工业上利用和反应生成甲醇,也是减少的一种方法。在容积为1L的恒温密闭容器中充入和,一定条件下发生反应: ,测得和的浓度随时间变化如图所示。
(1)达到平衡的时刻是_______ min(填“3”或“10”)。在前10min内,用浓度的变化表示的反应速率_______ mol/(L•min)。
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_______。
(3)达平衡后,的转化率是_______ 。平衡常数K=_______ (计算结果保留一位小数)。
(4)工业上也可用CO和合成甲醇
已知:①
②
③
则反应_______ kJ/mol
(1)达到平衡的时刻是
(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_______。
A.容器内压强不变 | B.混合气体中不变 |
C. | D. |
(3)达平衡后,的转化率是
(4)工业上也可用CO和合成甲醇
已知:①
②
③
则反应
更新时间:2023-12-15 22:34:06
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【推荐1】雾霾主要成分为灰尘、、、有机碳氢化合物等粒子。烟气脱硝是治理雾霾的方法之一。
(1)以氨气为脱硝剂时,可将还原为。已知:
i.
ii.
则反应的,_______ 。
(2)臭氧也是理想的烟气脱硝剂,其脱硝反应之一为:,某温度时,在体积为的刚性密闭容器中充入和发生反应。
①欲增加的平衡转化率,可采取的措施有_______ (填标号)。
A.充入氦气 B.升高温度 C.充入 D.充入和
②达到平衡时,混合气体总压为p,的浓度为,则的转化率为_______ ,平衡常数_______ (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
③若在不同压强下进行反应,体系中物质的量分数与反应时间的关系如图所示,a、b两点的压强商(以分压表示)较大的是_______ (填“a”或“b”)。
(1)以氨气为脱硝剂时,可将还原为。已知:
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解题方法
【推荐2】碳的氧化物在金属冶炼、有机合成中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)已知有关热化学方程式如下:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH =-566kJ·mol-1
Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g) ΔH =+646kJ·mol-1
则铁在O2中燃烧的热化学方程式为___________ 。
(2)向某密闭实验炉中加入足量Fe2O3(s)、适量的CO(g),控制适当条件使其反应得到Fe(s)、CO2(g),实验表明,无论如何调控反应条件及反应时间,最终混合气体中总会含有一定量的CO(设体积分数为a%),最可能的原因是___________ 。若维持温度不变,再向该容器中充入一定量的CO,经过充分反应,体系中CO的体积分数___________ a%(填“>”、y或“=”)。
(3)在催化剂存在下,反应开始时,向密闭容器中加入6molH2、2molCO2,发生反应:6H2(g)+2CO2(g)⇌CH2=CH2(g)+4H2O(g) ΔH。在恒压(4MPa)下测得CO2的平衡转化率、催化剂催化效率与温度的关系如下图所示。
①该反应的△H___________ 0.(填“>”、“<”或“=”),转化中应将温度控制在___________ ℃较好。
②已知在恒压(4MPa)、恒温(250℃)下,经过10min后反应达到平衡状态,则v(H2)=___________ MPa·min-1(保留到小数点后三位数字)。用气体分压代替浓度计算出的平衡常数用Kp表示,某气体的分压等于总压与其物质的量分数的乘积,则Kp=___________ (列出算式即可)。
