Ⅰ.在氮及其化合物的化工生产中,对有关反应的反应原理进行研究有着重要意义。
(1)一定温度下,将2 mol N2和6 mol H2置于1 L的恒容密闭容器中发生如下反应:,测得不同温度、不同时间段内合成氨反应中N2的转化率,数据如下:
①上表中T1_______ T2(用含“>”“<”“=”的关系式表示),其中a、b、80%三者的大小关系是_______ (用含“>”“<”“=”的关系式表示)。
②研究表明,合成氨的速率与相关物质的浓度关系为,k为速率常数。以下说法正确的是_______ (填字母序号)。
A.升高温度,k值增大
B.T2℃时若容器内混合气体平均相对分子质量为12且保持不变,则反应达到平衡状态
C.一定温度下将原容器中的NH3及时分离出来可使v减小
D.合成氨达到平衡后,增大c(N2)可使正反应速率在达到新平衡的过程中始终增大
③已知某温度下该反应达平衡时各物质均为1 mol,容器容积为1 L,保持温度和压强不变,又充入3 mol N2后,平衡_______ (填“向左移动”“向右移动”或“不移动”)。
Ⅱ.甲醚(CH3OCH)是重要的化工原料,可用CO和H2制得,总反应的热化学方程式如为。该过程可分为以下两步反应完成:
甲醇合成反应:_______。
甲醇脱水反应:。
(2)起始时向容器中投入2 mol CO和4 mol H2,测得某时刻上述总反应中放出的热量为51.5 kJ,此时CO的转化率为_______ 。
(3)请写出甲醇合成反应的热化学方程式:_______ 。
(4)在一定条件下,将CO和H2按体积比1:2充入恒容密闭容器中,反应生成CH3OCH3(g)和H2O(g)。下列能说明该反应达到平衡状态的是_______ (填字母)。
a.混合气体的总物质的量保持不变
b.混合气体的密度保持不变
c.CH3OCH3(g)和H2O(g)的物质的量之比保持不变
d.每生成1 mol CH3OCH3(g),同时生成2 mol CO
(1)一定温度下,将2 mol N2和6 mol H2置于1 L的恒容密闭容器中发生如下反应:,测得不同温度、不同时间段内合成氨反应中N2的转化率,数据如下:
1小时 | 2小时 | 3小时 | 4小时 | |
T1 | 30% | 50% | 80% | 80% |
T2 | 35% | 60% | a | b |
①上表中T1
②研究表明,合成氨的速率与相关物质的浓度关系为,k为速率常数。以下说法正确的是
A.升高温度,k值增大
B.T2℃时若容器内混合气体平均相对分子质量为12且保持不变,则反应达到平衡状态
C.一定温度下将原容器中的NH3及时分离出来可使v减小
D.合成氨达到平衡后,增大c(N2)可使正反应速率在达到新平衡的过程中始终增大
③已知某温度下该反应达平衡时各物质均为1 mol,容器容积为1 L,保持温度和压强不变,又充入3 mol N2后,平衡
Ⅱ.甲醚(CH3OCH)是重要的化工原料,可用CO和H2制得,总反应的热化学方程式如为。该过程可分为以下两步反应完成:
甲醇合成反应:_______。
甲醇脱水反应:。
(2)起始时向容器中投入2 mol CO和4 mol H2,测得某时刻上述总反应中放出的热量为51.5 kJ,此时CO的转化率为
(3)请写出甲醇合成反应的热化学方程式:
(4)在一定条件下,将CO和H2按体积比1:2充入恒容密闭容器中,反应生成CH3OCH3(g)和H2O(g)。下列能说明该反应达到平衡状态的是
a.混合气体的总物质的量保持不变
b.混合气体的密度保持不变
c.CH3OCH3(g)和H2O(g)的物质的量之比保持不变
d.每生成1 mol CH3OCH3(g),同时生成2 mol CO
更新时间:2022-12-07 17:50:07
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【推荐1】回答下面各题。
I.近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化研究,实现可持续发展。
(1)已知:CO2(g)+H2(g)=H2O(g)+CO(g) ∆H1=+41.1kJ/mol
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ∆H2=-90.0kJ/mol
则CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式:___________ 。
II.工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
(2)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号)___________。
(3)如表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
①由表中数据判断该反应的∆H___________ 0(填“>”、“=”或“<”);
②在250℃,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应后,某时刻测得c(CO)=0.3mol/L,则此时化学反应向___________ 方向移动 (填“正向”,“逆向”或“平衡”)。
