二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”,由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
①
②
③
回答下列问题:
(1)反应的___________ ;该反应在___________ (填“低温”或“高温”)下能够自发进行,反应的平衡常数K=___________ (用含、、的式子表示)。
(2)将合成气以通入1L的反应器中,一定条件下发生反应: ,其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下图所示,下列说法正确的是(填字母)___________ 。
A.
B.
C.若在和316℃时,起始时,则平衡时,小于50%
(3)CO合成甲醇时,在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。实际生产条件控制在250℃、kPa左右,选择此压强的理由是___________ 。
(4)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和制备二甲醚(DME)。观察下图,当约为___________ 时最有利于二甲醚的合成。
(5)高温时二甲醚蒸气发生分解反应:。迅速将二甲醚引入一个504℃的抽成真空的瓶中,在不同时刻测定瓶内压强如下表:
①该反应达到平衡状态时,二甲醚的转化率为___________ 。
②该反应的平衡常数___________ 。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
①
②
③
回答下列问题:
(1)反应的
(2)将合成气以通入1L的反应器中,一定条件下发生反应: ,其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下图所示,下列说法正确的是(填字母)
A.
B.
C.若在和316℃时,起始时,则平衡时,小于50%
(3)CO合成甲醇时,在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。实际生产条件控制在250℃、kPa左右,选择此压强的理由是
(4)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和制备二甲醚(DME)。观察下图,当约为
(5)高温时二甲醚蒸气发生分解反应:。迅速将二甲醚引入一个504℃的抽成真空的瓶中,在不同时刻测定瓶内压强如下表:
t/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
/kPa | 50.0 | 78.0 | 92.0 | 99.0 | 100 | 100 |
②该反应的平衡常数
更新时间:2023-11-09 16:30:35
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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解题方法
【推荐1】运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1)反应:N2(g)+O2(g)⇌2NO(g) △H1=+180.5kJ·mol-1
2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) △H2
已知CO的燃烧热为283.0 kJ·mol-1,则△H2=________ 。
(2)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)的速率却随着温度的升高而减小。某化学小组为研究该特殊现象的实质原因,查阅资料知2NO(g)+O2(g) ⇌2NO2(g)的反应历程分两步:
Ⅰ.2NO(g)⇌N2O2(g)(快);v1正=k1正·c2(NO);v1逆=k1逆·c(N2O2) △H1<0
Ⅱ.N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g)(慢);v2正=k2正·c(N2O2)c(O2);v2逆=k2逆·c2(NO2) △H2<0
请回答下列问题:
①一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)达到平衡状态,请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K=_________ 。
②决定2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)速率的是反应_________ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”),反应Ⅰ的活化能E1与反应Ⅱ的活化能E2的大小关系为E1______ E2(填“>”、“<”或“=”)。根据速率方程分析,升高温度该反应速率减小的原因是______ 。
