完成下列问题。
(1)已知:①N2(g)+O2(g)2NO(g) △H1=+180kJ•mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H2=-393kJ•mol-1
③2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H3=-221kJ•mol-1
若某反应的平衡常数表达式为,请写出此反应的热化学方程式:______ 。
(2)欲研究在某催化剂作用下2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)的反应速率与温度的关系,在其他条件相同时,改变反应温度,测得经过相同时间时该反应的正反应速率如图所示,A、B两点对应温度下正反应速率变化的原因可能是______ ,A、B两点对应温度下该反应的活化能Ea(A)______ Ea(B)(填“>”或“<”)。
(3)设为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0=100kPa)。在某温度下,原料组成n(CO):n(NO)=1:1,初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行上述反应,体系达到平衡时N2的分压为20kPa,则该反应的相对压力平衡常数=___________ 。
(4)用NH3可以消除NO污染:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(1),该反应速率v正=k正•c4(NH3)•c6(NO),v逆=K逆•c5(N2),若将9molNH3和11molNO投入真空容器中恒温恒容(温度298K、体积为10L)进行反应,已知该条件下k正=6.4×102(mol/L)-9•s-1,当平衡时NH3转化率为,v逆=___________ mol•L-1•s-1。
(1)已知:①N2(g)+O2(g)2NO(g) △H1=+180kJ•mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H2=-393kJ•mol-1
③2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H3=-221kJ•mol-1
若某反应的平衡常数表达式为,请写出此反应的热化学方程式:
(2)欲研究在某催化剂作用下2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)的反应速率与温度的关系,在其他条件相同时,改变反应温度,测得经过相同时间时该反应的正反应速率如图所示,A、B两点对应温度下正反应速率变化的原因可能是
(3)设为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0=100kPa)。在某温度下,原料组成n(CO):n(NO)=1:1,初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行上述反应,体系达到平衡时N2的分压为20kPa,则该反应的相对压力平衡常数=
(4)用NH3可以消除NO污染:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(1),该反应速率v正=k正•c4(NH3)•c6(NO),v逆=K逆•c5(N2),若将9molNH3和11molNO投入真空容器中恒温恒容(温度298K、体积为10L)进行反应,已知该条件下k正=6.4×102(mol/L)-9•s-1,当平衡时NH3转化率为,v逆=
更新时间:2023-06-20 15:51:26
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【推荐1】碳、氮及其化合物与生活密切相关。请根据要求回答下列问题:
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= —574kJ/mol
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= —1160kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) △H= —44kJ/mol
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式_________ 。
(2)已知:反应I:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H<0
反应II:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H<0
①在恒温恒容装置中充入一定量的NH3 和O2,在催化剂的作用下进行反应I,则下列有关叙述中正确的是___ (填字母序号)。
A.增大压强,Kp(用压强表示的化学平衡常数)增大
B.若测得容器内3v(NH3)=2v (H2O)时,说明反应已达平衡
C.通入一定量的氮气,则化学反应速率增大
D.达到平衡时体系的压强不再变化
②氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1molNH3和2molO2,得有关物质的量关系如图,该催化剂在低温时选择反应_____ (填“I”或“II”)。
