研究高效催化剂是解决汽车尾气中的NO和CO对大气污染的重要途径。
(1)已知:
则汽车尾气的催化转化反应属于反应______ (放热或吸热)。
(2)400℃时,在分别装有催化剂A和B的两个容积为2L的刚性密闭容器中,各充入物质的量均为的和发生上述反应。通过测定容器内总压强随时间变化来探究催化剂对反应速率的影响,数据如下表;
①由上表可以判断催化剂______ (填“A”或“B”)的效果更好。
②容器中的平衡转化率为______ 。
③汽车尾气排气管中使用催化剂可以提高污染物转化率,其原因是______ 。
(3)为研究气缸中的生成,在体积可变的恒压密闭容器中,高温下充入物质的量均为的氮气和氧气,发生反应。
①下列说法能表明该反应已经达到平衡状态的是______ (填序号)。
A. B.混合气体的平均相对分子质量不变
C. D.容器内气体的密度不再发生变化
②为减小平衡混合气中NO体积分数,可采取的措施是_____ 。(填升高温度或降低温度)
(4)对于气缸中的生成,化学家提出了如下反应历程:
第一步 慢反应
第二步 较快平衡
第三步 快速平衡
下列说法正确的是______(填标号)。
(1)已知:
则汽车尾气的催化转化反应属于反应
(2)400℃时,在分别装有催化剂A和B的两个容积为2L的刚性密闭容器中,各充入物质的量均为的和发生上述反应。通过测定容器内总压强随时间变化来探究催化剂对反应速率的影响,数据如下表;
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | |
A容器内压强/kPa | 100.0 | 90.0 | 85.0 | 80.0 | 80.0 |
B容器内压强/kPa | 100.0 | 95.0 | 90.0 | 85.0 | 80.0 |
①由上表可以判断催化剂
②容器中的平衡转化率为
③汽车尾气排气管中使用催化剂可以提高污染物转化率,其原因是
(3)为研究气缸中的生成,在体积可变的恒压密闭容器中,高温下充入物质的量均为的氮气和氧气,发生反应。
①下列说法能表明该反应已经达到平衡状态的是
A. B.混合气体的平均相对分子质量不变
C. D.容器内气体的密度不再发生变化
②为减小平衡混合气中NO体积分数,可采取的措施是
(4)对于气缸中的生成,化学家提出了如下反应历程:
第一步 慢反应
第二步 较快平衡
第三步 快速平衡
下列说法正确的是______(填标号)。
A.N、O原子均为该反应的催化剂 |
B.第一步反应不从分解开始,是因为比稳定 |
C.三步反应中第一步反应活化能最小 |
D.三步反应的速率都随温度升高而增大 |
更新时间:2022-11-19 22:54:30
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解答题-原理综合题
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【推荐1】一碳化学是指以分子中只含一个碳原子的化合物(如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇等)为原料,用化工的方法制造产品的化学体系的总称。我国能源比较丰富,煤的储量6000亿吨,居世界第三位,因此,发展一碳化学有着优越的条件和光明的前途。请回答下列有关问题。
(1)已知在一定温度下有如下反应:
Ⅰ.kJ/mol
Ⅱ.kJ/mol
Ⅲ.则___________ kJ/mol。
(2)在一体积为2L的恒容密闭容器中,加入1mol、2mol,发生反应,CO的平衡转化率随温度的变化如图所示:
①反应△H___ 0(填“”或“”)。
②在某温度下,能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是______ 。
a.混合气体中不再改变b.
c.v正(H2O)=v逆(H2)d.混合气体的平均相对分子质量不再改变
③A点时的转化率为___________ 。
④在体积不变时,要增大该反应的正反应速率可采取的措施是:___________ (写两条)。
⑤A点时该反应的平衡常数为___________ (保留到小数点后两位)。
(1)已知在一定温度下有如下反应:
Ⅰ.kJ/mol
Ⅱ.kJ/mol
Ⅲ.则
(2)在一体积为2L的恒容密闭容器中,加入1mol、2mol,发生反应,CO的平衡转化率随温度的变化如图所示:
①反应△H
②在某温度下,能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是
a.混合气体中不再改变b.