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
(3)在一定温度下向容积为2L的密闭容器中加入0.5molNO、0.5molCO,此时容器总压为P0kPa,发生反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g),4min时达平衡,此时测得氮气的物质的量为0.2mol,则0-4min内用CO2表示的的平均速率为_______ kPa·min-1,用平衡分压表示的平衡常数KP=__________ (用含有P0的代数式表示)。达平衡后,若改变下列条件,既能加快反应速率又能提高NO的转化率的是_______
A.增大压强 B.降低温度 C.再加入0.5molNO、0.5molCO D.分离出部分N2
(1)反应:N2(g)+O2(g)⇌2NO(g) △H1=+180.5kJ·mol-1
2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) △H2
已知CO的燃烧热为283.0 kJ·mol-1,则△H2=
(2)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)的速率却随着温度的升高而减小。某化学小组为研究该特殊现象的实质原因,查阅资料知2NO(g)+O2(g) ⇌2NO2(g)的反应历程分两步:
Ⅰ.2NO(g)⇌N2O2(g)(快);v1正=k1正·c2(NO);v1逆=k1逆·c(N2O2) △H1<0
Ⅱ.N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g)(慢);v2正=k2正·c(N2O2)c(O2);v2逆=k2逆·c2(NO2) △H2<0
请回答下列问题:
①一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)达到平衡状态,请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K=
②决定2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)速率的是反应
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
(3)在一定温度下向容积为2L的密闭容器中加入0.5molNO、0.5molCO,此时容器总压为P0kPa,发生反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g),4min时达平衡,此时测得氮气的物质的量为0.2mol,则0-4min内用CO2表示的的平均速率为
A.增大压强 B.降低温度 C.再加入0.5molNO、0.5molCO D.分离出部分N2
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(0.4)
【推荐2】硫及其化合物在日常生活、工业生产中都非常普遍。
(1)变废为宝是治理污染的常用手段。以为催化剂,将氧化为,再进一步转化为硫酸,是工业上制取硫酸的常用方法。该过程可分为如下步骤:
(i)
(ii)
能量变化如图所示。
总反应的_____ (用中的合理数据组成的代数式表示)。决定催化氧化总反应速率的是步骤____ (填i或ii),其活化能为______ (用中的合理数据组成的代数式表示)。
(2)在水中,硫酸是一种强酸,但实际上只有第一步电离是完全的,第二步电离并不完全,电离方程式可表示为:,。
①时,溶液的_____ 7(填“>”“<”或“=”)。
②的稀硫酸中,,则硫酸第二步电离的电离常数_______ (只列式,不计算)。
(3)液态水中,水存在自偶电离:。平常书写的,实际上是纯水或水溶液中的缩写。如在水中电离,完整写法是。
①液态的醋酸(用表示)中,同样存在的自偶电离,其方程式可表示为____ 。
②用醋酸作溶剂时,硫酸是一种二元弱酸。将少量溶于冰醋酸中,第一步电离的完整写法是____ 。若保持温度不变,关于该所得溶液,下列说法正确的是____ 。
A.加入少量冰醋酸,与均减小
B.加入少量的电离程度增大
C.加入少量固体,与的比值减小
D.加入少量固体,减小
(1)变废为宝是治理污染的常用手段。以为催化剂,将氧化为,再进一步转化为硫酸,是工业上制取硫酸的常用方法。该过程可分为如下步骤:
(i)
(ii)
能量变化如图所示。
总反应的
(2)在水中,硫酸是一种强酸,但实际上只有第一步电离是完全的,第二步电离并不完全,电离方程式可表示为:,。
①时,溶液的
②的稀硫酸中,,则硫酸第二步电离的电离常数
(3)液态水中,水存在自偶电离:。平常书写的,实际上是纯水或水溶液中的缩写。如在水中电离,完整写法是。
①液态的醋酸(用表示)中,同样存在的自偶电离,其方程式可表示为
②用醋酸作溶剂时,硫酸是一种二元弱酸。将少量溶于冰醋酸中,第一步电离的完整写法是
A.加入少量冰醋酸,与均减小
B.加入少量的电离程度增大
C.加入少量固体,与的比值减小
D.加入少量固体,减小
