(1)CO用于处理大气污染物所发生的反应为 。几种物质的相对能量如下:
物质 | ||||
相对能量/ | 475.5 | 283 | 0 | 393.5 |
①
A.温度 B.催化剂 C.化学计量数
②有人提出上述反应可以用“”作催化剂,其总反应分两步进行。
第一步:,
第二步:
第二步反应不影响总反应达到平衡所用时间,由此推知,第二步反应速率
(2)在实验室,采用测定空气中CO的含量。在密闭容器中加入足量的粉末和一定的CO,发生反应,测得CO的转化率如图所示。
①相对曲线a,曲线b仅改变一个条件,改变的条件可能是
②在此温度下,该可逆反应的平衡常数K=
(3)工业上用CO和合成。在1L恒容密闭容器中充入1molCO(g)和,在250℃时发生反应,测得混合气体中的体积分数与的物质的量的关系如图所示。在a、b、c、d点中,CO的平衡转化率最大的点是
(4)有人提出利用消除CO对环境的污染,你的评价是
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(1)用Cu2Al2O4作催化剂制备乙酸
已知:CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g) ∆H=akJ∙mol-1,各物质相对能量大小如图。
①a=
②反应物的活化分子浓度大小:过程I
(2)甲烷超干催化重整(DRM)制备CO,在Ni、CaO及Fe3O4的共同催化作用下,可以获得极高浓度的CO,其机理如下:
第①步:Ni基催化CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g);
第②步:Fe的还原Fe3O4(s)+4H2(g)3Fe(s)+4H2O(g)、Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g);
第③步:CO2的捕获CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s);
第④步:CO2的释放与还原CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)、4CO2(g)+3Fe(s)=Fe3O4(s)+4CO(g)。
设计第②步与第③步反应有利于实现氢物种与
(3)甲烷催化重整与压强的关系
已知:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),现有温度相同的I、Ⅱ、Ⅲ三个恒压密闭容器,均已充入1 mol CH4(g)和1 mol CO2 (g),三个容器的反应压强分别为P1 atm、P2 atm、P3 atm,在其他条件相同的情况下,反应均进行到t min时,CO2的平衡体积分数φ(CO2)如下左图,此时I、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定处于化学平衡状态的是
(4)甲烷用于燃料电池
已知:甲烷电池的工作原理如上图,则负极反应方程式为
反应I(热裂解):CH3COOH(g)⇌2CO(g)+2H2(g) △H1
反应II(脱羧基):CH3COOH(g)⇌CH4(g)+CO2(g) △H2
已知:反应I的活化能为(E5-E2)kJ,反应I逆反应的活化能为(E5-E3)kJ,反应II的活化能为(E4-E2)kJ,反应II逆反应的活化能为(E4-E1)kJ,E1到E5能量依次增大
(1)△H1+△H2=
(2)在不同温度下,向密闭容器中充入等量醋酸蒸汽,反应相同时间后,测得各气体的产率与温度的关系如图所示:
①约650℃之前,氢气产率低于甲烷的原因是;
②约650℃之后,随着温度升高后,氢气产率高于甲烷的原因是:
a. 反应II速率减慢
b. 反应I速率加快的程度比反应II大
c. 反应I正向移动,而反应II逆向移动
d. 反应I正向移动的程度大于反应II正向移动的程度
③根据图像分析,该容器中一定发生了另外的副反应,理由是:
(3)投入一定量的乙酸,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:
温度(℃) | 催化剂 | CH3COOH转化率 | H2的选择性 |
550 | 甲 | 14.5 | 40.2 |
