甲烷是优质气体燃料,也是制造合成气和许多化工产品的重要原料。请根据所学知识回答下列问题:
(1)某些常见化学键的键能(将气体分子AB断裂为中性气态原子A和B所需的能量或A和B合成气体所放出的能量)数据如下表:
完全燃烧生成和气态水放出的能量为___________ kJ。该反应中反应物的总能量___________ (填“>”“<”或“=”)生成物的总能量。
(2)一定条件下,通过加氢可以制备,反应方程式为。在一定温度下,将和放入恒容密闭容器中,测得反应过程中的浓度随时间的变化如表所示:
①内,___________ ,___________ 。
②平衡时,的转化率为___________ %。
③T℃下,若达到平衡时的压强为,则T℃下该反应的压强平衡常数___________ (为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
④下列条件能判断该反应达到化学平衡状态的是___________ (填标号)。
a. b.容器内气体的密度保持不变
c.容器中气体的平均摩尔质量不变 d.与的浓度相等
(1)某些常见化学键的键能(将气体分子AB断裂为中性气态原子A和B所需的能量或A和B合成气体所放出的能量)数据如下表:
化学键 | C—H | C=O | O—H | O=O |
键能 | 414 | 803 | 463 | 498 |
(2)一定条件下,通过加氢可以制备,反应方程式为。在一定温度下,将和放入恒容密闭容器中,测得反应过程中的浓度随时间的变化如表所示:
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
1 | 0.5 | 0.3 | 0.25 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
②平衡时,的转化率为
③T℃下,若达到平衡时的压强为,则T℃下该反应的压强平衡常数
④下列条件能判断该反应达到化学平衡状态的是
a. b.容器内气体的密度保持不变
c.容器中气体的平均摩尔质量不变 d.与的浓度相等
更新时间:2023-07-14 17:33:43
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解答题-原理综合题
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适中
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解题方法
【推荐1】回答下列问题
(1)依据事实,写出下列反应的热化学方程式:
①1 mol氨气和1 mol氯化氢气体化合生成氯化铵固体,放出176 kJ热量,该反应的热化方程式为:_______ 。
②25℃ 101 kPa时,氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8 kJ,该反应的热化方程式为:_______ 。
(2)甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,可能发生的反应如下:
① ∆H1
② ∆H2
③ ∆H3
已知反应②中相关化学键键能(断裂1 mol化学键吸收或形成1 mol化学键放出的能量)数据如表:
由此计算∆H2=_______ kJ/mol。已知,则∆H1=_______ kJ/mol。
(1)依据事实,写出下列反应的热化学方程式:
①1 mol氨气和1 mol氯化氢气体化合生成氯化铵固体,放出176 kJ热量,该反应的热化方程式为:
②25℃ 101 kPa时,氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8 kJ,该反应的热化方程式为:
(2)甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,可能发生的反应如下:
① ∆H1
② ∆H2
③ ∆H3
已知反应②中相关化学键键能(断裂1 mol化学键吸收或形成1 mol化学键放出的能量)数据如表:
化学键 | H-H | C=O | C≡O | H-O |
436 | 803 | 1076 | 465 |
由此计算∆H2=
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解答题-原理综合题
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【推荐2】甲醇是重要的化工原料,也是重要的燃料。在催化剂作用下利用合成气(CO、H2)制备甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H1
(1)该反应的化学平衡常数K的表达式为___________ 。
(2)已知部分化学键的键能数据如表。
该反应的热效应为△H1=___________ kJ•mol-1。
(3)固定合成气中三种气体物质的量分数为某组确定值。不同温度(T)、压强(p)下,CO的平衡转化率(a)如图。p1、p2中,较大的是___________ ,判断理由是___________ 。
(4)甲醇燃料电池(DMFC)示意图如图。电极A、B均浸泡于较稀的硫酸中。H+可在聚合物电解质自由移动,其余微粒均无法通过聚合物电解质。
①电极A上发生的电极反应为___________ 。
②忽略反应过程中生成或消耗水的影响,c1________ c2(填“>”、“=”或“<”),原因是_______ 。
(1)该反应的化学平衡常数K的表达式为
(2)已知部分化学键的键能数据如表。
化学键 | H﹣H | H﹣C | H﹣O | C﹣O | C≡O(在CO中 |
键能E(kJ•mol﹣1) | 436 | 413 | 465 | 343 | 1076 |
(3)固定合成气中三种气体物质的量分数为某组确定值。不同温度(T)、压强(p)下,CO的平衡转化率(a)如图。p1、p2中,较大的是
(4)甲醇燃料电池(DMFC)示意图如图。电极A、B均浸泡于较稀的硫酸中。H+可在聚合物电解质自由移动,其余微粒均无法通过聚合物电解质。