III.在一定条件下, A(g)+3B(g) C(g)+D(g) ∆H=-49.0kJ/mol,体系中A的平衡转化率(α)与L和X的关系如图所示,L和X分别表示温度或压强。(4)X表示的物理量是___________ 。
(5)判断L1与L2的大小关系:L1___________ L2 (填“<”,“=”或“>”)。
I.近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化研究,实现可持续发展。
(1)已知:CO2(g)+H2(g)=H2O(g)+CO(g) ∆H1=+41.1kJ/mol
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ∆H2=-90.0kJ/mol
则CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式:
II.工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
(2)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号)___________。
A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 |
B.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化 |
C.混合气体的相对平均分子质量不变 |
D.混合气体的密度不变 |
温度℃ | 250 | 300 | 350 |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
②在250℃,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应后,某时刻测得c(CO)=0.3mol/L,则此时化学反应向
III.在一定条件下, A(g)+3B(g) C(g)+D(g) ∆H=-49.0kJ/mol,体系中A的平衡转化率(α)与L和X的关系如图所示,L和X分别表示温度或压强。(4)X表示的物理量是
(5)判断L1与L2的大小关系:L1
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【推荐2】二甲醚()是一种洁净液体燃料,工业上以CO和为原料生产。工业制备二甲醚在催化反应室中(压强:2.0~10.0 MIPa.温度:230-280℃)
进行下列反应:
反应ⅰ: kJ⋅mol
反应ⅱ: kJ⋅mol
反应ⅲ: kJ⋅mol
(1)在该条件下,若反应i的起始浓度分别为 mol⋅L, mol⋅L,8 min后达到化学平衡状态,CO的转化率为50%,则8 min内CO的平均反应速率为___________
(2)在t℃时。反应ⅱ的平衡常数为400,此温度下,在1 L的密闭容器中加入一定的甲醇,反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下:
此时___________ (填“>”“<”或“=”)
(3)催化总反应为:
①___________ kJ⋅mol
②CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。图中X代表___________ (填“温度”或“压强”),___________ (填“>”“<”或“=”)。
(4)在一个容积为1 L的密闭容器中发生反应:。回答下列问题:
①用各物质的平衡浓度表示该反应的平衡常数表达式___________ 。
②下列有关上述可逆反应的说法正确的是___________ (填标号)。
A.断裂个同时断裂个键,说明该可逆反应达到平衡
B.混合气体的平均密度不再改变,说明该可逆反应达到平衡
C.在该容器中充入一定量的氢气,平衡不移动
D.在该容器中充入,平衡常数K增大
E.,说明该可逆反应达到平衡
F.该反应在低温下能自发进行
进行下列反应:
反应ⅰ: kJ⋅mol
反应ⅱ: kJ⋅mol
反应ⅲ: kJ⋅mol
(1)在该条件下,若反应i的起始浓度分别为 mol⋅L, mol⋅L,8 min后达到化学平衡状态,CO的转化率为50%,则8 min内CO的平均反应速率为
(2)在t℃时。反应ⅱ的平衡常数为400,此温度下,在1 L的密闭容器中加入一定的甲醇,反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下:
物质 | |||
c/(mol·L) | 0.05 | 2.0 | 2.0 |
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①
②CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。图中X代表
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①用各物质的平衡浓度表示该反应的平衡常数表达式
②下列有关上述可逆反应的说法正确的是
A.断裂个同时断裂个键,说明该可逆反应达到平衡
B.混合气体的平均密度不再改变,说明该可逆反应达到平衡
