氮的氧化物既是空气的主要污染物,也是重要的化工原料。回答下列问题:
(1)已知
Ⅰ、,;
Ⅱ、,。
则反应的△H=___________ 。又知,反应机理为(快反应),(慢反应),则活化能较小的是反应是___________ (填“快反应”或“慢反应”)。
(2)若用、分别表示正、逆反应的速率常数(只受温度影响),反应△H<0的,,则该反应的正反应速率v(正)、、反应物浓度之间的关系式为___________ 。
(3)在不同压强下,向某恒容密闭容器中通入初始浓度为2、6NO,使其发生反应,,测得平衡时的体积百分含量随着温度、压强变化情况如图所示:
①、、由大到小的顺序为___________ ,为提高NO的转化率,可采取的措施是___________ (写两点)。
②若、时,反应开始到达到平衡的时间为10s,则此阶段中___________ (用分数表示),平衡常数___________ 。
(1)已知
Ⅰ、,;
Ⅱ、,。
则反应的△H=
(2)若用、分别表示正、逆反应的速率常数(只受温度影响),反应△H<0的,,则该反应的正反应速率v(正)、、反应物浓度之间的关系式为
(3)在不同压强下,向某恒容密闭容器中通入初始浓度为2、6NO,使其发生反应,,测得平衡时的体积百分含量随着温度、压强变化情况如图所示:
①、、由大到小的顺序为
②若、时,反应开始到达到平衡的时间为10s,则此阶段中
22-23高三上·贵州铜仁·阶段练习 查看更多[2]
更新时间:2023-02-08 10:43:04
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
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解题方法
【推荐1】乙烯是重要的工业原料,可用下列方法制备。
Ⅰ.催化加氢法制乙烯:
已知:的燃烧热分别为:;
(1)该反应___________ 。
(2)将和按物质的量之比为2:3充入恒容密闭容器中,分别在不同催化剂条件下发生反应,测得相同时间的转化率与温度的关系如图所示:一定温度下,下列有关说法正确的是___________ 。
A.达平衡时,一定为2:3
B.向反应体系中加入少量无水固体,可提高的产率
C.b、d两状态下,化学反应速率一定相等
D.使用催化剂Ⅰ时反应的活化能比使用催化剂Ⅱ时低
E.温度下,向容器中加入稀有气体,可提高的转化率
Ⅱ.工业上也可用甲烷催化法制取乙烯,只发生如下反应:。
(3)温度T时,向2L的恒容反应器中充入,仅发生上述反应,反应过程中的物质的量随时间变化如图所示:实验测得:,,为速率常数,只与温度有关,T温度时,___________ (用含有x的代数式表示);当温度升高时,增大m倍,增大n倍,则m___________ (填“>”“<”或“=”)n。
Ⅲ.氧化制乙烯:
主反应为:
(4)某催化剂催化过程中,在催化剂表面发生了一系列反应:
①,
②,
③,
④___________。
则:④的反应式为___________ 。
(5)在与反应制的过程中,
还会发生副反应:
①其他条件相同时,与经相同反应时间测得如表实验数据:
相同温度时,催化剂2催化下产率更高的原因是___________ 。
②在容器体积为1.0L,充入和同时发生主、副反应,乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性()与温度、压强的关系如图所示。M点主反应的平衡常数为___________ (结果保留2位有效数字)。
Ⅰ.催化加氢法制乙烯:
已知:的燃烧热分别为:;
(1)该反应
(2)将和按物质的量之比为2:3充入恒容密闭容器中,分别在不同催化剂条件下发生反应,测得相同时间的转化率与温度的关系如图所示:一定温度下,下列有关说法正确的是
A.达平衡时,一定为2:3
B.向反应体系中加入少量无水固体,可提高的产率
C.b、d两状态下,化学反应速率一定相等
D.使用催化剂Ⅰ时反应的活化能比使用催化剂Ⅱ时低
E.温度下,向容器中加入稀有气体,可提高的转化率
Ⅱ.工业上也可用甲烷催化法制取乙烯,只发生如下反应:。
(3)温度T时,向2L的恒容反应器中充入,仅发生上述反应,反应过程中的物质的量随时间变化如图所示:实验测得:,,为速率常数,只与温度有关,T温度时,
Ⅲ.氧化制乙烯:
主反应为:
(4)某催化剂催化过程中,在催化剂表面发生了一系列反应:
①,
②,
③,
④___________。
则:④的反应式为
(5)在与反应制的过程中,
还会发生副反应:
①其他条件相同时,与经相同反应时间测得如表实验数据:
实验 | 温度/K | 催化剂 | 的产率% |
实验1 | 400 | 催化剂1 | 55.0 |
400 | 催化剂2 | 62.3 | |
实验2 | 500 | 催化剂1 | 68.5 |
500 | 催化剂2 | 80.1 |
