氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物是科学研究的重点内容:在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如下表:
请回答下列问题:
(1)试比较K1、K2的大小,K1___________ K2(填“>”、“=”或“<”)。
(2)下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________ (填序号字母)。
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2
b.3v正(N2)=v逆(H2)
c.v正(NH3)=v逆(NH3)
d.混合气体的密度保持不变
(3)400℃时,反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数K=___________ 。当测得NH3、N2、H2的浓度分别为3mol⋅L−1、2mol⋅L−1、1mol⋅L−1时,则该反应的v正(N2)___________ v逆(N2)(填“>”、“=”或“<”)。
(4)下图为一定温度下,N2和H2以1:3进行反应,平衡时,NH3的体积分数随压强的变化示意图
①随压强增大,NH3的体积分数增大的原因是___________ 。
②比较b点和a点:平衡常数K(a)___________ K(b)(填“>”、“<”或“=”,下同),N2的浓度c(a)___________ c(b)。
③计算b点的平衡常数Kp=___________ (Mpa)-2(用分压表示的平衡常数,结果保留2位有效数字)
T/℃ | 200 | 300 | 400 |
K | K1 | K2 | 0.5 |
(1)试比较K1、K2的大小,K1
(2)下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2
b.3v正(N2)=v逆(H2)
c.v正(NH3)=v逆(NH3)
d.混合气体的密度保持不变
(3)400℃时,反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数K=
(4)下图为一定温度下,N2和H2以1:3进行反应,平衡时,NH3的体积分数随压强的变化示意图
①随压强增大,NH3的体积分数增大的原因是
②比较b点和a点:平衡常数K(a)
③计算b点的平衡常数Kp=
更新时间:2023-06-07 13:54:52
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【推荐1】(共13分)关于的研究对于碳达峰、碳中和具有重要意义。工业上利用CO与制备甲醇的反应为,实验室中在1L恒容密闭容器中模拟该反应,将和通入容器中,分别在与条件下反应,的物质的量随时间的变化情况如表:
(1)下列描述能说明反应已经达到平衡的是_______
(2)上述温度_______ 、该反应的焓变_______ 0(填“>”、“<”)
(3)计算时,反应在之间的平均速率_______
(4)时,保持温度和体积不变,反应进行到后,再向容器中充入各,此时反应继续向_______ (填“正反应”、“逆反应”)进行
(5)假设对于上述反应有,温度为,反应进行到时的反应速率_______ (用含有的式子表示)
时间 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
0.40 | 0.60 | 0.75 | 0.84 | 0.90 | 0.90 | |
0.60 | 0.75 | 0.78 | 0.80 | 0.80 | 0.80 |
(1)下列描述能说明反应已经达到平衡的是_______
A.容器中的气体平均摩尔质量不再变化 | B.容器内气体的密度不再变化 |
C.容器内气体的压强不再变化 | D. |
(3)计算时,反应在之间的平均速率
(4)时,保持温度和体积不变,反应进行到后,再向容器中充入各,此时反应继续向
(5)假设对于上述反应有,温度为,反应进行到时的反应速率
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【推荐2】甲烷在工业上有很多用途。回答下列问题:
Ⅰ.利用甲烷催化还原消除氮氧化物的污染:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
(1)=___________ 。
(2)在4L某恒容密闭容器中充入1mol和2mol进行反应ⅲ,的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。
①曲线上m、c、n三点的正反应速率由大到小的顺序为___________ 。
②时,若反应进行到5min时达到平衡,则0~5min内,___________ ,反应平衡常数K=___________ 。
③下列说法正确的是___________ (填标号)。
A.当混合气体的压强不再随时间改变时,该反应达到平衡
B.该反应的反应物的键能总和大于生成物的键能总和
C.降低温度,有利于提高的转化率,反应平衡常数也增大
D.加入合适的催化剂,的绝对值增大