C.在该容器中充入一定量的氢气,平衡不移动
D.在该容器中充入,平衡常数K增大
E.,说明该可逆反应达到平衡
F.该反应在低温下能自发进行
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解题方法
【推荐3】氮氧化物是环境污染物,研究氮氧化物转化有重要的意义。
回答下列问题
(1)催化转化器可使汽车尾气反应而转化:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H
已知:N2(g)+O2(g)==2NO(g) △H1= a kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)==2CO(g) △H2= b kJ·mol-1
C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H3= c kJ·mol-1
△H=___________ kJ·mol-1(用含a、b、c的代数式表示)
(2)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中发生尾气转化反应,容器中NO物质的量随时间变化如图所示。
①T℃时,该化学反应的平衡常数K=___________ 。
②下列事实无法判断汽车尾气转化反应达到到化学平衡状态的是___________ ;
A.NO消耗速率等于N2消耗速率的2倍 B.混合气体平均相对分子质量不再变化
C.体系中NO的转化率和CO的转化率相等 D.气体的密度不再变化
③已知汽车尾气转化反应的△H<0。10min后,改变下列示意图横坐标对应的反应条件,纵坐标对应的量变化关系正确的是___________ 。(填序号)
(3)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步I2(g)2I(g)(快反应)
第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)
第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g)(快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是___________ (填标号)。
A.N2O分解反应中,k值与是否含碘蒸气无关
B.第二步对总反应速率起决定作用
C.第二步活化能比第三步小
D.IO为反应的中间产物
(4)碱吸收、碳还原是目前工业生产中处理氮氧化物的常用方法。
①碱吸收的常见产物为NaNO2。常温下,pH=8的NaNO2溶液中c(Na+)-c(NO2-)=___________ mol·L-1(用精确值表示)
②碳还原法是在高温条件下将NO与NO2混合气体与焦炭反应,生成CO和N2。已知,采用碳还原法处理某工厂氮氧化物废气时,生成的CO与N2的物质的量之比为4︰3。则该工厂尾气中NO和NO2的物质的量比为___________ 。
回答下列问题
(1)催化转化器可使汽车尾气反应而转化:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H
已知:N2(g)+O2(g)==2NO(g) △H1= a kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)==2CO(g) △H2= b kJ·mol-1
C(s)+ O2(g)=CO2(g) △H3= c kJ·mol-1
△H=
(2)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中发生尾气转化反应,容器中NO物质的量随时间变化如图所示。
①T℃时,该化学反应的平衡常数K=
②下列事实无法判断汽车尾气转化反应达到到化学平衡状态的是
A.NO消耗速率等于N2消耗速率的2倍 B.混合气体平均相对分子质量不再变化
C.体系中NO的转化率和CO的转化率相等 D.气体的密度不再变化
③已知汽车尾气转化反应的△H<0。10min后,改变下列示意图横坐标对应的反应条件,纵坐标对应的量变化关系正确的是
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第一步I2(g)2I(g)(快反应)
第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)
第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g)(快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是
A.N2O分解反应中,k值与是否含碘蒸气无关
B.第二步对总反应速率起决定作用
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①碱吸收的常见产物为NaNO2。常温下,pH=8的NaNO2溶液中c(Na+)-c(NO2-)=
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【推荐1】氢气在富氧条件下催化还原NOx(H2-SCR)反应在低温时仍具有高活性和选择性,近年来一直备受研究学者关注。回答下列问题:
(1)已知催化剂铑(Rh)表面H2催化还原NO的详细反应机理如下表所示,其他条件一定时,决定H2催化还原NO反应速率的基元反应为_______ ,基元反应H2+Rh(s)+Rh(s)⇒H(s)+H(s)的焓变ΔH=_______ kJ/mol-1。
(2)浸渍法合成的Pt/Al-M-10-A催化剂对H2还原NO反应的影响如图所示,由图可知该催化剂对反应产物具有_______ ,该性质受_______ 的影响。
(3)将H2、NO、O2按体积比3:2:1充入恒温恒压(200℃、100kPa容器中,发生反应:4H2(g)+2NO(g)+O2(g)⇌N2(g)+4H2O(g),达平衡时,N2的体积分数为0.1。平衡时,NO的转化率为_______ 平衡常数Kp=_______ (kPa)-2(以平衡分压表示,平衡分压=平衡总压×物质的量分数)。
(4)利用CH4催化还原NO的反应:CH4(g)+4NO(g)⇌CO2+2N2(g)+2H2O(g),向一个装有催化剂的体积不变密闭容器中通入一定量的CH4和NO发生反应,测得反应速率和温度的关系如图甲所示,BC段反应速率降低的原因可能是_______ 。若该反应在一定温度下达到平衡后,将容器压缩,容器内CH4的平衡转化率为a,测定结果如图乙所示,试分析a随压强增大,开始不变,一定程度后逐渐增大的原因是_______
(1)已知催化剂铑(Rh)表面H2催化还原NO的详细反应机理如下表所示,其他条件一定时,决定H2催化还原NO反应速率的基元反应为
基元反应 | 活化能Ea(kJ/mol) |
H2+Rh(s)+Rh(s)⇒H(s)+H(s) NO+Rh(s)⇒NO(s) NO(s)+Rh(s)⇒N(s)+O(s) N(s)+N(s)⇒N2+Rh(s)+Rh(s) H(s)+O(s)⇒OH(s)+Rh(s) OH(s)+H(s)⇒H2O(s)+Rh(s) H2O(s)⇒H2O+Rh(s) H(s)+H(s)⇒H2+Rh(s)+Rh(s) NO(s)⇒NO+Rh(s) OH(s)+Rh(s)⇒H(s)+O(s) | 12.6 0.0 97.5 120.9 83.7 33.5 45.0 77.8 108.9 37.7 |
(3)将H2、NO、O2按体积比3:2:1充入恒温恒压(200℃、100kPa容器中,发生反应:4H2(g)+2NO(g)+O2(g)⇌N2(g)+4H2O(g),达平衡时,N2的体积分数为0.1。平衡时,NO的转化率为
(4)利用CH4催化还原NO的反应:CH4(g)+4NO(g)⇌CO2+2N2(g)+2H2O(g),向一个装有催化剂的体积不变密闭容器中通入一定量的CH4和NO发生反应,测得反应速率和温度的关系如图甲所示,BC段反应速率降低的原因可能是
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【推荐2】2019年诺贝尔化学奖颁给了为锂电池发展作出突出贡献的三位科学家。某废旧锂电池正极主要由、铝箔、炭黑等组成,、、P具有极高的回收价值,具体流程如下:
浸出液X的主要成分为等。过程③控制碳酸钠溶液浓度20%、温度、反应时间条件下,探究对磷酸铁沉淀的影响,如图所示。
(1)综合考虑铁和磷沉淀率,最佳为_______ 。
(2)结合平衡移动原理,解释过程③中增大,铁和磷沉淀率增大的原因:_______ 。
(3)当后,随增加,磷沉淀率出现了减小的趋势,解释其原因:_______ 。
浸出液X的主要成分为等。过程③控制碳酸钠溶液浓度20%、温度、反应时间条件下,探究对磷酸铁沉淀的影响,如图所示。
(1)综合考虑铁和磷沉淀率,最佳为
(2)结合平衡移动原理,解释过程③中增大,铁和磷沉淀率增大的原因:
(3)当后,随增加,磷沉淀率出现了减小的趋势,解释其原因:
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【推荐3】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)已知: (g) = (g)+H2(g) ΔH1=100.3 kJ·mol −1 ①,H2(g)+ I2(g) =2HI(g) ΔH2=−11.0 kJ·mol −1 ②,对于反应 (g)+ I2(g) = (g)+2HI(g) ③ΔH3=___________ kJ·mol −1。
(2)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯( )在刚性容器内发生反应③,起始总压为105Pa,平衡时总压增加了30%,环戊烯的转化率为___ ,该反应的平衡常数Kp=____ Pa。达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可采取的措施有_____ (填标号)。
A.通入惰性气体 B.提高温度 C.增加环戊烯浓度 D.增加碘浓度 E.使用合适催化剂
(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是____ (填标号)。
A.T1>T2 B.a点的反应速率小于c点的反应速率