c.v正(H2O)=v逆(H2)d.混合气体的平均相对分子质量不再改变
③A点时的转化率为
④在体积不变时,要增大该反应的正反应速率可采取的措施是:
⑤A点时该反应的平衡常数为
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解答题-原理综合题
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(0.65)
解题方法
【推荐2】能源问题是当前世界各国所面临的严重问题,同时全球气候变暖,生态环境问题日益突出,开发氢能、研制燃料电池、发展低碳经济是化学工作者的研究方向。
I.氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H<0。在850℃时,平衡常数K=1。
(1)若降低温度到750℃时,达到平衡时K____ 1(填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)850℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0molCO、3molH2O、1.0molCO2和x molH2,则:
①当x=5.0时,上述反应向_______ (填“正反应”或“逆反应”)方向进行。
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是__________ 。
③在850℃时,若设x=5.0和x=6.0,其它物质的投料不变,当上述反应达到平衡后,测得H2的体积分数分别为a%、b%,则a______ b(填“大于”、“小于”或“等于”)
II.已知4.6g液态乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量136kJ·mol液态水转化为气体水吸收44kJ的热量。
(3)请写出乙醇燃烧生成气态水的热化学方程式_________ 。
(4)将0.1mol乙醇在足量氧气中燃烧,得到的气体全部通入到100mL3mol/LNaOH溶液中,忽略HCO3-的电离,则所得溶液中c(CO32-)____ c(HCO3-)(填“大于”、“小于”或“等于”,)原因是_____ (用文字叙述)。
I.氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H<0。在850℃时,平衡常数K=1。
(1)若降低温度到750℃时,达到平衡时K
(2)850℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0molCO、3molH2O、1.0molCO2和x molH2,则:
①当x=5.0时,上述反应向
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是
③在850℃时,若设x=5.0和x=6.0,其它物质的投料不变,当上述反应达到平衡后,测得H2的体积分数分别为a%、b%,则a
II.已知4.6g液态乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量136kJ·mol液态水转化为气体水吸收44kJ的热量。
(3)请写出乙醇燃烧生成气态水的热化学方程式
(4)将0.1mol乙醇在足量氧气中燃烧,得到的气体全部通入到100mL3mol/LNaOH溶液中,忽略HCO3-的电离,则所得溶液中c(CO32-)
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解题方法
【推荐3】回答下列问题:
Ⅰ、研究化学反应机理,就是研究化学反应的本质,是目前化学研究的重要方向。把转化为是降碳并生产化工原料的常用方法,有关反应如下:
①
②
③
(1)则反应:中_______
Ⅱ、科学家在利用碳水化合物消除污染气体和生成新能源方面取得重大成果。甲烷是一种绿色可再生能源,在高效催化剂的作用下,可与反应,消除NO2的污染,改善雾霾天气,发生的反应为:
(2)在恒温恒容条件下,下列不能 说明该反应达到平衡状态的是_______ (填序号)。
a.