Ⅱ.甲烷-氧气燃料电池的工作原理如图所示(L、K均为惰性电极)。
(3)电池工作时,K电极通入的气体q为___________ 。
(4)L电极上的电极反应式为___________ 。
(5)电路中转移电子的物质的量为2mol时,正极上消耗气体的体积为___________ (标准状况)。
Ⅰ.利用甲烷催化还原消除氮氧化物的污染:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
(1)=
(2)在4L某恒容密闭容器中充入1mol和2mol进行反应ⅲ,的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。
①曲线上m、c、n三点的正反应速率由大到小的顺序为
②时,若反应进行到5min时达到平衡,则0~5min内,
③下列说法正确的是
A.当混合气体的压强不再随时间改变时,该反应达到平衡
B.该反应的反应物的键能总和大于生成物的键能总和
C.降低温度,有利于提高的转化率,反应平衡常数也增大
D.加入合适的催化剂,的绝对值增大
Ⅱ.甲烷-氧气燃料电池的工作原理如图所示(L、K均为惰性电极)。
(3)电池工作时,K电极通入的气体q为
(4)L电极上的电极反应式为
(5)电路中转移电子的物质的量为2mol时,正极上消耗气体的体积为
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【推荐3】汽车尾气排放的CO、NOx等气体是大气污染的主要来源,NOx也是雾天气的主要成因之一。
(1)科学家研究利用催化技术将尾气中有害的NO和CO转变成无污染的气体,已知:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180.5kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-221.0kJ·mol-1
CO2(g)=C(s)+O2(g) ΔH3=+393.5kJ·mol-1
①C(s)的燃烧热ΔH=__ 。
②请写出CO和NO生成无污染气体的热化学方程式为__ 。
(2)往1L恒容密闭容器中充入一定量的NO2,在三种不同条件下发生反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g),实验测得NO2的浓度随时间的变化如下表(均使用了催化剂,不考虑生成N2O4)。
①下列说法正确的是__ 。
A.实验2容器内压强比实验1的小
B.在0→10min内实验2的反应速率υ(O2)=0.015mol/(L·min)
C.实验1比实验3的平衡常数大
D.实验2使用了比实验1效率更高的催化剂
②不能判断反应已达到化学平衡状态的是__ 。
A.容器内的气体压强不变
B.2v正(NO2)=v逆(O2)
C.气体的平均相对分子质量保持不变
D.NO2和NO的浓度比保持不变
③已知容器内的起始压强为P0kPa,在800℃温度下该反应的平衡常数Kp=__ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。在该温度下达到平衡后,再向容器中加入NO2和NO各2mol,平衡将__ (填“向正反应方向移动”或“向逆反应方向移动”或“不移动”)。
(3)若将NO2与O2通入甲中设计成如图所示装置,D电极上有红色物质析出,则A电极处通入的气体为__ (填化学式);A电极的电极反应式为__ 。
(1)科学家研究利用催化技术将尾气中有害的NO和CO转变成无污染的气体,已知:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180.5kJ·mol-1
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①C(s)的燃烧热ΔH=
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(2)往1L恒容密闭容器中充入一定量的NO2,在三种不同条件下发生反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g),实验测得NO2的浓度随时间的变化如下表(均使用了催化剂,不考虑生成N2O4)。
时间(min) 浓度(mol/L) 实验序号/温度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
实验1/800℃ | 1.00 | 0.80 | 0.65 | 0.55 | 0.50 | 0.50 |
实验2/800℃ | 1.00 | 0.70 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
实验3/850℃ | 1.00 | 0.50 | 0.40 | 0.35 | 0.35 | 0.35 |
A.实验2容器内压强比实验1的小
B.在0→10min内实验2的反应速率υ(O2)=0.015mol/(L·min)
C.实验1比实验3的平衡常数大
D.实验2使用了比实验1效率更高的催化剂
②不能判断反应已达到化学平衡状态的是
A.容器内的气体压强不变
B.2v正(NO2)=v逆(O2)
C.气体的平均相对分子质量保持不变