①电极A上发生的电极反应为
②忽略反应过程中生成或消耗水的影响,c1
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【推荐3】自上世纪初,德国化学家哈伯开始研究“合成氨”起至今,许多科学家的研究一直在进行,也取得了许多成果。请按要求回答下列题目。
现已知N2(g)和H2(g)反应每生成1molNH3(g)放出46kJ的热量。
(1)根据下列键能数据计算N-H键键能为___________ kJ∙mol-1。
(2)①有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图所示,电池正极的电极反应式是___________ ,A是___________ (填名称)。
②利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度,其装置如图所示。该电池中O2-可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动,工作时O2-的移动方向___________ (填“从a到b”或“从b到a”),负极发生的电极反应为___________ 。
现已知N2(g)和H2(g)反应每生成1molNH3(g)放出46kJ的热量。
(1)根据下列键能数据计算N-H键键能为
化学键 | H-H | N≡N |
键能(kJ∙mol-1) | 436 | 946 |
②利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度,其装置如图所示。该电池中O2-可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动,工作时O2-的移动方向
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解题方法
【推荐1】CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应:
反应I:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=41.2kJ/mol
反应II:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H2=akJ/mol
已知:H2O(1)=H2O(g)△H3=44kJ/mol
相关物质的燃烧热数据如下表所示:
(1)△H2=___________ kJ/mol,反应II能自发进行的条件是___________ 。
(2)在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。其中:CH3OCH3的选择生=
①温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是___________ 。
②220℃时在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中a点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3的选择性的措施有___________ 。
③在一定条件下,只发生反应II,当合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的平衡转化率如图所示,
T1温度下,将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中,5min后反应达到平衡状态,则0-5min内的平均反应速率(CH3OCH3)=___________ ;KA、KB、KC三者之间的大小关系为___________ 。
反应I:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=41.2kJ/mol
反应II:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H2=akJ/mol
已知:H2O(1)=H2O(g)△H3=44kJ/mol
相关物质的燃烧热数据如下表所示:
物质 | CH3OCH3(g) | H2(g) |
燃烧热△H/(kJ·mol-1) | -1455 | -286 |
(2)在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。其中:CH3OCH3的选择生=
①温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是
②220℃时在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中a点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3的选择性的措施有
③在一定条件下,只发生反应II,当合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的平衡转化率如图所示,
T1温度下,将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中,5min后反应达到平衡状态,则0-5min内的平均反应速率(CH3OCH3)=
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【推荐2】氢能的开发和利用是推动我国能源结构转型,保障国家能源安全,实现“碳达峰”、“碳中和”目标的重要途径。目前,我国已成为世界第一大产氢国,主要有三类工业制氢路线:
(1)化工燃料重整制氢
已知:
则与反应生成和的反应热是___________ 。
(2)工业副产氢
已知:工业上用水煤气法制氢气,有关化学方程式是:
反应一:
反应二:
①反应一在时达到化学平衡状态,则此温度下该反应的平衡常数表达式___________ 。