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(0.4)
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【推荐3】诺贝尔化学奖获得者GeorgeA.Olah提出了“甲醇经济”的概念,他建议使用甲醇来代替目前广泛使用的化石燃料。工业上用天然气为原料,分为两个阶段制备甲醇:
(i)制备合成气:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=+206.0 kJ·mol-1
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.67 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)制备合成气反应中,平衡混合物中CO的体积分数与压强的关系如图1所示,判断T1和T2的大小关系:T1___________ T2(填“>”“<”或“=”),理由是___________ 。
(2)工业生产中为解决合成气中H2过量而CO不足的问题,原料气中需添加CO2,发生反应 CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41.17 kJ·mol-1。为了使合成气配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳的体积比为___________ 。
(3)在体积不变的密闭容器中投入0.5 mol CO和1 mol H2,不同条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H。实验测得平衡时H2的转化率随温度、压强的变化如图2所示。
①图2中X代表___________ (填“温度”或“压强”)。图3中正确表示该反应的平衡常数的负对数pK(pK=-lgK)与X的关系的曲线是___________ (填“AC”或“AB”)。
②若图2中M点对应的容器体积为5 L,则N点的平衡常数为___________ L2·mol-2。
(4)为节约化石能源、减少碳排放,用CO2代替CO作为制备甲醇的碳源正成为当前研究的焦点。
①二氧化碳加氢合成甲醇和水蒸气的热化学方程式为___________ 。
②研究表明在二氧化碳合成甲醇的原料气中加入一氧化碳可以降低CO2与H2反应的活化能。在200~360℃、9 MPa时,合成气初始组成H2、CO、CO2物质的量之比为7:2:1的条件下研究甲醇的合成反应(如图4所示)。CO2的平衡转化率随温度的升高先减小后增大,先减小的原因是___________ ,后增大的原因是___________ 。
(i)制备合成气:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=+206.0 kJ·mol-1
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.67 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)制备合成气反应中,平衡混合物中CO的体积分数与压强的关系如图1所示,判断T1和T2的大小关系:T1
(2)工业生产中为解决合成气中H2过量而CO不足的问题,原料气中需添加CO2,发生反应 CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41.17 kJ·mol-1。为了使合成气配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳的体积比为
(3)在体积不变的密闭容器中投入0.5 mol CO和1 mol H2,不同条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H。实验测得平衡时H2的转化率随温度、压强的变化如图2所示。
①图2中X代表
②若图2中M点对应的容器体积为5 L,则N点的平衡常数为
(4)为节约化石能源、减少碳排放,用CO2代替CO作为制备甲醇的碳源正成为当前研究的焦点。
①二氧化碳加氢合成甲醇和水蒸气的热化学方程式为
②研究表明在二氧化碳合成甲醇的原料气中加入一氧化碳可以降低CO2与H2反应的活化能。在200~360℃、9 MPa时,合成气初始组成H2、CO、CO2物质的量之比为7:2:1的条件下研究甲醇的合成反应(如图4所示)。CO2的平衡转化率随温度的升高先减小后增大,先减小的原因是
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(0.4)
【推荐1】对烟道气中的SO2进行回收再利用具有较高的社会价值和经济价值。
Ⅰ. CO还原法
(1)一定条件下,由SO2和CO反应生成S和CO2的能量变化如右图I所示,每生成16gS(s) ,该反应_______ (填“放出”或“吸收”)的热量为_________ 。
(2)在绝热恒容的密闭容器中,进行反应:
2CO(g)+SO2(g) S(s)+2CO2(g),该反应的平衡常数表达式为_______ 。对此反应下列说法正确的是__________
A.若混合气体密度保持不变,则已达平衡状态
B.反应开始到平衡时,容器内气体的压强保持不变
C.达平衡后若再充人一定量CO2,平衡常数保持不变
D.分离出S,正、逆反应速率均保持不变
(3)向2L恒温恒容密闭容器中通入2molCO和lmolSO2,分别进行a、b、c三组实验。在不同条件下发生反应:2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2,反应体系总压强随时间的变化曲线如下图Ⅱ所示,则三组实验温度的关系是a______ b ______ c (填“> ”、“< ”、或“=”) ;实验a从反应开始至平衡时,反应速率v(SO2)=____________ 。
Ⅱ.Na2SO3溶液吸收法
常温下,用300mL1.0mol·L-1,Na2SO3溶液吸收SO2的过程中,溶液pH随吸收SO2物质的量的变化曲线如上图Ⅲ所示。
(4)1.0mol·L-1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为_________
(5)若用等体积、等物质的量浓度的下列溶液分别吸收SO2,则理论上吸收量最多的是____
A. NH3·H2O B. Na2S C. Na2CO3 D. FeCl3
(6)常温下,H2SO3的二级电离平衡常数Ka2的数值为_________ 。
Ⅰ. CO还原法
(1)一定条件下,由SO2和CO反应生成S和CO2的能量变化如右图I所示,每生成16gS(s) ,该反应
(2)在绝热恒容的密闭容器中,进行反应:
2CO(g)+SO2(g) S(s)+2CO2(g),该反应的平衡常数表达式为
A.若混合气体密度保持不变,则已达平衡状态
B.反应开始到平衡时,容器内气体的压强保持不变
C.达平衡后若再充人一定量CO2,平衡常数保持不变
D.分离出S,正、逆反应速率均保持不变
(3)向2L恒温恒容密闭容器中通入2molCO和lmolSO2,分别进行a、b、c三组实验。在不同条件下发生反应:2CO(g)+SO2(g)S(s)+2CO2,反应体系总压强随时间的变化曲线如下图Ⅱ所示,则三组实验温度的关系是a
Ⅱ.Na2SO3溶液吸收法
常温下,用300mL1.0mol·L-1,Na2SO3溶液吸收SO2的过程中,溶液pH随吸收SO2物质的量的变化曲线如上图Ⅲ所示。
(4)1.0mol·L-1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为
(5)若用等体积、等物质的量浓度的下列溶液分别吸收SO2,则理论上吸收量最多的是
A. NH3·H2O B. Na2S C. Na2CO3 D. FeCl3
(6)常温下,H2SO3的二级电离平衡常数Ka2的数值为
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(0.4)
【推荐2】热解耦合化学链制氢工艺是一种将生物质废物转变为高纯的环境友好型技术路线,如图。
(1)在燃料反应器中,研究人员对纯作为燃料气与铁基载氧体()的还原反应进行了理论研究,得到了还原阶段平衡浓度和固体成分随温度变化的图象,如图。
已知:a.
b.
c.
①反应的_______ (用m、n、q表示)。
②当温度低于时,燃料还原阶段得到的固体主要是和_______ 。
③曲线代表的反应为_______ (填“b”或“c”),曲线随温度升高而降低的原因是_______ 。
④纯作燃料气反应时发生歧化反应[]使铁基载氧体的固定床内大量积碳。对歧化反应进行独立研究:时,向一固定容器中通入一定量,测得平衡后的浓度为,已知该温度下反应的平衡常数,的平衡转化率是_______ (写出计算过程,保留一位小数)。
(2)深度还原的过程为:。该过程中,在不同铁基载氧体()表面的能垒变化如图所示:在各表面稳定吸附为初始状态(),从各表面脱附进入气相为最终状态()。
①在_______ 表面反应释放的速率最快;释放等量时,在_______ 表面反应放出能量最多(填“Ⅰ”、“Ⅱ”、“ⅢI”或“Ⅳ”)。
②在Ⅰ表面上的反应路径分三步:
i.;(*为活性点位)
ⅱ.;
ⅲ._______ 。
(3)在蒸汽反应器中,研究表明:压强对出口气体百分含量的影响不大,其原因是_______ 。
(1)在燃料反应器中,研究人员对纯作为燃料气与铁基载氧体()的还原反应进行了理论研究,得到了还原阶段平衡浓度和固体成分随温度变化的图象,如图。
已知:a.
b.
c.
①反应的
②当温度低于时,燃料还原阶段得到的固体主要是和
③曲线代表的反应为
④纯作燃料气反应时发生歧化反应[]使铁基载氧体的固定床内大量积碳。对歧化反应进行独立研究:时,向一固定容器中通入一定量,测得平衡后的浓度为,已知该温度下反应的平衡常数,的平衡转化率是
(2)深度还原的过程为:。该过程中,在不同铁基载氧体()表面的能垒变化如图所示:在各表面稳定吸附为初始状态(),从各表面脱附进入气相为最终状态()。
①在
②在Ⅰ表面上的反应路径分三步:
i.;(*为活性点位)
ⅱ.;
ⅲ.
