氨的用途十分泛,如氨是制造硝酸和氮肥的重要原料。工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。回答下列问题:
(1)合成氨反应的历程和能量的变化如图所示,符号“·”可视为催化剂。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/15/fc675832-6806-4d65-b215-2b429010d781.png?resizew=443)
在合成氨的基元反应中,决速步骤的活化能为___________ kJ/mol。
(2)在不同条件下进行合成氨反应,下列反应速率由大到小的顺序是___________ (填选项序号)。
①v(N2)=0.5mol/(L·min) ②v(H2)=0.02mol/(L·s)
③v(NH3)=0.4mol/(L·min) ④v(NH3)=0.02mol/(L·s)
(3)对于合成氨反应而言,只控制一个变量,下列图像合理的是___________(填选项字母)。
(4)一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入0.4molN2、1.2molH2发生反应,NH3的浓度随时间变化情况如表所示:
0~10min内,用H2表示的平均反应速率为___________ ;实验测得体系平衡时的压强为10MPa,则该反应的平衡常数Kp=___________ MPa-2(用分数表示,Kp为分压表示的平衡常数,分压=总压×体积分数);若维持温度不变,向另一2L恒容密闭容器中充入H2、N2和NH3各4mol时,该反应的v正___________ (填“>”“<”或“=”)v逆。
(1)合成氨反应的历程和能量的变化如图所示,符号“·”可视为催化剂。
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在合成氨的基元反应中,决速步骤的活化能为
(2)在不同条件下进行合成氨反应,下列反应速率由大到小的顺序是
①v(N2)=0.5mol/(L·min) ②v(H2)=0.02mol/(L·s)
③v(NH3)=0.4mol/(L·min) ④v(NH3)=0.02mol/(L·s)
(3)对于合成氨反应而言,只控制一个变量,下列图像合理的是___________(填选项字母)。
A.![]() | B.![]() |
C.![]() | D.![]() |
时间/min | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
浓度/mol/L | 0.08 | 0.14 | 0.18 | 0.20 | 0.20 |
23-24高三上·河北石家庄·期中 查看更多[2]
更新时间:2023-11-14 13:45:17
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【推荐1】SO2催化氧化制SO3是工业制硫酸的关键过程,其反应为2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) △H<0。实验室模拟合成SO3,向温度为400℃,容积为0.5L的恒容密闭容器中加入2molSO2和1molO2,反应过程中SO3浓度随时间变化情况见表。
(1)0~3min内SO2的平均反应速率为____ mol·L-1·min-1,5min后若改变某一条件使得SO3的浓度发生了如表所示的变化,则该条件为___ (填标号)。
A.升高温度 B.增大SO2浓度 C.移出部分SO3 D.降低温度 E.加入合适的催化剂
(2)判断该反应达到平衡状态的依据是____ (填标号)。
A.2v正(SO3)=v逆(O2)
B.气体的平均相对分子质量不再改变
C.气体的密度不再改变
(3)4min时保持其他条件不变,若再向容器中通入0.5molSO2和0.5molSO3,则平衡将向____ (填“正”或“逆”)反应方向移动。
(4)4min时保持其他条件不变,仅充入氮气,使体系压强增大,SO2转化率将___ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)若初始投料及其他条件不变,在温度为T2℃时进行反应,达到新平衡后,气体总压强是反应前的
,则SO2的物质的量分数为____ ,T2℃时的平衡常数K为___ ,T2____ (填“=”或“<”)400℃。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
时间/min | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
SO3浓度/(mol·L-1) | 1.2 | 2.0 | 2.7 | 3.0 | 3.0 | 2.4 | 2.1 | 2.1 |
(1)0~3min内SO2的平均反应速率为
A.升高温度 B.增大SO2浓度 C.移出部分SO3 D.降低温度 E.加入合适的催化剂
(2)判断该反应达到平衡状态的依据是
A.2v正(SO3)=v逆(O2)
B.气体的平均相对分子质量不再改变
C.气体的密度不再改变
(3)4min时保持其他条件不变,若再向容器中通入0.5molSO2和0.5molSO3,则平衡将向
(4)4min时保持其他条件不变,仅充入氮气,使体系压强增大,SO2转化率将
(5)若初始投料及其他条件不变,在温度为T2℃时进行反应,达到新平衡后,气体总压强是反应前的
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【推荐2】研究
之间的转化具有重要意义。
(1)已知:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f4d3c738606c861f21410654f23b5ac8.png)
,将一定量
气体充入恒容的密闭容器中,控制反应温度为
。
①下列可以作为反应达到平衡的判据是___________ 。
A.气体的压强不变 B.