550 | 乙 | 11.1 | 62.1 |
600 | 甲 | 11.2 | 41.2 |
600 | 乙 | 10.3 | 63.3 |
(H2的选择性:转化的CH3COOH中生成H2的百分比 )
①表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CH3COOH转化成H2的选择性有显著的影响,其原因是
②有利于提高CH3COOH转化为H2平衡转化率的措施有
A.使用催化剂甲 B.使用催化剂乙
C.升高反应温度 D.增加反应物的浓度
(4)利用合适的催化剂使另外的副反应不发生。温度为TK,达到平衡时,总压强为PkPa,反应I消耗乙酸40%,反应II消耗乙酸20%,乙酸体积分数为
(1)为了高效利用能源并且减少的排放,可以将和乙烷反应制备乙烯。时,相关物质的相对能量如图,已知。请写出与乙烷反应生成乙烯、和气态水的热化学方程式为
(2)已知的氧化反应;一定温度下,在刚性密闭容器中,起始充入一定量的气体(转化为忽略不计),此时压强为,在达到平衡,此时容器的压强为,则用的分压表示反应速率为
恒温恒容条件下,能说明该反应达到平衡状态的是
A.压强不再变化 B.混合气体的密度不再变化的
C.生成的速率与消耗的速率相等 D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
(3)室温下,某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等,同时发生以下两个反应:①;②。反应体系中组分M、Z的浓度(单位:)随时间(单位:)变化情况如图。
计算时间段内,Y的平均反应速率为
(4)利用燃料电池电解。可将雾霾中的分别转化为和如下图装置所示。则物质甲为
(1)已知:
ΔH=-2599.2kJmol-1
则由和反应生成的焓变为
甲醇是一种重要的化工原料,又是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景。
(2)在一容积为2L的密闭容器内,充入0.2 mol CO与0.4 mol 发生反应,,CO的平衡转化率与温度,压强的关系如图所示。
①该反应的ΔH
②A、B、C三点的平衡常数,,的大小关系是
③下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是
a.的消耗速率是生成速率的2倍 b.的体积分数不再改变
c.混合气体的密度不再改变 d.CO和的物质的量之和保持不变
(3)在压强、℃时,该反应的平衡常数K=
(4)℃、1L的密闭容器内发生上述反应,测得某时刻各物质的物质的量如下,CO:0.1mol、:0.2mol、:0.2mol,此时
(1)反应物被催化剂HZSM-5吸附的顺序与反应历程的关系如图所示,该反应的ΔH=a kJ/mol,下列选项正确的是
A.反应历程的最优途径是C1
B.HZSM-5没有参加化学反应
C.相同条件下,采用不同途径时,乙醇的平衡转化率C1>C2>C3
D.升高反应温度有利于提高平衡产率
(2)向刚性容器中按物质的量之比1∶1充入乙醇和异丁烯,在温度为378K与388K时异丁烯的转化率随时间变化如图所示。
①图中A、M两点,正反应速率由大到小的顺序为
②388K时,容器内起始总压为P0Pa,用分压表示的该反应的平衡常数Kp=
③瑞典化学家阿累尼乌斯的化学反应速率经验定律为:(其中,K为速率常数,A、R为常数,Ea为活化能,T为绝对温度,e为自然对数底数,约为2.718)。由此判断下列说法中正确的是
A.其他条件不变,升高温度,K正增大,K逆变小
B.其他条件不变,使用催化剂,K正、K逆同倍数增大
C.其他条件不变,增大反应物浓度K正增大,K逆不变
D.其他条件不变,减小压强,K正、K逆都变小
已知反应速率v=v正-v逆=K正P(C2H5OH)·P(IB)-K逆P(ETBE),计算上图中M点=
(1)已知:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.1kJ·mol−1
②2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH2=-128.3kJ·mol−1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-483.6kJ·mol−1