(1)已知有关热化学方程式如下:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH =-566kJ·mol-1
Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g) ΔH =+646kJ·mol-1
则铁在O2中燃烧的热化学方程式为
(2)向某密闭实验炉中加入足量Fe2O3(s)、适量的CO(g),控制适当条件使其反应得到Fe(s)、CO2(g),实验表明,无论如何调控反应条件及反应时间,最终混合气体中总会含有一定量的CO(设体积分数为a%),最可能的原因是
(3)在催化剂存在下,反应开始时,向密闭容器中加入6molH2、2molCO2,发生反应:6H2(g)+2CO2(g)⇌CH2=CH2(g)+4H2O(g) ΔH。在恒压(4MPa)下测得CO2的平衡转化率、催化剂催化效率与温度的关系如下图所示。
①该反应的△H
②已知在恒压(4MPa)、恒温(250℃)下,经过10min后反应达到平衡状态,则v(H2)=
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【推荐3】高纯度的氢氟酸是制造芯片的重要原料之一。
(1)已知:HF(aq)⇌H+(aq)+F-(aq) ΔH=-10.4kJ/mol
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol
则:HF(aq)+NaOH(aq)=NaF(aq)+H2O(l)的ΔH=_______ 。
(2)HF无论是气态还是在水溶液中均可二聚形成(HF)2。HF能二聚的原因是_______ ,写出(HF)2发生第二步电离的电离方程式_______ 。
(3)如图为恒温、带有可自由移动隔板的刚性容器。当两边分别充入4g氦气和20g单分子态的HF气体时,隔板位于“5”处,隔板两边容器内的压强均为100kPa。
若固定隔板于“5”处,当右侧容器内反应2HF(g)⇌(HF)2(g)达到平衡状态时,右侧容器内压强为P1;松开隔板,隔板移至“6”处并达到新的平衡,此时右侧容器内压强为P2,则P1_______ P2(填“大于”“小于”或“等于”)。该温度下,2HF(g)⇌(HF)2(g)反应的平衡常数KP=_______ kPa-1(KP为以分压表示的平衡常数,计算结果保留2位有效数字)。
(4)若将上述容器改为绝热容器,固定隔板在“5”处,下列不能说明右侧容器内反应已达平衡状态的是_______ 。
A.容器右侧气体的密度不再改变
B.容器右侧的温度不再改变
C.容器右侧气体的压强不再改变
D.容器右侧气体的平均相对分子质量不再改变
E.
(5)某温度下,将分析浓度(总浓度)相同的HCl、HF和CH3COOH三种溶液,分别加水稀释时,溶液pH变化如图所示。
图中,氢氟酸溶液在稀释初期的pH上升特别快,据此判断,(HF)2与HF的酸性相比,较强的是_______ 。
(6)NaF和HF的混合溶液具有一定的缓冲能力,即加入少量的酸或碱时,溶液的pH基本保持不变。试结合方程式和必要的文字解释之______ 。
(1)已知:HF(aq)⇌H+(aq)+F-(aq) ΔH=-10.4kJ/mol
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol
则:HF(aq)+NaOH(aq)=NaF(aq)+H2O(l)的ΔH=
(2)HF无论是气态还是在水溶液中均可二聚形成(HF)2。HF能二聚的原因是
(3)如图为恒温、带有可自由移动隔板的刚性容器。当两边分别充入4g氦气和20g单分子态的HF气体时,隔板位于“5”处,隔板两边容器内的压强均为100kPa。
若固定隔板于“5”处,当右侧容器内反应2HF(g)⇌(HF)2(g)达到平衡状态时,右侧容器内压强为P1;松开隔板,隔板移至“6”处并达到新的平衡,此时右侧容器内压强为P2,则P1
(4)若将上述容器改为绝热容器,固定隔板在“5”处,下列不能说明右侧容器内反应已达平衡状态的是
A.容器右侧气体的密度不再改变
B.容器右侧的温度不再改变
C.容器右侧气体的压强不再改变
D.容器右侧气体的平均相对分子质量不再改变
E.
