大气污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。
(1)汽车尾气中的、、碳氢化合物是大气污染物。使用稀土等催化剂能将、转化成无毒物质。
已知:,
,
,
写出与催化转化成和的热化学方程式___________ 。
(2)汽车尾气中常含有,是因为高温下和发生反应:。
①如图是在、两种不同温度下,一定量的发生分解过程中的体积分数随时间变化的图像,据此判断为___________ (填“吸热”或“放热”)反应。
②2000℃时,向容积为2L的密闭容器中充入10与5,达到平衡后的物质的量为2,则此温度下反应的平衡常数___________ 。该温度下,若开始时向上述容器中充入与均为1,则达到平衡后的转化率为___________ 。
(3)、醛类、(过氧硝酸乙酰)等污染物气体和颗粒物所形成的烟雾称为光化学烟雾。某研究学习小组为模拟光化学烟雾的形成,用紫外线照射装在密闭容器内的被污染空气样品,所得物质的浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是___________(填字母)。
(1)汽车尾气中的、、碳氢化合物是大气污染物。使用稀土等催化剂能将、转化成无毒物质。
已知:,
,
,
写出与催化转化成和的热化学方程式
(2)汽车尾气中常含有,是因为高温下和发生反应:。
①如图是在、两种不同温度下,一定量的发生分解过程中的体积分数随时间变化的图像,据此判断为
②2000℃时,向容积为2L的密闭容器中充入10与5,达到平衡后的物质的量为2,则此温度下反应的平衡常数
(3)、醛类、(过氧硝酸乙酰)等污染物气体和颗粒物所形成的烟雾称为光化学烟雾。某研究学习小组为模拟光化学烟雾的形成,用紫外线照射装在密闭容器内的被污染空气样品,所得物质的浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是___________(填字母)。
A.控制机动车有害尾气的排放可减少光化学烟雾的发生 |
B.在光反应过程中生成 |
C.二次污染物只有醛类物质 |
D.0~50min内,的消失速率比烃类快 |
更新时间:2023-03-12 10:45:38
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
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【推荐1】Ⅰ. 已知:
K1=a
K2=b
K3=c
(1)若某反应的平衡常数表达式为,请根据以上反应写出此反应的热化学方程式___________ 。该反应的K=___________ (用a、b、c表示)
Ⅱ.利用如图装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取硫酸倒入小烧杯中,测出硫酸温度;
②用另一量筒量取溶液,并用另一温度计测出其温度;
③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测出混合液的最高温度。
回答下列问题:
(2)倒入NaOH溶液的正确操作是___________ (填字母序号,下同)。
A. 沿玻璃棒缓慢倒入 B. 分三次少量倒入 C. 一次迅速倒入
(3)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是___________ 。
(4)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是___________ 。
a. 用温度计小心搅拌
b. 揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
c. 轻轻地振荡烧杯
d. 用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(5)实验数据如表:
①反应后溶液的比热容,硫酸溶液和氢氧化钠溶液密度近似为,依据该学生的实验数据计算,温度差平均值为___________ ℃,该实验测得的中和热=___________ (保留一位小数)。
②该实验测得的中和热与理论值有偏差,其原因可能是___________ 。
a. 用量筒量取硫酸溶液仰视读数
b. 大烧杯上硬纸板没盖好
c. 大、小烧杯体积相差较大,夹层间放的碎泡沫塑料较多
d. 测量完硫酸溶液温度的温度计直接用来测NaOH溶液的温度
(6)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钡溶液分别和的稀硫酸恰好完全反应,其反应热分别为、,则_________ (填“>、<或=”)。
K1=a
K2=b
K3=c
(1)若某反应的平衡常数表达式为,请根据以上反应写出此反应的热化学方程式
Ⅱ.利用如图装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取硫酸倒入小烧杯中,测出硫酸温度;
②用另一量筒量取溶液,并用另一温度计测出其温度;
③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测出混合液的最高温度。
回答下列问题:
(2)倒入NaOH溶液的正确操作是
A. 沿玻璃棒缓慢倒入 B. 分三次少量倒入 C. 一次迅速倒入
(3)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是
(4)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是
a. 用温度计小心搅拌
b. 揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
c. 轻轻地振荡烧杯
d. 用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(5)实验数据如表:
温度 实验次数 | 起始温度t℃ | 终止温度t2/℃ | 温度差平均值(t2-t1)/ ℃ | ||
平均值 | |||||
1 | 26.2 | 26.0 | 26.1 | 29.5 | |
2 | 27.0 | 27.4 | 27.2 | 32.3 | |
3 | 25.9 | 25.9 | 25.9 | 29.2 | |