(3)在蒸汽反应器中,研究表明:压强对出口气体百分含量的影响不大,其原因是
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(0.4)
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解题方法
【推荐3】硫和氮是生物必需的营养元素,含硫和氮的化合物在自然界中广泛存在。
(1)火山喷发产生在大气中发生如下反应:
①;
②;
写出燃烧的热化学方程式:______ 。
(2)工业上可用NaClO碱性溶液吸收。为了提高吸收效率,常用作为催化剂。反应过程中产生的四价镍和原子氧具有极强的氧化能力可加快对的吸收。该催化过程的示意图如图所示。也可用于脱硫,原因是______ 。(3)氮的氧化物脱除可以利用电化学原理处理,利用下图所示装置可同时吸收和NO。已知:是一种弱酸。①阴极的电极反应式为______ 。
②若无能量损失,相同条件下,和NO的体积比为______ 时,两种气体都能被完全处理。
(4)在起始温度为T℃、容积均为10L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入1mol 和4mol ,发生反应 。已知:、分别是正、逆反应速率常数,,,A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。①用CO的浓度变化表示曲线N在0~100s内的反应速率为______ 。
②T℃时______ 。
(5)太阳能光电催化-化学耦合分解的装置如图所示.该太阳能光电催化—化学耦合分解的过程可描述为______ 。
(1)火山喷发产生在大气中发生如下反应:
①;
②;
写出燃烧的热化学方程式:
(2)工业上可用NaClO碱性溶液吸收。为了提高吸收效率,常用作为催化剂。反应过程中产生的四价镍和原子氧具有极强的氧化能力可加快对的吸收。该催化过程的示意图如图所示。也可用于脱硫,原因是
②若无能量损失,相同条件下,和NO的体积比为
(4)在起始温度为T℃、容积均为10L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入1mol 和4mol ,发生反应 。已知:、分别是正、逆反应速率常数,,,A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。①用CO的浓度变化表示曲线N在0~100s内的反应速率为
②T℃时
(5)太阳能光电催化-化学耦合分解的装置如图所示.该太阳能光电催化—化学耦合分解的过程可描述为
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【推荐1】乙烯是世界上产量最大的化学产品之一,乙烯工业是石油化工产业的核心。
(1)甲醇制备乙烯的主要反应:
i. 2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g) ∆H1=—20.9 kJ/mol
ii. 3CH3OH(g)=C3H6(g)+3H2O(g) ∆H2=—98.1 kJ/mol
iii. 4CH3OH(g)=C4H8(g)+4H2O(g) ∆H3=—118.1 kJ/mol
①C3H6转化为C2H4的热化学方程式iv:2C3H6(g) =3C2H4(g) ∆H4=___________ ,该反应能自发进行的条件是___________ (填“较低”“较高”或“任意”)温度。
②加入N2作为稀释剂,反应i中C2H4的产率将___________ (填“增大”、减小”或“不变”)。
(2)乙炔在Pd表面选择加氢生成乙烯的反应机理如图。其中吸附在Pd表面上的物种用*标注。
该历程中最大能垒(活化能)Ea(正)=___________ kJ/mol,该步骤的化学方程式为___________ 。
(3)Warker法是目前工业上生产乙醛的最重要方法。其反应如下:
CH2=CH2(g)+O2(g)CH3CHO(g) ∆H= -243.68kJ/mol
某温度下,物质的量之比为2:1的CH=CH2和O2在刚性容器内发生反应该反应,若起始总压为1.5 MPa,反应达到平衡时总压减少了25 %,则CH2=CH2的平衡转化率为___________ ,用各物质的平衡分压表示该反应的平衡常数,则Kp=___________ MPa-0.5(只要列出计算式,分压=总压×物质的量分数)。
(4)电解法处理含乙醛的工业废水的总反应为2CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH。实验室中,以一定浓度的乙醛和H2SO4溶液为电解质溶液,模拟含乙醛的工业废水,用惰性电极进行电解,其装置如图所示。
①b上的电极反应式为___________ 。
②在处理过程中,当外电路中的电流I= a A(A为电流单位)时,b分钟处理掉乙醛 c克,则该电解装置的电流效率η=___________ (用含a、b、c的代数式表示)。[已知:F=96500C∙mol-1,η=]
(1)甲醇制备乙烯的主要反应:
i. 2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g) ∆H1=—20.9 kJ/mol
ii. 3CH3OH(g)=C3H6(g)+3H2O(g) ∆H2=—98.1 kJ/mol