C.K不变
D.容器内气体的密度不变 E.容器内颜色不变
②在恒温恒容容器中加入
,经过
反应达到平衡,
气体的平衡转化率为75%,则用
表示的平均反应速率为___________
(用t表示)。
③在温度为
、
时,平衡体系中
的体积分数随压强变化曲线如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/26/089914ea-d708-4b37-93a1-c602fd3729e6.png?resizew=166)
由状态B到状态A,可以选择方法是___________ (填“升高”或“降低”)温度。A、C两点气体的颜色是___________ (填“A比C深”、“C比A深”或“A与C一样深”)。
(2)NO氧化反应:
分两步进行,其反应过程能量变化示意图如左图。
I.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e029cc1f7d07eeb136bd3946a7eb23e3.png)
II.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/32410867843f1a7ef11410da8f3f8dab.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/26/b9e8b563-e4f8-42ec-a27c-77c6f61956ac.png?resizew=195)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/26/5e01fc2e-8cb0-44d1-80c2-c533c0a1524a.png?resizew=167)
①决定NO氧化反应速率的步骤是___________ (填“I”或“II”)。
②在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和
气体,保持其它条件不变,控制反应温度分别为
和![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2114a0fe21dc0e5bf831c146ef02b113.png)
,测得
随t(时间)的变化曲线如右图。转化相同量的NO,在温度___________ (填“
”或“
”)下消耗的时间较长,试结合反应过程能量图分析其原因___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e37be070c3ec0fb1d85fdcbe7b1e96aa.png)
(1)已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f4d3c738606c861f21410654f23b5ac8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d92a9a01739ffe21a97e84c7c62c823.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a724b59c890095baa5cb73e267c44.png)
①下列可以作为反应达到平衡的判据是
A.气体的压强不变 B.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cf25c5e2be4cd72cb130146a80f05f25.png)
D.容器内气体的密度不变 E.容器内颜色不变
②在恒温恒容容器中加入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a6c18432a648e3aea146e5645b10d9bd.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d6149377ee90af173136c0119993ccb.png)
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③在温度为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a724b59c890095baa5cb73e267c44.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9275bd8ce17fcc4a786510b008414ab0.png)
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/26/089914ea-d708-4b37-93a1-c602fd3729e6.png?resizew=166)
由状态B到状态A,可以选择方法是
(2)NO氧化反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e2935b71bd2fe0db95d3c4f71373aa84.png)
I.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7aba5b6fbf8763fd8cba4df8c7a3f788.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e029cc1f7d07eeb136bd3946a7eb23e3.png)
II.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f407624a2f50eb6b1671d4f831ed6b35.png)
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①决定NO氧化反应速率的步骤是
②在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/155c5f3a5c55e0c95191c5a893f63062.png)
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【推荐3】“碳一化学”是指以碳单质或分子中含一个碳原子的物质(如CO、CO2、CH4、CH3OH、HCOOH等)为原料合成工业产品的化学工艺,对开发新能源和控制环境污染有重要意义。回答下列问题:
(1)我国用铜基催化剂,由CO2加氢制甲醇已工业化,部分反应历程如图所示(带*微粒为催化剂表面的吸附物种,氢原子没有全部标出),由CO2*→CH2O*+OH*过程的焓变△H=△H1+△H2+_________ (将结果补充完整,用含E1、E2、E3、E4的代数式表示);理论上,反应历程中消耗的H*与生成的甲醇的物质的量之比为_________ 。
催化重整技术制合成气是研究热点之一,具有广阔的市场前景、经济效应和社会意义,发生的主要反应如下:
主反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/108322438f56e39384873f182f06e974.png)
副反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8609844633c5ff2f6467a3703571ab91.png)
一定温度下,向某2L恒容密闭容器中充入2molCO2和1molCH4,使起始压强为
,30s后上述主、副反应达到平衡,此时测得CO的物质的量为1.7mol,H2O的物质的量为0.1mol。
①平衡时的总压强为_________ (用含
的代数式表示)。
②在0~30s内,用CO2表示的平均反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f788758ce7e783c9558639cb4edc92cb.png)
_________
。
③该温度下,副反应的压强平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/75bbf44099ea991d7a0538e2c3b1ec99.png)
___________ (用分数表示)。
(3)一定条件下,水气变换反应:
的中间产物是HCOOH。温度为T0℃时,在密封石英管内充满0.1mol·L-1HCOOH水溶液,HCOOH(aq)的分解反应如下(分解产物均完全溶于水):
i.
(快反应);
ⅱ.
(慢反应)。
研究发现,H+仅对反应i有催化加速作用,反应i速率远大于反应ⅱ,故近似认为反应i建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离,其浓度视为常数。
①部分物质浓度与反应时间的变化关系如图所示,试推测CO的浓度随反应时间的变化趋势是____________ (填字母),其理由是___________ (忽略碳元素的其他存在形式)。
A.增大 B.减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(1)我国用铜基催化剂,由CO2加氢制甲醇已工业化,部分反应历程如图所示(带*微粒为催化剂表面的吸附物种,氢原子没有全部标出),由CO2*→CH2O*+OH*过程的焓变△H=△H1+△H2+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eeb5c57f097a15ff38b86796763692d9.png)