4 | 26.4 | 26.2 | 26.3 | 29.8 |
②该实验测得的中和热与理论值有偏差,其原因可能是
a. 用量筒量取硫酸溶液仰视读数
b. 大烧杯上硬纸板没盖好
c. 大、小烧杯体积相差较大,夹层间放的碎泡沫塑料较多
d. 测量完硫酸溶液温度的温度计直接用来测NaOH溶液的温度
(6)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钡溶液分别和的稀硫酸恰好完全反应,其反应热分别为、,则
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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】请回答下列问题。
I.1-丁烯是一种重要的化工原料,可由正丁烷催化脱氢制备。
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:
①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g) △H1
②C4H10(g)+O2(g)=C4H8(g)+H2O(g) △H2=-119kJ•mol-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H3=-242kJ•mol-1
反应①的△H1为______ kJ·mol-1。
(2)如图是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x_____ 0.1(填“>”或“<”);欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是_____ 。
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.降低压强
Ⅱ.煤化工是将煤经过化学加工转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(3)将不同物质的量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),得到如表两组数据:
①实验1中以(CO2)表示的化学反应速率为______ 。
②该反应的逆反应为______ (填“吸”或“放”)热反应。
(4)在一容积为2L的密闭容器内加入2molCO和6molH2,在一定条件下发生如下反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0。该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示:
由图可知反应在有t1、t3、t5、t7时都达到了平衡,而在t2、t4、t6、t8时都改变了条件,改变的条件分别是t6:______ t8:______ 。
I.1-丁烯是一种重要的化工原料,可由正丁烷催化脱氢制备。
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:
①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g) △H1
②C4H10(g)+O2(g)=C4H8(g)+H2O(g) △H2=-119kJ•mol-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H3=-242kJ•mol-1
反应①的△H1为
(2)如图是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.降低压强
Ⅱ.煤化工是将煤经过化学加工转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(3)将不同物质的量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),得到如表两组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
H2O | CO | H2 | CO | |||
1 | 650 | 2 | 4 | 1.6 | 2.4 | 5 |
2 | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 1.6 | 3 |
①实验1中以(CO2)表示的化学反应速率为
②该反应的逆反应为
(4)在一容积为2L的密闭容器内加入2molCO和6molH2,在一定条件下发生如下反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0。该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示:
由图可知反应在有t1、t3、t5、t7时都达到了平衡,而在t2、t4、t6、t8时都改变了条件,改变的条件分别是t6:
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】CO2 是主要的温室气体之一,可利用 CO2 和 H2 的反应生成 CH3OH,减少温室气体排放的同时提供能量物质。
Ⅰ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ•mol﹣1
Ⅱ.CO(g)+2 H2 (g) CH3OH(g) △H3=﹣90.6kJ•mol﹣1
(1)CO2(g)和 H2(g)生成 CH3OH(g)的反应Ⅲ的热化学方程式为_______ 。
(2)反应Ⅲ在起始温度和体积均相同(T℃、2L)的两个密闭容器中分别进行,反应物起始物质的量如表。
①达到平衡时,容器 a,b 对比:CO2 的体积分数φ(a) _______ φ(b)。(填“>”、“<”或“=”)
②下列能说明反应Ⅲ在容器 a 达到平衡状态的是_______ 。(填字母)
A.v 正(CO2)=3v 逆(H2) B.混合气体的平均摩尔质量不再改变
C.c(CH3OH)=c(H2O) D.容器内压强不再改变
(3)温度为 T℃时向容积为 2L 的密闭容器中投入 3mol H2 和 1mol CO2 发生反应Ⅲ,反应经5min 达到平衡时,测得各组分的体积分数如表。
