I.某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
请回答下列问题:
(1)该反应的化学反应方程式为___________ 。
(2)1min时,Y的正反应速率___________ Y的逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。
(3)反应从开始至2min,用X的浓度变化表示的平均反应速率为___________ 。
II.油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有硫化氢,通常将其回收生产硫单质。目前较为普遍的方法是克劳斯工艺和高温热分解,克劳斯工艺的原理是利用以下两步反应生产单质硫:
①
②
请回答下列问题:
(4)下列措施可以加快反应②的速率的是___________。
(5)高温热分解的化学反应方程式是___________ 。
(6)在1470K、100kPa反应条件下,在一容积为2L的恒容容器中充入进行高温热分解反应,反应5分钟后达到平衡,平衡时混合气体中与的物质的量相等,平衡转化率为______ 。
(7)该反应的平衡常数是___________ 。
请回答下列问题:
(1)该反应的化学反应方程式为
(2)1min时,Y的正反应速率
(3)反应从开始至2min,用X的浓度变化表示的平均反应速率为
II.油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有硫化氢,通常将其回收生产硫单质。目前较为普遍的方法是克劳斯工艺和高温热分解,克劳斯工艺的原理是利用以下两步反应生产单质硫:
①
②
请回答下列问题:
(4)下列措施可以加快反应②的速率的是___________。
A.升高温度 | B.保持容积不变,充入使体系压强增大 |
C.及时从体系中分离出 | D.加入合适的催化剂 |
(6)在1470K、100kPa反应条件下,在一容积为2L的恒容容器中充入进行高温热分解反应,反应5分钟后达到平衡,平衡时混合气体中与的物质的量相等,平衡转化率为
(7)该反应的平衡常数是
更新时间:2023-04-08 13:22:46
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐1】工业上硫酸锰()常作合成脂肪酸的催化剂。以软锰矿(主要成分为,还含有、、CaO、等)与废铁屑为原料制取硫酸锰的工艺流程如图所示,回答下列问题:
(1)“酸浸”前需要将软锰矿粉碎,理由是______ ,废铁屑先与稀硫酸反应生成,生成的再与反应,该过程中每生成,至少要消耗_______ 溶液。
(2)“滤渣1”的主要成分是______ (填化学式,下同),“滤渣3”的主要成分是_______ 。
(3)“滤渣2”的主要成分为和,从化学平衡的角度分析:加生成“滤渣2”的原因是___________ (用离子方程式结合文字表述)。
(4)在空气中加热,固体残留率随温度的变化如图所示。A点对应固体的成分为___________ (填化学式,下同),B点对应固体的成分为___________ 。
(5)工业上,常用惰性电极电解硫酸酸化的溶液制取。若外电路转移(为阿佛伽德罗常数的值)个电子,则理论上阳极获得___________ 。
(1)“酸浸”前需要将软锰矿粉碎,理由是
(2)“滤渣1”的主要成分是
(3)“滤渣2”的主要成分为和,从化学平衡的角度分析:加生成“滤渣2”的原因是
(4)在空气中加热,固体残留率随温度的变化如图所示。A点对应固体的成分为
(5)工业上,常用惰性电极电解硫酸酸化的溶液制取。若外电路转移(为阿佛伽德罗常数的值)个电子,则理论上阳极获得
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解答题-原理综合题
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(0.65)
【推荐2】氯气及其某些氧化物均能用于饮用水的消毒杀菌。
(1)1868年,狄肯和洪特发明了用氯化铜作催化剂,在加热时,用空气中的氧气氧化氯化氢气体制取氯气的方法,同时生成水蒸气。
已知:①
②
写出上述方法制备氯气的热化学方程式:___________ 。
(2)用的强氧化性来去除烟气中的、NO等污染气体,涉及的部分反应如下:
保持其他条件不变,对比添加NO、不添加NO两种情况,测得氧化率随变化关系如图所示。
①写出与NO反应的总化学方程式:___________ 。
②添加NO后,氧化率明显提高,其原因可能是___________ 。
(3)在5L恒容密闭容器中充入8mol、2mol、4mol发生反应:,平衡时其中三个组分的物质的量与温度的关系如图所示。
①下列措施既能提高的平衡转化率,又能增大化学反应速率的是_______ (填字母)。
A.升高温度 B.增大压强 C.加入催化剂 D.移出
②500K条件下,平衡时的物质的量浓度是___________ 。
③500K时,该反应的平衡常数___________ 。
(1)1868年,狄肯和洪特发明了用氯化铜作催化剂,在加热时,用空气中的氧气氧化氯化氢气体制取氯气的方法,同时生成水蒸气。
已知:①
②
写出上述方法制备氯气的热化学方程式:
(2)用的强氧化性来去除烟气中的、NO等污染气体,涉及的部分反应如下:
保持其他条件不变,对比添加NO、不添加NO两种情况,测得氧化率随变化关系如图所示。
①写出与NO反应的总化学方程式:
②添加NO后,氧化率明显提高,其原因可能是
(3)在5L恒容密闭容器中充入8mol、2mol、4mol发生反应:,平衡时其中三个组分的物质的量与温度的关系如图所示。
①下列措施既能提高的平衡转化率,又能增大化学反应速率的是
A.升高温度 B.增大压强 C.加入催化剂 D.移出
②500K条件下,平衡时的物质的量浓度是
③500K时,该反应的平衡常数
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐3】V2O5(五氧化二钒)可作化学工业中的催化剂。为回收利用含钒催化剂,研制了一种利用废催化剂(含有V2O5、VOSO4、不溶性硅酸盐)回收V2O5的新工艺流程如下:已知:①V2O5具有强氧化性
②部分含钒物质常温下在水中的溶解性如表所示:
③+2OH-+H2O
回答下列问题:
(1)在滤渣1中加入Na2SO3和过量H2SO4溶液发生反应生成VOSO4的化学方程式为___________ 。
(2)在第Ⅱ步中需要加入氨水,请结合+2OH-+H2O,用平衡移动原理解释加入氨水的作用为___________ 。
(3)需在流动空气中加热NH4VO3的原因可能是___________ 。
(4)将0.250g产品溶于强碱溶液中,加热煮沸,调节pH为8~8.5,向反应后的溶液中加入硫酸酸化的KI溶液(过量),溶液中的还原产物为V3+离子,滴加指示剂,用0.250mol/LNa2S2O3溶液滴定,达到终点时消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL,则该产品的纯度为___________ (保留4位有效数字)。(已知:I2+2 Na2S2O3= Na2S4O6+2NaI,写出计算过程)
②部分含钒物质常温下在水中的溶解性如表所示:
物质 | VOSO4 | V2O5 | NH4VO3 | (VO2)2SO4 |
溶解性 | 可溶 | 难溶 | 难溶 | 易溶 |
回答下列问题:
(1)在滤渣1中加入Na2SO3和过量H2SO4溶液发生反应生成VOSO4的化学方程式为
(2)在第Ⅱ步中需要加入氨水,请结合+2OH-+H2O,用平衡移动原理解释加入氨水的作用为
(3)需在流动空气中加热NH4VO3的原因可能是
(4)将0.250g产品溶于强碱溶液中,加热煮沸,调节pH为8~8.5,向反应后的溶液中加入硫酸酸化的KI溶液(过量),溶液中的还原产物为V3+离子,滴加指示剂,用0.250mol/LNa2S2O3溶液滴定,达到终点时消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL,则该产品的纯度为
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解答题-原理综合题
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【推荐1】科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知在常温常压下:
①2CH3OH(l) + 3O2 (g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ∆H1= – 1276.0 kJ/mol
②2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ∆H2 = – 482.0 kJ/mol;
③H2O(g) = H2O(l) ∆H3= – 44.0 kJ/mol
(1)写出由CO2和H2合成甲醇和液态水的热化学方程式______________________ 。
(2)在容积为2 L的密闭容器中,通入2mol CO2和5mol H2合成甲醇,在其他条件不变的情况下,考查温度对反应的影响,实验结果如下图所示;
①T1______ T2(填“<,>或=”),处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时_______ (填“增大,减小或不变”)。
②若在T2温度下5 min达到化学平衡,求平衡时用H2表示的平均反应速率为______ 。
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计下图所示的电池装置:
①写出电池负极的电极反应式:_____________________________________ ,该电池工作一段时间,测得溶液的pH________ (填“增大,减小或不变”)。
②写出该电池总反应的离子方程式为________________________________________ 。
①2CH3OH(l) + 3O2 (g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ∆H1= – 1276.0 kJ/mol
②2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ∆H2 = – 482.0 kJ/mol;