主反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2954feb62a50c9d1261668a41ac4be49.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/108322438f56e39384873f182f06e974.png)
副反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b1b1d40ebbc1f613d901159f2ee2f045.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8609844633c5ff2f6467a3703571ab91.png)
一定温度下,向某2L恒容密闭容器中充入2molCO2和1molCH4,使起始压强为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c68afa13232ba153bcc18ab4824a0bb.png)
①平衡时的总压强为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c68afa13232ba153bcc18ab4824a0bb.png)
②在0~30s内,用CO2表示的平均反应速率
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f788758ce7e783c9558639cb4edc92cb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5547f6339f968a7af10c5c0c781308a9.png)
③该温度下,副反应的压强平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/75bbf44099ea991d7a0538e2c3b1ec99.png)
(3)一定条件下,水气变换反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b05efe66c0e0954c289a0f6f05e4faa3.png)
i.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/65940c41216ddf033d405fa9578f863c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2ba7ca65268dece097f4152efcf736ed.png)
ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ebd10ee4910b3c66b5a7e02e21914a05.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2ba7ca65268dece097f4152efcf736ed.png)
研究发现,H+仅对反应i有催化加速作用,反应i速率远大于反应ⅱ,故近似认为反应i建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离,其浓度视为常数。
①部分物质浓度与反应时间的变化关系如图所示,试推测CO的浓度随反应时间的变化趋势是
A.增大 B.减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大
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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。
Ⅰ.催化合成氨
(1)铁触媒催化合成氨的反应进程如图所示(图中“*”表示吸附在催化剂表面的物质)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/12/17289309-ffef-4d7a-bb27-261a90cea742.png?resizew=546)
①催化反应往往经过物质在催化剂表面的“吸附”过程和脱离催化剂表面的“脱附”过程,“脱附”过程是___________ (填“吸热”或“放热”)过程。
②上图中决速步骤的反应方程式为___________ 。
③相同质量的同种催化剂,在载体上的分散度越高,催化效果越好,原因是___________ 。
(2)实验室模拟合成氨。恒温下,向一个4L的密闭容器中充入
和
,反应过程中对
的物质的量进行检测,得到的数据如下表所示:
①计算此条件下该反应的化学平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09b51ee6fe038c30ffb16019af67a9fe.png)
___________ 。
②若维持容器容积不变,温度不变,往原平衡体系中加入
、
和
各
,再次达到平衡前![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/175a8c7f94061f333ab171c245fdf075.png)
___________
(填“>”、“<”或“=”)。
Ⅱ.电化学合成氨
电解法合成氨反应装置如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/12/a8372c44-79dc-43a3-ad72-4c5e23db2106.png?resizew=495)
(3)①写出a极电极反应式___________ 。
②电解装置中质子交换膜的作用为___________ 。
③若b极产生的
在一定条件下的体积为336 L,a极中通入相同条件下
的总体积为672 L,则
的转化率为___________ %(保留两位有效数字)。
Ⅰ.催化合成氨
(1)铁触媒催化合成氨的反应进程如图所示(图中“*”表示吸附在催化剂表面的物质)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/12/17289309-ffef-4d7a-bb27-261a90cea742.png?resizew=546)
①催化反应往往经过物质在催化剂表面的“吸附”过程和脱离催化剂表面的“脱附”过程,“脱附”过程是
②上图中决速步骤的反应方程式为
③相同质量的同种催化剂,在载体上的分散度越高,催化效果越好,原因是
(2)实验室模拟合成氨。恒温下,向一个4L的密闭容器中充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fe569fafc582924b81c9c0a44abeeee3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/721935ee83499e01e5d563c770030e66.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
时间/min | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
![]() | 0.32 | 0.56 | 0.72 | 0.80 | 0.80 | 0.80 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09b51ee6fe038c30ffb16019af67a9fe.png)
②若维持容器容积不变,温度不变,往原平衡体系中加入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8453060ff5b354505831981abcc80c1a.png)
Ⅱ.电化学合成氨
电解法合成氨反应装置如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/12/a8372c44-79dc-43a3-ad72-4c5e23db2106.png?resizew=495)
(3)①写出a极电极反应式
②电解装置中质子交换膜的作用为
③若b极产生的
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】研究发现很熟悉的反应H2(g)+I2(g)=2HI(g) ΔH=-15kJ/mol,反应机理如下:
反应i:I2(g)=2I(g) ΔH1
反应ii:H2(g)+2I(g)=2HI(g) ΔH2
其能量与反应过程的关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/14/2851233526013952/2851634892529664/STEM/d2112c52-9f78-40b7-8a2e-ac24a3dd7102.png?resizew=261)
已知:对于基元反应aA+bB=cC+dD,其速率方程为v正=kca(A)· cb(B)
结合图回答下列问题:
(1)ΔH1___ 0(填“>”或“<”)。
(2)反应i逆反应的活化能为___ kJ/mol(用含a、b、c的代数式表示)。
(3)决定总反应速率快慢的是___ (填“反应i”或“反应ii”)
(4)各步反应速率方程如表,其中k1、k2、k3、k4分别为v1正、v1逆、v2正、v2逆的速率常数,且仅与温度有关。
①表中v2正=___ 。
②实验测得总反应速率v=kc(I2)c(H2),则k=___ (用仅含k1,k2,k3的代数式表达)。