③520℃时,4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)的平衡常数K=_______ (只需列出数字计算式,无需化简)。恒压容器中,为了提高NH3转化为N2平衡转化率的措施有______ ( 填字母序号)
A.降低反应温度 B. 投料比不变,增加反应物的浓度
C.增大NH3和O2的初始投料比 D. 充入一定量的氦气
(3)已知25℃时HCN 和H2CO3的电离常数(Ka.)如下表:
25℃时,测得等体积等浓度的HCN和NaCN的混合溶液pH=11,则c(Na+)、c(H+)、c(CN—)、c(OH—)、c(HCN)浓度由大到小顺序为______ ,向NaCN溶液中通入少量CO2,则发生反应的化学方程式为:______________________ 。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= —574kJ/mol
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= —1160kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) △H= —44kJ/mol
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式
(2)已知:反应I:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H<0
反应II:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H<0
①在恒温恒容装置中充入一定量的NH3 和O2,在催化剂的作用下进行反应I,则下列有关叙述中正确的是
A.增大压强,Kp(用压强表示的化学平衡常数)增大
B.若测得容器内3v(NH3)=2v (H2O)时,说明反应已达平衡
C.通入一定量的氮气,则化学反应速率增大
D.达到平衡时体系的压强不再变化
②氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1molNH3和2molO2,得有关物质的量关系如图,该催化剂在低温时选择反应
③520℃时,4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)的平衡常数K=
A.降低反应温度 B. 投料比不变,增加反应物的浓度
C.增大NH3和O2的初始投料比 D. 充入一定量的氦气
(3)已知25℃时HCN 和H2CO3的电离常数(Ka.)如下表:
物质 | 电离常数(Ka) |
HCN | Ka=5×10-10 |
H2CO3 | Ka1=4.5×10-7;Ka2=4.7× 10-11 |
25℃时,测得等体积等浓度的HCN和NaCN的混合溶液pH=11,则c(Na+)、c(H+)、c(CN—)、c(OH—)、c(HCN)浓度由大到小顺序为
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【推荐2】车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。
(1)汽车尾气中的、、等有毒气体会危害人体健康,可在汽车尾部加催化转化器,将有毒气体转化为无毒气体。
已知:①
②
③
则_______ kJ/mol。
(2)改善能源结构是治理雾霾问题的最直接有效途径。甲醇是一种清洁能源,可用水煤气在催化剂下制备,其反应为:将和充入一容积为的密闭容器中,分别在、下发生反应,根据如图回答问题:
①写出该反应的平衡常数表达式_______ ;反应达平衡后,其他条件不变,若缩小容积,体积分数_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②250℃时,反应前的平均速率_______ ,平衡时的转化率_______ 。
③温度比较:T℃_______ 250℃(填“”“”或“”);ΔH_______ 0(填“”、“”或“”)
(3)炭黑是雾霾的重要颗粒物,研究发现它能活化氧分子,生成活化氧。活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化下列说法不正确的是_______。
(1)汽车尾气中的、、等有毒气体会危害人体健康,可在汽车尾部加催化转化器,将有毒气体转化为无毒气体。
已知:①
②
③
则
(2)改善能源结构是治理雾霾问题的最直接有效途径。甲醇是一种清洁能源,可用水煤气在催化剂下制备,其反应为:将和充入一容积为的密闭容器中,分别在、下发生反应,根据如图回答问题:
①写出该反应的平衡常数表达式
②250℃时,反应前的平均速率
③温度比较:T℃
(3)炭黑是雾霾的重要颗粒物,研究发现它能活化氧分子,生成活化氧。活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化下列说法不正确的是_______。
A.每活化一个氧分子吸收能量 |
B.水可使氧分子活化反应的活化能降低 |
C.氧分子的活化是键的断裂与键的生成过程 |
D.炭黑颗粒是大气中转化为的催化剂 |
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【推荐3】H2S是存在于燃气中的一种有害气体,脱除H2S的方法有很多。