②在容器体积为1.0L,充入和同时发生主、副反应,乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性()与温度、压强的关系如图所示。M点主反应的平衡常数为
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解答题-原理综合题
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【推荐2】研究减少CO2排放是一项重要课题,CO2经催化加氢可以生成多种低碳有机物。
途径一:
I.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=—49.5kJ·mol-1
II.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+40.9kJ·mol-1
III.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)ΔH3
回答下列问题:
(1)反应III的ΔH3为___________ 。
(2)在绝热恒容的密闭容器中,将CO2和H2按物质的量之比1:3投料发生反应I,下列不能说明反应已达平衡的是___________(填序号)。
途径二:
I.2CO2(g)+2H2O(l) CH2=CH2(g)+3O2(g)
II.CH2=CH2(g)+H2O(1) C2H5OH(l)
III.2CO2(g)+6H2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g)
回答下列问题:
(3)当反应I达到平衡后,若减小压强,则CO2的转化率_______ (填“增大”减小”或“不变”)。
(4)反应III,在某铁系催化剂催化下,温度、氢碳比[=x]对CO2平衡转化率的影响以及温度对催化效率影响如图所示,其中曲线a、b、c为二氧化碳的平衡转化率,曲线d为催化效率。
①下列有关说法正确的是___________ (填字母)。
A.反应III是一个放热反应
B.增大氢碳比,可以提高H2的平衡转化率
C.温度低于300°C时,随温度升高乙烯的平衡产率增大
D.平衡常数:K(N)<K(M)
②在总压为1MPa的恒压条件下,M点时,CO2的平衡转化率为,则该条件下用平衡体系中各气体分压表示的平衡常数(Kp)为:Kp=______ MPa-3(只需列出计算式)。[已知:各气体分压=平衡体系中各气体的体积分数×总压]
(5)反应III进行时,往往伴随副反应,生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下,为了提高反应速率和乙烯的选择性,应当______ 。
途径一:
I.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=—49.5kJ·mol-1
II.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+40.9kJ·mol-1
III.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)ΔH3
回答下列问题:
(1)反应III的ΔH3为
(2)在绝热恒容的密闭容器中,将CO2和H2按物质的量之比1:3投料发生反应I,下列不能说明反应已达平衡的是___________(填序号)。
A.体系的温度保持不变 |
B.CO2和H2的转化率相等 |
C.单位时间内体系中减少3molH2的同时有lmolH2O增加 |
D.合成CH3OH的反应限度达到最大 |
途径二:
I.2CO2(g)+2H2O(l) CH2=CH2(g)+3O2(g)
II.CH2=CH2(g)+H2O(1) C2H5OH(l)
III.2CO2(g)+6H2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g)
回答下列问题:
(3)当反应I达到平衡后,若减小压强,则CO2的转化率
(4)反应III,在某铁系催化剂催化下,温度、氢碳比[=x]对CO2平衡转化率的影响以及温度对催化效率影响如图所示,其中曲线a、b、c为二氧化碳的平衡转化率,曲线d为催化效率。
①下列有关说法正确的是
A.反应III是一个放热反应
B.增大氢碳比,可以提高H2的平衡转化率
C.温度低于300°C时,随温度升高乙烯的平衡产率增大
D.平衡常数:K(N)<K(M)
②在总压为1MPa的恒压条件下,M点时,CO2的平衡转化率为,则该条件下用平衡体系中各气体分压表示的平衡常数(Kp)为:Kp=
(5)反应III进行时,往往伴随副反应,生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下,为了提高反应速率和乙烯的选择性,应当
