合成氨反应是目前最有效的工业固氮方法,解决数亿人口生存问题。
(1)诺贝尔奖获得者埃特尔提出了合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)吸附解离的机理,通过实验测得合成氨势能如图1所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“d”表示。
①由图可知合成氨反应N2(g)+H2(g)NH3(g)的△H=____ ,该历程中反应速率最慢步骤的化学方程式为_____ 。
②如图2所示,合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)中未使用催化剂时,逆反应的活化能Ea(逆)=____ kJ•mol-1;使用催化剂之后,正反应的活化能为____ kJ•mol-1。
(2)t℃、压强为3.6MPa条件下,向一恒压密闭容器中通入氢氮比[c(H2):c(N2)]为3的混合气体,体系中气体的含量与时间变化关系如图3所示:
反应20min达到平衡,试求0~20min内氨气的平均反应速率(NH3)=____ MPa•min-1。若起始条件一样,在恒容容器中发生反应,则达到平衡时H2的含量符合图中____ 点(填“d”、“e”、“f”或“g”)。
(3)在合成氨工艺中,未反应的气体(含不参与反应的惰性气体)可多次循环使用。当氢氮比[c(H2):c(N2)]为3时,平衡时氨气的含量关系式为:ω(NH3)=0.325•Kp•P•(1-i)2:(Kp平衡常数;P:平衡体系压强;i:惰性气体体积分数)。当温度为500℃,不含惰性气体时,平衡体系压强为2.4MPa,氨气的含量为ω,若此时增大压强,Kp____ 将(填“变大”、“变小”或“不变”)。若温度不变,体系中有20%的惰性气体,欲使平衡时氨气的含量仍为ω,压强调整至____ MPa。
(1)诺贝尔奖获得者埃特尔提出了合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)吸附解离的机理,通过实验测得合成氨势能如图1所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“d”表示。
①由图可知合成氨反应N2(g)+H2(g)NH3(g)的△H=
②如图2所示,合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)中未使用催化剂时,逆反应的活化能Ea(逆)=
(2)t℃、压强为3.6MPa条件下,向一恒压密闭容器中通入氢氮比[c(H2):c(N2)]为3的混合气体,体系中气体的含量与时间变化关系如图3所示:
反应20min达到平衡,试求0~20min内氨气的平均反应速率(NH3)=
(3)在合成氨工艺中,未反应的气体(含不参与反应的惰性气体)可多次循环使用。当氢氮比[c(H2):c(N2)]为3时,平衡时氨气的含量关系式为:ω(NH3)=0.325•Kp•P•(1-i)2:(Kp平衡常数;P:平衡体系压强;i:惰性气体体积分数)。当温度为500℃,不含惰性气体时,平衡体系压强为2.4MPa,氨气的含量为ω,若此时增大压强,Kp
更新时间:2022-12-08 09:05:10
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解题方法
【推荐1】(二硫化碳)常用作溶剂。150℃时,发生的反应为 ,当消耗0.5 mol 与水蒸气反应生成和时放出23 kJ热量。请回答下列问题:
(1)分子的电子式为_______ 。
(2)_______ kJ·mol。
(3)150℃时,在2L恒容密闭容器中充入1mol和2 mol,发生上述反应,经过10 min达到平衡状态,测得此时的浓度为0.5 mol·L。
①0~10min内,用的浓度变化表示的平均反应速率为_______ mol·L-1·min-1。
②的平衡转化率为_______ 。
③该温度下,该反应的平衡常数_______ 。
(4)在恒容密闭容器中充入和发生上述反应,测得的平衡转化率与温度、投料比的关系如图所示。
X代表_______ 。A1_______ A2(填“>”“<”或“=”),判断依据是_______ 。
(1)分子的电子式为
(2)
(3)150℃时,在2L恒容密闭容器中充入1mol和2 mol,发生上述反应,经过10 min达到平衡状态,测得此时的浓度为0.5 mol·L。
①0~10min内,用的浓度变化表示的平均反应速率为
②的平衡转化率为
③该温度下,该反应的平衡常数
(4)在恒容密闭容器中充入和发生上述反应,测得的平衡转化率与温度、投料比的关系如图所示。
X代表
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解题方法
【推荐2】氮及其化合物在生活及工业生产中有着重要应用。请回答以下问题:
(1)下图是N2(g)、H2(g)与NH3(g)之间转化的能量关系图,则:
①N2(g)与H2(g)反应生成NH3(g)的热化学方程式为__________________________ 。
②过程(I)和过程(Ⅱ)的反应热__________ (填“相同”或“不同”),原因是_______________ 。