b.混合气体的密度不再变化
c.混合气体的平均摩尔质量不再变化
d.单位时间内有键断裂的同时有键形成
e.混合气体的压强不变
(3)如表是相同时间内处理的量与温度的关系,的处理量先增大后减小的原因是_______ 。
(4)一定条件下,向2L恒容密闭容器中通入、发生上述反应。测得反应过程中的体积分数在不同条件X下随着时间的变化如图1中曲线Ⅰ、曲线Ⅱ所示:
①若X表示温度,a、b、c三点对应的混合气体的平均相对分子质量的大小为_______ (用a、b、c表示)
②条件下,曲线Ⅰ对应的反应的平衡常数_______ ,(用分数表示)
(5)欲研究在某催化剂作用下,上述反应的反应速率与温度的关系,在其他条件相同时,改变反应温度,测得经过相同时间时该反应的正反应速率如图2所示,A、B两点对应温度下正反应速率变化的原因可能是_______ 。
Ⅲ、利用电池(工作原理如下图所示)能有效地将转化成化工原料草酸铝。
已知:电池的正极反应式:(草酸根)正极反应过程中,起催化作用,催化过程可表示为:
①
②……
(6)写出反应②的离子方程式_______ 。
Ⅰ、研究化学反应机理,就是研究化学反应的本质,是目前化学研究的重要方向。把转化为是降碳并生产化工原料的常用方法,有关反应如下:
①
②
③
(1)则反应:中
Ⅱ、科学家在利用碳水化合物消除污染气体和生成新能源方面取得重大成果。甲烷是一种绿色可再生能源,在高效催化剂的作用下,可与反应,消除NO2的污染,改善雾霾天气,发生的反应为:
(2)在恒温恒容条件下,下列
a.
b.混合气体的密度不再变化
c.混合气体的平均摩尔质量不再变化
d.单位时间内有键断裂的同时有键形成
e.混合气体的压强不变
(3)如表是相同时间内处理的量与温度的关系,的处理量先增大后减小的原因是
温度/℃ | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
的处理量/% | 39.3 | 70.4 | 85.6 | 75.7 | 50.5 |
①若X表示温度,a、b、c三点对应的混合气体的平均相对分子质量的大小为
②条件下,曲线Ⅰ对应的反应的平衡常数
(5)欲研究在某催化剂作用下,上述反应的反应速率与温度的关系,在其他条件相同时,改变反应温度,测得经过相同时间时该反应的正反应速率如图2所示,A、B两点对应温度下正反应速率变化的原因可能是
Ⅲ、利用电池(工作原理如下图所示)能有效地将转化成化工原料草酸铝。
已知:电池的正极反应式:(草酸根)正极反应过程中,起催化作用,催化过程可表示为:
①
②……
(6)写出反应②的离子方程式
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐1】化学反应速率和化学反应的限度是化学反应原理的重要组成部分。
(1)探究反应条件对0.10mol/LNa2S2O3溶液与0.10mol/L 稀H2SO4反应速率的影响。反应方程式为:Na2S2O3 +H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。设计测定结果如下:
若上述实验①②是探究浓度对化学反应速率的影响,则a为____________ ,乙是实验需要测量的物理量,则表格中“乙”为____________ ,x、y、z的大小关系是____________ 。
(2)氨气具有广泛的用途,工业上合成氨的反应是N2(g)+3H2(g)=2NH3(g).
①已知:
则合成氨的热化学方程式是________________________________________ 。
②若反应起始时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.1mol/L,达到平衡时NH3浓度的范围是____________________ 。
③如图表示该反应在t1时刻达到化学平衡,在t2时因改变某个条件而发生变化的情况,则t2时刻改变条件可能是__________ 。
(1)探究反应条件对0.10mol/LNa2S2O3溶液与0.10mol/L 稀H2SO4反应速率的影响。反应方程式为:Na2S2O3 +H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。设计测定结果如下:
编号 | 反应温度/℃ | Na2S2O3溶液/mL | 甲/mL | H2SO4溶液/mL | 乙 |
① | 25 | 10.0 | 0 | 10.0 | x |
② | 25 | 5.0 | A | 10.0 | y |
③ | 0 | 10.0 | 0 | 10.0 | z |
若上述实验①②是探究浓度对化学反应速率的影响,则a为
(2)氨气具有广泛的用途,工业上合成氨的反应是N2(g)+3H2(g)=2NH3(g).