③H2O(g) = H2O(l) ∆H3= – 44.0 kJ/mol
(1)写出由CO2和H2合成甲醇和液态水的热化学方程式
(2)在容积为2 L的密闭容器中,通入2mol CO2和5mol H2合成甲醇,在其他条件不变的情况下,考查温度对反应的影响,实验结果如下图所示;
①T1
②若在T2温度下5 min达到化学平衡,求平衡时用H2表示的平均反应速率为
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计下图所示的电池装置:
①写出电池负极的电极反应式:
②写出该电池总反应的离子方程式为
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【推荐2】开发、使用清洁能源发展“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。
(1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH1=-1275.6kJ·mol-1;②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH2=-566.0kJ·mol-1;③H2O(g)=H2O(l)ΔH3=-44.0kJ·mol-1。
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:__ 。
(2)工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)ΔH=-90.8kJ·mol-1。
①某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为__ ,以CH3OH表示该过程的反应速率v(CH3OH)=__ 。
②要提高反应2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)中CO的转化率,可以采取的措施是__ (填序号)。
a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO的浓度 d.加入H2 e.加入惰性气体 f.分离出甲醇
(3)如图是一个化学过程的示意图:
①图中甲池中OH-移向___ (填“CH3OH”或“O2”)极。
②写出通入CH3OH的电极的电极反应式:__ 。
③乙池中总反应的离子方程式为__ 。
④当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时,此时丙池某电极析出1.60g某金属,则丙中的某盐溶液可能是__ (填序号)。
A.MgSO4 B.CuSO4 C.NaCl D.Al(NO3)3
(1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH1=-1275.6kJ·mol-1;②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH2=-566.0kJ·mol-1;③H2O(g)=H2O(l)ΔH3=-44.0kJ·mol-1。
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
(2)工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)ΔH=-90.8kJ·mol-1。
①某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为
②要提高反应2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)中CO的转化率,可以采取的措施是
a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO的浓度 d.加入H2 e.加入惰性气体 f.分离出甲醇
(3)如图是一个化学过程的示意图:
①图中甲池中OH-移向
②写出通入CH3OH的电极的电极反应式:
③乙池中总反应的离子方程式为
④当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40g时,此时丙池某电极析出1.60g某金属,则丙中的某盐溶液可能是
A.MgSO4 B.CuSO4 C.NaCl D.Al(NO3)3
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐3】某化学小组欲测定溶液与溶液反应的化学反应速率,所用试剂为10mL 0.1 溶液和10mL 0.3 溶液,所得溶液中随时间变化的曲线如图1所示,用表示的反应速率随时间的变化情况如图2所示。________________________ 。
(2)根据实验数据可知,该反应在0~7min内的平均反应速率____________ 。
(3)图2中阴影部分面积表示的是__________________ 。
(4)分析图2发现,在反应过程中,该反应的反应速率先增大后减小。对于反应速率先增大的原因该小组进行如下探究实验。已知对该反应的反应速率无影响。
实验1:向2个烧杯中分别加入10mL 0.1 溶液和10mL 0.3 溶液,将其中一个烧杯在50℃下进行反应。