C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率 D.b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L−1
(1)已知: (g) = (g)+H2(g) ΔH1=100.3 kJ·mol −1 ①,H2(g)+ I2(g) =2HI(g) ΔH2=−11.0 kJ·mol −1 ②,对于反应 (g)+ I2(g) = (g)+2HI(g) ③ΔH3=
(2)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯( )在刚性容器内发生反应③,起始总压为105Pa,平衡时总压增加了30%,环戊烯的转化率为
A.通入惰性气体 B.提高温度 C.增加环戊烯浓度 D.增加碘浓度 E.使用合适催化剂
(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是
A.T1>T2 B.a点的反应速率小于c点的反应速率
C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率 D.b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L−1
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【推荐1】油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢,需要回收处理并加以利用。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
③
计算热分解反应④的______ kJ/mol,该反应在_______ (填“高温”或“低温”)条件下才可自发进行。
(2)某恒温恒容条件下,反应④中的转化率达到最大值的依据是_______(填字母)。
(3)目前较普遍采用的处理方法是克劳斯工艺:
①相比克劳斯工艺,利用反应④高温热分解方法的优缺点是_______ 。
②研究人员对反应条件对产率的影响进行了如图研究。同条件下,相同时间内,产率随温度的变化如图1所示。由图1可见,随着温度升高,产率先增大后减小,原因是_______ 。
③相同条件下,相同时间内,产率随值的变化如图2所示。值过高不利于提高产率,可能的原因是_______ 。
(4)在1470K、100kPa反应条件下,将的混合气进行H2S热分解反应。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等,H2S平衡转化率为_______ ,平衡常数_______ kPa(已知:分压=总压×该组分的物质的量分数)。
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
③
计算热分解反应④的
(2)某恒温恒容条件下,反应④中的转化率达到最大值的依据是_______(填字母)。
A.气体的压强不发生变化 |
B.气体的密度不发生变化 |
C.平均摩尔质量不发生变化 |
D.单位时间里分解的和生成的H2的量一样多 |
(3)目前较普遍采用的处理方法是克劳斯工艺:
①相比克劳斯工艺,利用反应④高温热分解方法的优缺点是
②研究人员对反应条件对产率的影响进行了如图研究。同条件下,相同时间内,产率随温度的变化如图1所示。由图1可见,随着温度升高,产率先增大后减小,原因是
③相同条件下,相同时间内,产率随值的变化如图2所示。值过高不利于提高产率,可能的原因是
(4)在1470K、100kPa反应条件下,将的混合气进行H2S热分解反应。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等,H2S平衡转化率为
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【推荐2】燃煤能排放大量的CO、CO2、SO2,PM2.5(可入肺颗粒物),冬季空气污染严重也跟冬季燃煤密切相关。
SO2、CO、CO2也是对环境影响较大的气体,对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。
(1)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的可入肺的有害颗粒,下列有关说法中正确的是______ (填字母)。
a.PM2.5在空气中一定能形成气溶胶
b.PM2.5比表面积大能吸附大量的有毒有害物质
c.PM2.5 主要来源于直接排放的工业污染物和汽车尾气等
d.酸雨、臭氧层破坏等环境问题与PM2.5无关
(2)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:CO2+3H2CH3OH+H2O
已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-a kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-b kJ•mol-1
H2O(g)-H2O(l) △H=-c kJ•mol-1
CH3OH(g)=CH3OH(l) △H=-d kJ•mol-1