①已知:
化学键 | H-H | N≡N | N-H |
键能kJ/mol(断开1mol化学键所需要的能量) | 436 | 945 | 391 |
则合成氨的热化学方程式是
②若反应起始时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.1mol/L,达到平衡时NH3浓度的范围是
③如图表示该反应在t1时刻达到化学平衡,在t2时因改变某个条件而发生变化的情况,则t2时刻改变条件可能是
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐2】甲醇(CH3OH)是一种可再生能源,由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)反应Ⅱ的_______ 。
(2)反应Ⅲ的_______ 0(填“<”或“>”),在_______ (填“较低温度”、“较高温度”或“任何温度”)下能够自发进行。
(3)恒温、恒容密闭容器中,对于反应Ⅰ,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是_______。
(4)对于反应Ⅰ,不同温度对的转化率及催化剂的效率影响如图所示,下列有关说法不正确的是_______。
(5)若在1L密闭容器中充入3mol 和1mol 发生反应Ⅰ,则图中M点时,产物甲醇的体积分数为_______ ;该温度下,反应的平衡常数K=_______ (均保留3位有效数字)。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)反应Ⅱ的
(2)反应Ⅲ的
(3)恒温、恒容密闭容器中,对于反应Ⅰ,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是_______。
A.混合气体的密度不再变化 |
B.混合气体的平均相对分子质量不再变化 |
C.、、、的物质的量之比为1∶3∶1∶1 |
D.甲醇的百分含量不再变化 |
A.其他条件不变,若不使用催化剂,则250℃时的平衡转化率仍位于M |
B.温度低于250℃,随温度升高甲醇的产率增大 |
C.使用催化剂时,M点的正反应速率小于N点的正反应速率 |
D.M点时平衡常数比N点时平衡常数大 |
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解答题-实验探究题
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【推荐3】苯甲酸乙酯()的别名为安息香酸乙酯。它是一种无色透明液体,不溶于水,有芳香气味,用于配制香水、香精和人造精油,大量用于食品工业中,也可用作有机合成中间体、溶剂等。其制备方法为:+CH3CH2OH+H2O
已知,苯甲酸在100℃会迅速升华。相关有机物的性质如表所示:
实验步骤如下:①在圆底烧瓶中加入12.20g苯甲酸,25mL95%乙醇(过量),20mL环己烷以及4mL浓硫酸,混合均匀并加入沸石,按如图所示装置装好仪器,控制温度在65~70℃加热回流2h。利用分水器不断分离除去反应生成的水,回流环己烷和乙醇。
②反应结束,打开旋塞放出分水器中的液体后,关闭旋塞继续加热,至分水器中收集到的液体不再明显增加,停止加热。
③将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中,分批加入至溶液呈中性。用分液漏斗分出有机层,水层用25mL乙醚萃取分液,然后合并至有机层,加入氯化钙,静置,过滤,对滤液进行蒸馏,低温蒸出乙醚和环己烷后,继续升温,接收210~213℃的馏分。
④检验合格,测得产品体积为12.86mL。
回答下列问题:
(1)在该实验中,冷凝管中的水流方向为_______ (填“上口”或“下口”)进;圆底烧瓶的容积最适合的是_______ (填标号)。
A.25mLB.50mLC.100mLD.250mL
(2)步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是_______ 。
(3)反应基本完全的标志是_______ 。
(4)步骤②中应控制加热蒸馏的温度为_______(填标号)。
(5)步骤③加入的作用是_______ ,若的加入量不足,在之后蒸馏时,蒸馏烧瓶中可见到白烟生成,产生该现象的原因是_______ 。
(6)计算可得本实验的产率为_______ 。
已知,苯甲酸在100℃会迅速升华。相关有机物的性质如表所示:
名称 | 相对分子质量 | 颜色及状态 | 沸点/℃ | 密度/(g/cm3) |
苯甲酸 | 122 | 无色鳞片状或针状晶体 | 249 | 1.2659 |
苯甲酸乙酯 | 150 | 无色澄清液体 | 212.6 | 1.05 |
乙醇 | 46 | 无色澄清液体 | 78.3 | 0.7893 |
环己烷 | 84 | 无色澄清液体 | 80.7 | 0.7 |
②反应结束,打开旋塞放出分水器中的液体后,关闭旋塞继续加热,至分水器中收集到的液体不再明显增加,停止加热。
③将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中,分批加入至溶液呈中性。用分液漏斗分出有机层,水层用25mL乙醚萃取分液,然后合并至有机层,加入氯化钙,静置,过滤,对滤液进行蒸馏,低温蒸出乙醚和环己烷后,继续升温,接收210~213℃的馏分。