(5)将等物质的量的I2和H2置于预先抽真空的特制1L密闭容器中,加热到1500K,起始总压强为400kPa;平衡后,总压强为450kPa。体系中存在如下反应关系:
I2(g)
2I(g) Kp1=100kPa
I2(g)+H2(g)
2HI(g) Kp2
1500K平衡体系中I(g)的分压为___ kPa、Kp2=___ (保留到小数点后2位)。
反应i:I2(g)=2I(g) ΔH1
反应ii:H2(g)+2I(g)=2HI(g) ΔH2
其能量与反应过程的关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/14/2851233526013952/2851634892529664/STEM/d2112c52-9f78-40b7-8a2e-ac24a3dd7102.png?resizew=261)
已知:对于基元反应aA+bB=cC+dD,其速率方程为v正=kca(A)· cb(B)
结合图回答下列问题:
(1)ΔH1
(2)反应i逆反应的活化能为
(3)决定总反应速率快慢的是
(4)各步反应速率方程如表,其中k1、k2、k3、k4分别为v1正、v1逆、v2正、v2逆的速率常数,且仅与温度有关。
反应i | 反应ii | ||
v1正=k1c(I2) | v1逆=k2c2(I) | v2正 | v2逆=k4c2(HI) |
②实验测得总反应速率v=kc(I2)c(H2),则k=
(5)将等物质的量的I2和H2置于预先抽真空的特制1L密闭容器中,加热到1500K,起始总压强为400kPa;平衡后,总压强为450kPa。体系中存在如下反应关系:
I2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
I2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
1500K平衡体系中I(g)的分压为
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【推荐3】氢能作为清洁能源,对实现“碳达峰”和“碳中和”双碳目标具有广泛应用前景。甲烷水蒸气催化重整制备氢气也是工业上常用的制氢工艺。发生如下反应:
①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8a3bda9baf1a6abbf2f1969e847210ff.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dae3b9b173cb7879b97e0337082ba5c7.png)
②![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cafb99f233029b6fa031d91d5de04e4b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f97601dc813d091ca085e3d805ea0f4.png)
请回答:
(1)反应①自发进行的条件是___________。
(2)研究表明,上述反应②在
催化下进行,反应历程如下:
第1步:
(慢)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6433f5b549af5dde64f247beaa5e3d69.png)
第2步:
(快)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ac4bb5ab7f13c24e73afc40e9e4ab04b.png)
①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c907be56e75f681b5e195a5294f7c05.png)
___________ kJ/mol
②请在图中画出CO和
(g)在
催化下反应历程的能量变化图___________ 。
(3)在钯基催化剂表面上,甲醇制氢的反应历程如图所示,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/5/23/3243918163484672/3244001188921344/STEM/9bd07dcf9c4b45e6ad2150f91c69307c.png?resizew=508)
CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g)的ΔH=___________ kJ·mol-1;该历程中最大能垒(活化能)E正=___________ kJ·mol-1,写出该步骤的化学方程式___________ 。
(4)三种催化剂催化甲烷脱氯过程的能量变化如下图所示:
①甲烷脱氢过程中最大活化能步骤为___________ (用反应方程式表示) 。
②Sn12Ni、Pt12Ni、Cu12Ni三种催化剂催化甲烷脱氢过程的脱氢速率分别为v1、v2、v3,则脱氢速率由大到小的顺序为___________ 。
③Sn12Ni双金属团簇具有良好的抗积碳作用,有效抑制碳沉积对催化剂造成的不良影响,请结合图示解释原因:___________ 。
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8a3bda9baf1a6abbf2f1969e847210ff.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dae3b9b173cb7879b97e0337082ba5c7.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cafb99f233029b6fa031d91d5de04e4b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f97601dc813d091ca085e3d805ea0f4.png)
请回答:
(1)反应①自发进行的条件是___________。
A.高温 | B.高压 | C.低温 | D.低压 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f9e6889970bfece16636410c1017d4c.png)
第1步:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/89421a217573e3129b4b1da4d2bf4991.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6433f5b549af5dde64f247beaa5e3d69.png)
第2步:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/39f16692a44ce70dca76753e2f71acd5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ac4bb5ab7f13c24e73afc40e9e4ab04b.png)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c907be56e75f681b5e195a5294f7c05.png)
②请在图中画出CO和
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e9b0547b553bc0c6d94299341006c14.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f9e6889970bfece16636410c1017d4c.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/24/416079c8-732c-404a-82f2-a219e7dd4a08.png?resizew=222)
(3)在钯基催化剂表面上,甲醇制氢的反应历程如图所示,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/5/23/3243918163484672/3244001188921344/STEM/9bd07dcf9c4b45e6ad2150f91c69307c.png?resizew=508)
CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g)的ΔH=
(4)三种催化剂催化甲烷脱氯过程的能量变化如下图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/24/ed26ca07-6cfd-41c2-ba35-29c339497932.png?resizew=362)
①甲烷脱氢过程中最大活化能步骤为
②Sn12Ni、Pt12Ni、Cu12Ni三种催化剂催化甲烷脱氢过程的脱氢速率分别为v1、v2、v3,则脱氢速率由大到小的顺序为
③Sn12Ni双金属团簇具有良好的抗积碳作用,有效抑制碳沉积对催化剂造成的不良影响,请结合图示解释原因:
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解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】丙烯是生产塑料、橡胶和纤维三大合成材料的重要基础化工原料。
