要发生以下两个反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-165.0kJ•mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.18kJ•mol-1
在密闭容器中按H23mol、CO21mol通入,初始体积均为VL,分别在0.1MPa和1MPa下进行反应。分析温度对平衡体系中CO2、CO、CH4的影响,设这三种气体物质的量分数之和为1,其中CO和CH4的物质的量分数与温度变化关系如图所示。
①表示0.1MPa时CH4物质的量分数随温度变化关系的曲线是___ (填序号)。
②N点低于M点的原因是___ 。
③590℃时反应I的平衡常数K为___ 。(用含V的代数式表示)
(2)利用电化学方法可以将CO2有效地转化为HCOO-,装置如图所示。
①在该装置中,右侧Pt电极的电极反应式为___ 。
②装置工作时,阴极除有HCOO-生成外,还可能生成副产物___ 降低电解效率。
已知:电解效率=×100%
测得阴极区内的c(HCOO-)=0.03mol/L,电解效率为75%,则阴极和阳极生成的气体在标准状况下的体积总共___ mL。(忽略电解前后溶液的体积变化)
(3)已知水煤气法制备H2的反应为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。将等体积的CO(g)和H2O(g)充入恒容密闭容器中,反应速率v=v正-v逆=k正c(CO)c(H2O)-k逆c(CO2)c(H2),其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数且只与温度有关,在700℃和800℃时,CO的转化率随时间变化的曲线如图所示。M点与N点对应的的大小关系:M___ N(填“>”、“<”或“=”)
(1)CO2加氢时主要发生以下两个反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-165.0kJ•mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.18kJ•mol-1
在密闭容器中按H23mol、CO21mol通入,初始体积均为VL,分别在0.1MPa和1MPa下进行反应。分析温度对平衡体系中CO2、CO、CH4的影响,设这三种气体物质的量分数之和为1,其中CO和CH4的物质的量分数与温度变化关系如图所示。
①表示0.1MPa时CH4物质的量分数随温度变化关系的曲线是
②N点低于M点的原因是
③590℃时反应I的平衡常数K为
(2)利用电化学方法可以将CO2有效地转化为HCOO-,装置如图所示。
①在该装置中,右侧Pt电极的电极反应式为
②装置工作时,阴极除有HCOO-生成外,还可能生成副产物
已知:电解效率=×100%
测得阴极区内的c(HCOO-)=0.03mol/L,电解效率为75%,则阴极和阳极生成的气体在标准状况下的体积总共
(3)已知水煤气法制备H2的反应为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。将等体积的CO(g)和H2O(g)充入恒容密闭容器中,反应速率v=v正-v逆=k正c(CO)c(H2O)-k逆c(CO2)c(H2),其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数且只与温度有关,在700℃和800℃时,CO的转化率随时间变化的曲线如图所示。M点与N点对应的的大小关系:M
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【推荐3】碳及其化合物的价值型转化在工业生产方面具有重要的研究价值。回答下列问题:
(1)已知CO分子中化学键为C≡O。相关的化学键键能数据如下:
则CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH =____________ kJ·mol−1。
(2)CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)正反应的平衡常数K正和逆反应的平衡常数K逆随温度变化曲线如图。
①表示K正曲线的是____________ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②T1时,向体积为10 L的固定容积的容器中充入2 mol CO2、2 mol H2,CO2的平衡转化率为____________ 。
③T2时,A点v正________ v逆(填“>”“=”或“<”)。
(3)CO2捕集是世界性“减碳”课题,我国科研人员提出用氨气、水蒸气实现CO2捕集,最终得到NH4HCO3,反应历程:Ⅰ.CO2(g)+2NH3(g)⇌H2NCOONH4(s),Ⅱ.H2NCOONH4(s)+H2O(g)⇌NH4HCO3(s)+NH3(g)。现将1.75 mol NH3、4.75 mol水蒸气、2.00 mol CO2置于体积为10 L的恒容密闭容器中,分别在不同温度测得CO2浓度随时间变化的数据如表。
①NH4HCO3的分解为____________ 反应(填“放热”或“吸热”)。
②反应Ⅰ的平衡常数为K1,Ⅱ的平衡常数为K2,则CO2(g)+NH3(g)+H2O(g)⇌NH4HCO3(s)的平衡常数K =______ (用K1、K2表示)。
③30℃时,K =____________ 。
(4)乙二酸(H2C2O4)是一种含碳有机二元酸,25℃时,其Ka1=5.6×10−2,Ka2=5.4×10−5,向0.1 mol·L−1乙二酸溶液中滴加NaOH至c(HC2O)=c(C2O),此时溶液显________ 性(填“酸”或“碱”),写出推理过程_______________________ 。
(1)已知CO分子中化学键为C≡O。相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H—O | C≡O | C=O | H—H |
E/(kJ·mol−1) | 463 | 1075 | 803 | 436 |
(2)CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)正反应的平衡常数K正和逆反应的平衡常数K逆随温度变化曲线如图。
①表示K正曲线的是
②T1时,向体积为10 L的固定容积的容器中充入2 mol CO2、2 mol H2,CO2的平衡转化率为
③T2时,A点v正
(3)CO2捕集是世界性“减碳”课题,我国科研人员提出用氨气、水蒸气实现CO2捕集,最终得到NH4HCO3,反应历程:Ⅰ.CO2(g)+2NH3(g)⇌H2NCOONH4(s),Ⅱ.H2NCOONH4(s)+H2O(g)⇌NH4HCO3(s)+NH3(g)。现将1.75 mol NH3、4.75 mol水蒸气、2.00 mol CO2置于体积为10 L的恒容密闭容器中,分别在不同温度测得CO2浓度随时间变化的数据如表。
①NH4HCO3的分解为
②反应Ⅰ的平衡常数为K1,Ⅱ的平衡常数为K2,则CO2(g)+NH3(g)+H2O(g)⇌NH4HCO3(s)的平衡常数K =
③30℃时,K =
(4)乙二酸(H2C2O4)是一种含碳有机二元酸,25℃时,其Ka1=5.6×10−2,Ka2=5.4×10−5,向0.1 mol·L−1乙二酸溶液中滴加NaOH至c(HC2O)=c(C2O),此时溶液显
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