③一定温度下,在容积为1L的密闭容器中充入1 mol N2(g)、3molH2(g),达到平衡时,混合气体的总量为2.8 mol,则该条件下反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为__________ ,H2的平衡转化率为__________________________ 。
(2)用NH3可以消除氮氧化物的污染,已知:
反应I:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H1= a kJ/mol
反应Ⅱ:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H2= b kJ/mol
反应Ⅲ:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) △H3= c kJ/mol
则:反应Ⅱ中的b=______ kJ/mol(用含a、c的代数式表示),反应Ⅲ中的△S________ 0(填“>”“<”或“=”)。
(3)在恒容的密闭容器中,充入一定量的NH3和NO进行上述反应Ⅲ,测得不同温度下反应体系中NH3的转化率(α)与压强p的关系如图:
①分析得P1_________ P2 (填“>”“<”或“=”)。
②下列叙述中,不能判断反应Ⅲ已经达到平衡状态的标志是__________ (填序号)。
a. N2的浓度不再改变 b.断裂6molN-H键的同时,有6molH-O键形成
C.容器中压强不再变化 d.混合气体的密度保持不变
(1)下图是N2(g)、H2(g)与NH3(g)之间转化的能量关系图,则:
①N2(g)与H2(g)反应生成NH3(g)的热化学方程式为
②过程(I)和过程(Ⅱ)的反应热
③一定温度下,在容积为1L的密闭容器中充入1 mol N2(g)、3molH2(g),达到平衡时,混合气体的总量为2.8 mol,则该条件下反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数为
(2)用NH3可以消除氮氧化物的污染,已知:
反应I:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H1= a kJ/mol
反应Ⅱ:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H2= b kJ/mol
反应Ⅲ:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) △H3= c kJ/mol
则:反应Ⅱ中的b=
(3)在恒容的密闭容器中,充入一定量的NH3和NO进行上述反应Ⅲ,测得不同温度下反应体系中NH3的转化率(α)与压强p的关系如图:
①分析得P1
②下列叙述中,不能判断反应Ⅲ已经达到平衡状态的标志是
a. N2的浓度不再改变 b.断裂6molN-H键的同时,有6molH-O键形成
C.容器中压强不再变化 d.混合气体的密度保持不变
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解题方法
【推荐3】接触法制硫酸工艺中,其主反应在450℃左右并有催化剂存在下进行:2SO2(g) + O2(g)⇌2SO3(g) +190 kJ
(1)该热化学反应方程式的意义是____ 。该反应的平衡常数表达式K =____ ,该反应450℃时的平衡常数____ 500℃时的平衡常数(填“>”“<”或“=”)。
(2)下列描述能说明上述反应(反应容器体积不变)已达平衡的是______ 。
a.v(O2)正=2v(SO3)逆 b.容器中气体的平均分子量不随时间而变化
c.容器中气体的密度不随时间而变化 d.容器中气体的分子总数不随时间而变化
(3)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10 mol O2,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO3 0.18 mol,则v(O2) =_____ mol/(L·min);如果要提高SO2转化率,可以采取哪些措施?请写出两种方法______ 、_____ 。
(4)向BaCl2溶液中通入足量SO2气体,没有沉淀生成,继续滴加一定量的氨水后,生成BaSO3沉淀,用电离平衡原理解释上述现象。_____ 。
(5)将SO2与SO3的混合气体持续通入一定量的NaOH溶液中,产物中某离子的物质的量浓度与通入气体的体积有如图所示关系,该离子是____ 。
(1)该热化学反应方程式的意义是
(2)下列描述能说明上述反应(反应容器体积不变)已达平衡的是
a.v(O2)正=2v(SO3)逆 b.容器中气体的平均分子量不随时间而变化
c.容器中气体的密度不随时间而变化 d.容器中气体的分子总数不随时间而变化
(3)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10 mol O2,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO3 0.18 mol,则v(O2) =
(4)向BaCl2溶液中通入足量SO2气体,没有沉淀生成,继续滴加一定量的氨水后,生成BaSO3沉淀,用电离平衡原理解释上述现象。