②在时将和各通入体积为的密闭容器中反应发生反应二,时达到平衡状态,该反应的平衡常数是9,则的转化率是___________ ,用的浓度变化表示的反应速率是___________ 。
(3)清洁能源电解制氢
已知:利用电解饱和食盐水可制得氢气,下图为电解装置示意图:①电极是极___________ (填“阴”或“阳”),电极的电极反应式___________ 。
②假设室温条件下电解饱和食盐水一段时间,当两极产生的气体共(标准状况下)时,溶液的为___________ (溶液体积没有变化)。
(1)化工燃料重整制氢
已知:
则与反应生成和的反应热是
(2)工业副产氢
已知:工业上用水煤气法制氢气,有关化学方程式是:
反应一:
反应二:
①反应一在时达到化学平衡状态,则此温度下该反应的平衡常数表达式
②在时将和各通入体积为的密闭容器中反应发生反应二,时达到平衡状态,该反应的平衡常数是9,则的转化率是
(3)清洁能源电解制氢
已知:利用电解饱和食盐水可制得氢气,下图为电解装置示意图:①电极是极
②假设室温条件下电解饱和食盐水一段时间,当两极产生的气体共(标准状况下)时,溶液的为
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】氨气具有广泛用途,工业上利用反应:N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH < 0合成氨,甲小组在体积为2 L的恒温密闭容器中充入2 mol N2和2 mol H2使之发生反应,反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如下图所示。回答下列问题:
(1)下列叙述不能说明该反应达到平衡的是_______(填标号)。
(2)从开始反应到建立起平衡状态,v(N2) =_______ ;氢气的平衡浓度为_______ 。反应达到平衡后,第8 min末保持其它条件不变,只降低反应温度,则改变条件后NH3的物质的量浓度可能为_______ (填标号)。
A.0.2 mol·L−1 B.0.4 mol·L−1
C.0.6 mol·L−1 D.0.8 mol·L−1
(3)当反应达到平衡后,保持其它条件不变,将容器体积变为4 L,平衡将_______ 移动(填“向左”“向右”或“不”),整个过程中正反应速率的变化情况是_______ ,再次达到平衡时该反应的平衡常数K =_______ 。
(1)下列叙述不能说明该反应达到平衡的是_______(填标号)。
A.容器中气体密度保持不变 |
B.容器内气体压强保持不变 |
C.容器内N2的物质的量的百分含量保持不变 |
D.容器内气体的平均摩尔质量保持不变 |
A.0.2 mol·L−1 B.0.4 mol·L−1
C.0.6 mol·L−1 D.0.8 mol·L−1
(3)当反应达到平衡后,保持其它条件不变,将容器体积变为4 L,平衡将
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【推荐1】人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程。据报道,常温、常压、光照条件下,N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应,生成的主要产物为NH3,相应的热化学方程式为:N2(g)+3H2O(l)2NH3(g)+O2(g) △H=+765.0kJ/mol。
Ⅰ.请在下图所示的坐标中画出上述反应在有催化剂和无催化剂两种情况下反应体系中的能量变化示意图,并进行标注(包括△H)____________ 。
Ⅱ.目前工业合成氨的原理是:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-93.0kJ /mol。
回答下列问题:
(1)氢气的燃烧热△H=_______________ kJ/mol。
(2)在恒温恒容密闭容器中进行的合成氨反应,下列能表示达到平衡状态的是_______ (填序号)。
a.混合气体的压强不再发生变化
b.混合气体的密度不再发生变化
c.反应容器中N2、NH3的物质的量的比值不再发生变化
d.单位时间内断开a个H-H键的同时形成3 a个N-H键
e.三种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比
(3)在恒温恒容的密闭容器中,合成氨反应的各物质浓度变化曲线如下图所示。请回答下列问题:
① 表示N2的浓度变化的曲线是______________ (选填曲线代号“A”、“B”或“C”)。
② 前25 min 内,用H2的浓度变化表示的化学反应平均速率是____________ 。
③在25 min 末反应刚好达到平衡,则该温度下反应的平衡常数K=_______ (计算结果可用分数表示)。若升高温度,该反应的平衡常数值将_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)在第25 min 末,保持其它条件不变,若升高反应温度并设法保持该温度不变,在第35 min末再次达到平衡。平衡移动过程中H2浓度变化了1.5 mol·L-1,请你在图中画出第25 min ~ 40 min NH3浓度变化曲线__________ 。
(5)在一定温度下,将1 mol N2和3 mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应,达到平衡状态时,测得气体总物质的量为2.8 mol 。
①达平衡时,H2的转化率α1 =____________ 。
②在相同条件下,若起始时只将NH3置于该容器中,达到平衡状态时NH3的转化率为α2,当α1 +α2 =1时,则起始时n (NH3)=________ mol。
Ⅰ.请在下图所示的坐标中画出上述反应在有催化剂和无催化剂两种情况下反应体系中的能量变化示意图,并进行标注(包括△H)
Ⅱ.目前工业合成氨的原理是:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-93.0kJ /mol。