(5)某温度下,将分析浓度(总浓度)相同的HCl、HF和CH3COOH三种溶液,分别加水稀释时,溶液pH变化如图所示。
图中,氢氟酸溶液在稀释初期的pH上升特别快,据此判断,(HF)2与HF的酸性相比,较强的是
(6)NaF和HF的混合溶液具有一定的缓冲能力,即加入少量的酸或碱时,溶液的pH基本保持不变。试结合方程式和必要的文字解释之
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【推荐1】氮和碳的化合物在生产生活中应用广泛。
(1)①氯胺(NH2Cl)的电子式为______ 。可通过反应NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g)+HCl(g)制备氯胺,已知部分化学键的键能如下表所示(假定不同物质中同种化学键的键能一样),则上述反应的△H=_________ 。
②NH2Cl与水反应生成强氧化性的物质,可作长效缓释消毒剂,该反应的化学方程式为_______________________ 。
(2)用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为400℃、400℃、T℃)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示:
①该反应为_________ (填“放热”或“吸热”)反应。
②乙容器在200min达到平衡状态,则0~200min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=__________ 。
(3)用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1mol NO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
①A、B两点的浓度平衡常数关系:Kc(A)___ Kc(B)(填“<”或“>”或“=”)。
②A、B、C三点中NO2的转化率最高的是__ (填“A”或“B”或“C”)点。
③计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=________ (Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)最新研究发现,用隔膜电解法可以处理高浓度乙醛废水。原理:使用惰性电极电解,乙醛分别在阴、阳极转化为乙醇和乙酸,总反应为:2CH3CHO+H2OCH3CHOH+CH3CHOOH。实验室中,以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的 处理过程,其装置示意图如图所示:
①试写出电解过程中,阴极的电极反应式:______________________ 。
②在实际处理过程中,当电路中I=50A时,10min处理乙醛8.8g,则电流效率为______ (计算结果保留3位有效数字,每个电子的电量为1.6×10-19C,电流效率=实际反应所需电量/电路中通过电量×100%)。
(1)①氯胺(NH2Cl)的电子式为
化学键 | N﹣H | Cl﹣Cl | N﹣Cl | H﹣Cl |
键能/(kJ·mol﹣1) | 391.3 | 243.0 | 191.2 | 431.8 |
②NH2Cl与水反应生成强氧化性的物质,可作长效缓释消毒剂,该反应的化学方程式为
(2)用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为400℃、400℃、T℃)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示:
t/min | 0 | 40 | 80 | 120 | 160 |
n(NO)(甲容器)/mol | 2.00 | 1.50 | 1.10 | 0.80 | 0.80 |
n(NO)(乙容器)/mol | 1.00 | 0.80 | 0.65 | 0.53 | 0.45 |
n(NO)(丙容器)/mol | 2.00 | 1.45 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
①该反应为
②乙容器在200min达到平衡状态,则0~200min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=
(3)用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1mol NO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
①A、B两点的浓度平衡常数关系:Kc(A)
②A、B、C三点中NO2的转化率最高的是
③计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=
(4)最新研究发现,用隔膜电解法可以处理高浓度乙醛废水。原理:使用惰性电极电解,乙醛分别在阴、阳极转化为乙醇和乙酸,总反应为:2CH3CHO+H2OCH3CHOH+CH3CHOOH。实验室中,以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的 处理过程,其装置示意图如图所示:
①试写出电解过程中,阴极的电极反应式:
②在实际处理过程中,当电路中I=50A时,10min处理乙醛8.8g,则电流效率为
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(0.4)
【推荐2】Ⅰ.在密闭容器中进行如下反应: ,达到平衡后,若改变下列条件,则指定物质的浓度及平衡如何变化。