D.NO2和NO的浓度比保持不变
③已知容器内的起始压强为P0kPa,在800℃温度下该反应的平衡常数Kp=
(3)若将NO2与O2通入甲中设计成如图所示装置,D电极上有红色物质析出,则A电极处通入的气体为
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【推荐1】氨气具有广泛用途,工业上利用反应 合成氨,其基本合成过程如下:
(1)某小组为了探究外界条件对反应的影响, 参加合成氨的反应,在a、b两种条件下分别达到平衡,测得的浓度与反应时间的关系如图甲所示。请回答下列问题:
①a条件下,0~的平均反应速率_________ 。
②相对a而言,b可能改变的条件是_________ 。
(2)某小组往一恒温恒压容器中充9mol 和23mol ,模拟合成氨的反应,图乙为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系图。若体系在、60MPa下达到平衡。
①此时的平衡分压为_________ MPa.(分压=总压×物质的量分数)
②计算此时的平衡常数_________ 。(用平衡分压代替平衡浓度计算,结果保留2位有效数字)
(3)分离器中的过程对整个工甲乙业合成氨的意义是_________ 。
(4)常温氯化银可以溶于氨水,反应原理为。已知 , ,则若将0.1mol AgCl溶于1L氨水中,此时氨水的浓度须_________ 。
(1)某小组为了探究外界条件对反应的影响, 参加合成氨的反应,在a、b两种条件下分别达到平衡,测得的浓度与反应时间的关系如图甲所示。请回答下列问题:
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①此时的平衡分压为
②计算此时的平衡常数
(3)分离器中的过程对整个工甲乙业合成氨的意义是
(4)常温氯化银可以溶于氨水,反应原理为。已知 , ,则若将0.1mol AgCl溶于1L氨水中,此时氨水的浓度须
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解答题-无机推断题
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【推荐2】A、B、C、D、E、F是六种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,其中A、D及C、F分别是同一主族元素。A、C两元素可形成原子个数之比为2∶1、1∶1型化合物。B元素的最外层电子数是内层电子数的2倍,E元素的最外层电子数等于其电子层数。F元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍。请回答:
(1)D与F形成D2F的电子式为______________ ;A、C、D三种元素组成的化合物含有化学键的类型是________________ ;
(2)由E、F两种元素组成的化合物1 mol跟由A、C、D三种元素组成的化合物的溶液发生反应,消耗后者物质的量最大值为___________ mol。
(3)A、C、F间形成的甲、乙两种微粒,甲有18个电子,乙有10个电子,它们均为负一价双原子阴离子,则甲与乙反应的离子方程式为_________________________________ 。
(4)工业上在高温的条件下,可以用A2C和BC反应制取单质A2。在等体积的Ⅰ、Ⅱ两个密闭容器中分别充入1 mol A2C和1 mol BC、2 mol A2C和2 mol BC。一定条件下,充分反应后分别达到平衡(两容器温度相同)。下列说法正确的是________________ 。
(1)D与F形成D2F的电子式为
(2)由E、F两种元素组成的化合物1 mol跟由A、C、D三种元素组成的化合物的溶液发生反应,消耗后者物质的量最大值为
(3)A、C、F间形成的甲、乙两种微粒,甲有18个电子,乙有10个电子,它们均为负一价双原子阴离子,则甲与乙反应的离子方程式为
(4)工业上在高温的条件下,可以用A2C和BC反应制取单质A2。在等体积的Ⅰ、Ⅱ两个密闭容器中分别充入1 mol A2C和1 mol BC、2 mol A2C和2 mol BC。一定条件下,充分反应后分别达到平衡(两容器温度相同)。下列说法正确的是________________ 。
A.达到平衡所需要的时间:Ⅰ>Ⅱ | B.达到平衡后A2C的转化率:Ⅰ=Ⅱ |
C.达到平衡后BC的物质的量:Ⅰ>Ⅱ | D.达到平衡后A2的体积分数:Ⅰ<Ⅱ |
E.达到平衡后吸收或放出的热量:Ⅰ=Ⅱ | F.达到平衡后体系的平均相对分子质量:Ⅰ<Ⅱ |
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【推荐3】燃煤排放大量的CO、、和可入肺颗粒物引起雾霾天气等环境问题。、CO、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。
如图甲所示,利用电化学原理设计原电池将转化为重要化工原料若A为,B为,则负极的电极反应式为______ 。
有一种用生产甲醇燃料的方法:。
已知
则表示燃烧热的热化学方程式为______ 。