(1)国内有学者设计了“Cu2+-沉淀有害”法脱除H2S。该法包括生成CuS沉淀,氧化CuS(Cu2++CuS+4Cl-=S+2CuCl2-)及空气氧化CuCl2-再生Cu2+。
①反应H2S(aq)+Cu2+(aq)CuS(s)+2H+(aq)的K=___________ (写表达式)。
②再生Cu2+反应的离子方程式为_____________________ 。
(2)采用生物脱硫技术时,H2S与碱反应转化为HS-,在脱氮硫杆菌参与下,HS-被NO3-氧化为SO42-,NO3-被还原为N2,当33.6m3(标准状况)某燃气(H2S的含量为0.2%)脱硫时,消耗NO3-的物质的量为_________ mol。
(3)已知下列热化学方程式:
I.H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H1=-285.8 kJ·mol-1
II.H2(g)+S(s)=H2S(g) △H2=-20.6 kJ·mol-1
III.S(s)+O2(g)=SO2(g) △H3=-296.8 kJ·mol-1
则以Claus法脱除H2S的反应:2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) △H=______ kJ·mol-1。
(4)101kPa下,H2S分解:2H2S(g)2H2(g)+S2(g)。保持压强不变,反应达到平衡时,气体的体积分数(φ)随温度的变化曲线如图:
①在密闭容器中,关于反应2H2S(g)2H2(g)+S2(g)的说法正确的是_________ (填字母)。
A.Kp随温度的升高而增大
B.低压有利于提高H2S的平衡分解率
C.维持温度、气体总压强不变时,向平衡体系中通入氩气,则v(正)<v(逆)
D.在恒容密闭容器中进行反应,当气体密度不再变化时,反应达到平衡状态
②图中Q点:H2S的平衡转化率为___________ ;1330℃时,反应2H2S(g)2H2(g)+S2(g)的Kp=________ (Kp为以分压表示的平衡常数)。
(1)国内有学者设计了“Cu2+-沉淀有害”法脱除H2S。该法包括生成CuS沉淀,氧化CuS(Cu2++CuS+4Cl-=S+2CuCl2-)及空气氧化CuCl2-再生Cu2+。
①反应H2S(aq)+Cu2+(aq)CuS(s)+2H+(aq)的K=
②再生Cu2+反应的离子方程式为
(2)采用生物脱硫技术时,H2S与碱反应转化为HS-,在脱氮硫杆菌参与下,HS-被NO3-氧化为SO42-,NO3-被还原为N2,当33.6m3(标准状况)某燃气(H2S的含量为0.2%)脱硫时,消耗NO3-的物质的量为
(3)已知下列热化学方程式:
I.H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H1=-285.8 kJ·mol-1
II.H2(g)+S(s)=H2S(g) △H2=-20.6 kJ·mol-1
III.S(s)+O2(g)=SO2(g) △H3=-296.8 kJ·mol-1
则以Claus法脱除H2S的反应:2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) △H=
(4)101kPa下,H2S分解:2H2S(g)2H2(g)+S2(g)。保持压强不变,反应达到平衡时,气体的体积分数(φ)随温度的变化曲线如图:
①在密闭容器中,关于反应2H2S(g)2H2(g)+S2(g)的说法正确的是
A.Kp随温度的升高而增大
B.低压有利于提高H2S的平衡分解率
C.维持温度、气体总压强不变时,向平衡体系中通入氩气,则v(正)<v(逆)
D.在恒容密闭容器中进行反应,当气体密度不再变化时,反应达到平衡状态
②图中Q点:H2S的平衡转化率为
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【推荐1】氢气、甲烷、甲醇在燃料、化工原料等方面应用广泛。回答下列问题:
(1)氢气的热值极高,是一种极为优越的能源。标准状况下,1kgH2完全燃烧可放出的热量,则燃烧热的热化学方程式为___________ 。氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池,则碱性氢氧燃料电池的负极反应式为___________ 。
(2)一定条件下,1molCH3OH和O2发生反应时,生成CO、CO2或的能量变化如图所示[反应物和生成物略去]。
①在有催化剂作用下,与反应主要产物为___________ ;
②___________ 。
(3)以CH4、O2、熔融Na2CO3组成的燃料电池电解硫酸铜溶液,装置如图所示。
①石墨2上的电极反应式为___________ ,石墨4是___________ (填“正”、“负”、“阴”、“阳”)极。
②若石墨3电极上产生气体(标准状况下),则所得溶液的___________ (不考虑溶液体积变化),若要使电解质溶液恢复到电解前的浓度,可加入___________ (填字母)。
a. b. c. d.
(1)氢气的热值极高,是一种极为优越的能源。标准状况下,1kgH2完全燃烧可放出的热量,则燃烧热的热化学方程式为
(2)一定条件下,1molCH3OH和O2发生反应时,生成CO、CO2或的能量变化如图所示[反应物和生成物略去]。
①在有催化剂作用下,与反应主要产物为
②
(3)以CH4、O2、熔融Na2CO3组成的燃料电池电解硫酸铜溶液,装置如图所示。
①石墨2上的电极反应式为
②若石墨3电极上产生气体(标准状况下),则所得溶液的
a. b. c. d.