(1)增加C(s),则平衡_______ (“逆向移动”“正向移动”或“不移动”,下同),_______ (填“增大”“减小”或“不变”,下同)。
(2)保持温度不变,增大反应容器的容积,则平衡_______ ,_______ 。
(3)保持容积和温度不变,通入He,则平衡_______ ,_______ 。
(4)保持反应容器的容积不变,升高温度,则平衡_______ ,c(CO)_______ 。
Ⅱ.在恒温恒容条件下,将2mol红棕色气体A和1.5mol无色气体B通入体积为1L的密闭容器中发生如下反应:,2min时反应达到平衡状态,此时剩余1.1molB,并测得C的浓度为1.2mol/L。
(5)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为_______ 。
(6)x=_______ ;A的转化率与B的转化率之比为_______ 。
(7)写出该温度下平衡常数的表达式_______ (用相关字母表示),数值_______ (保留两位小数)
(8)向平衡后的容器中继续充入0.8molA(g)、0.9molB(g)、0.8molC(g)、1.2molD(s),此时,v(正)_______ v(逆)。(填“﹥”、“=”或“<”)
(1)增加C(s),则平衡
(2)保持温度不变,增大反应容器的容积,则平衡
(3)保持容积和温度不变,通入He,则平衡
(4)保持反应容器的容积不变,升高温度,则平衡
Ⅱ.在恒温恒容条件下,将2mol红棕色气体A和1.5mol无色气体B通入体积为1L的密闭容器中发生如下反应:,2min时反应达到平衡状态,此时剩余1.1molB,并测得C的浓度为1.2mol/L。
(5)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为
(6)x=
(7)写出该温度下平衡常数的表达式
(8)向平衡后的容器中继续充入0.8molA(g)、0.9molB(g)、0.8molC(g)、1.2molD(s),此时,v(正)
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解题方法
【推荐3】工业上制二甲醚是在一定温度、压强和催化剂作用下进行的,反应器中发生了下列反应:
Ⅰ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.1kJ•mol-1
Ⅱ.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2
Ⅲ.2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g) △H3
Ⅳ.2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4
反应过程中有关反应能量变化如图甲所示:
请回答:(1)①△H4为___ 。
②反应速率较大的是__ (填序号“Ⅱ”或“Ⅲ”),说明原因:__ 。
(2)合成二甲醚往往选用硅铝混合物作催化剂,硅铝比例不同,生成二甲醚或乙烯的物质的量分数不同。硅铝比与产物选择性如图乙所示,中A点和B点的平衡常数比较:
KA__ (填“>”“=”或“<”)KB。根据以上两条曲线,写出其中一条变化规律:___ 。
(3)若在密闭容器中,适当催化剂、压强下只按Ⅲ发生反应,温度和时间对CH3OH转化率的影响曲线图(丙图不完整)如图所示。若图中曲线对应的温度为523K,请你在丙图中作出温度为583K的影响曲线___ 。
(4)若在恒容条件下,最初向容器中通入1molCO、2molH2,在适当催化剂、温度下只按Ⅳ发生反应。测得开始时容器总压为3×105Pa,反应经2min达到平衡且平衡时体系压强降低了,则0~2min内CO的平均速率为___ Pa/min,该温度下的平衡常数Kp为__ Pa-4。
Ⅰ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.1kJ•mol-1
Ⅱ.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2
Ⅲ.2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g) △H3
Ⅳ.2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4
反应过程中有关反应能量变化如图甲所示:
请回答:(1)①△H4为
②反应速率较大的是
(2)合成二甲醚往往选用硅铝混合物作催化剂,硅铝比例不同,生成二甲醚或乙烯的物质的量分数不同。硅铝比与产物选择性如图乙所示,中A点和B点的平衡常数比较:
KA
(3)若在密闭容器中,适当催化剂、压强下只按Ⅲ发生反应,温度和时间对CH3OH转化率的影响曲线图(丙图不完整)如图所示。若图中曲线对应的温度为523K,请你在丙图中作出温度为583K的影响曲线
(4)若在恒容条件下,最初向容器中通入1molCO、2molH2,在适当催化剂、温度下只按Ⅳ发生反应。测得开始时容器总压为3×105Pa,反应经2min达到平衡且平衡时体系压强降低了,则0~2min内CO的平均速率为
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐1】碘及其化合物在生产生活中有重要作用。
(1)单质碘可与氢气反应生成碘化氢。将物质的量比为 2:1 的氢气和碘蒸气放入密闭容器中进行反应:H2(g)+I2(g)=2HI(g),反应经过 5 分钟测得碘化氢的浓度为 0.1mol·L-1,碘蒸气的浓度为 0.05mol·L-1。
①前 5 分钟平均反应速率 v(H2)=_______ ,H2的初始浓度是_______ 。