iii. 4CH3OH(g)=C4H8(g)+4H2O(g) ∆H3=—118.1 kJ/mol
①C3H6转化为C2H4的热化学方程式iv:2C3H6(g) =3C2H4(g) ∆H4=
②加入N2作为稀释剂,反应i中C2H4的产率将
(2)乙炔在Pd表面选择加氢生成乙烯的反应机理如图。其中吸附在Pd表面上的物种用*标注。
该历程中最大能垒(活化能)Ea(正)=
(3)Warker法是目前工业上生产乙醛的最重要方法。其反应如下:
CH2=CH2(g)+O2(g)CH3CHO(g) ∆H= -243.68kJ/mol
某温度下,物质的量之比为2:1的CH=CH2和O2在刚性容器内发生反应该反应,若起始总压为1.5 MPa,反应达到平衡时总压减少了25 %,则CH2=CH2的平衡转化率为
(4)电解法处理含乙醛的工业废水的总反应为2CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH。实验室中,以一定浓度的乙醛和H2SO4溶液为电解质溶液,模拟含乙醛的工业废水,用惰性电极进行电解,其装置如图所示。
①b上的电极反应式为
②在处理过程中,当外电路中的电流I= a A(A为电流单位)时,b分钟处理掉乙醛 c克,则该电解装置的电流效率η=
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较难
(0.4)
【推荐2】是一种主要的温室气体,我国力争于2030年做到碳达峰,2060年实现碳中和,催化加氢制甲醇,降低空气中含量,是当前研究的热点之一。
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)__________ 。
(2)向300℃、体积为VL的恒容密闭容器中通入和发生上述3个反应,达到平衡时,容器中为amol,为bmol,此时CO的浓度为__________ (用含a、b、V的代数式表示)。
(3)研究反应Ⅱ发现:该反应速率,其中、分别为正、逆反应速率常数,c为物质的量浓度,若某平衡体系中只存在反应Ⅱ。
①已知,下图中A点所处状态在温度升高后pK数值将变为__________ 点(填“B”、“C”或“D”)。②若降低温度,的值__________ (填“增大”“减小”或“不变”) 。
(4)向某密闭容器中按通入两种反应物(假设只发生反应Ⅲ),在不同条件下达到平衡,假设体系中甲醇的物质的量分数为,分别在恒温(t=250℃)下改变压强、在恒压()下改变温度,获得数据如下图所示:①则图中恒温曲线是____________________ ,判断依据是______________________________ 。
②当时,的平衡转化率为__________ 。(保留三位有效数字)
(5)某温度下将和充入某恒容密闭容器中(假设只发生反应Ⅲ),初始压强为p,保持温度不变,平衡时的转化率为50%,则该温度下的平衡常数为__________ (用含p的关系式表示)。
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)
(2)向300℃、体积为VL的恒容密闭容器中通入和发生上述3个反应,达到平衡时,容器中为amol,为bmol,此时CO的浓度为
(3)研究反应Ⅱ发现:该反应速率,其中、分别为正、逆反应速率常数,c为物质的量浓度,若某平衡体系中只存在反应Ⅱ。
①已知,下图中A点所处状态在温度升高后pK数值将变为
(4)向某密闭容器中按通入两种反应物(假设只发生反应Ⅲ),在不同条件下达到平衡,假设体系中甲醇的物质的量分数为,分别在恒温(t=250℃)下改变压强、在恒压()下改变温度,获得数据如下图所示:①则图中恒温曲线是
②当时,的平衡转化率为
(5)某温度下将和充入某恒容密闭容器中(假设只发生反应Ⅲ),初始压强为p,保持温度不变,平衡时的转化率为50%,则该温度下的平衡常数为
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【推荐3】硫酸是重要的化工材料,二氧化硫生成三氧化硫是工业制硫酸的重要反应之一。
(1)将0.050molSO2和0.030molO2放入容积为1L的密闭容器中,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.040mol·L-1
①从平衡角度分析采用过量O2的目的是___ 。
②该条件下反应的平衡常数K=___ 。
③已知:K(300℃)>K(350℃),正反应是___ (填“吸”或“放”)热反应。若反应温度升高,SO2的转化率___ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图I所示。平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)___ K(B)(填“大于”“等于”或“小于”,下同)。
(3)如图II所示,保持温度不变,将2molSO2和1molO2加入甲容器中,将4molSO3加入乙容器中,隔板K不能移动。此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍。
①若移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到新平衡时,SO3的体积分数甲___ 乙。