④检验合格,测得产品体积为12.86mL。
回答下列问题:
(1)在该实验中,冷凝管中的水流方向为
A.25mLB.50mLC.100mLD.250mL
(2)步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是
(3)反应基本完全的标志是
(4)步骤②中应控制加热蒸馏的温度为_______(填标号)。
A.65~70℃ | B.78~80℃ | C.85~90℃ | D.215~220℃ |
(6)计算可得本实验的产率为
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【推荐1】硝酸广泛用于化肥、化纤、医药、染料、橡胶等的制造,在国防工业、冶金工业、印染工业以及其他工业部门中,也是不可缺少的重要的化学试剂。
(1)工业生产中未直接在一个设备中将催化氧化至,而设计了两步氧化,中间经过热交换器降温,这样做的目的除了节约能源,还有_____ 目的;
(2)实验发现,单位时间内的氧化率[]会随着温度的升高先增大后减小(如图所示),分析1000℃后的氧化率减小的可能原因_____
(3)的反应历程如下:
反应Ⅰ:(快)
反应Ⅱ:(慢)
①一定条件下,反应达到平衡状态,平衡常数_____ (用含、、、的代数式表示);
②已知反应速率常数k随温度升高而增大,则升高温度后增大的倍数_____ 增大的倍数(填“大于”“小于”或“等于”)。
(Ⅱ)工业上也可以直接由合成,其中最关键的步骤为,利用现代手持技术传感器可以探究压强对该平衡的影响。
在恒定温度和标准压强条件下,往针筒中充入一定体积的气体后密封并保持活塞位置不变。分别在、时迅速移动活塞后并保持活塞位置不变,测定针筒内气体压强变化如图所示。
(4)有关该过程说法正确的是_____
a.E、H两点对应的的体积分数较大的为E点
b.B向里快速推注射器活塞,E向外快速拉注射器活塞
c.B、C、D三点正反应速率最大的是B点
d.C点时体系的颜色比D点深X
(5)下列表述能表示该反应已达平衡的是_____ (填序号)
a.活塞位置不变时,针管中的压强不再改变
b.针管内各物质的物质的量相等
c.针管内气体的平均摩尔质量不再改变
d.针管中温度、压强不变时,管内气体的密度不再改变
(6)求D点_____ (不必化成小数)
(7)图像中C、E两点气体平均摩尔质量最大的点为_____ (填代号)。
(1)工业生产中未直接在一个设备中将催化氧化至,而设计了两步氧化,中间经过热交换器降温,这样做的目的除了节约能源,还有
(2)实验发现,单位时间内的氧化率[]会随着温度的升高先增大后减小(如图所示),分析1000℃后的氧化率减小的可能原因
(3)的反应历程如下:
反应Ⅰ:(快)
反应Ⅱ:(慢)
①一定条件下,反应达到平衡状态,平衡常数
②已知反应速率常数k随温度升高而增大,则升高温度后增大的倍数
(Ⅱ)工业上也可以直接由合成,其中最关键的步骤为,利用现代手持技术传感器可以探究压强对该平衡的影响。
在恒定温度和标准压强条件下,往针筒中充入一定体积的气体后密封并保持活塞位置不变。分别在、时迅速移动活塞后并保持活塞位置不变,测定针筒内气体压强变化如图所示。
(4)有关该过程说法正确的是
a.E、H两点对应的的体积分数较大的为E点
b.B向里快速推注射器活塞,E向外快速拉注射器活塞
c.B、C、D三点正反应速率最大的是B点
d.C点时体系的颜色比D点深X
(5)下列表述能表示该反应已达平衡的是
a.活塞位置不变时,针管中的压强不再改变
b.针管内各物质的物质的量相等
c.针管内气体的平均摩尔质量不再改变
d.针管中温度、压强不变时,管内气体的密度不再改变
(6)求D点
(7)图像中C、E两点气体平均摩尔质量最大的点为
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解题方法
【推荐2】北京时间2021年6月17日9时22分,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射。
(1)火箭的第一、二级发动机中,所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼来制备。
①用肼(N2H4)作燃料,四氧化二氮作氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。
已知∶N2(g)+2O2(g)=N2O4(g) △H=+10.7kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-543kJ·mol-1
写出气态肼的电子式____ 。气态肼和气态N2O4反应的热化学方程式∶___ 。
②肼——空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%—30%的KOH溶液。该电池放电时,通入肼的电极反应式是:_____ ,电池工作一段时间后,电解质溶液的pH将_____ (填“增大”、“减小”、“不变”)。
(2)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g) ΔH>0。在610K时,将0.1molH2S与0.3molCO2充入2.5L的空钢瓶中,经过10min,反应达到平衡,反应平衡时水蒸气的物质的量分数为0.125。