实验2:分别向2个烧杯中加入10mL 0.1 溶液;向烧杯ⅰ中加入1mL蒸馏水,向烧杯ⅱ中加入1mL 0.1 溶液;再分别向2个烧杯中加入10mL 0.3 溶液。
实验3:取10mL 0.1 溶液于烧杯中,先加入少量NaCl固体,再加入10mL 0.3 溶液。
①实验1探究的是______________ ,可以用____________ 的方法控制温度为50℃。
②实验2中,向烧杯ⅰ中加入1mL蒸馏水的作用是___________________ 。
③实验3探究的可能是___________________________ 。
(1)该反应的离子方程式是
(2)根据实验数据可知,该反应在0~7min内的平均反应速率
(3)图2中阴影部分面积表示的是
(4)分析图2发现,在反应过程中,该反应的反应速率先增大后减小。对于反应速率先增大的原因该小组进行如下探究实验。已知对该反应的反应速率无影响。
实验1:向2个烧杯中分别加入10mL 0.1 溶液和10mL 0.3 溶液,将其中一个烧杯在50℃下进行反应。
实验2:分别向2个烧杯中加入10mL 0.1 溶液;向烧杯ⅰ中加入1mL蒸馏水,向烧杯ⅱ中加入1mL 0.1 溶液;再分别向2个烧杯中加入10mL 0.3 溶液。
实验3:取10mL 0.1 溶液于烧杯中,先加入少量NaCl固体,再加入10mL 0.3 溶液。
①实验1探究的是
②实验2中,向烧杯ⅰ中加入1mL蒸馏水的作用是
③实验3探究的可能是
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐1】近年来全国各地长期被雾霾笼罩,雾霾颗粒中汽车尾气占20%以上。已知汽车尾气中的主要污染物为NOx、CO、超细颗粒(PM2.5)等有害物质。目前,已研究出了多种消除汽车尾气污染的方法。
(1)催化剂存在时用H2将NO还原为N2。 图1是一定条件下H2还原NO生成N2和1 mol水蒸气的能量变化示意图, 写出该反应的热化学方程式__________ 。(ΔH 用E1、E2、E3表示)
(2)工业上可采用CO和H2合成甲醇,发生反应为(I)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0
在恒容密闭容器里按体积比为1∶2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是__________ 。
A.正反应速率先增大后减小
B.逆反应速率先增大后减小
C.化学平衡常数K值增大
D.反应物的体积百分含量增大
E.混合气体的密度减小
F.氢气的转化率减小
(3)在汽车上安装三元催化转化器可实现反应:(Ⅱ)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0 。则该反应在_______ (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(4)将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应(Ⅱ),经过相同时间内测量逸出气体中NO的含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率),结果如图2所示。
以下说法正确的是_______
A.第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高
B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响
C.曲线①、②最高点表示此时平衡转化率最高
D.两种催化剂分别适宜于55℃和75℃左右脱氮
(5)在某温度下,2 L密闭容器中充入NO、CO各0.4 mol进行反应(Ⅱ),测得NO物质的量变化如图3所示,5分钟末反应达到平衡,该反应的平衡常数K=__________ ,第6分钟向容器中继续加入0.2 mol NO、0.2 mol CO、0.2 mol CO2和0.3 mol N2,请在图3中画出到9分钟末反应达到平衡NO的物质的量随时间的变化曲线。 ______________
(6)NOx是大气污染物之一,科学家们在尝试用更科学的方法将NOx脱氮转化成无毒的N2,减少对大气的污染。下列物质可能作为脱氮剂的是_______
A.NH3 B.CH4 C.KMnO4 D.尿素
(1)催化剂存在时用H2将NO还原为N2。 图1是一定条件下H2还原NO生成N2和1 mol水蒸气的能量变化示意图, 写出该反应的热化学方程式
(2)工业上可采用CO和H2合成甲醇,发生反应为(I)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0
在恒容密闭容器里按体积比为1∶2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是
A.正反应速率先增大后减小
B.逆反应速率先增大后减小
C.化学平衡常数K值增大
D.反应物的体积百分含量增大
E.混合气体的密度减小
F.氢气的转化率减小
(3)在汽车上安装三元催化转化器可实现反应:(Ⅱ)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0 。则该反应在