回答下列问题:
(1)氢气的燃烧热△H=
(2)在恒温恒容密闭容器中进行的合成氨反应,下列能表示达到平衡状态的是
a.混合气体的压强不再发生变化
b.混合气体的密度不再发生变化
c.反应容器中N2、NH3的物质的量的比值不再发生变化
d.单位时间内断开a个H-H键的同时形成3 a个N-H键
e.三种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比
(3)在恒温恒容的密闭容器中,合成氨反应的各物质浓度变化曲线如下图所示。请回答下列问题:
① 表示N2的浓度变化的曲线是
② 前25 min 内,用H2的浓度变化表示的化学反应平均速率是
③在25 min 末反应刚好达到平衡,则该温度下反应的平衡常数K=
(4)在第25 min 末,保持其它条件不变,若升高反应温度并设法保持该温度不变,在第35 min末再次达到平衡。平衡移动过程中H2浓度变化了1.5 mol·L-1,请你在图中画出第25 min ~ 40 min NH3浓度变化曲线
(5)在一定温度下,将1 mol N2和3 mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应,达到平衡状态时,测得气体总物质的量为2.8 mol 。
①达平衡时,H2的转化率α1 =
②在相同条件下,若起始时只将NH3置于该容器中,达到平衡状态时NH3的转化率为α2,当α1 +α2 =1时,则起始时n (NH3)=
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解题方法
【推荐2】氨是氮循环过程中的重要物质,氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。298.15K 时,N2、H2与 NH3 的平均能量与合成氨反应的活化能的曲线图如下所示,据图回答问题:
(1)若反应中生成 2 mol 氨气,则反应___________ (填“吸热”或 “放热”) ___________ kJ
(2)图中曲线___________ (填“a”或“b”)表示加入催化剂的能量变化曲线,催化剂能加快反应速率的原理:___________ ;
(3)目前合成氨工业广泛采用的反应条件是 500℃、20~50MPa、铁触媒作催化剂,反应转化率不超过 50%。工业上为了进一步提高氨气的产率,你认为下列措施经济可行的是:___________ ;
(4)合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得,发生反应;在一定温度下,在体积为 1L 的容器中发生上述反应,各物质的物质的量浓度变化如下
①表中 x= ___________ mol/L;前 2min 内 CH4 的平均反应速率为 ___________
②下列不能作为反应达到平衡的判据是___________ 。
A.气体的压强不变 B.v 正(CH4)=v 逆(CO) C.K 不变
D.容器内气体的密度不变 E.断开 1molH-O 键同时断开 3molH-H 键
(1)若反应中生成 2 mol 氨气,则反应
(2)图中曲线
(3)目前合成氨工业广泛采用的反应条件是 500℃、20~50MPa、铁触媒作催化剂,反应转化率不超过 50%。工业上为了进一步提高氨气的产率,你认为下列措施经济可行的是:___________ ;
A.升高反应温度,让更多的分子变成活化分子 |
B.降低反应温度,让反应向着有利于氨气生成的方向进行 |
C.将液氨及时从反应体系中分离出来 |
D.寻求能在更低的温度下有很强催化活性的新型催化剂 |
(4)合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得,发生反应;在一定温度下,在体积为 1L 的容器中发生上述反应,各物质的物质的量浓度变化如下
t/min | CH4(mol/L) | H2O(mol/L) | CO(mol/L) | H2(mol/L) |
0 | 0.2 | 0.3 | 0 | 0 |
2 | n1 | n2 | n3 | 0.3 |
3 | n1 | n2 | n3 | 0.3 |
4 | 0.09 | 0.19 | x | 0.33 |
②下列不能作为反应达到平衡的判据是
A.气体的压强不变 B.v 正(CH4)=v 逆(CO) C.K 不变
D.容器内气体的密度不变 E.断开 1molH-O 键同时断开 3molH-H 键
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【推荐3】CO2甲醇化(CH3OH)是化学研究的热点之一、回答下列问题:
(1) CO2的氢化反应可生成CH3OH,反应原理为△H。已知破坏相关化学键所吸收的能量如下表。
①△H=_______ kJ∙mol-1。
②反应中的活化能Ea(正)_______ (填“>”或“<”) Ea(逆),该反应应选择_______ (填“高温”或“低温”)高效催化剂。
③恒温恒容密闭容器中发生反应,下列状态能说明该反应达到化学平衡状态的是_______ (填字母)。
A.混合气体的密度不再变化
B.CH3OH的百分含量不再变化
C.混合气体的平均相对分子质量不再变化
D.CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1:3:1:1
(2)在密闭容器中充入3molH2和1molCO2发生上述反应,在不同温度下经过相同时间,H2的转化率如图所示。
①a点时,v(正)_______ (填“>”或“<”) v(逆)。
②若b点时c(CH3OH)=4x mol·L-1,则T2K时反应的平衡常数Kc=_______ 。
③反应达到平衡状态时,若要进一步提高CH3OH体积分数,可采取的措施有_______ (任写一种)。
(3)如图为在室温条件下超快传输的氢负离子导体LaHx,应用于CO2制备CH3OH。
电极a为电源的_______ (填“正极”或“负极”),阳极的电极反应式为_______ 。
(1) CO2的氢化反应可生成CH3OH,反应原理为△H。已知破坏相关化学键所吸收的能量如下表。