②若保持乙中压强不变,向甲、乙容器中通入等质量的氦气,达到新平衡时,SO3的体积分数甲___ 乙。
(1)将0.050molSO2和0.030molO2放入容积为1L的密闭容器中,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.040mol·L-1
①从平衡角度分析采用过量O2的目的是
②该条件下反应的平衡常数K=
③已知:K(300℃)>K(350℃),正反应是
(2)某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图I所示。平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)
(3)如图II所示,保持温度不变,将2molSO2和1molO2加入甲容器中,将4molSO3加入乙容器中,隔板K不能移动。此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍。
①若移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到新平衡时,SO3的体积分数甲
②若保持乙中压强不变,向甲、乙容器中通入等质量的氦气,达到新平衡时,SO3的体积分数甲
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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解题方法
【推荐1】已知,生产甲醇过程主要发生以下反应:
反应I.
反应II.
反应III.
(1)反应III中,H=_____________ ,该反应在_______ 条件下能自发进行。
A.在低温条件下自发进行 B.在高温条件下自发进行
C.在任何条件下都能自发进行 D.在任何条件下都不能自发进行
(2)反应III中,的平衡转化率与温度的关系如图所示:①两点压强大小关系是pA_____________ pB(填“、、”)。
②三点平衡常数的大小关系为_____________ 。时,由D点到A点过程中正、逆反应速率之间的关系:v正_____________ v逆。(填“”、“”或“”)。
(3)完成下列问题。
①向某恒温恒压密闭容器中充入和,下列能说明反应III达到平衡的是_______ 。
A.
B.两种反应物转化率的比值不再改变
C.容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.容器内混合气体的密度不再改变
②在恒容密闭容器中充入和,在和条件下经达到平衡状态。在该条件下,v(H2)=_______ 。
(4)已知:的选择性,不考虑催化剂活性温度,为同时提高的平衡转化率和甲醇的选择性,应选择的反应条件是_______ ,说明其原因_____________________ 。
A.低温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.高温低压
反应I.
反应II.
反应III.
(1)反应III中,H=
A.在低温条件下自发进行 B.在高温条件下自发进行
C.在任何条件下都能自发进行 D.在任何条件下都不能自发进行
(2)反应III中,的平衡转化率与温度的关系如图所示:①两点压强大小关系是pA
②三点平衡常数的大小关系为
(3)完成下列问题。
①向某恒温恒压密闭容器中充入和,下列能说明反应III达到平衡的是
A.
B.两种反应物转化率的比值不再改变
C.容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.容器内混合气体的密度不再改变
②在恒容密闭容器中充入和,在和条件下经达到平衡状态。在该条件下,v(H2)=
(4)已知:的选择性,不考虑催化剂活性温度,为同时提高的平衡转化率和甲醇的选择性,应选择的反应条件是
A.低温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.高温低压
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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解题方法
【推荐2】我国煤炭资源丰富。以煤炭为原料可生产甲醇、二甲醚、丙烯等重要化工产品。
(1)煤的气化: ,反应能自发进行的条件是___________ (填“高温”、“低温”或“任意温度)。
(2)制备甲醇:用CO合成甲醇()的化学方程式为 。
①在一定条件下将2mol CO和6mol 充入2L的密闭容器中发生该反应,5min后测得,则此段时间的反应速率(用表示)为_____ 。
②该投料时,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图。下列说法错误的是_____ 。
A.平均摩尔质量:M(a)>M(b)>M(d)>M(c) B.正反应速率:v(b)>v(d)
C.温度: D.平衡常数:K(a)<K(b)=K(d)<K(c)
③若容器容积不变,可以使CO转化率增大的措施是_____ 。(任写两种)
(3)制备丙烯:气化产生的CO、转化为二甲醚后,再转化为丙烯。主要反应为:
Ⅰ.