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为________________________________ 。
(3)工业上还可以通过下列反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在一容积可变的密闭容器中充入10molCO和20molH2,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(p)的变化如图所示。
①下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是______ (填字母)。
a.H2的消耗速率是CH3OH的生成速率的2倍
b.H2的体积分数不再改变
c.体系中H2的转化率和CO的转化率相等
d.体系中气体的平均摩尔质量不再改变
②比较A、B两点压强大小PA_____ PB (填“>”、“<”或“=”)。
③若达到化学平衡状态A时。容器的体积为20L。如果反应开始时仍充入10molCO和20molH2,则在平衡状态B时容器的体积V(B)=____________ L。
(4)SO2在一定条件下可与氧气构成原电池。右图是利用该电池在铁表面镀铜的装置示意图:
①该电池的负极反应:__________________________________ ;质于膜(只允许H通过)
②当甲中消耗2.24 LO2(标准状况)时,乙中__________ (填“a”或“b”)增重_________ g。
SO2、CO、CO2也是对环境影响较大的气体,对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。
(1)PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的可入肺的有害颗粒,下列有关说法中正确的是
a.PM2.5在空气中一定能形成气溶胶
b.PM2.5比表面积大能吸附大量的有毒有害物质
c.PM2.5 主要来源于直接排放的工业污染物和汽车尾气等
d.酸雨、臭氧层破坏等环境问题与PM2.5无关
(2)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:CO2+3H2CH3OH+H2O
已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-a kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-b kJ•mol-1
H2O(g)-H2O(l) △H=-c kJ•mol-1
CH3OH(g)=CH3OH(l) △H=-d kJ•mol-1
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为
(3)工业上还可以通过下列反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在一容积可变的密闭容器中充入10molCO和20molH2,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(p)的变化如图所示。
①下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是
a.H2的消耗速率是CH3OH的生成速率的2倍
b.H2的体积分数不再改变
c.体系中H2的转化率和CO的转化率相等
d.体系中气体的平均摩尔质量不再改变
②比较A、B两点压强大小PA
③若达到化学平衡状态A时。容器的体积为20L。如果反应开始时仍充入10molCO和20molH2,则在平衡状态B时容器的体积V(B)=
(4)SO2在一定条件下可与氧气构成原电池。右图是利用该电池在铁表面镀铜的装置示意图:
①该电池的负极反应:
②当甲中消耗2.24 LO2(标准状况)时,乙中
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【推荐3】SO2、NOx是空气的主要污染物,有效去除大气中的SO2、NOx可以保护大气环境。回答下列问题:
(1)二氧化硫在V2O5作用下的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应。已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH= -196 kJ·mol-1。
①钒催化剂参与反应的能量变化如图1所示,请写出VOSO4(s)和V2O4(s)反应生成V2O5(s)与SO2(g)的热化学方程式:_______ 。
②若当SO2、O2、N2(不参与反应)起始的物质的量分数分别为10%、15%和75%时,在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下,SO2平衡转化率α随温度的变化如图2所示。反应在0.5 MPa、550℃时的α=_______ , 判断的依据是_______ 。