(4)将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应(Ⅱ),经过相同时间内测量逸出气体中NO的含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率),结果如图2所示。
图2
以下说法正确的是
A.第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高
B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响
C.曲线①、②最高点表示此时平衡转化率最高
D.两种催化剂分别适宜于55℃和75℃左右脱氮
(5)在某温度下,2 L密闭容器中充入NO、CO各0.4 mol进行反应(Ⅱ),测得NO物质的量变化如图3所示,5分钟末反应达到平衡,该反应的平衡常数K=
图3
(6)NOx是大气污染物之一,科学家们在尝试用更科学的方法将NOx脱氮转化成无毒的N2,减少对大气的污染。下列物质可能作为脱氮剂的是
A.NH3 B.CH4 C.KMnO4 D.尿素
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解答题-原理综合题
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【推荐2】Ⅰ.据报道,我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰(甲烷的水合物)试采获得成功。
(1)甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式,除部分氧化外还有以下二种:
水蒸气重整:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH1=+205.9kJ·mol-1①
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol-1②
二氧化碳重整:CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) ΔH3 ③
则反应①自发进行的条件是_______ ,ΔH3=_______ kJ·mol-1。
Ⅱ.氮的固定一直是科学家研究的重要课题,合成氨则是人工固氮比较成熟的技术,其原理为N2 (g)+3H2 (g)⇌2NH3(g)
(2)在不同温度、压强和相同催化剂条件下,初始时N2、H2分别为0.1mol、0.3mol时,平衡后混合物中氨的体积分数(ψ)如图所示。
①其中,p1,p2和p3由大到小的顺序是_______ ,其原因是_______ 。
②若分别用vA(N2)和vB(N2)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率,则vA(N2)_______ vB(N2)(填“”“”或“”。
③若在250℃、p1为105Pa条件下,反应达到平衡时容器的体积为1L,则该条件下B点N2的分压p(N2)为_______ Pa(分压=总压×物质的量分数,保留一位小数)。
(1)甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式,除部分氧化外还有以下二种:
水蒸气重整:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) ΔH1=+205.9kJ·mol-1①
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol-1②
二氧化碳重整:CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) ΔH3 ③
则反应①自发进行的条件是
Ⅱ.氮的固定一直是科学家研究的重要课题,合成氨则是人工固氮比较成熟的技术,其原理为N2 (g)+3H2 (g)⇌2NH3(g)
(2)在不同温度、压强和相同催化剂条件下,初始时N2、H2分别为0.1mol、0.3mol时,平衡后混合物中氨的体积分数(ψ)如图所示。
①其中,p1,p2和p3由大到小的顺序是
②若分别用vA(N2)和vB(N2)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率,则vA(N2)
③若在250℃、p1为105Pa条件下,反应达到平衡时容器的体积为1L,则该条件下B点N2的分压p(N2)为
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【推荐3】甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,工业上可用CO和H2合成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H=-90.8 kJ·mol-1.若在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
回答下列问题:
(1)下列说法正确的是___________ (填标号)。
A.c1=c2 B.2Q1=Q3 C.Q1+Q2=90.8 D.α2+α3<1