(1)丙烷经催化脱氢可制丙烯:
,该反应自发进行的条件是______ 。下列措施既能提高反应物
的平衡转化率,又能增大生成
的反应速率的是______ (填标号)。
a.升高温度 b.增大压强 c.加入催化剂 d.恒容条件增加
的量
(2)已知丙烷和丙烯的燃烧热分别为
和
,则丙烷氧化脱氢反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4d99536f8ac9daa9bff458c5d257e5c9.png)
______
(填“
”“
”或“
”)。
(3)温度一定时,假定体系内只有反应
发生,反应过程中压强恒定为
(即
的初始压强),平衡转化率为
,该反应的平衡常数
为______ kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压
总压
物质的量分数)。
(4)在上述体系中压强恒定为
和
下,丙烷平衡转化率与温度的关系如下左图所示。![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4ec0618ae3a4fde6d6220010af229b9a.png)
______ 。(已知
。计算结果保留一位小数)
(5)在催化剂条件下,向恒温恒容的
平衡体系中通入不同量的
。
已知:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b1b1d40ebbc1f613d901159f2ee2f045.png)
经相同时间,体系中
、CO和
浓度随初始通入
量的关系如上右图。
由图可知,其中曲线b代表的产物是______ ,理由是______ 。
(1)丙烷经催化脱氢可制丙烯:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/efd7e8780f86d41bf1f1eaf660ff1cf8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f9860b94d999777bc43518a528d85e69.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/664aa41ab989d20e9d13587f6677a6f1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ccab67a736385c61a9c8bc5f0f97c100.png)
a.升高温度 b.增大压强 c.加入催化剂 d.恒容条件增加
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/664aa41ab989d20e9d13587f6677a6f1.png)
(2)已知丙烷和丙烯的燃烧热分别为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0177e93075f33155117b621e0ae6fb53.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9a2e5a478e8b5c23f580e1bb05fe6202.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/afc56aa8fa877545b6e0e4e4e25102d7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4d99536f8ac9daa9bff458c5d257e5c9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/902f325a4207c22c47150547c64aa1e3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/392cdb9d30684cce244bef94b8d861b9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4ff7942da6c3fc4005256fb1458557c0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6706fe00b4e231e62d9ecbec567d526b.png)
(3)温度一定时,假定体系内只有反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/efd7e8780f86d41bf1f1eaf660ff1cf8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5d637429c3dd2731be7e657116382c5e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/664aa41ab989d20e9d13587f6677a6f1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e170f206fdbbd834aad7580c727e2cc6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22c9280b718ce4c2029309db58b48aea.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6706fe00b4e231e62d9ecbec567d526b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2468403b3eba9e40bfa36f464e927738.png)
(4)在上述体系中压强恒定为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/792064000c25e9bfe4c2b35cd3fe71c7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5d637429c3dd2731be7e657116382c5e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4ec0618ae3a4fde6d6220010af229b9a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7ccaa6e503b61e9ae78d8439cba2e328.png)
(5)在催化剂条件下,向恒温恒容的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/664aa41ab989d20e9d13587f6677a6f1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b1b1d40ebbc1f613d901159f2ee2f045.png)
经相同时间,体系中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ccab67a736385c61a9c8bc5f0f97c100.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
由图可知,其中曲线b代表的产物是
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】将甘油(C3H8O3)转化为高附值产品是当前热点研究方向,如甘油和水蒸气、氧气经催化重整或部分催化氧化可制得氢气,反应主要过程如下:
(1)下列说法正确的是______ (填字母序号)。
a.消耗等量的甘油,反应I的产氢率最高
b.消耗等量的甘油,反应II的放热最显著
c.经过计算得到反应III的∆H3=-237.5 kJ/mol,
d.理论上,通过调控甘油、水蒸气、氧气的用量比例可以实现自热重整反应,即焓变约为0,这体现了科研工作者对吸热和放热反应的联合应用
(2)研究人员经过反复试验,实际生产中将反应III设定在较高温度(600~700°C)进行,选择该温度范围的原因有:催化剂活性和选择性高、____________ 。
(3)研究人员发现,反应I的副产物很多,主要含有:CH4、C2H4、CO、CO2、CH3CHO、CH3COOH等,为了显著提高氢气的产率,采取以下两个措施。
①首要抑制产生甲烷的副反应。从原子利用率角度分析其原因:__________________ 。
②用CaO吸附增强制氢。如图1所示,请解释加入CaO的原因:____________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/11/8/2071381937684480/2074736154484736/STEM/cfa6c5092b4e40aca20883d77698493a.png?resizew=554)
(4)制备高效的催化剂是这种制氢方法能大规模应用于工业的重要因素。通常将Ni分散在高比表面的载体(SiC、Al2O3、CeO2)上以提高催化效率。分别用三种催化剂进行实验,持续通入原料气,在一段时间内多次取样,绘制甘油转化率与时间的关系如图2所示。