②下列能说明反应已达平衡状态的是_______ (填序号)。
a.氢气的生成速率等于碘化氢的消耗速率
b.单位时间内断裂的 H-H 键数目与断裂的 H-I 键数目相等
c.c(H2):c(I2):c(HI)=1:1:2
d.2v(I2)正=v(HI)逆
e.反应混合体系的颜色不再发生变化
(2)已知:2N2O=2N2 +O2,不同温度(T)下,N2O 分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示( 图中半衰期指任一浓度 N2O消耗一半时所需的相应时间) ,则 T1_______ T2(填“>”、“=”或“<”)。当温度为 T1、起始压强为p0,反应至 t1min 时,此时体系压强 p=_______ (用 p0 表示)。
(3)某小组同学在室温下进行“碘钟实验”:将浓度均为 0.01mol·L-1的 H2O2、H2SO4、HI、Na2S2O3溶液及淀粉混合,一定时间后溶液变为蓝色。
已知:“碘钟实验”的总反应的离子方程式为 H2O2+2S2O+2H+=S4O+2H2O
反应分两步进行:
反应 A:……反应 B:I2+2S2O=2I-+S4O
①反应 A 的离子方程式是_______ 。对于总反应,I-的作用是_______
②为探究溶液变蓝快慢的影响因素,进行实验 Ⅰ、Ⅱ(溶液浓度均为 0.01mol·L-1)。
溶液从混合时的无色变为蓝色的时间:实验 Ⅰ是 30min、实验 Ⅱ是 40min。实验Ⅱ中,x、y、z 所对成的数值分别是_______ ;对比实验 Ⅰ、Ⅱ,可得出的实验结论是________
(1)单质碘可与氢气反应生成碘化氢。将物质的量比为 2:1 的氢气和碘蒸气放入密闭容器中进行反应:H2(g)+I2(g)=2HI(g),反应经过 5 分钟测得碘化氢的浓度为 0.1mol·L-1,碘蒸气的浓度为 0.05mol·L-1。
①前 5 分钟平均反应速率 v(H2)=
②下列能说明反应已达平衡状态的是
a.氢气的生成速率等于碘化氢的消耗速率
b.单位时间内断裂的 H-H 键数目与断裂的 H-I 键数目相等
c.c(H2):c(I2):c(HI)=1:1:2
d.2v(I2)正=v(HI)逆
e.反应混合体系的颜色不再发生变化
(2)已知:2N2O=2N2 +O2,不同温度(T)下,N2O 分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示( 图中半衰期指任一浓度 N2O消耗一半时所需的相应时间) ,则 T1
(3)某小组同学在室温下进行“碘钟实验”:将浓度均为 0.01mol·L-1的 H2O2、H2SO4、HI、Na2S2O3溶液及淀粉混合,一定时间后溶液变为蓝色。
已知:“碘钟实验”的总反应的离子方程式为 H2O2+2S2O+2H+=S4O+2H2O
反应分两步进行:
反应 A:……反应 B:I2+2S2O=2I-+S4O
①反应 A 的离子方程式是
②为探究溶液变蓝快慢的影响因素,进行实验 Ⅰ、Ⅱ(溶液浓度均为 0.01mol·L-1)。
试剂 用量(mL) 序号 | H2O2溶液 | H2SO4溶液 | Na2S2O3溶液 | KI 溶液(含淀粉) | H2O |
实验 Ⅰ | 5 | 4 | 8 | 3 | 0 |
实验 Ⅱ | 5 | 2 | x | y | z |
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【推荐2】甲烷、二氧化碳都是“碳一化学”的重要成员,在工业生产中应用广泛。回答下列问题:
(1)利用甲烷可实现的消除。
已知:甲烷的燃烧热(25℃、101kPa)为890.3
反应ⅰ.
反应ⅱ.
则消除的反应:___________ 。反应的___________ (用含、的式子表示)。
(2)现向一密闭容器中充入一定量的(g)和(g),保持总压为160kPa,发生反应: 。
①能表示该反应已经达到平衡状态的是___________ (填字母)。
A. B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.保持不变 D.甲烷与二氧化氮的转化率之比为1∶1
②若初始投料,的平衡转化率与温度(T)的关系如图所示:
温度为时,若反应从开始到平衡用时10min,则该时间段内用分压表示的平均反应速率___________ ;该温度下反应的压强平衡常数___________ (分压=总压×物质的量分数)。
(3)某团队合成的低配位Cu在碱性条件下催化还原生成乙烯的电化学装置如图所示。
①Y为电源的___________ (填“正极”或“负极”)。
②电极A上消耗的与电极B上生成的的物质的量之比为___________ 。
(1)利用甲烷可实现的消除。
已知:甲烷的燃烧热(25℃、101kPa)为890.3
反应ⅰ.
反应ⅱ.
则消除的反应:
(2)现向一密闭容器中充入一定量的(g)和(g),保持总压为160kPa,发生反应: 。
①能表示该反应已经达到平衡状态的是
A. B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.保持不变 D.甲烷与二氧化氮的转化率之比为1∶1
②若初始投料,的平衡转化率与温度(T)的关系如图所示:
温度为时,若反应从开始到平衡用时10min,则该时间段内用分压表示的平均反应速率
(3)某团队合成的低配位Cu在碱性条件下催化还原生成乙烯的电化学装置如图所示。
①Y为电源的
②电极A上消耗的与电极B上生成的的物质的量之比为
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(0.4)
解题方法
【推荐3】我国“双碳”目标的制定使研发二氧化碳利用技术成为研究热点。其中利用H2还原是研究的热点之一。该过程主要涉及以下反应:
i.
ii.