光气是一种重要的化工原料,用于农药、医药、聚酯类材料的生产,工业上通过制备。图乙为此反应的反应速率随温度变化的曲线,图丙为某次模拟实验研究过程中容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。回答下列问题:
--6min内,反应的平均速率______ 。
若保持温度不变,在第7min向体系中加入这三种物质各2mol,则平衡______ 填“向正反应方向”“逆反应方向”或“不”移动。
随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是______ 填“增大”“减小”或“不变”。
比较第8min反应温度与第15min反应温度的高低:______ 填“”“”或“”。
如图甲所示,利用电化学原理设计原电池将转化为重要化工原料若A为,B为,则负极的电极反应式为
有一种用生产甲醇燃料的方法:。
已知
则表示燃烧热的热化学方程式为
光气是一种重要的化工原料,用于农药、医药、聚酯类材料的生产,工业上通过制备。图乙为此反应的反应速率随温度变化的曲线,图丙为某次模拟实验研究过程中容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。回答下列问题:
--6min内,反应的平均速率
若保持温度不变,在第7min向体系中加入这三种物质各2mol,则平衡
随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是
比较第8min反应温度与第15min反应温度的高低:
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【推荐1】大连化学物理研究所开发的DMTO技术曾获得国家科学技术发明一等奖。该技术以煤为原料,经过煤→CO、H2→CH3OH→C2H4、C3H6等一系列变化可获得重要的化工产品乙烯和丙烯。回答下列问题:
(1)煤气化包含一系列化学反应,热化学方程式如下:
①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H1=+131kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H2=akJ·mol-1
③C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H=+172kJ·mol-1。则a=___ 。
(2)已知某密闭容器中存在可逆反应:2CH3OH(g) C2H4(g)+2H2O(g) △H,测得其他条件相同时,CH3OH的平衡转化率随着温度(T)、压强(p)的变化如图1所示,平衡常数K与温度T关系如图2所示。①该反应的△H____________ (填“>”或“<”,下同)0,N点v(CH3OH)正________ M点v(CH3OH)逆。
②T1K后升高温度,则B、C、D三点中能正确表示该反应的平衡常数K随着温度T改变而变化的点是________ (填字母)。
(3)在一定温度和适当催化剂存在下,将1molCO、2molH2通入恒容密闭容器中,使其发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-91kJ·mol-1。测得开始时容器内总压为3×105Pa,反应经2min达到平衡且平衡时体系压强降低了,则v(CO)=____ Pa∙min-1,该温度下的平衡常数Kp=_____ Pa-2(Kp为分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(4)某乙烯熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图3所示,则负极上电极反应式为__________ ;若要维持电池持续稳定工作,则从理论上讲,进入石墨Ⅱ电极上的CO2与石墨Ⅰ电极上生成的CO2的物质的量之比是_______ 。
(1)煤气化包含一系列化学反应,热化学方程式如下:
①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H1=+131kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H2=akJ·mol-1
③C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H=+172kJ·mol-1。则a=
(2)已知某密闭容器中存在可逆反应:2CH3OH(g) C2H4(g)+2H2O(g) △H,测得其他条件相同时,CH3OH的平衡转化率随着温度(T)、压强(p)的变化如图1所示,平衡常数K与温度T关系如图2所示。①该反应的△H
②T1K后升高温度,则B、C、D三点中能正确表示该反应的平衡常数K随着温度T改变而变化的点是
(3)在一定温度和适当催化剂存在下,将1molCO、2molH2通入恒容密闭容器中,使其发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-91kJ·mol-1。测得开始时容器内总压为3×105Pa,反应经2min达到平衡且平衡时体系压强降低了,则v(CO)=
(4)某乙烯熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图3所示,则负极上电极反应式为