①结合图2分析Ni/SiC催化剂具有的优点是____________________ 。
②研究发现造成催化效率随时间下降的主要原因是副反应产生的大量碳粉(积碳)包裹催化剂,通过加入微量的、可循环利用的氧化镧(La2O3)可有效减少积碳。其反应机理包括两步:
第一步为:La2O3+CO2
La2O2CO3
第二步为:______________________________ (写出化学反应方程式)。
甘油水蒸气重整(SPG) | ![]() | 反应I |
甘油部分氧化(POG) | ![]() | 反应II |
甘油氧化水蒸气重整(OSPG) | ![]() | 反应III |
(1)下列说法正确的是
a.消耗等量的甘油,反应I的产氢率最高
b.消耗等量的甘油,反应II的放热最显著
c.经过计算得到反应III的∆H3=-237.5 kJ/mol,
d.理论上,通过调控甘油、水蒸气、氧气的用量比例可以实现自热重整反应,即焓变约为0,这体现了科研工作者对吸热和放热反应的联合应用
(2)研究人员经过反复试验,实际生产中将反应III设定在较高温度(600~700°C)进行,选择该温度范围的原因有:催化剂活性和选择性高、
(3)研究人员发现,反应I的副产物很多,主要含有:CH4、C2H4、CO、CO2、CH3CHO、CH3COOH等,为了显著提高氢气的产率,采取以下两个措施。
①首要抑制产生甲烷的副反应。从原子利用率角度分析其原因:
②用CaO吸附增强制氢。如图1所示,请解释加入CaO的原因:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/11/8/2071381937684480/2074736154484736/STEM/cfa6c5092b4e40aca20883d77698493a.png?resizew=554)
(4)制备高效的催化剂是这种制氢方法能大规模应用于工业的重要因素。通常将Ni分散在高比表面的载体(SiC、Al2O3、CeO2)上以提高催化效率。分别用三种催化剂进行实验,持续通入原料气,在一段时间内多次取样,绘制甘油转化率与时间的关系如图2所示。
①结合图2分析Ni/SiC催化剂具有的优点是
②研究发现造成催化效率随时间下降的主要原因是副反应产生的大量碳粉(积碳)包裹催化剂,通过加入微量的、可循环利用的氧化镧(La2O3)可有效减少积碳。其反应机理包括两步:
第一步为:La2O3+CO2
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/11/8/2071381937684480/2074736154484736/STEM/fec8f5cfa3214f86956236c8f4c3cf60.png?resizew=36)
第二步为:
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【推荐3】I. 已知:H2O2可看作二元弱酸。
(1)请写出H2O2与Ba(OH)2溶液反应生成的酸式盐的电子式________________ 。
某兴趣小组分析H2O2的催化分解原理。
(2)I-催化H2O2分解的原理分为两步,总反应可表示为:2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g) △H<0,若第一步反应的热化学方程式为:H2O2(aq)+I-(aq)=IO-(aq)+H2O(l) △H>0 慢反应,则第二步反应的热化学方程式为:___________ △H <0 快反应
(3)能正确表示I-催化H2O2分解原理的示意图为______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/20/2833331268280320/2833713965711360/STEM/64110542-f5b0-4316-866e-7ebd7774a8f2.png?resizew=590)
II. 丙烯(C3H6)是重要的有机化工原料。丙烷脱氢制丙烯发生的主要反应及能量变化如下图,主反应为丙烷脱氢反应,副反应为丙烷裂解反应
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/20/2833331268280320/2833713965711360/STEM/3ae167ee-1284-4289-a04f-2a9ced8ea202.png?resizew=338)
已知主反应:v正= k正p(C3H8),v逆= k逆p(C3H6)·p(H2)。
其中v正、v逆 为正、逆反应速率,k正、k逆为速率常数,p为各组分的分压。
(4)下表中为各物质的燃烧热,计算丙烯的燃烧热为△H =______ kJ·mol-1。
副反应丙烷裂解制乙烯的过程中,其原子利用率为_______ (保留三位有效数字)。
(5)在T1、T2、T3不同温度下,向体积为1L的恒容密闭容器中充入1molC3H8,开始时容器的压强分别为p1、p2、p3,仅发生主反应,丙烷转化率(α)随时间(t)的变化关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/20/2833331268280320/2833713965711360/STEM/854b11ad-728d-4c75-9d49-25fb43299003.png?resizew=352)
①A、B、D三点中,k正/k逆 值最大的是_________ ,
②A、B、C、D四点中,v逆 最大的是_________ 。
(1)请写出H2O2与Ba(OH)2溶液反应生成的酸式盐的电子式
某兴趣小组分析H2O2的催化分解原理。
(2)I-催化H2O2分解的原理分为两步,总反应可表示为:2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g) △H<0,若第一步反应的热化学方程式为:H2O2(aq)+I-(aq)=IO-(aq)+H2O(l) △H>0 慢反应,则第二步反应的热化学方程式为:
(3)能正确表示I-催化H2O2分解原理的示意图为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/20/2833331268280320/2833713965711360/STEM/64110542-f5b0-4316-866e-7ebd7774a8f2.png?resizew=590)
II. 丙烯(C3H6)是重要的有机化工原料。丙烷脱氢制丙烯发生的主要反应及能量变化如下图,主反应为丙烷脱氢反应,副反应为丙烷裂解反应
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/20/2833331268280320/2833713965711360/STEM/3ae167ee-1284-4289-a04f-2a9ced8ea202.png?resizew=338)
已知主反应:v正= k正p(C3H8),v逆= k逆p(C3H6)·p(H2)。
其中v正、v逆 为正、逆反应速率,k正、k逆为速率常数,p为各组分的分压。
(4)下表中为各物质的燃烧热,计算丙烯的燃烧热为△H =
H2 | CH4 | C2H4 | |
△H /kJ·mol—1 | -285.8 | -890.3 | -1411.0 |
副反应丙烷裂解制乙烯的过程中,其原子利用率为
(5)在T1、T2、T3不同温度下,向体积为1L的恒容密闭容器中充入1molC3H8,开始时容器的压强分别为p1、p2、p3,仅发生主反应,丙烷转化率(α)随时间(t)的变化关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/20/2833331268280320/2833713965711360/STEM/854b11ad-728d-4c75-9d49-25fb43299003.png?resizew=352)
①A、B、D三点中,k正/k逆 值最大的是
②A、B、C、D四点中,v逆 最大的是
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】利用碳和水蒸气制备水煤气的核心反应为:C(s)+H2O(g)⇌H2(g)+CO(g)
(1)已知碳(石墨)、H2、CO的燃烧热分别为393.5kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1、283kJ·mol-1,又知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ·mol-1,则C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g) ΔH=___ 。
(2)在某温度下,在体积为1L的恒容密闭刚性容器中加入足量活性炭,并充入1mol H2O(g)发生上述反应,反应时间与容器内气体总压强的数据如表:
①平衡时,容器中气体总物质的量为________ mol,H2O的转化率为________ 。
②该温度下反应的平衡分压常数Kp=________ kPa(结果保留2位有效数字)。
(3)保持25℃、体积恒定的1L容器中投入足量活性炭和相关气体,发生可逆反应C+H2O(g)⇌CO+H2并已建立平衡,在40 min时再充入一定量H2,50min时再次达到平衡,反应过程中各物质的浓度随时间变化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/18/2444092353716224/2444284673695744/STEM/6d78f7a1c4b44e078c809006f9c89751.png?resizew=378)