(5)将SO2与SO3的混合气体持续通入一定量的NaOH溶液中,产物中某离子的物质的量浓度与通入气体的体积有如图所示关系,该离子是
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解题方法
【推荐1】按要求完成下列问题。
(1)二氧化硫在工业上和生活中有广泛的用途。工业用SO2和O2反应合成SO3反应的反应热(ΔH)、活化能(Ea正)为:
SO2(g)+O2(g) SO3(g) ΔH=-98.0kJ·mol-1 Ea正=125.5kJ·mol-1
①三氧化硫的分解反应SO3(g) SO2(g)+O2(g)的活化能Ea正=_______ 。
②下列关于工业用SO2和O2反应合成SO3反应的理解正确的是_______ 。
A.增大氧气浓度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增大,反应速率加快
B.该反应的实际工业生产条件是高温、高压、合适的催化剂
C.当温度、压强一定时,在原料气(SO2和O2的比例不变)中添加少量惰性气体,会使平衡转化率减小
D.反应过程中,可将SO3液化,并不断将液态SO3移去,有利于提高正反应速率
(2)CO和H2在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0获得甲醇。向2L的密闭容器中通入1mol CO(g)和2mol H2(g),发生反应合成甲醇,反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如下图所示。
①若容器容积不变,下列措施可提高CO转化率的是_______ 。
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大 D.再充入1mol CO(g)和2molH2(g)
②500℃的此反应的平衡常数K=_______ 。相同温度下若某时刻,测得该反应的反应物与生成物的浓度分别为c(CO)=0.4mol·L-1、c(H2)=0.4mol· L-1、c(CH3OH)= 0.8mol·L-1,则此时v正_______ v逆(填“>”、“<”或“=”)。
③在500℃恒压条件下,请在上图画出反应体系中n(CH3OH)随时间t变化的总趋势图_______ 。
(1)二氧化硫在工业上和生活中有广泛的用途。工业用SO2和O2反应合成SO3反应的反应热(ΔH)、活化能(Ea正)为:
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①三氧化硫的分解反应SO3(g) SO2(g)+O2(g)的活化能Ea正=
②下列关于工业用SO2和O2反应合成SO3反应的理解正确的是
A.增大氧气浓度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增大,反应速率加快
B.该反应的实际工业生产条件是高温、高压、合适的催化剂
C.当温度、压强一定时,在原料气(SO2和O2的比例不变)中添加少量惰性气体,会使平衡转化率减小
D.反应过程中,可将SO3液化,并不断将液态SO3移去,有利于提高正反应速率
(2)CO和H2在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0获得甲醇。向2L的密闭容器中通入1mol CO(g)和2mol H2(g),发生反应合成甲醇,反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如下图所示。
①若容器容积不变,下列措施可提高CO转化率的是
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大 D.再充入1mol CO(g)和2molH2(g)
②500℃的此反应的平衡常数K=
③在500℃恒压条件下,请在上图画出反应体系中n(CH3OH)随时间t变化的总趋势图
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解题方法
【推荐2】氮的氧化物是造成大气污染的主要物质,研究氮氧化物的反应机理对于减少环境污染有重要意义。
(1)NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术。一定条件下,用NH3消除NO污染,其反应原理为4NH3+6NO5N2+6H2O。
①NH3催化还原NO的反应过程与能量的关系如图1所示,该反应的逆反应为____ (填“放热反应”或“吸热反应”)。
②n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4:1、3:1、1:3时,得到NO脱除率曲线如图2所示。n(NH3):n(NO)的物质的量之比为1:3时,对应的是曲线____ (填“a”“b”或“c”)。
(2)研究发现在以Fe(Ⅲ)为主催化剂时发生的反应过程如图3,总反应的化学方程式为____ 。
(3)NO的氧化反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)分两步进行:Ⅰ.2NO(g)→N2O2(g);Ⅱ.N2O2(g)+O2(g)→2NO2(g)。其反应过程能量变化如图4所示。决定NO氧化反应速率的是反应___ (填“I”或“Ⅱ”)。