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【推荐2】甲醇和乙醇都是清洁能源,也是重要的化工原料。回答下列问题:
(1)工业上利用合成气合成甲醇: ,已知:几种热化学方程式如下:
kJ⋅mol
kJ⋅mol
kJ⋅mol
则上述反应中的______ kJ⋅mol(用含有a,b,c的式子表示)。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入1 mol CO和1 mol ,在固体催化剂作用下合成甲醇:,下列叙述正确的是_____(填字母)。
(3)甲醇是一种潜在储氢材料。我国学者研究甲醇在钯基催化剂表面上分解制氢:,其反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用“*”表示)。总反应的焓变为______ kJ/mol;该反应的决速步为____ (填反应后的序号):总反应经历5步反应中,最大能垒为_____ kJ⋅mol,写出该步反应式:________ 。
(4)工业上,可以采用催化还原制备、。发生反应如下:
①(主反应)
②(主反应)
③(副反应)
一定温度下,在甲、乙体积相同的反应容器中分别充入1 mol 和3 mol ,发生上述反应,其中一个容器使用水分子膜分离技术,另一个容器不使用水分子膜分离技术。实验测得平衡转化率与压强关系如图所示。其他条件相同,增大压强,平衡转化率增大,其原因是______ ;采用水分子膜分离技术的容器是_____ (填“甲”或“乙”)。
(5)一定温度下,向总压强恒定为100kPa的反应器中充入1 mol和3 mol ,发生(4)中反应①②③,达到平衡时转化率为50%,甲醇选择性为,生成0.05 mol ,则反应①的平衡常数为______ (写出数字表达式即可)[用分压计算的平衡常数为压强平衡常数,分压=总压×物质的量分数;甲醇选择性:]。
(1)工业上利用合成气合成甲醇: ,已知:几种热化学方程式如下:
kJ⋅mol
kJ⋅mol
kJ⋅mol
则上述反应中的
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入1 mol CO和1 mol ,在固体催化剂作用下合成甲醇:,下列叙述正确的是_____(填字母)。
A.当体积分数不变时达到平衡状态 |
B.平衡后充入少量氩气,平衡向左移动 |
C.平衡后再充入0.1 mol CO和0.1 mol ,CO平衡转化率增大 |
D.平衡后增大催化剂表面积,逆反应速率大于正反应速率 |
(3)甲醇是一种潜在储氢材料。我国学者研究甲醇在钯基催化剂表面上分解制氢:,其反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用“*”表示)。总反应的焓变为
(4)工业上,可以采用催化还原制备、。发生反应如下:
①(主反应)
②(主反应)
③(副反应)
一定温度下,在甲、乙体积相同的反应容器中分别充入1 mol 和3 mol ,发生上述反应,其中一个容器使用水分子膜分离技术,另一个容器不使用水分子膜分离技术。实验测得平衡转化率与压强关系如图所示。其他条件相同,增大压强,平衡转化率增大,其原因是
(5)一定温度下,向总压强恒定为100kPa的反应器中充入1 mol和3 mol ,发生(4)中反应①②③,达到平衡时转化率为50%,甲醇选择性为,生成0.05 mol ,则反应①的平衡常数为
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解题方法
【推荐3】用制备甲醇的反应原理为:。该反应进程可通过如下图所示的两步反应实现。
回答下列问题:
(1)由图可知,反应_______ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)为快反应。
(2)反应Ⅰ:_______ 0(填“>”“<”或“=”)。
(3)在容积可变的密闭容器中投入和,发生反应,测得平衡时的物质的量随温度、压强变化如下图所示。
①_______ (填“>”“<”或“=”),判断理由是_______ 。
②一定温度下,该反应在下列图像t时刻一定处于平衡状态的是_______ 。
A.B.C.D.