①这段时间内以 H2O(g)表示的化学反应速率为________ mol•L-1•min-1。
②T℃时反应Ⅲ的平衡常数计算表达式 K=________
③若要增大甲醇的产率,可采取的措施为________ 。(任写两点)
(4)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共存的体系中,升高温度 CO2 的体积分数并未发生明显变化,原因是________ 。
Ⅰ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ•mol﹣1
Ⅱ.CO(g)+2 H2 (g) CH3OH(g) △H3=﹣90.6kJ•mol﹣1
(1)CO2(g)和 H2(g)生成 CH3OH(g)的反应Ⅲ的热化学方程式为
(2)反应Ⅲ在起始温度和体积均相同(T℃、2L)的两个密闭容器中分别进行,反应物起始物质的量如表。
容器 | CO2(mol) | H2(mol) | CH3OH(mol) | H2O(mol) |
容器 a(恒温恒容) | 1 | 3 | 0 | 0 |
容器 b(绝热恒容) | 0 | 0 | 1 | 1 |
②下列能说明反应Ⅲ在容器 a 达到平衡状态的是
A.v 正(CO2)=3v 逆(H2) B.混合气体的平均摩尔质量不再改变
C.c(CH3OH)=c(H2O) D.容器内压强不再改变
(3)温度为 T℃时向容积为 2L 的密闭容器中投入 3mol H2 和 1mol CO2 发生反应Ⅲ,反应经5min 达到平衡时,测得各组分的体积分数如表。
H2(g) | CO2(g) | CH3OH(g) | H2O(g) | |
φ | α | b | c | 0.125 |
②T℃时反应Ⅲ的平衡常数计算表达式 K=
③若要增大甲醇的产率,可采取的措施为
(4)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共存的体系中,升高温度 CO2 的体积分数并未发生明显变化,原因是
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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,CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。
(1)一种途径是用CO2转化成为有机物实现碳循环。如:
C2H4(g)+H2O(l)⇌C2H5OH(l) ΔH=-44.2kJ/mol
2CO2(g)+2H2O(l)⇌C2H4(g)+3O2(g) ΔH=+1411.0kJ/mol
已知2CO2(g)+3H2O(1)=C2H5OH(1)+3O2(g)其正反应的活化能为EakJ/mol,则逆反应的活化能△H=_______ kJ/mol
(2)利用工业废气中的CO2可以制取甲醇,反应为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。一定条件下,将CO2和H2以物质的量之比为1:1充入盛有催化剂的密闭容器中,下列图象中t时刻一定处于平衡状态的是_______ 。
(3)往2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3moH2,在不同催化剂(I、Ⅱ与Ⅲ)作用下发生反应制取甲醇,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Ⅰ、Ⅱ与Ⅲ)
②b点v(正)_______ v(逆)(填>、<”或“=”)。
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=_______
(4)中国科学家首次用CO2高效合成乙酸,其反应路径如图所示:
根据图象所示,写出总反应的化学方程式:_______ 。
(1)一种途径是用CO2转化成为有机物实现碳循环。如:
C2H4(g)+H2O(l)⇌C2H5OH(l) ΔH=-44.2kJ/mol
2CO2(g)+2H2O(l)⇌C2H4(g)+3O2(g) ΔH=+1411.0kJ/mol
已知2CO2(g)+3H2O(1)=C2H5OH(1)+3O2(g)其正反应的活化能为EakJ/mol,则逆反应的活化能△H=
(2)利用工业废气中的CO2可以制取甲醇,反应为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。一定条件下,将CO2和H2以物质的量之比为1:1充入盛有催化剂的密闭容器中,下列图象中t时刻一定处于平衡状态的是
(3)往2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3moH2,在不同催化剂(I、Ⅱ与Ⅲ)作用下发生反应制取甲醇,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v(正)
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=
(4)中国科学家首次用CO2高效合成乙酸,其反应路径如图所示:
根据图象所示,写出总反应的化学方程式:
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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】I.实现碳中和方法之一是二氧化碳捕捉再利用,某科研院所研究二氧化碳、甲烷重整技术如下:
①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)+Q1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)+Q2
③CH4(g)C(s)+2H2(g)+Q3
④2CO(g) CO2(g)+C(s)+Q4
⑤CO(g)+H2(g) H2O(g)+C(s)+Q5
(1)若恒容密闭容器中发生反应①,Q1<0,进料浓度比c(CH4):c(CO2)分别等于1:2、1:5、1:7时,CH4的平衡转化率随条件X的变化关系如下图所示:
①曲线a的进料浓度比c(CH4):c(CO2)为_______ 。
②条件X是_______ (填“温度”或“压强”),依据是_______ 。