回答下列问题:
(1)______ .
(2)向某恒容密闭容器中加入一定量和发生反应i和反应ii,温度越高的体积分数会越小的原因为______ 。
(3)向某5 L的恒容密闭容器中充入和,在不同条件下发生反应i和反应ii,容器内压强随时间变化如图所示。
①某条件下,下列叙述不能作为上述容器中两反应达到平衡状态标志的是______ (填选项字母)。
a.CO的生成速率与CO的消耗速率相等
b.单位时间内生成的物质的量与生成的量相等
c.容器内混合气体的平均摩尔质量不再变化
d.容器内混合气体的密度不再变化
②与比较,仅改变了一种反应条件。所改变的条件为______ 。
③已知M点时,的浓度。则条件下,前10 min内的平均反应速率______ ;该条件下反应ii的平衡常数______ 。
(4)工业上加入合适催化剂,通过反应i制备时,选择的条件是较高温度和较高压强。其中选择较高温度的原因为______ 。
i.
ii.
回答下列问题:
(1)
(2)向某恒容密闭容器中加入一定量和发生反应i和反应ii,温度越高的体积分数会越小的原因为
(3)向某5 L的恒容密闭容器中充入和,在不同条件下发生反应i和反应ii,容器内压强随时间变化如图所示。
①某条件下,下列叙述不能作为上述容器中两反应达到平衡状态标志的是
a.CO的生成速率与CO的消耗速率相等
b.单位时间内生成的物质的量与生成的量相等
c.容器内混合气体的平均摩尔质量不再变化
d.容器内混合气体的密度不再变化
②与比较,仅改变了一种反应条件。所改变的条件为
③已知M点时,的浓度。则条件下,前10 min内的平均反应速率
(4)工业上加入合适催化剂,通过反应i制备时,选择的条件是较高温度和较高压强。其中选择较高温度的原因为
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(0.4)
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【推荐1】甲烷、甲醇()、甲醛()等含有一个碳原子的物质称为“一碳”化合物,广泛应用于化工、医药、能源等方面,研究“一碳”化合物的化学称为“一碳”化学。
(1)工业上合成甲醇的反应:,在一个恒容密闭容器中,充入和发生反应,测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示:
①压强_____ (填“大于”或“小于”),该反应达到平衡的标志是_____ (填字母)。
A.反应速率
B.容器内和物质的量之比为
C.混合气体的密度不再变化
D.混合气体的平均摩尔质量不再变化
②a点条件下,的平衡转化率为_____ (填分数),该温度下达到平衡后,在容积不变的条件下再充入和,平衡_____ (填“正向”、“逆向”或“不”)移动,新平衡时的逆反应速率_____ (填“大于”、“等于”或“小于”)原平衡。
(2)工业上用甲醇可以制备甲胺(),甲胺与氨在水中的电离方式相似。则甲胺在水中的电离方程式为_____ ,常温下,反应的平衡常数,的平衡常数。该温度下,甲胺的电离常数_____ 。
(3)电喷雾电离等方法得到的(等)与反应可得。与反应能高选择性地生成甲醇。分别在和下(其他反应条件相同)进行反应,结果如图所示:
,时的转化率为_____ 。
(1)工业上合成甲醇的反应:,在一个恒容密闭容器中,充入和发生反应,测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示:
①压强
A.反应速率
B.容器内和物质的量之比为
C.混合气体的密度不再变化
D.混合气体的平均摩尔质量不再变化
②a点条件下,的平衡转化率为
(2)工业上用甲醇可以制备甲胺(),甲胺与氨在水中的电离方式相似。则甲胺在水中的电离方程式为
(3)电喷雾电离等方法得到的(等)与反应可得。与反应能高选择性地生成甲醇。分别在和下(其他反应条件相同)进行反应,结果如图所示:
,时的转化率为
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(0.4)
解题方法
【推荐2】硫及其化合物对人类的生产和生活有着重要的作用。
(1)重晶石(BaSO4)高温煅烧可发生一系列反应,其中部分反应如下:
BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g) ΔH=+571.2kJ·mol-1
BaS(s)=Ba(s)+S(s) ΔH=+460kJ·mol-1
已知:O2(g)+2C(s)=2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1,
写出O2氧化Ba(s)和S(s)至BaSO4的热化学方程式___________________ 。