③若,则500K时该反应的平衡常数_______ (分压=物质的量分数×总压)。
④下列措施中,能够同时增大反应速率和提高平衡转化率的是_______ (填字母序号)。
A.使用高效催化剂B.增大体系压强
C.升高反应温度D.不断将从反应体系中分离出来
回答下列问题:
(1)由图可知,反应
(2)反应Ⅰ:
(3)在容积可变的密闭容器中投入和,发生反应,测得平衡时的物质的量随温度、压强变化如下图所示。
①
②一定温度下,该反应在下列图像t时刻一定处于平衡状态的是
A.B.C.D.
③若,则500K时该反应的平衡常数
④下列措施中,能够同时增大反应速率和提高平衡转化率的是
A.使用高效催化剂B.增大体系压强
C.升高反应温度D.不断将从反应体系中分离出来
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解题方法
【推荐1】(1)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转化成CO2和N2,化学方程式如下:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。反应能够自发进行,则反应的ΔH___ 0(填“>”“<”或“=”)。
(2)已知:反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1;反应Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2。不同温度时K1、K2的值如下表:
根据表中数据,计算反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的K3。
①平衡常数的表达式K1=___ ;
②温度为973K时:K3=____ ;(结果保留小数点后2位)
③反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)是____ (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)已知在温度为T时,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数K=0.32,在该温度下,已知c始(CO)=1mol·L-1,c始(H2O)=1mol·L-1,某时刻经测定CO的转化率为10%,则该反应____ (填“已经”或“没有”)达到平衡____ (通过计算比较Qc和K大小说明);此时刻v正____ (填“>”或“<”)v逆。
(2)已知:反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1;反应Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2。不同温度时K1、K2的值如下表:
温度/K | K1 | K2 |
973 | 1.47 | 2.38 |
1173 | 2.15 | 1.67 |
根据表中数据,计算反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的K3。
①平衡常数的表达式K1=
②温度为973K时:K3=
③反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)是
(3)已知在温度为T时,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数K=0.32,在该温度下,已知c始(CO)=1mol·L-1,c始(H2O)=1mol·L-1,某时刻经测定CO的转化率为10%,则该反应
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【推荐2】亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂,可由NO和Cl2反应得到,化学方程式为2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g)。
(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:
①2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+NOCl(g)
②4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)
③2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g)
设反应①②③对应的平衡常数依次为K1、K2、K3,则K1、K2、K3之间的关系为____________ 。
(2)300 ℃时,2NOCl(g) 2NO(g)+Cl2(g)。正反应速率的表达式为v正=k·cn(NOCl)(k为速率常数,只与温度有关),测得速率与浓度的关系如表所示:
n=________ ,k=________ 。
(3)在1 L恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g),在不同温度下测得c(NOCl)与时间t的关系如图A所示:反应开始到10 min时Cl2的平均反应速率v(Cl2)=________ mol·L-1·min-1。
(4)在密闭容器中充入NO(g)和Cl2(g),改变外界条件[温度、压强、、与催化剂的接触面积],NO的转化率变化关系如图B所示。X代表________ 。
(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:
①2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+NOCl(g)
②4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)
③2NO(g)+Cl2(g) 2NOCl(g)
设反应①②③对应的平衡常数依次为K1、K2、K3,则K1、K2、K3之间的关系为
(2)300 ℃时,2NOCl(g) 2NO(g)+Cl2(g)。正反应速率的表达式为v正=k·cn(NOCl)(k为速率常数,只与温度有关),测得速率与浓度的关系如表所示:
序号 | c(NOCl)/mol·L-1 | v/mol·L-1·s-1 |
① | 0.30 | 3.60×10-9 |
② | 0.60 | 1.44×10-8 |
③ | 0.90 | 3.24×10-8 |
(3)在1 L恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g),在不同温度下测得c(NOCl)与时间t的关系如图A所示:反应开始到10 min时Cl2的平均反应速率v(Cl2)=