(2)据研究,反应过程中起催化作用的是Cu2O,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变,原因是___________ (用化学方程式表示)。
(3)已知在25℃,101 kPa下:甲醇(l)的燃烧热△H=-725.8 kJ·mol-1,CO(g)的燃烧热△H=-283 kJ·mol-1,H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ·mol-1。
则甲醇(l)不完全燃烧生成一氧化碳和水蒸气的热化学方程式为___________ 。
(4)工业上也可用CO2和H2合成甲醇。将2 mol CO2和6 mol H2充入2 L恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如图1表示压强为0.1 MPa和5.0 MPa下CO2的平衡转化率随温度的变化关系。
①a、b两点化学反应速率分别用va、vb,表示,则va___________ vb(填“大于”“小于”或“等于”)。
②a点对应的平衡常数K=___________ L2·mol-2(保留1位小数)。
(5)在1 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和3.75 mol H2发生反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),实验测得不同压强下,平衡时甲醇的物质的量随温度的变化如图2所示。
下列说法正确的是___________ (填标号)。
A.压强大小关系为p1<p2<p3
B.M点时,H2的平衡转化率为20%
C.升高温度,平衡常数增大
D.在p2及512 K时,图中N点的正反应速率大于逆反应速率
(6)以甲醇为主要原料,电化学合成碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]的工作原理如图所示。直流电源的正极为___________ (填“A”或“B”),阳极的电极反应式为___________ 。
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物投入量 | 1 mol CO、2 mol H2 | 1 mol CH3OH | 2 mol CO、4 mol H2 |
平衡时的浓度 | c1 | c2 | c3 |
平衡时反应的能量变化为正值 | 放出Q1 kJ | 吸收Q2 kJ | 放出Q3 kJ |
平衡时反应物的转化率 | α1 | α2 | α3 |
(1)下列说法正确的是
A.c1=c2 B.2Q1=Q3 C.Q1+Q2=90.8 D.α2+α3<1
(2)据研究,反应过程中起催化作用的是Cu2O,反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变,原因是
(3)已知在25℃,101 kPa下:甲醇(l)的燃烧热△H=-725.8 kJ·mol-1,CO(g)的燃烧热△H=-283 kJ·mol-1,H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ·mol-1。
则甲醇(l)不完全燃烧生成一氧化碳和水蒸气的热化学方程式为
(4)工业上也可用CO2和H2合成甲醇。将2 mol CO2和6 mol H2充入2 L恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如图1表示压强为0.1 MPa和5.0 MPa下CO2的平衡转化率随温度的变化关系。
①a、b两点化学反应速率分别用va、vb,表示,则va
②a点对应的平衡常数K=
(5)在1 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和3.75 mol H2发生反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),实验测得不同压强下,平衡时甲醇的物质的量随温度的变化如图2所示。
下列说法正确的是
A.压强大小关系为p1<p2<p3
B.M点时,H2的平衡转化率为20%
C.升高温度,平衡常数增大
D.在p2及512 K时,图中N点的正反应速率大于逆反应速率
(6)以甲醇为主要原料,电化学合成碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]的工作原理如图所示。直流电源的正极为
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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】合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径。回答下列问题:
(1)德国化学家F.Haber从1902年开始研究N2和H2直接合成NH3.在1.01×105 Pa、250 ℃时,将1 mol N2和1 mol H2加入a L刚性容器中充分反应,测得NH3体积分数为0.04;其他条件不变,温度升高至450 ℃,测得NH3体积分数为0.025,则可判断合成氨反应为_______ (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)在1.01×105 Pa、250 ℃时,将2 mol N2和2 mol H2加入a L密闭容器中充分反应,H2平衡转化率可能为_______(填标号)。