(2)某温度下,等物质的量的CH4和CO2在恒容密闭容器内发生反应①,该反应的平衡常数表达式为K=_______ ,平衡时CH4的体积分数为,则CO2的转化率为_______ 。
(3)下列说法正确的是_______。
II.在Zn/ZSM-5的催化作用下,甲烷与二氧化碳可以直接合成乙酸。
常温下,向10mL0.1mol·L-1CH3COOH溶液中逐滴滴入0.1mol·L-1的某碱ROH溶液,所得溶液pH及导电性变化如图所示。
(4)b点是恰好完全反应的点,则碱ROH是_______ (填“强碱”或“弱碱”),此时溶液中所含离子浓度大小的顺序_______ 。
(5)b点由水电离出的氢离子浓度c(H+)_______ (填“>”“=”或“<”)1×10-7mol/L。
①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)+Q1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)+Q2
③CH4(g)C(s)+2H2(g)+Q3
④2CO(g) CO2(g)+C(s)+Q4
⑤CO(g)+H2(g) H2O(g)+C(s)+Q5
(1)若恒容密闭容器中发生反应①,Q1<0,进料浓度比c(CH4):c(CO2)分别等于1:2、1:5、1:7时,CH4的平衡转化率随条件X的变化关系如下图所示:
①曲线a的进料浓度比c(CH4):c(CO2)为
②条件X是
(2)某温度下,等物质的量的CH4和CO2在恒容密闭容器内发生反应①,该反应的平衡常数表达式为K=
(3)下列说法正确的是_______。
A.当v(CO2)=v(CO),反应②达到平衡状态 |
B.升高温度,反应②的正、逆反应速率都增大 |
C.增大压强,反应①平衡逆向移动,平衡常数K减小 |
D.移去部分C(s),反应③④⑤的平衡均向右移动 |
II.在Zn/ZSM-5的催化作用下,甲烷与二氧化碳可以直接合成乙酸。
常温下,向10mL0.1mol·L-1CH3COOH溶液中逐滴滴入0.1mol·L-1的某碱ROH溶液,所得溶液pH及导电性变化如图所示。
(4)b点是恰好完全反应的点,则碱ROH是
(5)b点由水电离出的氢离子浓度c(H+)
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解答题-原理综合题
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(0.65)
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解题方法
【推荐3】甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇。
反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(KⅠ):
(1)在一定条件下将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中发生反应Ⅰ,5 min后测得c(CO)=0.4 mol·L-1,计算可得此段时间的反应速率(用H2表示)为________ mol·L-1·min-1。
(2)由表中数据判断ΔH1______ (填“>”“<”或“=”)0;反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3=_________ (用ΔH1和ΔH2表示)。
(3)若容器容积不变,则下列措施可提高反应Ⅰ中CO转化率的是______ (填序号)。
a.充入CO,使体系总压强增大
b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.充入He,使体系总压强增大
d.使用高效催化剂
(4)写出反应Ⅱ的化学平衡常数表达式:KⅡ=__________________ ;保持恒温恒容,将反应Ⅱ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍,则化学平衡_______ (填“正向”“逆向”或“不”)移动,平衡常数KⅡ__________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)比较这两种合成甲醇的方法,原子利用率较高的是______ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(KⅠ):
温度 | 250 ℃ | 300 ℃ | 350 ℃ |
KⅠ | 2.0 | 0.27 | 0.012 |
(1)在一定条件下将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中发生反应Ⅰ,5 min后测得c(CO)=0.4 mol·L-1,计算可得此段时间的反应速率(用H2表示)为
(2)由表中数据判断ΔH1
(3)若容器容积不变,则下列措施可提高反应Ⅰ中CO转化率的是
a.充入CO,使体系总压强增大
b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.充入He,使体系总压强增大
d.使用高效催化剂
(4)写出反应Ⅱ的化学平衡常数表达式:KⅡ=
(5)比较这两种合成甲醇的方法,原子利用率较高的是
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适中
(0.65)
【推荐1】(1)含11.2 g KOH的稀溶液与1 L0.1mol/L的H2SO4溶液反应放出11.46 kJ的热量,该反应表示中和热的热化学方程式为___________________ 。
(2)将0.40 mol N2O4气体充入2 L的恒容密闭容器中发生如下反应:N2O4(g) 2NO2(g)ΔH。在T1℃和T2℃时,测得NO2的物质的量随时间变化如图所示:
①T1℃,40~80 s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为________ mol/(L·s)。