(4)NaClO溶液中ClO-与H2O反应产生氧化性更强的HClO,可将水体中氨氮氧化为N2(NH3比NH更易被氧化)
①向NaClO溶液中通入过量CO2,发生反应的离子方程式为___ 。
②室温时,取氨氮废水200mL,在转速、NaClO投加量相同且均反应30min时,反应初始pH对剩余氨氮浓度及氨氮去除率的影响如图6所示。pH在3~7时,随着pH增大,氨氮去除率逐渐升高的原因是___ 。pH在7~9时,随着pH增大,氨氮去除率逐渐降低的原因是__ 。
(1)NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术。一定条件下,用NH3消除NO污染,其反应原理为4NH3+6NO5N2+6H2O。
①NH3催化还原NO的反应过程与能量的关系如图1所示,该反应的逆反应为
②n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4:1、3:1、1:3时,得到NO脱除率曲线如图2所示。n(NH3):n(NO)的物质的量之比为1:3时,对应的是曲线
(2)研究发现在以Fe(Ⅲ)为主催化剂时发生的反应过程如图3,总反应的化学方程式为
(3)NO的氧化反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)分两步进行:Ⅰ.2NO(g)→N2O2(g);Ⅱ.N2O2(g)+O2(g)→2NO2(g)。其反应过程能量变化如图4所示。决定NO氧化反应速率的是反应
(4)NaClO溶液中ClO-与H2O反应产生氧化性更强的HClO,可将水体中氨氮氧化为N2(NH3比NH更易被氧化)
①向NaClO溶液中通入过量CO2,发生反应的离子方程式为
②室温时,取氨氮废水200mL,在转速、NaClO投加量相同且均反应30min时,反应初始pH对剩余氨氮浓度及氨氮去除率的影响如图6所示。pH在3~7时,随着pH增大,氨氮去除率逐渐升高的原因是
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【推荐3】烟气中的NO是空气污染物,研究NO的吸收和转化对防治大气污染具有重大意义。
(1)溶液可以氧化脱除烟气中的NO,氧化过程中溶液pH随时间变化的影响如图所示,反应过程中溶液pH逐渐下降的原因可能是___________ 。
(2)一定条件下,尿素[]吸收液可以脱除烟气中的NO,已知尿素的分解温度为160℃。
①尿素和NO反应的原理为:,该过程中尿素发生___________ (填“氧化”或“还原”)反应。
②NO的脱除率随尿素吸收液反应温度变化的影响如图所示。尿素吸收液脱除NO的适宜反应温度为___________ 。
(3)选择性催化剂(球体结构的CeO2)可将烟气中的NO先转化为易于吸收的,再进行脱除。
①水热法制备CeO2。和氯化铈()在碱性条件、去离子水溶液中进行水热反应,能生成沉淀;高温煅烧,可得到CeO2。反应生成的离子方程式为___________ 。
②CeO2催化氧化NO的机理如图所示,方框内表示了转变为过程,该过程可描述为:___________ 。
(1)溶液可以氧化脱除烟气中的NO,氧化过程中溶液pH随时间变化的影响如图所示,反应过程中溶液pH逐渐下降的原因可能是
(2)一定条件下,尿素[]吸收液可以脱除烟气中的NO,已知尿素的分解温度为160℃。
①尿素和NO反应的原理为:,该过程中尿素发生
②NO的脱除率随尿素吸收液反应温度变化的影响如图所示。尿素吸收液脱除NO的适宜反应温度为
(3)选择性催化剂(球体结构的CeO2)可将烟气中的NO先转化为易于吸收的,再进行脱除。
①水热法制备CeO2。和氯化铈()在碱性条件、去离子水溶液中进行水热反应,能生成沉淀;高温煅烧,可得到CeO2。反应生成的离子方程式为
②CeO2催化氧化NO的机理如图所示,方框内表示了转变为过程,该过程可描述为:
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【推荐1】煤制甲醇工艺是煤高效利用的途径之一,生产工艺如图所示:
(1)“煤气化”涉及反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ∆H=+135kJ∙mol-1,气化剂为H2O(g)和O2(g),关于“煤气化”说法正确的是_______(填序号)。
(2)甲醇合成过程中涉及的主要反应如下:
反应I:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ∆H1=-90.94kJ∙mol-1
反应II:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H2=-49.47kJ∙mol-1
反应III:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ∆H3
①反应Ⅰ在_______ (填“高温”或“低温”)下能自发进行。
②∆H3=_______ kJ/mol。
③若要大幅度提高单位时间内反应Ⅱ的选择性,可采取的最佳措施是_______ 。