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【推荐2】元素铬在溶液中主要以(蓝紫色)、(绿色)、(橙红色)、(黄色)等形式存在。为难溶于水的灰蓝色固体,可与强酸、强碱反应。回答下列问题:
(1)在溶液中逐滴加入溶液直至过量,可观察到的现象是___________ 。
(2)和在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为的溶液中随的变化如图所示。
①由图可知,溶液酸性增强,的平衡转化率___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据,计算出该转化反应的平衡常数为___________ 。
②升高温度,溶液中的平衡转化率减小,则该反应的___________ 0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)+6价铬的化合物毒性较大,常用将废液中的还原成,该反应的离子方程式为___________ 。
(1)在溶液中逐滴加入溶液直至过量,可观察到的现象是
(2)和在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为的溶液中随的变化如图所示。
①由图可知,溶液酸性增强,的平衡转化率
②升高温度,溶液中的平衡转化率减小,则该反应的
(3)+6价铬的化合物毒性较大,常用将废液中的还原成,该反应的离子方程式为
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【推荐3】汽车尾气的主要成分有CO、SO2、NO、NO2等。
(1)利用氨水可以将SO2、氮氧化物吸收,原理如下图所示。
①25℃时,在pH=5的 NH4HSO3溶液中,c(SO32-)+c(NH3·H2O)-c(H2SO3)=__________ mol/L(填确值)
②请写出NO2和NO按体积比1:1被吸收时反应的离子方程式_____________________ 。
(2)科研工作者目前正在尝试以二氧化钛(TiO2)催化分解汽车尾气的研究。
①已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H1=-113.0kJ·mol-1
3NO2(g)+H2O(g)=2HNO3(g)+NO(g) △H2=-138.0 kJ·mol-1
TiO2催化尾气降解原理可表示为:2COg)+O2(g)2CO2(g) △H3
则2H2O(g)+4NO(g)+3O2(g)4HNO3(g) △H4=______________________ 。
②在O2、H2O(g)浓度一定条件下,模拟CO、NO的降解,得到其降解率(即转化率)如图1所示。请解释T1后NO降解率下降的可能原因______________________ 。
(3)沥青混凝土也可降解CO。如图2为在不同颗粒间隙的沥青混凝土(α、β型)在不同温度下,反应相同时间,测得CO降解率变化。结合如图回答下列问题:
①已知在50℃时在α型沥青混凝土容器中,平衡时O2浓度为0.01mol·L-1,求此温度下CO降解反应的平衡常数____________________________________________ 。(用含x的代数式表示)
②科研团队以β型沥青混凝土颗粒为载体,将TiO2改为催化效果更好的TiO2纳米管,在10℃~60℃范围内进行实验,请在如图中用线段与“”阴影描绘出CO降解率随温度变化的曲线可能出现的最大区域范围(在图中画出)。____________
(4)TiO2纳米管的制备是在弱酸性水溶液中以金属钛为阳极进行电解,写出阳极的电极反应式____________________________________________ 。
(1)利用氨水可以将SO2、氮氧化物吸收,原理如下图所示。
①25℃时,在pH=5的 NH4HSO3溶液中,c(SO32-)+c(NH3·H2O)-c(H2SO3)=
②请写出NO2和NO按体积比1:1被吸收时反应的离子方程式
(2)科研工作者目前正在尝试以二氧化钛(TiO2)催化分解汽车尾气的研究。
①已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H1=-113.0kJ·mol-1
3NO2(g)+H2O(g)=2HNO3(g)+NO(g) △H2=-138.0 kJ·mol-1
TiO2催化尾气降解原理可表示为:2COg)+O2(g)2CO2(g) △H3
则2H2O(g)+4NO(g)+3O2(g)4HNO3(g) △H4=
②在O2、H2O(g)浓度一定条件下,模拟CO、NO的降解,得到其降解率(即转化率)如图1所示。请解释T1后NO降解率下降的可能原因
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①已知在50℃时在α型沥青混凝土容器中,平衡时O2浓度为0.01mol·L-1,求此温度下CO降解反应的平衡常数
②科研团队以β型沥青混凝土颗粒为载体,将TiO2改为催化效果更好的TiO2纳米管,在10℃~60℃范围内进行实验,请在如图中用线段与“”阴影描绘出CO降解率随温度变化的曲线可能出现的最大区域范围(在图中画出)。