②ΔH________ 0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)向甲、乙两个容积均为1 L的恒容容器中,分别充入2 mol A、2 mol B和1 mol A、1 mol B。相同条件下(温度T ℃),发生下列反应:A(g)+B(g)xC(g) ΔH<0。测得两容器中c(A)随时间t的变化如图所示:
①甲容器平衡后物质B的转化率为_______ ;
②T℃ 时该反应的平衡常数为________ 。
(4)在25 ℃下,将a mol/L的氨水与0.01mol/L的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl-)。
①则溶液显________ 性(填“酸”“碱”或“中”);
②用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=__________________ 。
(2)将0.40 mol N2O4气体充入2 L的恒容密闭容器中发生如下反应:N2O4(g) 2NO2(g)ΔH。在T1℃和T2℃时,测得NO2的物质的量随时间变化如图所示:
①T1℃,40~80 s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为
②ΔH
(3)向甲、乙两个容积均为1 L的恒容容器中,分别充入2 mol A、2 mol B和1 mol A、1 mol B。相同条件下(温度T ℃),发生下列反应:A(g)+B(g)xC(g) ΔH<0。测得两容器中c(A)随时间t的变化如图所示:
①甲容器平衡后物质B的转化率为
②T℃ 时该反应的平衡常数为
(4)在25 ℃下,将a mol/L的氨水与0.01mol/L的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl-)。
①则溶液显
②用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=
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(0.65)
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【推荐2】氨气是重要的基础化工品,请结合信息回答问题。
(1)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物,在尿素合成塔中发生的反应可表示为
第一步: ΔH1=-119.2kJ/mol;
第二步: ΔH2=+15.5kJ/mol;
①已知第一步反应为快速反应,第二步反应为慢速反应,其中活化能较大的是第___________ 步,则 ΔH3=___________ kJ/mol;第二步能自发进行的条件是___________ 。(填“高温”或“低温”或“任何温度”)
②对于第一步反应,混合气体中氨气体积分数随时间变化如图所示,则vA(正)___________ vB(逆)(填“>”“<”或“=”)。
(2)T℃,在2L的密闭容器中,通入和,保持体积不变,发生反应,2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g),10min时反应刚好达到平衡,此时H2O的物质的量为0.5mol,则:
①NH3的平衡转化率为___________ ,0~10min的平均反应速率___________
②能说明上述反应达到平衡状态的是___________ 。
A. B.混合气体的密度不再发生变化
C.CO2的体积分数在混合气体中保持不变 D.单位时间内消耗同时生成
(3)科学家推出合成氨反应在接近平衡时净反应速率方程式为:v(NH3)=k1p(N2)[]α−k2[](1−α),k1、k2分别为正、逆反应速率常数,p代表各组分的分压,如,其中x(B)为平衡体系中B的物质的量分数,p为平衡总压强16MPa,以铁为催化剂时α=0.5,一定条件下,向容器中充入。和的混合气体,平衡时氨气的物质的量分数为25%,试计算___________ (MPa)-2。(保留小数点后三位)
(1)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物,在尿素合成塔中发生的反应可表示为
第一步: ΔH1=-119.2kJ/mol;
第二步: ΔH2=+15.5kJ/mol;
①已知第一步反应为快速反应,第二步反应为慢速反应,其中活化能较大的是第
②对于第一步反应,混合气体中氨气体积分数随时间变化如图所示,则vA(正)
(2)T℃,在2L的密闭容器中,通入和,保持体积不变,发生反应,2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g),10min时反应刚好达到平衡,此时H2O的物质的量为0.5mol,则:
①NH3的平衡转化率为
②能说明上述反应达到平衡状态的是
A. B.混合气体的密度不再发生变化
C.CO2的体积分数在混合气体中保持不变 D.单位时间内消耗同时生成
(3)科学家推出合成氨反应在接近平衡时净反应速率方程式为:v(NH3)=k1p(N2)[]α−k2[](1−α),k1、k2分别为正、逆反应速率常数,p代表各组分的分压,如,其中x(B)为平衡体系中B的物质的量分数,p为平衡总压强16MPa,以铁为催化剂时α=0.5,一定条件下,向容器中充入。和的混合气体,平衡时氨气的物质的量分数为25%,试计算
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】TiO2和TiCl4均为重要的化工原料,已知:
Ⅰ.TiCl4(g) + O2(g)TiO2(s) + 2Cl2(g) ΔH =-175.4 kJ/mol
Ⅱ.2C(s) + O2(g)2CO(g) ΔH =-220.9 kJ/mol
请回答下列问题:
(1)TiCl4(g)+2CO(g)TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g) 的ΔH =____________ kJ/mol
(2)toC时,向10L恒容密闭容器中充入1mol TiCl4和2molO2,发生反应I,4min达到平衡时测得TiO2的物质的量为0.2mol。
① 反应4min末的平均速率v(Cl2)=_____ ,该温度下K =____ (用分数表示),O2的平衡转化率=_______ .