①40min时,再充入的H2的物质的量为________ mol。
②40~50 min内H2的平均反应速率为________ mol·L-1·min-1。
(4)新型的钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物,固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质,其原理如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/18/2444092353716224/2444284673695744/STEM/bee6a8c48bed4febb62cfd28c92dc011.png?resizew=322)
①放电时,电极A为________ 极,S发生________ 反应(填“氧化”或“还原”)。
②充电时,总反应为Na2Sx=2Na+Sx(3<x<5),Na所在电极与直流电源________ 极相连,阳极的电极反应式为_________ 。
(1)已知碳(石墨)、H2、CO的燃烧热分别为393.5kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1、283kJ·mol-1,又知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ·mol-1,则C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g) ΔH=
(2)在某温度下,在体积为1L的恒容密闭刚性容器中加入足量活性炭,并充入1mol H2O(g)发生上述反应,反应时间与容器内气体总压强的数据如表:
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
总压强/100kPa | 1.0 | 1.2 | 1.3 | 1.4 | 1.4 |
①平衡时,容器中气体总物质的量为
②该温度下反应的平衡分压常数Kp=
(3)保持25℃、体积恒定的1L容器中投入足量活性炭和相关气体,发生可逆反应C+H2O(g)⇌CO+H2并已建立平衡,在40 min时再充入一定量H2,50min时再次达到平衡,反应过程中各物质的浓度随时间变化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/18/2444092353716224/2444284673695744/STEM/6d78f7a1c4b44e078c809006f9c89751.png?resizew=378)
①40min时,再充入的H2的物质的量为
②40~50 min内H2的平均反应速率为
(4)新型的钠硫电池以熔融金属钠、熔融硫和多硫化钠(Na2Sx)分别作为两个电极的反应物,固体Al2O3陶瓷(可传导Na+)为电解质,其原理如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/18/2444092353716224/2444284673695744/STEM/bee6a8c48bed4febb62cfd28c92dc011.png?resizew=322)
①放电时,电极A为
②充电时,总反应为Na2Sx=2Na+Sx(3<x<5),Na所在电极与直流电源
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】I.环氧乙烷(
)常用于医学消毒,工业上常用乙烯氧化法生产,其反应原理为:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35ab070206c637d0be66636d7126a98a.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/20/3415232180764672/3430636016484352/STEM/641181e4f5564f9bb7d5269d2968fa4a.png?resizew=42)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/63f397b3ca0b4e3da387a88411d103f6.png)
。
(1)该反应在___________ (填“高温”或“低温”)条件下自发进行。试说明理由___________ 。
(2)化工生产设计时,常用串联多个反应器的工艺方法进行合成,并在两个相同的反应器中间加产物吸收装置和热交换降温装置,设计这种工艺的目的是___________ 。
(3)在恒容密闭容器中,利用乙烯氧化法制备环氧乙烷(不考虑副反应),下列情况能说明该反应一定达到化学平衡状态的是___________。
II.反应过程中常伴随副反应![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/481bb76514bbb3268f2d0d6ab4ea094d.png)
,在恒容密闭容器中充入
乙烯和含
的净化空气,在
(耐热)催化下发生上述两个反应,反应相同时间后测得乙烯的转化率
及
的分压随温度变化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/20/3415232180764672/3430636016484352/STEM/462135fa4abc4ff6973a53f7498b8be8.png?resizew=219)
(4)比较
点
和![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2bd7a63833ee4210376c5f3178bb49e5.png)
___________
(填“>”“<”或“=”)。
(5)若
时测得环氧乙烷的选择性为
(某产物的选择性
,计算该温度下主反应的平衡常数(用物质分压表示)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
___________ 。(用含
的式子表示)
III.有研究人员对该制备过程的催化剂(其他条件相同)催化机理进行研究,发现
通过对
的吸附完成催化作用,形成的两种中间体相对能量如图所示,研究还发现若原料气(混有
等杂质)不净化,两个中间体和产物环氧乙烷都几乎检测不到。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/20/3415232180764672/3430636016484352/STEM/b2c30dcdb9e142aa81cfd182a1750479.png?resizew=214)
(6)根据以上研究结果下列推测合理的是___________ 。
A.由图可知中间体
更容易形成
B.杂质气体
能与催化剂反应而使催化剂失去活性
C.催化剂
并未参与反应
IV.工业上也可以通过电化学方法获得环氧乙烷,原理如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/20/3415232180764672/3430636016484352/STEM/0fffcab9b9584f388c23435686c279a2.png?resizew=202)
(7)
电极是该电解池的___________ 极。
(8)该电池阴极电极反应式为___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/20/3415232180764672/3430636016484352/STEM/641181e4f5564f9bb7d5269d2968fa4a.png?resizew=42)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35ab070206c637d0be66636d7126a98a.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/20/3415232180764672/3430636016484352/STEM/641181e4f5564f9bb7d5269d2968fa4a.png?resizew=42)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/63f397b3ca0b4e3da387a88411d103f6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/44e66bfd0afa332002ac48922055f473.png)
(1)该反应在
(2)化工生产设计时,常用串联多个反应器的工艺方法进行合成,并在两个相同的反应器中间加产物吸收装置和热交换降温装置,设计这种工艺的目的是
(3)在恒容密闭容器中,利用乙烯氧化法制备环氧乙烷(不考虑副反应),下列情况能说明该反应一定达到化学平衡状态的是___________。
A.混合气体的密度保持不变 | B.混合气体的平均摩尔质量保持不变 |
C.乙烯和氧气的物质的量比为![]() | D.每消耗![]() ![]() |