(4)TiO2纳米管的制备是在弱酸性水溶液中以金属钛为阳极进行电解,写出阳极的电极反应式
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【推荐1】硫化氢的转化是资源利用利环境保护的重要研究课题。
I.高温热分解法:
在总压强为100kPa恒压条件下,的混合气在不同温度下反应相同时间,测得H2S的体积分数及H2S在不同温度下的平衡体积分数如下图所示:
(1)_______ 0(填“>”或“<”),图中表示平衡状态的曲线为_______ (填“a”或“b”)。
(2)下列关于高温热分解法的说法正确的有_______(填标号)。
(3)某温度下,平衡时H2S的体积分数为20%,则此时Ar的分压是_______ kPa;该反应的平衡常数_______ kPa。
(4)随温度升高,图中a、b两条曲线逐渐靠近的原因是_______ 。
II.电化学法:
(5)我国科学家设计了一种协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除,工作原理如图所示。电极b为_______ (填“阳极”或“阴极”),写出在电极a区发生的反应:①_______ ,②_______ 。
I.高温热分解法:
在总压强为100kPa恒压条件下,的混合气在不同温度下反应相同时间,测得H2S的体积分数及H2S在不同温度下的平衡体积分数如下图所示:
(1)
(2)下列关于高温热分解法的说法正确的有_______(填标号)。
A.该反应平衡常数K随温度升高而减小 |
B.该反应平衡常数K随投料比增大而增大 |
C.恒温恒压下,增加Ar的体积分数,H2S的平衡转化率增大 |
D.图中M点正反应速率大于逆反应速率 |
(4)随温度升高,图中a、b两条曲线逐渐靠近的原因是
II.电化学法:
(5)我国科学家设计了一种协同转化装置,实现对天然气中CO2和H2S的高效去除,工作原理如图所示。电极b为
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【推荐2】以甲醇、甲酸为原料制取高纯度的H2是清洁能源的重要研究方向。回答下列问题:
(1)甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应。
主反应: CH3OH( g ) + H2O( g ) CO2 ( g ) + 3H2 ( g ) △H= +49kJ·mol -1
副反应: H2( g ) + CO2( g ) CO( g ) + H2O( g ) △H= +41kJ·mol -1
①甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2和CO,反应的热化学方程式为___________ ,既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是___________ 。
②某温度下,将n(H2O):n(CH3OH)=1:1的原料气分别充入密闭容器中(忽略副反应),设恒压下甲醇的平衡时转化率为a1,恒容条件下甲醇的平衡时转化率为a2,则a1___________ a2 (填“>”、“<”或“=”)。
(2) 工业上常用 CH4与水蒸气在一定条件下来制取 H2 ,其反应原理为:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2 (g) △H= +203kJ·mol -1,在容积为 3L的密闭容器中通入物质的量均为3mol的CH4和水蒸气,在一定条件下发生上述反应,测得平衡时H2的体积分数与温度及压强的关系如图所示。
压强为p1时,在N点:v正___________ v逆 (填“>”、“<”或“=”),N点对应温度下该反应的平衡常数K=___________ mol2 ·L-2。
比较: p1___________ p2 (填“>”、“<”或“=”)。
(3)HCOOH催化释氢。在催化剂作用下, HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图所示。
①HCOOD催化释氢反应除生成HD外,还生成___________ (填化学式)。
②研究发现:其他条件不变时, HCOOK 替代一部分HCOOH,催化释氢的速率增大,根据图示反应机理解释其可能的原因是___________ 。
(1)甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应。
主反应: CH3OH( g ) + H2O( g ) CO2 ( g ) + 3H2 ( g ) △H= +49kJ·mol -1
副反应: H2( g ) + CO2( g ) CO( g ) + H2O( g ) △H= +41kJ·mol -1
①甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2和CO,反应的热化学方程式为
②某温度下,将n(H2O):n(CH3OH)=1:1的原料气分别充入密闭容器中(忽略副反应),设恒压下甲醇的平衡时转化率为a1,恒容条件下甲醇的平衡时转化率为a2,则a1