③若将物质的量之比为2: 1的SO2(g)和O2(g)通入反应器,在恒温t、恒压p条件下进行反应。平衡时,若SO2转化率为α,则SO3的分压为_______ ,平衡常数Kp=_______ (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(2)一定温度下,在容积恒为1 L的密闭容器中,加入0. 30 mol NO与过量的金属Al,发生的反应存在如下平衡:Al(s)+2NO(g) N2(g)+ Al2O3(s) ΔH <0,已知在此条件下NO与N2的消耗速率与各自的浓度有如下关系:v(NO)=k1·c2(NO) ,v(N2)=k2 ·c(N2),其中k1、k2表示速率常数。
①下列叙述中不能表明该反应已经达到平衡状态的是_______ (填字母)。
A.该反应体系压强保持不变时
B. v正(NO)= v逆(N2)≠0
C. Al的质量不发生变化
D.混合气体的相对分子质量不发生改变
②在Ti温度下,k1=0.004 L·mol-1·min-1,k2=0.002 min-1,则该温度下反应的平衡常数的值为_______ 。
③在T2温度下,NO的物质的量随时间的变化曲线如图3,则T1_______ T2(填“>”“=”或“<”)。
(3)燃煤烟气(主要污染物为SO2、NO2)还可以经O3预处理后用CaSO3水悬浊液吸收。当用CaSO3水悬浊液吸收时,清液(pH约为8)中将NO2转化为 ,其离子方程式为_______ 。若在吸收液中加入Na2SO4溶液,能提高能提高NO2的吸收速率,其主要原因是_______ 。
(1)二氧化硫在V2O5作用下的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应。已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH= -196 kJ·mol-1。
①钒催化剂参与反应的能量变化如图1所示,请写出VOSO4(s)和V2O4(s)反应生成V2O5(s)与SO2(g)的热化学方程式:
②若当SO2、O2、N2(不参与反应)起始的物质的量分数分别为10%、15%和75%时,在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下,SO2平衡转化率α随温度的变化如图2所示。反应在0.5 MPa、550℃时的α=
③若将物质的量之比为2: 1的SO2(g)和O2(g)通入反应器,在恒温t、恒压p条件下进行反应。平衡时,若SO2转化率为α,则SO3的分压为
(2)一定温度下,在容积恒为1 L的密闭容器中,加入0. 30 mol NO与过量的金属Al,发生的反应存在如下平衡:Al(s)+2NO(g) N2(g)+ Al2O3(s) ΔH <0,已知在此条件下NO与N2的消耗速率与各自的浓度有如下关系:v(NO)=k1·c2(NO) ,v(N2)=k2 ·c(N2),其中k1、k2表示速率常数。
①下列叙述中不能表明该反应已经达到平衡状态的是
A.该反应体系压强保持不变时
B. v正(NO)= v逆(N2)≠0
C. Al的质量不发生变化
D.混合气体的相对分子质量不发生改变
②在Ti温度下,k1=0.004 L·mol-1·min-1,k2=0.002 min-1,则该温度下反应的平衡常数的值为
③在T2温度下,NO的物质的量随时间的变化曲线如图3,则T1
(3)燃煤烟气(主要污染物为SO2、NO2)还可以经O3预处理后用CaSO3水悬浊液吸收。当用CaSO3水悬浊液吸收时,清液(pH约为8)中将NO2转化为 ,其离子方程式为
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
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【推荐1】2019年12月4日“全球碳计划”发布报告说,全球CO2排放量增速趋缓。人们还需要更有力的政策来逐步淘汰化石燃料的使用。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。
(1)①一种途径是用CO2转化为有机物实现碳循环。如:
;
。
已知,其正反应的活化能为,则逆反应的活化能为___________ 。
②乙烯与HCl加成生成的氯乙烷和氢氧化钠水溶液反应也可得到乙醇,该反应的离子方程式为___________ ,反应的速率方程表达式,研究表明,CH3CH2Cl浓度减半,反应速率减半,而OH-浓度减半对反应速率没有影响,则反应速率方程式为___________ 。
(2)利用工业废气中的CO2可以制取甲醇(CH3OH)和水蒸气,一定条件下,往2 L恒容密闭容器中充入1 molCO2和3 molH2,在不同催化剂作用下发生反应 ,相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示:
①催化剂效果最佳的反应是___________ (填“曲线Ⅰ”“曲线Ⅱ”或“曲线Ⅲ”)对应的反应。
②b点,___________ (填 “>”,“<” ,“=” )。
③若此反应在a点时已达平衡状态,a点的转化率比c点高的原因是___________ 。
④c点时该反应的平衡常数K=___________ 。
(3)中国科学家首次用CO2高效合成乙酸,其反应路径如图所示:
根据图示,写出总反应的化学方程式:___________ 。
(1)①一种途径是用CO2转化为有机物实现碳循环。如:
;
。
已知,其正反应的活化能为,则逆反应的活化能为
②乙烯与HCl加成生成的氯乙烷和氢氧化钠水溶液反应也可得到乙醇,该反应的离子方程式为
(2)利用工业废气中的CO2可以制取甲醇(CH3OH)和水蒸气,一定条件下,往2 L恒容密闭容器中充入1 molCO2和3 molH2,在不同催化剂作用下发生反应 ,相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示:
①催化剂效果最佳的反应是
②b点,
③若此反应在a点时已达平衡状态,a点的转化率比c点高的原因是
④c点时该反应的平衡常数K=
(3)中国科学家首次用CO2高效合成乙酸,其反应路径如图所示:
根据图示,写出总反应的化学方程式:
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【推荐2】甲醇是重要的化工原料,也是重要的能源物质,可发展替代传统化石燃料。开发加氢制甲醇技术既能解决温室效应等环境问题,又能有效提高资源的利用率。回答下列问题:
(1)加氢分别生成甲醇和CO是最重要的两个基本反应,其反应如下:
①
②
③
则反应③的_______ 。
(2)加氢生成甲醇适宜在_______ (填“低温”“高温”“高压”“低压”,可多选)条件下进行,在实际生产过程中,通常会在原料气里掺一些CO,请从平衡移动角度分析原因:_______ 。
(3)在一恒温、容积可变的密闭容器中,充入1mol 与3mol 发生反应: ,在温度T下的平衡转化率与总压强的关系如图1所示,图中M点时的物质的量分数为_______ ,该反应的压强平衡常数为_______ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)也可以通过电化学方法转化为,装置如图2所示。阴极的电极反应式为_______ ,若外接电源为铅蓄电池,铅蓄电池正极质量增加32g时,则标准状况下阳极生成_______ L 。
(1)加氢分别生成甲醇和CO是最重要的两个基本反应,其反应如下:
①
②
③
则反应③的
(2)加氢生成甲醇适宜在
(3)在一恒温、容积可变的密闭容器中,充入1mol 与3mol 发生反应: ,在温度T下的平衡转化率与总压强的关系如图1所示,图中M点时的物质的量分数为
(4)也可以通过电化学方法转化为,装置如图2所示。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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适中
(0.65)
【推荐3】合成氨是人工固氮最重要的途径。合成氨反应为:。
请回答:
(1)该反应能自发进行的条件是___________ 。
(2)现代常用工艺条件以Fe作催化剂,一定压强下,控制温度500℃,反应历程为(*表示吸附态)
化学吸附:(速率慢);(速率快)
表面反应:;;(速率快)
脱附:(速率快)
关于合成氨工艺的下列理解,正确的是___________。
(3)为降低合成氨的能耗,我国科学家提出使用M-LiH复合催化剂,催化效果如图1所示。若一定压强下,以相同的投料,500℃用Fe作催化剂和350℃用Fe-LiH作催化剂,氨气的产率随时间变化如图2。请在图2中画出相同压强下350℃用Cr-LiH作催化剂氨气的产率随时间变化的曲线___________ 。(4)压强为20MPa下,以、(x代表物质的量分数)进料,反应达平衡时氮气的转化率与温度的结果如下图3中曲线b所示。①若保持压强不变,以、、进料,则平衡时氮气的转化率与温度的结果是曲线___________ (填“a”或“c”)。判断的依据是___________ 。
②若保持压强不变,当平衡时,则该温度下,反应平衡常数___________ (化为最简式)。[对于气相反应,用某组分B的平衡压强代替物质的量浓度也可表示平衡常数,记作,如,p为平衡总压强,为平衡系统中B的物质的量分数]。
请回答:
(1)该反应能自发进行的条件是
(2)现代常用工艺条件以Fe作催化剂,一定压强下,控制温度500℃,反应历程为(*表示吸附态)
化学吸附:(速率慢);(速率快)
表面反应:;;(速率快)
脱附:(速率快)
关于合成氨工艺的下列理解,正确的是___________。
A.控制温度远高于室温,是为了提高平衡转化率 |
B.原料气须经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生 |
C.不断将液氨移去,利于反应正向进行同时提高正反应速率 |
D.实际生产中,N2适度过量有利于提高H2的转化率同时有利于提高整体反应速率 |
(3)为降低合成氨的能耗,我国科学家提出使用M-LiH复合催化剂,催化效果如图1所示。若一定压强下,以相同的投料,500℃用Fe作催化剂和350℃用Fe-LiH作催化剂,氨气的产率随时间变化如图2。请在图2中画出相同压强下350℃用Cr-LiH作催化剂氨气的产率随时间变化的曲线
②若保持压强不变,当平衡时,则该温度下,反应平衡常数
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