(4)在密闭容器中充入NO(g)和Cl2(g),改变外界条件[温度、压强、、与催化剂的接触面积],NO的转化率变化关系如图B所示。X代表
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【推荐3】利用化学反应原理的知识可以有效的服务于生产和生活当中。
I.工业生产中经常用活性炭还原处理氮氧化物,起到了很好的效果。有关反应为:。
(1)写出上述反应的平衡常数表达式______ 。
(2)在2 L恒容密闭容器中加入足量C与NO发生反应,所得数据如表,回答下列问题。
①结合表中数据,判断该反应的______ 0(填“>”或“<”)。
②判断该反应达到平衡状态的依据是______ (填字母)。
A. B.容器内各气体浓度恒定
C.容器内压强恒定 D.容器内气体平均相对分子质量恒定
II.某同学设计利用一氧化氮—空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能,实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。
(3)甲装置中上的电极反应式为______ ;每转移1 mol电子,通过质子交换膜的的物质的量为______ 。
(4)乙装置中上的电极反应式为______ ,乙装置中物质X是______ (填化学式)。
(5)装置丙用于含锌粗铜的精炼。装置中电极A是______ (填“粗铜”或“纯铜”),工作一段时间后,溶液的浓度将______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
I.工业生产中经常用活性炭还原处理氮氧化物,起到了很好的效果。有关反应为:。
(1)写出上述反应的平衡常数表达式
(2)在2 L恒容密闭容器中加入足量C与NO发生反应,所得数据如表,回答下列问题。
实验编号 | 温度/℃ | 起始时NO的物质的量/mol | 平衡时的物质的量/mol |
1 | 700 | 0.40 | 0.09 |
2 | 800 | 0.24 | 0.08 |
②判断该反应达到平衡状态的依据是
A. B.容器内各气体浓度恒定
C.容器内压强恒定 D.容器内气体平均相对分子质量恒定
II.某同学设计利用一氧化氮—空气质子交换膜燃料电池将化学能转化为电能,实现了制硝酸、发电、环保三位一体的结合。
(3)甲装置中上的电极反应式为
(4)乙装置中上的电极反应式为
(5)装置丙用于含锌粗铜的精炼。装置中电极A是
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【推荐1】CO2是导致温室效应的主要物质。CO2加氢合成甲醇不仅解决了CO2的排放问题,还提供了化工基础原料。回答下列问题:
(1)已知CO2加氢合成甲醇涉及的反应有:
反应I:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.2kJ/mol
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol
则反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H3=___ kJ/mol
(2)在恒容密闭容器中发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),CO的平衡转化率与温度,压强的关系如图所示。
①A、B、C三点的平衡常数KA,KB,KC的大小关系是____ 。
②下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是____ (填代号)。
a.2v正(H2)=v逆(CH3OH)
b.混合气体的密度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不变
d.H2(g)与CH3OH(g) 的物质的量之比保持不变
③在容积为2L的密闭容器内充入0.3molCO与0.6molH2在催化剂作用下发生反应生成甲醇。A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA____ tC(填“大于”“小于”或“等于");若P2压强恒定为p,则T2℃平衡常数Kp=____ (Kp用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算,分压=总压×气体的物质的量分数,整理出含p的最简表达式)。
(3)我国规定生活用水中铅排放的最大允许浓度为0.01mg/L。在某含铅废水中加入Na2S,当S2-浓度达到6.8×10-8mol/L时,水体中Pb2+浓度为____ mol/L[已知:Ksp(PbS)=3.4×10-28],此时是否符合排放标准?___________ (填“是”或“否”)。
(1)已知CO2加氢合成甲醇涉及的反应有:
反应I:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.2kJ/mol
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol
则反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H3=
(2)在恒容密闭容器中发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),CO的平衡转化率与温度,压强的关系如图所示。
①A、B、C三点的平衡常数KA,KB,KC的大小关系是
②下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是
a.2v正(H2)=v逆(CH3OH)
b.混合气体的密度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不变
d.H2(g)与CH3OH(g) 的物质的量之比保持不变
③在容积为2L的密闭容器内充入0.3molCO与0.6molH2在催化剂作用下发生反应生成甲醇。A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA
(3)我国规定生活用水中铅排放的最大允许浓度为0.01mg/L。在某含铅废水中加入Na2S,当S2-浓度达到6.8×10-8mol/L时,水体中Pb2+浓度为
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【推荐2】随着时代的进步,人类对能源的需求量与日俱增,我国全球首套焦炉气化学合成法生产无水乙醇的工业示范项目打通全流程实现,项目投产成功。
(1)___________ (用含、、的代数式表示)。
已知:
i.
ii.
iii.