II.反应过程中常伴随副反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/481bb76514bbb3268f2d0d6ab4ea094d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b60dea8d362cac6df56468be19ae2c32.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/26edabbe2c43af4e74203ad34c4eff2d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b92e5c97c21074b889a05e7228faab65.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bbc1005eeb2ea9264d827f2a99d72c79.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e514bc1761deff47d27c1909c1906ab4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/20/3415232180764672/3430636016484352/STEM/462135fa4abc4ff6973a53f7498b8be8.png?resizew=219)
(4)比较
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fc2a39beea5adf5d07aea0424ca7a64f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c175ae491f8aab736e87cd0c7653fd1e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2bd7a63833ee4210376c5f3178bb49e5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b965da982ffb1c164a39a635251bd62e.png)
(5)若
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6942ced48009542a05df878738149c32.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bf31876698721a199c7c53c6b320aa86.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/284fa031c410fca6ea299145d24a777c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ce4eb1eb3bfbb5bd39433a44232816e1.png)
III.有研究人员对该制备过程的催化剂(其他条件相同)催化机理进行研究,发现
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bbc1005eeb2ea9264d827f2a99d72c79.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/20/3415232180764672/3430636016484352/STEM/b2c30dcdb9e142aa81cfd182a1750479.png?resizew=214)
(6)根据以上研究结果下列推测合理的是
A.由图可知中间体
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dba67aa38857c9bcdb03161595252d74.png)
B.杂质气体
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
C.催化剂
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bbc1005eeb2ea9264d827f2a99d72c79.png)
IV.工业上也可以通过电化学方法获得环氧乙烷,原理如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/20/3415232180764672/3430636016484352/STEM/0fffcab9b9584f388c23435686c279a2.png?resizew=202)
(7)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c27eda162792128da25f541303a3088.png)
(8)该电池阴极电极反应式为
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
名校
【推荐3】氯乙烯是制备塑料的重要中间体,可通过乙炔选择性催化制备。已知:
I.C2H2(g)+HCl(g)
C2H3Cl(g) △H1=-124.8kJ·mol-1
II.C2H2(g)+2HCl(g)
C2H4Cl2(g) △H2=-179.3kJ·mol-1
(1)HCl(g)+C2H3Cl(g)
C2H4Cl2(g)正反应活化能为25.8kJ/mol,则其逆反应的活化能为____ 。
(2)在体积可变的密闭容器中以物质的量之比为1∶1充入C2H2(g)和HCl(g),分别在不同压强下发生反应,实验测得乙炔的平衡转化率与温度的关系如图所示。P1、P2、P3由大到小的顺序为____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/7/39df19f8-9515-45a7-9a53-3d4fc180cbbe.png?resizew=250)
(3)一定温度下,向盛放催化剂的恒容密闭容器中以物质的量之比为1∶1充入C2H2(g)和HCl(g),假设只发生反应I和II。实验测得反应前容器内压强为P0Pa,5min达到平衡时C2H4Cl2(g)、HCl(g)的分压分别为P1Pa、P2Pa。
①0~5min内,反应I和反应II中HCl的总的消耗速率v(HCl)=____ Pa·min-1
②反应II的平衡常数Kp=____ (用含P1、P2的代数式表示)
(4)电化学腐蚀法可有效将废水中的三氯乙烯转化为乙烯。利用活性纳米Fe电化学腐蚀处理酸性三氯乙烯(C2HCl3)废水的过程如图。定义单位时间内纳米Fe释放的总电子的物质的量为nt,其中用于有效腐蚀的电子的物质的量为ne。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/13/497c7dec-150b-4a52-9de1-e741cbc7b752.png?resizew=397)
①上述电化学腐蚀过程①的电极反应为____ 。
②在处理过程中,当消耗amol纳米Fe时,产生bL的乙烯气体(标准状况),则该电化学腐蚀过程的电流效率η=____ (用含a、b的代数式表示)。[已知:η=
×100%]
I.C2H2(g)+HCl(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
II.C2H2(g)+2HCl(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
(1)HCl(g)+C2H3Cl(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
(2)在体积可变的密闭容器中以物质的量之比为1∶1充入C2H2(g)和HCl(g),分别在不同压强下发生反应,实验测得乙炔的平衡转化率与温度的关系如图所示。P1、P2、P3由大到小的顺序为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/7/39df19f8-9515-45a7-9a53-3d4fc180cbbe.png?resizew=250)
(3)一定温度下,向盛放催化剂的恒容密闭容器中以物质的量之比为1∶1充入C2H2(g)和HCl(g),假设只发生反应I和II。实验测得反应前容器内压强为P0Pa,5min达到平衡时C2H4Cl2(g)、HCl(g)的分压分别为P1Pa、P2Pa。
①0~5min内,反应I和反应II中HCl的总的消耗速率v(HCl)=
②反应II的平衡常数Kp=
(4)电化学腐蚀法可有效将废水中的三氯乙烯转化为乙烯。利用活性纳米Fe电化学腐蚀处理酸性三氯乙烯(C2HCl3)废水的过程如图。定义单位时间内纳米Fe释放的总电子的物质的量为nt,其中用于有效腐蚀的电子的物质的量为ne。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/13/497c7dec-150b-4a52-9de1-e741cbc7b752.png?resizew=397)
①上述电化学腐蚀过程①的电极反应为
②在处理过程中,当消耗amol纳米Fe时,产生bL的乙烯气体(标准状况),则该电化学腐蚀过程的电流效率η=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5986186105af2d0ea3f7991cef4d0251.png)
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