④反应Ⅲ中,调控反应条件,CO和OH(羟基自由基)在催化剂上相互作用得到CO2和H的氧化还原机理和羧基机理如图所示:
若仅从第一步来看,_______ (填“氧化还原机理”或“羧基机理”)对合成更有利,但最终选择另一反应机理途径的原因是_______ 。
⑤在一定温度下,向2L刚性容器中充入1molCO2和3molH2初始压强为3.2MPa,5min后体系达到平衡态,此时容器中含有0.5molCH3OH和0.3molCO,则5min时,H2O的浓度是_______ mol/L,反应Ⅰ的压强平衡常数Kp为_______ 。
(1)“煤气化”涉及反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ∆H=+135kJ∙mol-1,气化剂为H2O(g)和O2(g),关于“煤气化”说法正确的是_______(填序号)。
A.适量的氧气浓度有利于水煤气的生成 |
B.适当降低水氧比有利于提高碳的转化率 |
C.氧气的百分含量越高,对煤气化反应越有利 |
D.煤气化反应会产生灰分和未反应的碳粉,故煤气化反应过程不适合使用催化剂 |
反应I:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ∆H1=-90.94kJ∙mol-1
反应II:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H2=-49.47kJ∙mol-1
反应III:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ∆H3
①反应Ⅰ在
②∆H3=
③若要大幅度提高单位时间内反应Ⅱ的选择性,可采取的最佳措施是
④反应Ⅲ中,调控反应条件,CO和OH(羟基自由基)在催化剂上相互作用得到CO2和H的氧化还原机理和羧基机理如图所示:
若仅从第一步来看,
⑤在一定温度下,向2L刚性容器中充入1molCO2和3molH2初始压强为3.2MPa,5min后体系达到平衡态,此时容器中含有0.5molCH3OH和0.3molCO,则5min时,H2O的浓度是
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解题方法
【推荐2】雾霾由多种污染物形成,其中包含颗粒物(包括PM2.5在内)、氮氧化物(NOx)、CO、SO2等.化学在解决雾霾污染中有着重要的作用.
(1)已知:2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g) △H=-196.6kJ•mol﹣1
2NO(g)+O2(g)═2NO2(g) △H=-113.0kJ•mol﹣1
则反应NO2(g)+SO2(g)═SO3(g)+NO(g) △H=______ kJ•mol﹣1。
(2)一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的有__ 。
a.体系密度保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变
d.每消耗1molSO3的同时生成1molNO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:5,则平衡常数K=________ 。
(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g).CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示.实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,选择此压强的理由是____ 。
(1)已知:2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g) △H=-196.6kJ•mol﹣1
2NO(g)+O2(g)═2NO2(g) △H=-113.0kJ•mol﹣1
则反应NO2(g)+SO2(g)═SO3(g)+NO(g) △H=
(2)一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的有
a.体系密度保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变
d.每消耗1molSO3的同时生成1molNO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:5,则平衡常数K=
(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g).CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示.实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,选择此压强的理由是
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解题方法
【推荐3】已知在298K和101kPa条件下,有如下反应:
反应Ⅰ:C(s) + O2(g) = CO2(g) △ H1=-393.5 kJ·mol-1