①H2S的平衡转化率α1=_____ %,反应平衡常数K=_____ 。
②在610K时,经过10min反应达到平衡状态时生成H2O的平均化学反应速率=_____ 。
③在650K重复实验,此反应的平衡常数K=0.25,经过8min时,测得水蒸气的物质的量为0.04mol,该反应是否达到平衡_____ (填“平衡”、“未达到平衡”或“无法确定”)。
④一定温度下,在体积一定的密闭容器中进行H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)反应,能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_____ 。
A.容器中压强不变 B.容器中CO2的体积分数不变
C.v正(H2O)=v逆(H2O) D.容器中混合气体的密度不变
⑤要增大该反应的反应平衡常数K值,可采取的措施有_____ 。
A.增大H2S的起始浓度 B.增大反应体系压强
C.使用高效催化剂 D.升高温度
(1)火箭的第一、二级发动机中,所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼来制备。
①用肼(N2H4)作燃料,四氧化二氮作氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。
已知∶N2(g)+2O2(g)=N2O4(g) △H=+10.7kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-543kJ·mol-1
写出气态肼的电子式
②肼——空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%—30%的KOH溶液。该电池放电时,通入肼的电极反应式是:
(2)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g) ΔH>0。在610K时,将0.1molH2S与0.3molCO2充入2.5L的空钢瓶中,经过10min,反应达到平衡,反应平衡时水蒸气的物质的量分数为0.125。
①H2S的平衡转化率α1=
②在610K时,经过10min反应达到平衡状态时生成H2O的平均化学反应速率=
③在650K重复实验,此反应的平衡常数K=0.25,经过8min时,测得水蒸气的物质的量为0.04mol,该反应是否达到平衡
④一定温度下,在体积一定的密闭容器中进行H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)反应,能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是
A.容器中压强不变 B.容器中CO2的体积分数不变
C.v正(H2O)=v逆(H2O) D.容器中混合气体的密度不变
⑤要增大该反应的反应平衡常数K值,可采取的措施有
A.增大H2S的起始浓度 B.增大反应体系压强
C.使用高效催化剂 D.升高温度
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解答题-原理综合题
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【推荐3】我国力争在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。将二氧化碳资源化尤为重要。
(1)CO2可与H2制甲醇:在催化剂作用下,发生以下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
①则: △H=______ 。
若将等物质的量的CO和H2充入恒温恒容密闭容器中进行上述反应,下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是______ 。
A.生成CH3OH的速率与生成H2的速率相等 B.CO和H2的物质的量之比为定值
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D.容器内气体密度保持不变
E.CO的体积分数保持不变
②将CO2与H2充入装有催化剂的密闭容器中,发生反应Ⅰ和Ⅱ。CO2的转化率和CO、CH3OH的产率随反应温度的变化如图所示。由图判断合成CH3OH最适宜的温度是______ 。反应过程中CH3OH产率随温度升高先增大后减小,降低的主要原因是______ 。
(2)CO2可与NH3制尿素: △H=-87 kJ/mol。研究发现,合成尿素的反应分两步进行。
第1步:
第2步:
①一定条件下,向刚性容器中充入3 mol NH3和4 mol CO2,平衡时CO2的体积分数为60%,则平衡时NH3的转化率α(NH3)=______ (保留一位小数),此条件下,第2步反应的Kp=a kPa,则反应的平衡常数Kp=______ (kPa)-2。
②若要加快反应速率并提高NH3平衡转化率,可采取的措施有______ (任写一条)。
(1)CO2可与H2制甲醇:在催化剂作用下,发生以下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
①则: △H=