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【推荐3】甲醇既是一种绿色能源,又是一种重要的化工原料,应用甲醇可以生产其他的醇、醛、酯等。已知反应:
i. CO2(g)+ H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41 kJ·mol-1,
ii. 2CO2(g)+6 H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH2=-121 kJ·mol-1,
iii. 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH3=-23kJ·mol-1,
回答下列问题:
(1)CO(g)与H2(g)合成甲醇的反应:CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) ΔH=_______ kJ·mol-1,该反应的熵变ΔS_______ 0(填“>”或“<”)。
(2)在甲、乙两个密闭容器中分别通入0.5molCO和1.0molH2,发生合成甲醇的反应,测得平衡体系中某成分的物质的量(n)与压强(p)、温度(T)的关系如下图:
①500K下,反应达到平衡时甲、乙两个容器的容积之比为_______ 。
②测得p总1=0.2MPa,则500K时反应的平衡常数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)。
③500K时经过20min乙容器内反应达到b点的平衡状态,则0~20min内的平均反应速率v(H2)=_______ mol·min-1。
(3)可利用CO2为原料通过电解方法制备甲醇,采用的电解质溶液为NaHCO3水溶液,其阴极反应式为_____ ,相比NaOH溶液、Na2CO3溶液,采用NaHCO3水溶液作电解液的原因是___ 。
i. CO2(g)+ H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41 kJ·mol-1,
ii. 2CO2(g)+6 H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH2=-121 kJ·mol-1,
iii. 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH3=-23kJ·mol-1,
回答下列问题:
(1)CO(g)与H2(g)合成甲醇的反应:CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) ΔH=
(2)在甲、乙两个密闭容器中分别通入0.5molCO和1.0molH2,发生合成甲醇的反应,测得平衡体系中某成分的物质的量(n)与压强(p)、温度(T)的关系如下图:
①500K下,反应达到平衡时甲、乙两个容器的容积之比为
②测得p总1=0.2MPa,则500K时反应的平衡常数Kp=
③500K时经过20min乙容器内反应达到b点的平衡状态,则0~20min内的平均反应速率v(H2)=
(3)可利用CO2为原料通过电解方法制备甲醇,采用的电解质溶液为NaHCO3水溶液,其阴极反应式为
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【推荐1】化学反应过程不仅发生了物质变化,还存在能量的变化,最主要的能量形式为热能和电能。根据题目要求回答以下问题:
I.
(1)已知键能为拆开或形成化学键所吸收或放出的能量,和的结构式如下图所示。已知:的键能为,和中键键能分别是和。计算化学反应放出的热量为___________ kJ(用a、b、c的代数式表示)。
(2)在100℃时,将放入的真空容器中发生反应:。测得容器内气体的物质的量随时间变化如下表:
①上述条件下,前内以表示的平均化学反应速率为___________ ;达到平衡状态时,的转化率是___________ 。
②___________ (填“>”、“=”、“<”)。
Ⅱ.
(3)铅蓄电池是常用的化学电源。汽车中的电瓶使用的就是铅酸电池,工作时电池总反应为,下列说法正确的是___________
(4)甲醇()—空气燃料电池是一种高效能、轻污染的车载电池,以为电解质溶液。通入氧气的电极为燃料电池的_________ (填“正”或“负”)极,负极发生的电极反应式为________ 。
I.
(1)已知键能为拆开或形成化学键所吸收或放出的能量,和的结构式如下图所示。已知:的键能为,和中键键能分别是和。计算化学反应放出的热量为
(2)在100℃时,将放入的真空容器中发生反应:。测得容器内气体的物质的量随时间变化如下表:
时间/s | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
0.4 | 0.26 | ||||
0 | 0.05 | 0.08 | 0.08 |
②
Ⅱ.