(3)我国科学家结合实验与计算机模拟结果,研究了在铁掺杂W18049纳米反应器催化剂表面上实现常温低电位合成氨,获得较高的氨产量和法拉第效率。反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。
需要吸收能量最大的能垒(活化能)E=_______ eV,该步骤的化学方程式为_______
(4)T ℃时,在恒温恒容的密闭条件下发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反应过程中各物质浓度的变化曲线如图所示:表示N2浓度变化的曲线是_______ (填“A”、“B”或“C”)。与(1)中的实验条件(1.01×105 Pa、450 ℃)相比,改变的条件可能是_______ 。
(1)德国化学家F.Haber从1902年开始研究N2和H2直接合成NH3.在1.01×105 Pa、250 ℃时,将1 mol N2和1 mol H2加入a L刚性容器中充分反应,测得NH3体积分数为0.04;其他条件不变,温度升高至450 ℃,测得NH3体积分数为0.025,则可判断合成氨反应为
(2)在1.01×105 Pa、250 ℃时,将2 mol N2和2 mol H2加入a L密闭容器中充分反应,H2平衡转化率可能为_______(填标号)。
A.=4% | B.<4% | C.4%~7% | D.>11.5% |
需要吸收能量最大的能垒(活化能)E=
(4)T ℃时,在恒温恒容的密闭条件下发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反应过程中各物质浓度的变化曲线如图所示:表示N2浓度变化的曲线是
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【推荐2】二氧化碳有效转化是“碳中和”的重要研究方向,CO2与H2在催化剂条件下可转化为C2H4、CH3OH。回答下列问题:
转化为C2H4(g)的反应方程式为2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H<0。
(1)在恒压密闭容器中,起始充入2molCO2(g)和6molH2(g)发生反应,该反应在不同的温度下达到平衡时,各组分的体积分数随温度的变化如图1所示。
①图中表示CO2的体积分数随温度变化的曲线是______ (填字母)。357℃时可以证明反应达到平衡状态的标志为______ (填字母)。
a.v正(CO2)=2逆v(H2O)
b.容器中H2的体积分数保持不变
c.混合气体的密度保持不变
②A、B、C三点对应的化学平衡常数分别为KA、KB、KC,则三者从大到小的排列顺序为_____ 。
③B点反应达到平衡后,CO2的平衡转化率为______ (计算结果保留一位小数),若平衡时总压为P,则平衡常数Kp=______ (列出计算式,以分压表示,气体分压=总压×气体的物质的量分数)。
(2)其他条件相同,分别在X、Y两种催化剂作用下,将2molCO2(g)和6molH2(g)充入体积为1L的密闭容器内,测得反应相同时间时CO2的转化率与温度的关系如图2所示。
使用催化剂X,当温度高于320℃时,CO2的转化率逐渐下降,其原因是______ 。根据图像,_____ (填“能”或“不能”)计算280℃时该反应的平衡常数,其理由是_____ 。
(3)CO2与H2在催化剂作用下可转化为CH3OH。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
则CO(g)和H2(g)反应生成CH3OH(g)的热化学方程式为______ 。
转化为C2H4(g)的反应方程式为2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H<0。
(1)在恒压密闭容器中,起始充入2molCO2(g)和6molH2(g)发生反应,该反应在不同的温度下达到平衡时,各组分的体积分数随温度的变化如图1所示。
①图中表示CO2的体积分数随温度变化的曲线是
a.v正(CO2)=2逆v(H2O)
b.容器中H2的体积分数保持不变
c.混合气体的密度保持不变
②A、B、C三点对应的化学平衡常数分别为KA、KB、KC,则三者从大到小的排列顺序为
③B点反应达到平衡后,CO2的平衡转化率为
(2)其他条件相同,分别在X、Y两种催化剂作用下,将2molCO2(g)和6molH2(g)充入体积为1L的密闭容器内,测得反应相同时间时CO2的转化率与温度的关系如图2所示。
使用催化剂X,当温度高于320℃时,CO2的转化率逐渐下降,其原因是
(3)CO2与H2在催化剂作用下可转化为CH3OH。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
则CO(g)和H2(g)反应生成CH3OH(g)的热化学方程式为
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