若将等物质的量的CO和H2充入恒温恒容密闭容器中进行上述反应,下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是
A.生成CH3OH的速率与生成H2的速率相等 B.CO和H2的物质的量之比为定值
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D.容器内气体密度保持不变
E.CO的体积分数保持不变
②将CO2与H2充入装有催化剂的密闭容器中,发生反应Ⅰ和Ⅱ。CO2的转化率和CO、CH3OH的产率随反应温度的变化如图所示。由图判断合成CH3OH最适宜的温度是
(2)CO2可与NH3制尿素: △H=-87 kJ/mol。研究发现,合成尿素的反应分两步进行。
第1步:
第2步:
①一定条件下,向刚性容器中充入3 mol NH3和4 mol CO2,平衡时CO2的体积分数为60%,则平衡时NH3的转化率α(NH3)=
②若要加快反应速率并提高NH3平衡转化率,可采取的措施有
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】工业上利用脱硫后的天然气合成氨的某流程如下:
(1)“一次转化”中H2O(g)过量的目的是___________ 。
(2)已知部分物质燃烧的热化学方程式如下:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-802kJ·mol-1
“二次转化”时CH4和O2反应生成CO和H2的热化学方程式为___________ 。
(3)“CO变换”的反应是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)某温度下,该反应的平衡常数K=1,若要使CO的转化率达到90%,则起始时c(H2O)︰c(CO)应不低于___________ 。
(4)“脱碳”后的溶液再生的方法是___________ (以化学方程式表示)。
(5)“净化”时发生的反应为[Cu(NH3)2]Ac(aq)+CO(g)+NH3(g)[Cu(NH3)3·CO]Ac(aq),△H<0。充分吸收CO采取的措施是___________ (选填序号)。
a.升温 b.降温 c.加压 d.减压
(6)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,平衡时NH3的体积分数φ(NH3)与氢氮比x(H2与N2的物质的量比)的关系如图:
①T1___________ T2(填“>”、“=”或“<”)。
②a点总压为50Mpa,T2时Kp=___________ (Mpa)-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
③实验测得一定条件下合成氨反应的速率方程为v=kc(N2)c1.5(H2)c-1(NH3)。以下措施既能加快反应速率,又能提高H2平衡转化率的是_____
a.加压 b.使用催化剂 c.增大氢氮比 d.分离NH3
(1)“一次转化”中H2O(g)过量的目的是
(2)已知部分物质燃烧的热化学方程式如下:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-802kJ·mol-1
“二次转化”时CH4和O2反应生成CO和H2的热化学方程式为
(3)“CO变换”的反应是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)某温度下,该反应的平衡常数K=1,若要使CO的转化率达到90%,则起始时c(H2O)︰c(CO)应不低于
(4)“脱碳”后的溶液再生的方法是
(5)“净化”时发生的反应为[Cu(NH3)2]Ac(aq)+CO(g)+NH3(g)[Cu(NH3)3·CO]Ac(aq),△H<0。充分吸收CO采取的措施是
a.升温 b.降温 c.加压 d.减压
(6)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,平衡时NH3的体积分数φ(NH3)与氢氮比x(H2与N2的物质的量比)的关系如图:
①T1
②a点总压为50Mpa,T2时Kp=
③实验测得一定条件下合成氨反应的速率方程为v=kc(N2)c1.5(H2)c-1(NH3)。以下措施既能加快反应速率,又能提高H2平衡转化率的是
a.加压 b.使用催化剂 c.增大氢氮比 d.分离NH3
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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2】CO2可转化成有机物实现碳循环。在容积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
(1)从3 min到9 min,v(H2)=___________ mol·L-1·min-1。
(2)能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
(3)平衡时CO2的转化率为___________ 。
(4)平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是___________ 。