(3)铅蓄电池是常用的化学电源。汽车中的电瓶使用的就是铅酸电池,工作时电池总反应为,下列说法正确的是___________
A.放电时,负极的电极反应式为: |
B.放电时,正极附近溶液pH增大 |
C.充电时,理论上每消耗硫酸铅,外电路中转移的电子为 |
D.充电过程是原电池的工作原理 |
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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解题方法
【推荐2】全球大气 浓度升高对人类生产生活产生了影响,研究二氧化碳的回收对我国2060年实现碳中和具有现实意义,碳及其化合物的资源化利用成为研究热点。回答下列问题:
(1)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇,其反应原理为:
①通过表格中的数值可以推断:该反应在________ (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
②的平衡转化率与氢碳比 及压强、温度的关系分别如图 a和图 b所示。
图a中氢碳比从大到小的顺序为___________ 。图b中压强从大到小的顺序为___________ 。
(2)反应
反应
反应
①___________ ,___________ (用 表示)。
②研究表明,反应 Ⅲ的速率方程为 表示反应气体的物质的量分数,为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算),为反应的速率常数。当恒压,只发生反应Ⅲ:COg+H2Og⇌CO2g+H2gΔH3=-akJ⋅mol-1K3且 加料时,平衡转化率为 b,求反应物转化率为时的反应速率___________ (用含 的计算式表示,不用化简)。
(3)已知 时,大气中的 溶于水存在以下过程:
①
②
溶液中的浓度 为比例系数,此题可看为常数)。当大气压强为,大气中的物质的量分数为时,溶液中的浓度为_______ (忽略和水的电离)。
(1)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇,其反应原理为:
温度/ | 400 | 500 |
平衡常数 | 9 | 5.3 |
②的平衡转化率与氢碳比 及压强、温度的关系分别如图 a和图 b所示。
图a中氢碳比从大到小的顺序为
(2)反应
反应
反应
①
②研究表明,反应 Ⅲ的速率方程为 表示反应气体的物质的量分数,为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算),为反应的速率常数。当恒压,只发生反应Ⅲ:COg+H2Og⇌CO2g+H2gΔH3=-akJ⋅mol-1K3且 加料时,平衡转化率为 b,求反应物转化率为时的反应速率
(3)已知 时,大气中的 溶于水存在以下过程:
①
②
溶液中的浓度 为比例系数,此题可看为常数)。当大气压强为,大气中的物质的量分数为时,溶液中的浓度为
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【推荐3】硫化氢气体在资源利用和环境保护等方面均有重要应用。
(1)工业采用高温分解H2S制取氢气,2H2S(g) 2H2(g) + S2(g),在膜反应器中分离出H2。在容积为 2L 的恒容密闭容器中,控制不同温度进行此反应。H2S的起始物质的量均为 1mol,实验过程中测得H2S的转化率如图所示。曲线 a 表示H2S的平衡转化率与温度的关系,曲线 b 表示不同温度下反应经过相同时间时H2S的转化率。
①反应2H2S(g) 2H2(g) + S2(g)的ΔH_________ (填“>”“<”或“=”)0。
②985℃时,反应经过5 s达到平衡状态,此时H2S的转化率为40%,则用H2表示的反应速率为v(H2) =___________ 。
③随着H2S分解温度的升高,曲线b向曲线a逐渐靠近,其原因是___________ 。
(2)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3 、FeCl2 、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如下图所示。
①在图示的转化中,化合价不变的元素是____________ 。
②在温度一定和不补加 溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS,可采取的措施有____________ 。
(3)工业上常采用上图电解装置电解K4[Fe(CN)6]和KHCO3混合溶液,电解一段时间后,通入H2S 加以处理。利用生成的铁的化合物K3[Fe(CN)6]将气态废弃物中的H2S 转化为可利用的S,自身转化为K4[Fe(CN)6]。
①电解时,阳极的电极反应式为___________ 。
②当有16 g S析出时,阴极产生的气体在标准状况下的体积为___________ 。