(2)在恒温恒容密闭容器中充入3mol和6mol仅发生反应,下列叙述不正确的是___________(填标号)。
(3)醋酸酯加氢制乙醇是一个乙酰基产物制备乙醇的路线,历程一般认为可分为如下步骤(*代表催化剂位点,已知:);
a. b.(快)
c.(慢) d.
e. ……
其中,在b和c的步骤中,活化能较小的是________ (填标号,下同),控制总反应速率的步骤是_________ ,分析上述步骤,副产物除外,还可能有________ (写一种即可,合理即可)。
(4)甲醇也是新能源的重要组成部分。以、为原料合成涉及的反应如下:
iv.
v.
vi.
在不同压强下、按照进行投料,在容器中发生上述3个反应,平衡时,CO和在含碳产物(即和CO)中物质的量分数及的转化率α随温度的变化如图,
压强、、由大到小的顺序为___________ ,曲线___________ (填“m”或“n”)代表在含碳产物中物质的量分数,在℃下,压强为时,反应ⅴ的浓度平衡常数___________ (填含α的表达式)。
(1)
已知:
i.
ii.
iii.
(2)在恒温恒容密闭容器中充入3mol和6mol仅发生反应,下列叙述不正确的是___________(填标号)。
A.混合气体总压强不随时间变化时,反应达到平衡状态 |
B.反应达到平衡时,体积分数可能为33.33% |
C.反应达到平衡后,再同比例充入CO、,则CO、的平衡转化率不变 |
D.反应达到平衡后,再加入高效催化剂,乙醇平衡产率保持不变 |
(3)醋酸酯加氢制乙醇是一个乙酰基产物制备乙醇的路线,历程一般认为可分为如下步骤(*代表催化剂位点,已知:);
a. b.(快)
c.(慢) d.
e. ……
其中,在b和c的步骤中,活化能较小的是
(4)甲醇也是新能源的重要组成部分。以、为原料合成涉及的反应如下:
iv.
v.
vi.
在不同压强下、按照进行投料,在容器中发生上述3个反应,平衡时,CO和在含碳产物(即和CO)中物质的量分数及的转化率α随温度的变化如图,
压强、、由大到小的顺序为
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【推荐3】二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题:
(1)煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为:____ 。
(2)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g) △H=-90.8 kJ·mol-1
③2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5 kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H=-41.3 kJ·mol-1
总反应:3H2(g)+3CO(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g) △H =______ ;该反应的平衡常数表达式______ ;一 定条件下的恒容密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高H2的转化率,可以采取的措施是____ (填字母代号)。
a.充入N2 b.加入催化剂 c.增加CO的浓度 d.分离出二甲醚 e.升温
(3)已知反应②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) 某温度下的平衡常数为400。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
①比较此时正、逆反应速率的大小:v正____ v逆(填“>”、“<”或“=”)。
②若加入CH3OH后,经10 min反应达到平衡,则V(CH3OH) =________ 。
(1)煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为:
(2)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g) △H=-90.8 kJ·mol-1
③2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5 kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H=-41.3 kJ·mol-1
总反应:3H2(g)+3CO(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g) △H =
a.充入N2 b.加入催化剂 c.增加CO的浓度 d.分离出二甲醚 e.升温
(3)已知反应②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) 某温度下的平衡常数为400。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
浓度/( mol·L-1) | 0.44 | 0.6 | 0.6 |
②若加入CH3OH后,经10 min反应达到平衡,则V(CH3OH) =
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