(5)一定温度下,第9 min时v逆(CH3OH)___________ (填“大于”“小于”或“等于”)第3 min时v正(CH3OH)。
(6)工业上也可用H2还原CO电化学法制备甲醇(CO+2H2=CH3OH)的工作原理如图所示。通入H2的一端是电池的___________ (填“正”或“负”)极,电池工作过程中H+通过质子膜向___________ (填“左”或者“右”)移动,通入CO的一端发生的电极反应为___________ 。
(1)从3 min到9 min,v(H2)=
(2)能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1(即图中交叉点) |
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化 |
C.单位时间内消耗3 mol H2,同时生成1 mol H2O |
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变 |
(4)平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数是
(5)一定温度下,第9 min时v逆(CH3OH)
(6)工业上也可用H2还原CO电化学法制备甲醇(CO+2H2=CH3OH)的工作原理如图所示。通入H2的一端是电池的
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【推荐3】氮是地球上含量丰富的一种元素,氮元素的单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
Ⅰ.联氨(N2H4,常温下是无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料,回答下列问题:
(1)已知12.8 g的液态高能燃料联氨在氧气中燃烧,生成气态N2和液态水,放出248.8kJ的热量。写出表示液态联氨燃烧热的热化学方程式_____________ 。
(2)已知①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) ΔH1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ΔH2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) ΔH3
④2 N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g) ΔH4=-1048.9kJ/mol
上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=___________
Ⅱ.对反应N2O4(g)⇌2NO2(g) △H > 0 ,在温度分别为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示,下列说法正确的是______ 。
A. A、C两点的反应速率:A>C
B. A、C两点的化学平衡常数:A>C
C. A、C两点N2O4的转化率:A>C
D. 由状态B到状态A,可以用加热的方法
Ⅲ.一定温度下,在2L密闭容器中充入1molN2和3molH2并发生反应。若容器容积恒定,10min达到平衡时,气体的总物质的量为原来的,则N2的转化率(N2)=_____________ , 此时NH3的浓度为______________ 。
Ⅰ.联氨(N2H4,常温下是无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料,回答下列问题:
(1)已知12.8 g的液态高能燃料联氨在氧气中燃烧,生成气态N2和液态水,放出248.8kJ的热量。写出表示液态联氨燃烧热的热化学方程式
(2)已知①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) ΔH1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ΔH2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) ΔH3
④2 N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g) ΔH4=-1048.9kJ/mol
上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=
Ⅱ.对反应N2O4(g)⇌2NO2(g) △H > 0 ,在温度分别为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示,下列说法正确的是
A. A、C两点的反应速率:A>C
B. A、C两点的化学平衡常数:A>C
C. A、C两点N2O4的转化率:A>C
D. 由状态B到状态A,可以用加热的方法
Ⅲ.一定温度下,在2L密闭容器中充入1molN2和3molH2并发生反应。若容器容积恒定,10min达到平衡时,气体的总物质的量为原来的,则N2的转化率(N2)=
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