(1)工业采用高温分解H2S制取氢气,2H2S(g) 2H2(g) + S2(g),在膜反应器中分离出H2。在容积为 2L 的恒容密闭容器中,控制不同温度进行此反应。H2S的起始物质的量均为 1mol,实验过程中测得H2S的转化率如图所示。曲线 a 表示H2S的平衡转化率与温度的关系,曲线 b 表示不同温度下反应经过相同时间时H2S的转化率。
①反应2H2S(g) 2H2(g) + S2(g)的ΔH
②985℃时,反应经过5 s达到平衡状态,此时H2S的转化率为40%,则用H2表示的反应速率为v(H2) =
③随着H2S分解温度的升高,曲线b向曲线a逐渐靠近,其原因是
(2)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3 、FeCl2 、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如下图所示。
①在图示的转化中,化合价不变的元素是
②在温度一定和
(3)工业上常采用上图电解装置电解K4[Fe(CN)6]和KHCO3混合溶液,电解一段时间后,通入H2S 加以处理。利用生成的铁的化合物K3[Fe(CN)6]将气态废弃物中的H2S 转化为可利用的S,自身转化为K4[Fe(CN)6]。
①电解时,阳极的电极反应式为
②当有16 g S析出时,阴极产生的气体在标准状况下的体积为
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【推荐1】随着我国“碳达峰”、“碳中和”目标的确定,二氧化碳资源化利用倍受关注。
Ⅰ.以和为原料合成尿素: 。
(1)有利于提高平衡转化率的措施是_______(填标号)。
(2)研究发现,合成尿素反应分两步完成,其能量变化如图甲所示。
第一步:
第二步:
反应速率较快的是反应_______ (填“第一步”或“第二步”)。
Ⅱ.以和催化重整制备合成气:。
(3)在密闭容器中通入物质的量均为0.2mol的和,在一定条件下发生反应,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图乙所示:
①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,下列叙述能说明反应到达平衡状态的是_______ (填标号)。
A.容器中混合气体的密度保持不变 B.容器内混合气体的压强保持不变
C.反应速率: D.同时断裂2mol C—H和1mol H—H
②由图乙可知,压强_______ (填“>”“<”或“=”)。
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数,则X点对应温度下的_______ (用含的代数式表示)。
Ⅲ.电化学法还原二氧化碳制乙烯。
在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图丙所示:
(4)阴极电极反应为_______ ;该装置中使用的是_______ (填“阳”或“阴”)离子交换膜。
Ⅰ.以和为原料合成尿素: 。
(1)有利于提高平衡转化率的措施是_______(填标号)。
A.高温低压 | B.低温高压 | C.高温高压 | D.低温低压 |
第一步:
第二步:
反应速率较快的是反应
Ⅱ.以和催化重整制备合成气:。
(3)在密闭容器中通入物质的量均为0.2mol的和,在一定条件下发生反应,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图乙所示:
①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,下列叙述能说明反应到达平衡状态的是
A.容器中混合气体的密度保持不变 B.容器内混合气体的压强保持不变
C.反应速率: D.同时断裂2mol C—H和1mol H—H
②由图乙可知,压强
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数,则X点对应温度下的
Ⅲ.电化学法还原二氧化碳制乙烯。
在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图丙所示:
(4)阴极电极反应为
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【推荐2】运用化学链燃烧技术有利于提高燃料利用率。化学链燃烧技术的基本原理是借助载氧剂(如Fe2O3、FeO等)将燃料与空气直接接触的传统燃烧反应分解为几个气固反应,燃料与空气无须接触,由载氧剂将空气中的氧气传递给燃料。回答下列问题:
以Fe2O3作载氧剂的化学链燃烧循环转化反应的部分热化学方程式如下,循环转化的原理如图1所示。
①C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H1=akJ•mol﹣1
②CO(g)+H2(g)+O2(g)═CO2(g)+H2O(g)△H2=bkJ•mol﹣1
(1)写出图1中总反应的热化学方程式:_____
(2)空气经反应器A后得到的尾气_____ (填“能”或“不能”)直接用作工业合成氨的原料气,原因是_____ 。
Ⅱ.用FeO作载氧剂,部分反应的lgKp[K是用平衡分压(平衡分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度]与温度的关系如图2所示。