化学键 | |||||
能量/( kJ∙mol-1) | 745 | 436 | 463 | 351 | 409 |
②反应中的活化能Ea(正)
③恒温恒容密闭容器中发生反应,下列状态能说明该反应达到化学平衡状态的是
A.混合气体的密度不再变化
B.CH3OH的百分含量不再变化
C.混合气体的平均相对分子质量不再变化
D.CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1:3:1:1
(2)在密闭容器中充入3molH2和1molCO2发生上述反应,在不同温度下经过相同时间,H2的转化率如图所示。
①a点时,v(正)
②若b点时c(CH3OH)=4x mol·L-1,则T2K时反应的平衡常数Kc=
③反应达到平衡状态时,若要进一步提高CH3OH体积分数,可采取的措施有
(3)如图为在室温条件下超快传输的氢负离子导体LaHx,应用于CO2制备CH3OH。
电极a为电源的
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【推荐1】研究氮氧化物的反应机理,对于消除其对环境的污染有重要意义。升高温度绝大多数的化学反应速率增大,但是2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应速率随着温度的升高而减小。某化学小组为探究产生该特殊现象的原因,查阅资料知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步:
①2NO(g)N2O2(g)(快) ΔH1<0
v1正=k1正c2(NO) v1逆=k1逆c(N2O2)
②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢) ΔH2<0
v2正=k2正c(N2O2)c(O2) v2逆=k2逆c2(NO2)
请回答下列问题:
(1)反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH=_____ (用ΔH1和ΔH2表示)。一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态,写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数K=_____ ,升高温度,K_____ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反应速率的是反应②。反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小关系为E1_____ (填“>”“<”或“=”)E2.根据速率方程分析,升高温度该反应速率减小的原因是_____ (填字母)。
A.k2正增大,c(N2O2)增大
B.k2正减小,c(N2O2)减小
C.k2正增大,c(N2O2)减小
D.k2正减小,c(N2O2)增大
由实验数据得到v2正~c(O2)的关系可用如图表示。当x点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则变为相应的点为_____ (填字母)。
①2NO(g)N2O2(g)(快) ΔH1<0
v1正=k1正c2(NO) v1逆=k1逆c(N2O2)
②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢) ΔH2<0
v2正=k2正c(N2O2)c(O2) v2逆=k2逆c2(NO2)
请回答下列问题:
(1)反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH=
(2)决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反应速率的是反应②。反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小关系为E1
A.k2正增大,c(N2O2)增大
B.k2正减小,c(N2O2)减小
C.k2正增大,c(N2O2)减小
D.k2正减小,c(N2O2)增大
由实验数据得到v2正~c(O2)的关系可用如图表示。当x点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则变为相应的点为
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【推荐2】亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂,工业上可由NO与Cl2反应制得,回答下列问题:
Ⅰ.(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯,涉及如下反应:
2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g)ΔH1;K1
4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)ΔH2;K2
2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)ΔH3;K3
则ΔH3=___________ (用ΔH1和ΔH2表示)。
Ⅱ.工业上通常用如下反应制备亚硝酰氯:2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)ΔH<0。
(2)已知上述反应中逆反应速率的表达式为v逆=k·cn(NOCl)。300℃时,测得逆反应速率与NOCl的浓度的关系如表所示:
当c(NOCl)=0.50mol·L-1时,v逆=___________ mol·L-1·s-1。
(3)保持恒温恒容条件,将物质的量之和为3mol的NO和Cl2以不同的氮氯比进行反应,平衡时某反应物的转化率与氮氯比及不同温度的关系如图所示:
①图中T1、T2的关系为T1___________ T2(填“>”“<”或“=”);图中纵坐标为物质___________ 的转化率。图中A、B、C三点对应的NOCl体积分数最大的是___________ (填“A”“B”或“C”)。
②若容器容积为1L,B点的平衡常数为___________ 。
③若在温度为T1,容积为1L的容器中,充入0.5molNO、1molCl2、2molNOCl,υ(正)___________ υ(逆)(填“<”“>”或“=”)。
Ⅰ.(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯,涉及如下反应:
2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g)ΔH1;K1
4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)ΔH2;K2
2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)ΔH3;K3
则ΔH3=
Ⅱ.工业上通常用如下反应制备亚硝酰氯:2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)ΔH<0。
(2)已知上述反应中逆反应速率的表达式为v逆=k·cn(NOCl)。300℃时,测得逆反应速率与NOCl的浓度的关系如表所示:
c(NOCl)/(mol/L) | v逆/(mol∙L-1∙s-1) |
0.20 | 1.6×10-9 |
0.40 | 6.4×10-9 |
(3)保持恒温恒容条件,将物质的量之和为3mol的NO和Cl2以不同的氮氯比进行反应,平衡时某反应物的转化率与氮氯比及不同温度的关系如图所示:
①图中T1、T2的关系为T1
②若容器容积为1L,B点的平衡常数为
③若在温度为T1,容积为1L的容器中,充入0.5molNO、1molCl2、2molNOCl,υ(正)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】合成氨工业涉及固体燃料的气化,需要研究CO2与CO之间的转化。为了弄清其规律,让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应C(s)+CO2(g)⇌2CO(g) ΔH,测得压强、温度对CO、CO2的平衡组成的影响如图所示:
(1)p1、p2、p3的大小关系是_______ ,欲提高C与CO2反应中CO2的平衡转化率,应采取的措施为___________________ 。图中a、b、c三点对应的平衡常数(用Ka、Kb和Kc表示)大小关系是____________________ ;
(2)900 ℃、1.013 MPa时,1 mol CO2与足量碳反应达平衡后容器的体积为V,CO2的转化率为__________ ,该反应的平衡常数K=________________ 。
(3)将(2)中平衡体系温度降至640 ℃,压强降至0.101 3 MPa,重新达到平衡后CO2的体积分数为50%。条件改变时,正反应和逆反应速率如何变化?_________________ ,二者之间有何关系?__________________ 。
(4)CO2催化加氢也可转化为CO,但同时会合成二甲醚,其过程中主要发生下列反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2 kJ·mol-1
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-122.5 kJ·mol-1
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图
其中:CH3OCH3的选择性=×100%
①温度高于300 ℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是___________ ;
②220 ℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3选择性的措施有________________ 。
(5)水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
可知水煤气变换的ΔH_______ 0(填“大于”、“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正=_______ eV,写出该步骤的化学方程式____________________ 。
(1)p1、p2、p3的大小关系是
(2)900 ℃、1.013 MPa时,1 mol CO2与足量碳反应达平衡后容器的体积为V,CO2的转化率为
(3)将(2)中平衡体系温度降至640 ℃,压强降至0.101 3 MPa,重新达到平衡后CO2的体积分数为50%。条件改变时,正反应和逆反应速率如何变化?
(4)CO2催化加氢也可转化为CO,但同时会合成二甲醚,其过程中主要发生下列反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2 kJ·mol-1
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-122.5 kJ·mol-1
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图
其中:CH3OCH3的选择性=×100%
①温度高于300 ℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是
②220 ℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3选择性的措施有
(5)水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
可知水煤气变换的ΔH
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