Ⅱ.
一定温度下,在体积为VL的密闭容器中投入2mol 发生反应,初始总压为,平衡时测定、的物质的量分数与温度(T)的关系如图。
则温度为时,容器内总压强为_______ ,此时反应Ⅱ的分压平衡常数___________ 。(分压p=气体总压×物质的量分数)
(4)制备乙醛:在K、kPa下,等物质的量的CO与混合气体发生如下反应:,反应速率,、分别为正、逆向反应速率常数,p为气体的分压。分压平衡常数,则CO的转化率为20%时,___________ 。
(1)煤的气化: ,反应能自发进行的条件是
(2)制备甲醇:用CO合成甲醇()的化学方程式为 。
①在一定条件下将2mol CO和6mol 充入2L的密闭容器中发生该反应,5min后测得,则此段时间的反应速率(用表示)为
②该投料时,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图。下列说法错误的是
A.平均摩尔质量:M(a)>M(b)>M(d)>M(c) B.正反应速率:v(b)>v(d)
C.温度: D.平衡常数:K(a)<K(b)=K(d)<K(c)
③若容器容积不变,可以使CO转化率增大的措施是
(3)制备丙烯:气化产生的CO、转化为二甲醚后,再转化为丙烯。主要反应为:
Ⅰ.
Ⅱ.
一定温度下,在体积为VL的密闭容器中投入2mol 发生反应,初始总压为,平衡时测定、的物质的量分数与温度(T)的关系如图。
则温度为时,容器内总压强为
(4)制备乙醛:在K、kPa下,等物质的量的CO与混合气体发生如下反应:,反应速率,、分别为正、逆向反应速率常数,p为气体的分压。分压平衡常数,则CO的转化率为20%时,
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐3】苯乙烯是用于生产苯乙烯系列树脂、丁苯橡胶、离子交换树脂及医药品的原料之一,可通过乙苯的分解制备。
(1)标准状态时,由指定单质生成物质的焓变称为标准摩尔生成焓,如氨气的标准摩尔生成焓可用表示。规定,石墨和为0,利用标准摩尔生成焓可以求出化学反应热,已知相关物质的标准摩尔生成焓如下表:
乙苯分解反应的_______ ,该反应在___________ (填标号)下有利于自发进行。
a.高温 b.低温 c.任何温度
(2)向密闭容器中充入气态乙苯发生反应,其平衡转化率随温度和压强变化的情况如图所示。
①由大到小的顺序是___________ 。
②A点对应的条件下,H2的体积分数为___________ (保留三位有效数字)下,该反应的物质的量分数平衡常数[用平衡时各物质的物质的量分数(物质的量分数某组分的物质的量总物质的量)来代替各物质的平衡浓度,得到的平衡常数称为物质的量分数平衡常数]___________ ;与压强平衡常数(以分压装示,分压=总压×物质的量分数,表示总压)的关系为___________ (用含的式子表示)。
③向点平衡体系中加入可提高平衡转化率,欲将平衡转化率提高至,需要向反应器中充入___________ 作为稀释气。
(1)标准状态时,由指定单质生成物质的焓变称为标准摩尔生成焓,如氨气的标准摩尔生成焓可用表示。规定,石墨和为0,利用标准摩尔生成焓可以求出化学反应热,已知相关物质的标准摩尔生成焓如下表:
物质 | ||
+29.8 | +147.5 |
a.高温 b.低温 c.任何温度
(2)向密闭容器中充入气态乙苯发生反应,其平衡转化率随温度和压强变化的情况如图所示。
①由大到小的顺序是
②A点对应的条件下,H2的体积分数为
③向点平衡体系中加入可提高平衡转化率,欲将平衡转化率提高至,需要向反应器中充入
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