(3)图2涉及的反应中,属于吸热反应的是反应_____ (填字母)。
(4)R点对应温度下,向某恒容密闭容器中通入1mol CO,并加入足量的FeO,只发生反应CO(g)+FeO(s)⇌Fe(s)+CO2(g),则CO的平衡转化率为_____ 。
Ⅲ.在T℃下,向某恒容密闭容器中加入1mol CH4(g)和4mol FeO(s)进行反应:CH4(g)+4FeO(s)⇌4Fe(s)+2H2O(g)+CO2(g)。反应起始时压强为p0,反应进行至10min时达到平衡状态,测得此时容器的气体压强是起始压强的2倍。
(5)T℃下,该反应的Kp=_____ 。
(6)若起始时向该容器中加入1mol CH4(g),4mol FeO(s),1mol H2O(g),0.5mol CO2(g),此时反应向_____ (填“正反应”或“逆反应”)方向进行。
(7)其他条件不变,若将该容器改为恒压密闭容器,则此时CH4(g)的平衡转化率_____ (填“增大”“减小”或“不变”)。
以Fe2O3作载氧剂的化学链燃烧循环转化反应的部分热化学方程式如下,循环转化的原理如图1所示。
①C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H1=akJ•mol﹣1
②CO(g)+H2(g)+O2(g)═CO2(g)+H2O(g)△H2=bkJ•mol﹣1
(1)写出图1中总反应的热化学方程式:
(2)空气经反应器A后得到的尾气
Ⅱ.用FeO作载氧剂,部分反应的lgKp[K是用平衡分压(平衡分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度]与温度的关系如图2所示。
(3)图2涉及的反应中,属于吸热反应的是反应
(4)R点对应温度下,向某恒容密闭容器中通入1mol CO,并加入足量的FeO,只发生反应CO(g)+FeO(s)⇌Fe(s)+CO2(g),则CO的平衡转化率为
Ⅲ.在T℃下,向某恒容密闭容器中加入1mol CH4(g)和4mol FeO(s)进行反应:CH4(g)+4FeO(s)⇌4Fe(s)+2H2O(g)+CO2(g)。反应起始时压强为p0,反应进行至10min时达到平衡状态,测得此时容器的气体压强是起始压强的2倍。
(5)T℃下,该反应的Kp=
(6)若起始时向该容器中加入1mol CH4(g),4mol FeO(s),1mol H2O(g),0.5mol CO2(g),此时反应向
(7)其他条件不变,若将该容器改为恒压密闭容器,则此时CH4(g)的平衡转化率
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【推荐3】弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶解平衡均属于化学平衡。
(1)已知在水中存在以下平衡:,。
①常温下溶液的_______ (填序号)。
A.大于7 B.小于7 C.等于7 D.无法确定
②某温度下,若向的溶液中逐滴滴加溶液至溶液呈中性(忽略混合后溶液的体积变化)。此时该混合溶液中的下列关系一定正确的是_______ 。
A. B.
C. D.
③已知常温下的钙盐的饱和溶液中存在以下平衡: 。若要使该溶液中浓度变小,可采取的措施有_______ 。
A.升高温度 B.降低温度 C.加入晶体 D.加入固体
(2)联氨(又称肼,,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料,请回答:
①联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,则联氨第一步电离方程式为_______ 。
②肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,生成无污染的物质。电解质溶液是20%~30%的溶液。肼-空气燃料电池放电时:负极的电极反应式是_______ 。
(3)工业废水中含有一定量的和,它们会对人类及生态系统产生很大的伤害,必须进行处理。常用的处理方法有还原沉淀法,该法的工艺流程为:
若平衡体系的,则溶液显_______ 色。
②能说明第①步反应达平衡状态的是_______ 。
A. 和的浓度相同 b. v()和v()相等 c.溶液的颜色不变
③第③步生成的在溶液中存在以下沉淀溶解平衡: ,常温下,的溶度积,要使降至,溶液的应调至_______ 。
(1)已知在水中存在以下平衡:,。
①常温下溶液的
A.大于7 B.小于7 C.等于7 D.无法确定
②某温度下,若向的溶液中逐滴滴加溶液至溶液呈中性(忽略混合后溶液的体积变化)。此时该混合溶液中的下列关系一定正确的是
A. B.
C. D.
③已知常温下的钙盐的饱和溶液中存在以下平衡: 。若要使该溶液中浓度变小,可采取的措施有
A.升高温度 B.降低温度 C.加入晶体 D.加入固体
(2)联氨(又称肼,,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料,请回答:
①联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,则联氨第一步电离方程式为
②肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,生成无污染的物质。电解质溶液是20%~30%的溶液。肼-空气燃料电池放电时:负极的电极反应式是
(3)工业废水中含有一定量的和,它们会对人类及生态系统产生很大的伤害,必须进行处理。常用的处理方法有还原沉淀法,该法的工艺流程为:
若平衡体系的,则溶液显
②能说明第①步反应达平衡状态的是
A. 和的浓度相同 b. v()和v()相等 c.溶液的颜色不变
③第③步生成的在溶液中存在以下沉淀溶解平衡: ,常温下,的溶度积,要使降至,溶液的应调至
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】CO2重整甲烷可以制得合成气(CO和H2),实现碳资源回收和综合利用,还可以减少CO2对环境的影响。回答下列问题:
(1)已知各物质的标准摩尔生成焓(指在标准状态即压力为100kPa,一定温度下,由元素最稳定的单质生成1摩尔纯化合物时的反应焓变)数据如下表:
则重整反应的热化学方程式为_______ 。
(2)有利于提高甲烷平衡转化率的条件是_______ 温(填“高”或“低”)低压。
(3)实际生产中会伴随副反应发生,导致催化剂表面积碳而失效,实验中测得各物质的物质的量随温度变化如图所示,随着温度升高,积碳量先变大的主要原因是_______ (用化学用语表示,下同),后减小的主要原因是_______ 。
(4)2018年,中国科学院通过固体氧化物电解池,将电解CO2和CH4两个气相电化学转化过程结合,实现了电催化二氧化碳重整甲烷,避免了积碳对催化剂的影响,通入CH4的电极为_______ 极,电极反应为_______ 。
(5)800℃时,在2L恒容密闭容器中通入CO2和CH4各2mol,初始压强为400kPa,在一定条件下发生重整反应(不考虑副反应),达到平衡时,CO2的转化率为50%。计算该反应的压强平衡常数Kp=___ 。
(1)已知各物质的标准摩尔生成焓(指在标准状态即压力为100kPa,一定温度下,由元素最稳定的单质生成1摩尔纯化合物时的反应焓变)数据如下表:
物质 | CH4(g) | CO2(g) | CO(g) | H2(g) |
标准摩尔生成焓/kJ·mol-1 | -74.8 | -393.5 | -110.5 | 0 |
(2)有利于提高甲烷平衡转化率的条件是
(3)实际生产中会伴随副反应发生,导致催化剂表面积碳而失效,实验中测得各物质的物质的量随温度变化如图所示,随着温度升高,积碳量先变大的主要原因是
(4)2018年,中国科学院通过固体氧化物电解池,将电解CO2和CH4两个气相电化学转化过程结合,实现了电催化二氧化碳重整甲烷,避免了积碳对催化剂的影响,通入CH4的电极为
(5)800℃时,在2L恒容密闭容器中通入CO2和CH4各2mol,初始压强为400kPa,在一定条件下发生重整反应(不考虑副反应),达到平衡时,CO2的转化率为50%。计算该反应的压强平衡常数Kp=
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
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解题方法
【推荐2】丙烯腈()是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,副产物有乙腈()、氢氰酸、丙烯醛()等,以丙烯、氨气和氧气为原料,在催化剂存在下合成丙烯腈的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)___________ kJ/mol。
(2)反应Ⅰ在______ (填“高温”“低温”或“任意”)条件下可自发进行;恒温恒容条件下,若容器内只发生反应Ⅰ,下列选项表明反应一定已经达平衡状态的是______ 。
A.容器内混合气体的密度不再变化 B.断裂1molN—H的同时断裂3molO—H
C.容器内压强不再变化 D.3v正(NH3)=2v逆(O2)
(3)恒温下,充入丙烯、氨气和氧气发生反应Ⅰ和Ⅱ,体系达到平衡后,若压缩容器体积,则反应Ⅱ的平衡移动方向为___________ (填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
(4)已知对于反应:,T℃,压强为p的恒压密闭容器中,通入1mol丙烯、1mol氨气和3mol氧气发生反应Ⅰ、Ⅱ,达到平衡时,容器内有amolC3H3N(g),bmolC3H4O(g),此时C3H6(g)的分压p(C3H6)=_______________ (分压=总压×物质的量分数,用含a,b的代数式表示,下同);反应Ⅱ的Kp为___________ 。
(5)以丙烯腈为原料,利用电解原理合成已二腈可减少氮氧化物的排放,其装置如图所示,pb电极为______ 极,电解时Pb电极发生的电极反应式为___________ 。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)
(2)反应Ⅰ在
A.容器内混合气体的密度不再变化 B.断裂1molN—H的同时断裂3molO—H
C.容器内压强不再变化 D.3v正(NH3)=2v逆(O2)
(3)恒温下,充入丙烯、氨气和氧气发生反应Ⅰ和Ⅱ,体系达到平衡后,若压缩容器体积,则反应Ⅱ的平衡移动方向为