若某反应的平衡常数表达式为:K=,则此反应ΔH=
(2)CH4-CO2催化重整对温室气体的减排具有重要意义。催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247kJ·mol−1,平衡时CH4的转化率与温度和压强的关系如图所示。①图中P1、P2、P3、P4代表不同压强,压强最大的是
②压强为P4时,在Y点:v正
③图中W、X、Y、Z四点对应的反应的平衡常数K1、K2、K3、K4由大到小的顺序为
(3)CO2加氢制备甲酸(HCOOH)可回收利用CO2,温度为T1时,将等物质的量的CO2和H2充入体积为1L的密闭容器中发生反应:CO2(g)+H2(g)HCOOH(g) ΔH>0,化学平衡常数K=1,实验测得:v正=k正·c(CO2)·c(H2),v逆=k逆·c(HCOOH),k正、k逆为速率常数。
①当HCOOH的体积分数为25%时,CO2的转化率为
②温度为T1,反应达到平衡时,k逆=
(4)采用电还原法也可将CO2转化为甲酸,在碳酸氢盐的水溶液中,CO2被还原成甲酸的原理如图所示。阴极的电极反应式是
(1)在隔绝空气条件下,分解反应如下:
① ;
② ;
③ ;
④
(2)在一定温度下1 L的密闭容器放入足量草酸钙(固体所占体积忽略不计)发生中反应:CaC2O4(s)CaO(s) +CO(g)+CO2(g),若前5 min 内生成CaO的质量为11.2 g ,则该段时间内v(CO)=
(3)已知反应②CaC2O4(s)CaCO3(s)+CO(g)平衡常数Kp2=e,向1L密闭容器中加入足量的CaC2O4固体,再充入一定量的N2O气体,起始压强为b,发生(1)中反应②和⑤N2O(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)后达到平衡时总压强为c.则500℃时反应⑤的平衡常数Kp5=
(4)在密闭容器中充入足量粉末,只发生(1)中反应④,测得平衡时残留固体质量与温度关系如图所示:①用平衡移动原理解释曲线变化:
②温度高于800℃时,曲线斜率减小,可能是产物之间发生了可逆的无机氧化还原反应,写出该反应的化学方程式:
(5)在400℃时,向体积可变的密闭容器中充入足量CaC2O4•H2O粉末,只发生(1)中反应①。达到平衡时体积为1L,压强为p0kPa.温度保持不变,将体积变为2L并保持体积不变,直至反应达到平衡,平衡时压强为
(6)氧化钙晶胞如图所示,已知:代表阿伏加德罗常数的值,阳离子半径为100pm。①下列有关钙的粒子中,失去1个电子需要能量最多的是
A. B. C. D.
②氧化钙的摩尔体积为
Ⅰ.制备、收集干燥的
(1)实验室制取的试剂是
①溶液 ②溶液 ③的溶液 ④固体 ⑤固体
A.①④ B.②④ C.②③ D.③⑤
(2)实验室制取的化学方程式为
按气流方向连接各仪器
Ⅱ.焦亚硫酸钠的制取
①在搅拌的条件下,向饱和碳酸钠溶液中通入SO2至反应液的;
②将溶液蒸发浓缩、结晶、离心分离,干燥得到成品。
(3)SO2与溶液反应生成和的化学方程式为
溶液的pH小于7,说明的电离程度大于其水解程度,溶液中
Ⅲ焦亚硫酸钠的性质
(4)N2S2O5作脱氧剂时的反应原理为:,该反应中,氧化产物是
(5)适当加入使面团变得柔软,面团延伸性增加,拉断面团所需的拉力也逐渐减少,过度加入会严重破坏蛋白质网络结构,面团变得稀软、发黏、延伸性下降,如图所示。综合来说,当添加量为
A.0~0.05‰ B.0.05‰~0.1‰ C.0.10‰~0.15‰ D.0.20‰~0.25‰
【推荐3】CO、CO2、CH4等含碳化合物的综合利用是当今科技的重点研究对象之一。
(1)双功能催化剂的催化作用,突破了低温下水煤气转换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH]时高转化率与高反应速率不能兼得的难题。反应过程示意图如下:
下列说法正确的是
A.过程I、过程II、过程皿均为吸热反应
B.图示的三个过程都与H2O有关
C.图示的三个过程中均有极性共价键的断裂和生成
D.使用催化剂降低了整个水煤气变换反应过程的ΔH
(2)已知:
①2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1