② 下列措施,既能加快正反应速率,又能增大O2的平衡转化率的是________
A.缩小容器的体积 B.加入催化剂 C.分离出部分TiO2
D.增加O2的浓度 E.减低温度 F.以上方法均不可以
③toC时,向10L恒容密闭容器中充入3molTiCl4和一定量的O2,发生反应I,两种气体的平衡转化率(a%)与起始的物质的量之比(TiCl4/O2)的关系如图所示:能表示O2的平衡转化率的曲线为_________ (填“L1”或“L2”)M点的坐标为______________ (用整数或分数表示)
(3)常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在NH4HCO3溶液中:c(NH4+)_____ c(HCO3-)(填“>”、“<”或“=”);反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=_________ 。(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5,H2CO3的电离平衡常数K1=4×10−7mol·L−1,K2=4×10−11mol·L−1)
Ⅰ.TiCl4(g) + O2(g)TiO2(s) + 2Cl2(g) ΔH =-175.4 kJ/mol
Ⅱ.2C(s) + O2(g)2CO(g) ΔH =-220.9 kJ/mol
请回答下列问题:
(1)TiCl4(g)+2CO(g)TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g) 的ΔH =
(2)toC时,向10L恒容密闭容器中充入1mol TiCl4和2molO2,发生反应I,4min达到平衡时测得TiO2的物质的量为0.2mol。
① 反应4min末的平均速率v(Cl2)=
② 下列措施,既能加快正反应速率,又能增大O2的平衡转化率的是
A.缩小容器的体积 B.加入催化剂 C.分离出部分TiO2
D.增加O2的浓度 E.减低温度 F.以上方法均不可以
③toC时,向10L恒容密闭容器中充入3molTiCl4和一定量的O2,发生反应I,两种气体的平衡转化率(a%)与起始的物质的量之比(TiCl4/O2)的关系如图所示:能表示O2的平衡转化率的曲线为
(3)常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在NH4HCO3溶液中:c(NH4+)
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【推荐1】亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂,可用Cl2与NO反应合成NOCl。回答下列问题:
(1)实验室可用MnO2与浓盐酸反应制取合成NOCl所需的Cl2。反应的化学方程式为_____ 。
(2)NOCl与水反应时会生成HCl和另一种酸,写出该酸在水中的电离方程式:_____ 。
(3)25℃时,向体积为2L且带气压计的恒容密闭容器中通入一定量的和合成,反应方程式为 。
①正反应速率的表达式为(k为带有单位的速率常数,其值与浓度无关)。测得正反应速率与浓度的关系如下表所示:
_____ ,_____ 。
②若反应起始和平衡时温度相同,测得反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图中曲线a所示,则_____ 0(填“>”或“<”)。若其他条件相同,仅改变某一条件时,测得反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图中曲线b所示,则改变的条件是_____ 。
③当反应达到平衡后,下列分析正确的是_____ (填字母)。
A.增大压强,对的影响更大
B.升高温度,对的影响更大
C.减小反应物浓度,对的影响更大
D.加入催化剂,对的影响更大
(1)实验室可用MnO2与浓盐酸反应制取合成NOCl所需的Cl2。反应的化学方程式为
(2)NOCl与水反应时会生成HCl和另一种酸,写出该酸在水中的电离方程式:
(3)25℃时,向体积为2L且带气压计的恒容密闭容器中通入一定量的和合成,反应方程式为 。
①正反应速率的表达式为(k为带有单位的速率常数,其值与浓度无关)。测得正反应速率与浓度的关系如下表所示:
序号 | |||
① | 0.100 | 0.100 | 0.144 |
② | 0.100 | 0.200 | 0.288 |
③ | 0.200 | 0.100 | 0.576 |
②若反应起始和平衡时温度相同,测得反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图中曲线a所示,则
③当反应达到平衡后,下列分析正确的是
A.增大压强,对的影响更大
B.升高温度,对的影响更大
C.减小反应物浓度,对的影响更大
D.加入催化剂,对的影响更大
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【推荐2】CH4既是重要的清洁能源也是一种重要的化工原料。以CO2、H2为原料合成CH4涉及的主要反应如下:
Ⅰ:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) △H1
Ⅱ: CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2 kJ/mol
常温常压下,H2(g)和CH4(g)的摩尔燃烧焓分别为-285.8 kJ/mol和-890.3 kJ/mol;H2O(l)=H2O(g)
(1)△H1=___________ kJ/mol。
(2)一定条件下,向恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH4(g)为a mol,H2O(g)为b mol,则反应Ⅱ的平衡常数为___________ (用含a、b的代数式表示)。
(3)为探究CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)的反应速率与浓度的关系,起始时,向恒容密闭容器中通入浓度均为1.0 mol/L CO2与H2。平衡时,根据相关数据绘制出两条反应速率-浓度关系曲线:v正-c(CO2)和v逆-c(H2O)。
则与曲线v正-c(CO2)相对应的是上图中曲线___________ (填“甲”或“乙”);该反应达到平衡后,某一时刻降低温度,重新达到平衡,平衡常数___________ (填“增大”或“减小”),则此时曲线甲对应的平衡点可能为___________ (填字母,下同),曲线乙对应的平衡点可能为___________ 。
Ⅰ:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) △H1
Ⅱ: CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2 kJ/mol
常温常压下,H2(g)和CH4(g)的摩尔燃烧焓分别为-285.8 kJ/mol和-890.3 kJ/mol;H2O(l)=H2O(g)
(1)△H1=
(2)一定条件下,向恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH4(g)为a mol,H2O(g)为b mol,则反应Ⅱ的平衡常数为
(3)为探究CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)的反应速率与浓度的关系,起始时,向恒容密闭容器中通入浓度均为1.0 mol/L CO2与H2。平衡时,根据相关数据绘制出两条反应速率-浓度关系曲线:v正-c(CO2)和v逆-c(H2O)。
则与曲线v正-c(CO2)相对应的是上图中曲线
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【推荐3】I.在一定条件下,可逆反应A+BmC变化如图所示。已知纵坐标表示在不同温度和压强下生成物C在混合物中的质量分数,p为反应在T2温度时达到平衡后向容器加压的变化情况,问:
(1)温度T1________ T2(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)正反应是________ 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)如果A、B、C均为气体,则m________ 2(填“大于”“等于”或“小于”)。
(4)当温度和容积不变时,如在平衡体系中加入一定量的某稀有气体,则体系的压强________ (填“增大”“减小”或“不变”),平衡________ 移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。
II.合成氨工业中氢气可由天然气和水蒸气反应制备,其主要反应为:CH4+2H2O=CO2+4H2。
已知:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l) △H =﹣890 kJ/mol
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H =﹣571.6 kJ/mol
H2O(g)=H2O(l) △H =﹣44 kJ/mol
写出由天然气和水蒸气反应制备H2的热化学方程式:_________ 。
(1)温度T1
(2)正反应是
(3)如果A、B、C均为气体,则m
(4)当温度和容积不变时,如在平衡体系中加入一定量的某稀有气体,则体系的压强
II.合成氨工业中氢气可由天然气和水蒸气反应制备,其主要反应为:CH4+2H2O=CO2+4H2。
已知:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l) △H =﹣890 kJ/mol
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H =﹣571.6 kJ/mol
H2O(g)=H2O(l) △H =﹣44 kJ/mol
写出由天然气和水蒸气反应制备H2的热化学方程式:
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