(2) 工业上常用 CH4与水蒸气在一定条件下来制取 H2 ,其反应原理为:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2 (g) △H= +203kJ·mol -1,在容积为 3L的密闭容器中通入物质的量均为3mol的CH4和水蒸气,在一定条件下发生上述反应,测得平衡时H2的体积分数与温度及压强的关系如图所示。
压强为p1时,在N点:v正
比较: p1
(3)HCOOH催化释氢。在催化剂作用下, HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图所示。
①HCOOD催化释氢反应除生成HD外,还生成
②研究发现:其他条件不变时, HCOOK 替代一部分HCOOH,催化释氢的速率增大,根据图示反应机理解释其可能的原因是
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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】CO、CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题,可利用CO、CO2制备甲烷、甲醇、二甲醚等。
(1)CO2加氢制备甲烷:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-164.7kJ•mol-1。已知ΔH=ΔfH(生成物)- ΔfH(反应物),298K时,几种气态物质的标准摩尔生成焓如表:
则x=_______ 。
(2)H2和CO合成甲烷的反应为2CO(g)+2H2(g)CH4(g)+CO2(g)。T℃时,将等物质的量的CO和H2充入恒压(200kPa)的密闭容器中。已知v逆=K逆•p(CH4)•p(CO2),其中p为分压,该温度下K逆=5.0×10-4。反应达平衡时测得v正=kPa•s-1,则该温度下反应的Kp=_______ (用组分的分压计算的平衡常数)。
(3)二氧化碳催化加氢制甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0,反应在起始物=3时,不同条件下达到平衡,体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH),在t=250℃下的x(CH3OH)~p、在p=5×105Pa下的x(CH3OH)~t如图。
①图中对应等温过程的曲线是_______ 。
②当x(CH3OH)=0.10时,CO2的平衡转化率约为_______ 。
③当x(CH3OH)=0.10时,反应条件可能为_______ 或_______ 。
(4)甲醇脱水制得二甲醚的反应为2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),当T=500K时,反应平衡常数Kc≈9,在密闭容器中加入一定量CH3OH,反应到达平衡状态时,体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数_______ (填字母)。
a.< b.= c.> d.无法确定
(1)CO2加氢制备甲烷:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-164.7kJ•mol-1。已知ΔH=ΔfH(生成物)- ΔfH(反应物),298K时,几种气态物质的标准摩尔生成焓如表:
物质 | CO2(g) | H2O(g) | CH4(g) | H2(g) |
ΔfH/(kJ•mol-1) | -393.5 | -241.8 | x | 0 |
(2)H2和CO合成甲烷的反应为2CO(g)+2H2(g)CH4(g)+CO2(g)。T℃时,将等物质的量的CO和H2充入恒压(200kPa)的密闭容器中。已知v逆=K逆•p(CH4)•p(CO2),其中p为分压,该温度下K逆=5.0×10-4。反应达平衡时测得v正=kPa•s-1,则该温度下反应的Kp=
(3)二氧化碳催化加氢制甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0,反应在起始物=3时,不同条件下达到平衡,体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH),在t=250℃下的x(CH3OH)~p、在p=5×105Pa下的x(CH3OH)~t如图。
①图中对应等温过程的曲线是
②当x(CH3OH)=0.10时,CO2的平衡转化率约为
③当x(CH3OH)=0.10时,反应条件可能为
(4)甲醇脱水制得二甲醚的反应为2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),当T=500K时,反应平衡常数Kc≈9,在密闭容器中加入一定量CH3OH,反应到达平衡状态时,体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数
a.< b.= c.> d.无法确定
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