反应Ⅱ:2C(s) + O2(g) = 2CO(g) △ H2=-221 kJ·mol-1
反应Ⅲ:N2(g) + O2(g) = 2NO(g) △ H3=+180.5 kJ·mol-1
试回答下列问题:
(1)汽车尾气净化原理为反应Ⅳ:2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g) △ H=______ ,该反应能自发进行的条件是_______ 。(填“高温”、“低温”或“任意温度”)。
(2)如果在一定温度下,体积为 2 升的密闭容器中发生化学反应Ⅳ,0~4min各物质物质的量的变化如下表所示:
①求 0~2min 内用 CO 来表示的平均反应速率 v(CO)=________ 。
②试计算该温度下反应Ⅳ 的化学平衡常数 K=_________ 。
(3)若一定温度下,在容积可变的密闭容器中,上述反应Ⅳ达到平衡状态,此时容积为3L, c(N2)随时间 t 的变化曲线 x 如图所示。
①若在 t2min时改变一个条件,c(N2)随反应时间 t 的变化如曲线 y 所示,则改变的条件是______ 。
②若在t2min时升高温度,t3min时重新达到平衡,请在图中画出在 t2~t4 内 c(N2)的变化曲线______ 。
反应Ⅰ:C(s) + O2(g) = CO2(g) △ H1=-393.5 kJ·mol-1
反应Ⅱ:2C(s) + O2(g) = 2CO(g) △ H2=-221 kJ·mol-1
反应Ⅲ:N2(g) + O2(g) = 2NO(g) △ H3=+180.5 kJ·mol-1
试回答下列问题:
(1)汽车尾气净化原理为反应Ⅳ:2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g) △ H=
(2)如果在一定温度下,体积为 2 升的密闭容器中发生化学反应Ⅳ,0~4min各物质物质的量的变化如下表所示:
物质(mol) 时间 | NO | CO | N2 | CO2 |
起始 | 0.40 | 1.0 | ||
2 min 末 | 2.0 | 0.80 | 1.6 | |
4 min 末 | 1.6 |
①求 0~2min 内用 CO 来表示的平均反应速率 v(CO)=
②试计算该温度下反应Ⅳ 的化学平衡常数 K=
(3)若一定温度下,在容积可变的密闭容器中,上述反应Ⅳ达到平衡状态,此时容积为3L, c(N2)随时间 t 的变化曲线 x 如图所示。
①若在 t2min时改变一个条件,c(N2)随反应时间 t 的变化如曲线 y 所示,则改变的条件是
②若在t2min时升高温度,t3min时重新达到平衡,请在图中画出在 t2~t4 内 c(N2)的变化曲线
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【推荐1】合成氨对人类生存具有重大意义,反应为:
(1)科学家研究在催化剂表面合成氨的反应机理,反应步骤与能量的关系如图所示(吸附在催化剂表面的微利用*标注,省略了反应过程中部分微粒)。
①NH3的电子式是_______ 。
②写出步骤c的化学方程式______ 。
③由图象可知合成氨反应∆H____ 0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)传统合成氨工艺是将N2和H2在高温、高压条件下发生反应。若向容积为1.0L的反应容器中通入5mol N2、15mol H2,在不同温度下分别达平衡时,混合气中NH3的质量分数随压强变化的曲线如图所示。
①温度T1、T2、T3大小关系是_______ 。
②M点的平衡常数K=______ (可用分数表示)。
(1)科学家研究在催化剂表面合成氨的反应机理,反应步骤与能量的关系如图所示(吸附在催化剂表面的微利用*标注,省略了反应过程中部分微粒)。
①NH3的电子式是
②写出步骤c的化学方程式
③由图象可知合成氨反应∆H
(2)传统合成氨工艺是将N2和H2在高温、高压条件下发生反应。若向容积为1.0L的反应容器中通入5mol N2、15mol H2,在不同温度下分别达平衡时,混合气中NH3的质量分数随压强变化的曲线如图所示。
①温度T1、T2、T3大小关系是
②M点的平衡常数K=
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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】回答下列问题
(1)某温度下,的平衡常数为9,反应开始时和的浓度都是,达平衡时的转化率为_______ ;该温度下,若起始时c(CO)=0.01 mol∙L-1,c(H2O)=0.02 mol∙L-1,反应一段时间后,测得c(H2)=0.005mol∙L-1,则此时该反应_______ (填“>”“<”或“=”)。
(2)关于反应 △H<0,在一定条件下,反应过程中的速率变化曲线如图:其它条件不变,只改变一种条件,则t1时刻改变的外界条件可能是_______ (填选项,下同),t2时刻改变的外界条件又可能是_______ 。
A.加入催化剂 B.压缩容器体积 C.升温 D.降温 E.扩大容器体积 F.恒容下,减少CO的用量 G.恒容下,移走部分CO2
(3)甲酸甲酯()是一种重要的有机合成中间体,可通过甲醇催化脱氢法制备,其工艺过程包含以下反应:
反应Ⅰ: K1
反应Ⅱ: K2
回答下列问题:
①反应的△H3=_______ kJ∙mol-1,K3=_______ (用K1、K2表示)。
②在400kPa、铜基催化剂存在下,向密闭容器中通入CH3OH进行Ⅰ、Ⅱ两个反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
a.随温度升高,CH3OH的平衡组成比例呈现如图所示趋势的原因是_______ 。
b.550K时,反应的平衡常数Kp=_______ ,CH3OH的平衡转化率为_______ 。(物质的摩尔分数,气体分压)
c.研究表明,在700K以后升高体系温度,HCOOCH3的产率下降,可能的原因是_______ 。
(1)某温度下,的平衡常数为9,反应开始时和的浓度都是,达平衡时的转化率为
(2)关于反应 △H<0,在一定条件下,反应过程中的速率变化曲线如图:其它条件不变,只改变一种条件,则t1时刻改变的外界条件可能是
A.加入催化剂 B.压缩容器体积 C.升温 D.降温 E.扩大容器体积 F.恒容下,减少CO的用量 G.恒容下,移走部分CO2
(3)甲酸甲酯()是一种重要的有机合成中间体,可通过甲醇催化脱氢法制备,其工艺过程包含以下反应:
反应Ⅰ: K1
反应Ⅱ: K2
回答下列问题:
①反应的△H3=
②在400kPa、铜基催化剂存在下,向密闭容器中通入CH3OH进行Ⅰ、Ⅱ两个反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
a.随温度升高,CH3OH的平衡组成比例呈现如图所示趋势的原因是
b.550K时,反应的平衡常数Kp=
c.研究表明,在700K以后升高体系温度,HCOOCH3的产率下降,可能的原因是
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【推荐3】磷石膏是湿法生产磷酸的固体废弃物,主要成分是CaSO4·2H2O。用磷石膏生产硫酸或硫,既可减少对环境的污染又可使资源循环利用。回答下列问题:
(1)用硫磺还原磷石膏。已知下列反应:
3CaSO4(s)+CaS(s)=4CaO(s)+4SO2(g) ΔH1
3CaS(s)+CaSO4(s)=4CaO(s)+4S(s) ΔH2
则反应:2CaSO4(s)+S(s)=2CaO(s)+3SO2(g) ,ΔH=_______ (用ΔH1和ΔH2表示)。
(2)以高硫煤为还原剂焙烧2.5小时,温度对CaSO4转化率的影响如下图所示,CaCl2的作用是_______ ;当温度高于1200℃时,无论有无CaCl2,CaSO4的转化率都趋于相同,可能的原因是_______ 。
(3)用CO作还原剂与磷石膏反应,不同反应温度下可得到不同的产物。
①温度低于800℃时,主要的还原产物是一种硫的最低价盐,该物质的化学式是_______ 。
②1150℃下,向盛有足量CaSO4的真空恒容密闭容器中充入一定量CO,反应体系起始压强为0.1a MPa,主要发生反应:CaSO4(s)+CO(g)=CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)。该反应达到平衡时,c(SO2)=8.0×10-5mol·L-1,CO的转化率为80%,则初始时c(CO)=_______ mol·L-1,该反应的分压平衡常数KP=_______ MPa(用含a的代数式表示;分压=总压×物质的量分数;忽略副反应)。
(4)以C作还原剂。向密闭容器中加入相同质量的几组不同C/S值(炭粉与CaSO4的物质的量之比)的混合物,1100℃煅烧至无气体产生,结果如下图所示。当C/S值为0.5时,反应产物主要为CaO、SO2和CO2;当C/S值大于0.7时,反应所得气体中SO2的体积分数不升反降,可能的原因是_______ 。
(1)用硫磺还原磷石膏。已知下列反应:
3CaSO4(s)+CaS(s)=4CaO(s)+4SO2(g) ΔH1
3CaS(s)+CaSO4(s)=4CaO(s)+4S(s) ΔH2
则反应:2CaSO4(s)+S(s)=2CaO(s)+3SO2(g) ,ΔH=
(2)以高硫煤为还原剂焙烧2.5小时,温度对CaSO4转化率的影响如下图所示,CaCl2的作用是
(3)用CO作还原剂与磷石膏反应,不同反应温度下可得到不同的产物。
①温度低于800℃时,主要的还原产物是一种硫的最低价盐,该物质的化学式是
②1150℃下,向盛有足量CaSO4的真空恒容密闭容器中充入一定量CO,反应体系起始压强为0.1a MPa,主要发生反应:CaSO4(s)+CO(g)=CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)。该反应达到平衡时,c(SO2)=8.0×10-5mol·L-1,CO的转化率为80%,则初始时c(CO)=
(4)以C作还原剂。向密闭容器中加入相同质量的几组不同C/S值(炭粉与CaSO4的物质的量之比)的混合物,1100℃煅烧至无气体产生,结果如下图所示。当C/S值为0.5时,反应产物主要为CaO、SO2和CO2;当C/S值大于0.7时,反应所得气体中SO2的体积分数不升反降,可能的原因是
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