(4)已知对于反应:,T℃,压强为p的恒压密闭容器中,通入1mol丙烯、1mol氨气和3mol氧气发生反应Ⅰ、Ⅱ,达到平衡时,容器内有amolC3H3N(g),bmolC3H4O(g),此时C3H6(g)的分压p(C3H6)=
(5)以丙烯腈为原料,利用电解原理合成已二腈可减少氮氧化物的排放,其装置如图所示,pb电极为
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【推荐3】我国力争在2060年前实现“碳中和”,体现了中国对解决气候问题的大国担当。实现碳中和的对策大概分为4种路径:碳替代、碳减排、碳封存、碳循环。
(1)逆水煤气反应(RWGS)对实现“碳中和”有重要意义,目前RWGS的历程主要有:氧化还原历程[如下图TSI-TS2-TS3-TS4-CO(a) +H2O(a)]和中间物种分解历程[如下图TS1-TS6-TS7-TS5-HCOO(a)+H(a) ]。结合实验与计算机模拟结果,研究单一分子RWGS在Fe3O4催化剂表面的反应历程(如下图1),各步骤的活化能和反应热,如下表所示(已知(a)表示物质吸附在催化剂表面的状态):
RWGS部分步骤的活化能E和反应热△H
注:法拉第常数为96500C·mol-1
①写出RWGS的热化学方程式___________ 。
②对比各个步骤的活化能,得出RWGS在Fe3O4催化剂表面反应的主要历程是___________ (填“氧化还原”或“中间物种分解”)历程。RWGS在Fe3O4催化剂表面反应的控速步骤化学方程式为___________ 。
(2)为研究不同温度、压强对含碳产物组成的影响。在反应器中按 =3:1通入H2和CO2,分别在0. 1Mpa和1Mpa下进行反应,实验中温度对平衡组成C1(CO2、CO、CH4 )中CO2和CH4的物质的量分数影响如图2所示:
已知:该条件下除发生逆水煤气反应外,主要副反应为:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) △H= -165.0 kJ·mol-1。
①lMpa时,表示CH4平衡组成随温度变化关系的曲线是___________ 。N点平衡组成含量低于M点的原因是___________ 。
②若b、c两条曲线交点处的坐标为(590,40), 则逆水煤气反应在590°C时的平衡常数Kp为_____ 。 (保留3位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(3)电解法可将CO2转化为甲酸(HCOOH)或甲酸盐。某电解装置如图3所示。
①Pt电极与电源的___________ (填“ 正”或“负”)极相连。
②写出CO2转化为HCOO-的电极反应式___________ 。
(1)逆水煤气反应(RWGS)对实现“碳中和”有重要意义,目前RWGS的历程主要有:氧化还原历程[如下图TSI-TS2-TS3-TS4-CO(a) +H2O(a)]和中间物种分解历程[如下图TS1-TS6-TS7-TS5-HCOO(a)+H(a) ]。结合实验与计算机模拟结果,研究单一分子RWGS在Fe3O4催化剂表面的反应历程(如下图1),各步骤的活化能和反应热,如下表所示(已知(a)表示物质吸附在催化剂表面的状态):
RWGS部分步骤的活化能E和反应热△H
步骤 | 激发态 | E/eV | △H /eV |
H2(a) →H(a)+H(a) | TS1 | 0.79 | -0.30 |
CO2(a) →CO(a)+O(a) | TS2 | 1. 07 | -0.74 |
O(a)+H(a) →OH(a) | TS3 | 1. 55 | -0. 45 |
OH(a)+H(a) →H2O(a) | TS4 | 1. 68 | +0. 48 |
OH(a)+CO(a) → HCOO(a) | TS5 | 3.72 | +0. 44 |
CO2 (a)+H(a) → COOH(a) | TS6 | 2. 08 | +0. 55 |
COOH(a) → CO(a)+OH(a) | TS7 | 0.81 | -1. 70 |
注:法拉第常数为96500C·mol-1
①写出RWGS的热化学方程式
②对比各个步骤的活化能,得出RWGS在Fe3O4催化剂表面反应的主要历程是
(2)为研究不同温度、压强对含碳产物组成的影响。在反应器中按 =3:1通入H2和CO2,分别在0. 1Mpa和1Mpa下进行反应,实验中温度对平衡组成C1(CO2、CO、CH4 )中CO2和CH4的物质的量分数影响如图2所示:
已知:该条件下除发生逆水煤气反应外,主要副反应为:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) △H= -165.0 kJ·mol-1。
①lMpa时,表示CH4平衡组成随温度变化关系的曲线是
②若b、c两条曲线交点处的坐标为(590,40), 则逆水煤气反应在590°C时的平衡常数Kp为
(3)电解法可将CO2转化为甲酸(HCOOH)或甲酸盐。某电解装置如图3所示。
①Pt电极与电源的
②写出CO2转化为HCOO-的电极反应式
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