表示CO燃烧热的热化学方程式为
(3)某催化剂的M型、N型均可催化反应2CO(g)+O2(g)=2CO2(g),向容积相同的恒容密闭容器中分别充入等物质的量的CO和O2,在相同时间段内,不同温度下测得CO的转化率(α)如图所示。
①图中a、b、c、d、e五个点对应状态下,反应速率最慢的是
②N型催化剂条件下,从a点到e点,CO的转化率先增大,后减小,e点时突然减小的原因为
③若b点容器中c(O2)=0.4mol·L-1,则T℃时该反应的平衡常数K=
(4)在一定条件下,CH4(g)+CO2(g)=2H2(g)+2CO(g),可制得合成气H2和CO。在2L密闭容器中充入CO2和CH4,使其物质的量浓度均为0.5mol·L-1,达到平衡时CO的体积分数为X,若恒温恒容下,向平衡体系中再充入1mol CO2和1mol CH4。回答下列问题:
①化学平衡
②再次平衡时,CO的体积分数
(1)已知:常温下,反应CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s)能自发进行。则该反应为
(2)工业上以CO2和H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
反应I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49kJ·mol-1
反应II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41kJ·mol-1
①将反应物混合气按进料比n(CO2):n(H2)=1:3通入反应装置,选择合适的催化剂发生反应。
不同温度和压强下,CH3OH平衡产率如图所示。则图中的压强p1
②T℃时,在体积为V的密闭容器中,反应I、II均达到化学平衡,CO2转化率为25%,且生成等物质的量的CH3OH和CO,则该温度下反应II的平衡常数的值为
(3)调节溶液pH可实现工业废气中CO2的捕获和释放。已知20℃时碳酸的电离常数为Ka1、Ka2,当溶液pH=11时,c(H2CO3):c(HCO):c(CO)=1:
(4)电解CO2制HCOOH的原理如图所示,写出在Sn片上发生的电极反应式:
Ⅰ.
Ⅱ.
总反应:
(1)总反应在
(2)为提高的反应速率和平衡转化率,下列措施合理的是
A.及时液化并移走 B.使用选择性更好的催化剂
C.升高温度 D.增加的浓度
(3)该合成反应过程中要注意保持无水环境,否则会造成氯化亚砜发生剧烈反应,生成两种酸性气体,该反应的方程式为
(4)一定条件下,在密闭容器中通入物质的量均为的、和,发生反应,测得初始压强为反应过程中容器内总压强(P)随时间(t)变化如曲线1所示(平衡时温度与初始温度相同)。
①反应开始,容器内压强增大的原因是
②若只是改变某一条件,测得压强随时间的变化如曲线2所示,则改变的条件是
③在图中画出反应物平衡时的体积分数随温度的变化曲线图
④该条件下达到平衡时,测得容器内的物质的量为,平衡时的总压强为,则总反应的平衡常数为
回答下列问题:
(1)p1、p2、p3的大小关系是
(2)一定条件下,在CO2与足量碳反应所得平衡体系中加入H2和适当催化剂,有下列反应发生:
反应1:CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) ∆H1= a kJ/mol
反应2:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ∆H2= b kJ/mol
① 则二氧化碳与氢气反应转化为甲烷和水蒸气的热化学方程式是
② 已知298 K时相关化学键键能数据为:
化学键 | H—H | O—H | C—H | |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 465 | 413 | 1076 |
则根据键能计算,∆H1=
(3)一定条件下,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3,向体积为2 L的密闭容器中充入2 mol CO2和6 mol H2,一段时间后达到平衡状态,测得CH3OH(g)的物质的量为1mol,则此条件下该反应的化学平衡常数K值=