(2)一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l) △H<0。若向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molSO2,反应在不同条件下进行上述反应,反应体系总压强随时间的变化如图所示
①与实验a相比,c组改变的实验条件可能是______________ ,判断的依据是______________________ 。
②用P0表示开始时总压强,P表示平衡时总压强,用α表示SO2的平衡转化率,则α的表达式为______________________ 。
(3)二氧化硫在一定条件下还可以发生如下反应:
SO2(g)+NO2(g)⇌SO3(g)+NO(g) ΔH=-42kJ·mol-1。
在1 L 恒容密闭容器中充入SO2(g) 和NO2 (g),所得实验数据如下:
①实验甲中,若2 min 时测得放出的热量是4.2 kJ,则0~2 min时间内,用SO2 (g)表示的平均反应速率υ(SO2)=__________ ,该温度下的平衡常数为______________ 。
②实验丙中,达到平衡时,NO2的转化率为_______________ 。
③由表中数据可推知,T1_____ T2(填“>”“<”或“=”),判断的理由是____________________ 。
(1)重晶石(BaSO4)高温煅烧可发生一系列反应,其中部分反应如下:
BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g) ΔH=+571.2kJ·mol-1
BaS(s)=Ba(s)+S(s) ΔH=+460kJ·mol-1
已知:O2(g)+2C(s)=2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1,
写出O2氧化Ba(s)和S(s)至BaSO4的热化学方程式
(2)一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l) △H<0。若向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molSO2,反应在不同条件下进行上述反应,反应体系总压强随时间的变化如图所示
①与实验a相比,c组改变的实验条件可能是
②用P0表示开始时总压强,P表示平衡时总压强,用α表示SO2的平衡转化率,则α的表达式为
(3)二氧化硫在一定条件下还可以发生如下反应:
SO2(g)+NO2(g)⇌SO3(g)+NO(g) ΔH=-42kJ·mol-1。
在1 L 恒容密闭容器中充入SO2(g) 和NO2 (g),所得实验数据如下:
实验 编号 | 温度 | 起始时物质的量/mol | 平衡时物质的量/mol | |
n(SO2) | n(NO2) | n(NO) | ||
甲 | T1 | 0.80 | 0.20 | 0.18 |
乙 | T2 | 0.20 | 0.80 | 0.16 |
丙 | T2 | 0.20 | 0.30 | a |
①实验甲中,若2 min 时测得放出的热量是4.2 kJ,则0~2 min时间内,用SO2 (g)表示的平均反应速率υ(SO2)=
②实验丙中,达到平衡时,NO2的转化率为
③由表中数据可推知,T1
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解答题-原理综合题
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(0.4)
解题方法
【推荐3】乙炔是现代合成塑料、橡胶、纤维、染料和溶剂等许多有机产品的基础原料。天然气“非催化部分氧化法”制乙炔的工艺过程中涉及的有关反应为:
①甲烷完全氧化:
②甲烷部分氧化:
③甲烷裂解:
④乙炔裂解:
回答下列问题:
(1)根据反应③和相关化学键的键能数据(忽略不同环境中C-H键能的差异,如下表所示):
估算___________ 。
(2)在一绝热等压密闭容器内,以两种不同组成进料,反应中各组分的摩尔分数随温度变化的结果如下图所示(物质i的摩尔分数:)
在实际生产中选择初始投料比的原因可能是___________ 。
(3)科学家测定和计算了在一定温度范围内以上反应①、②、③的平衡常数的自然对数随(温度的倒数)的变化关系如图所示,反应③的压强平衡常数的表达式为___________ (用分压代替平衡浓度表示),表示该反应的曲线是___________ (填字母),判断依据是___________ 。
(4)在1000℃时,若只考虑发生反应②和③,已知起始,初始投料比,平衡体系中,此时CH4的转化率为50%,则平衡时CO的物质的量为___________ (用以上字母表示,需化简)。
(5)副产物中的CO和H2可以用于合成甲醇(CH3OH),但生产成本较高。科学家设计了以H2O2作为氧化剂,Au-Pd纳米粒子胶体为催化剂,在低温(50℃)下将甲烷直接转化为甲醇的反应路径。CH4在氧化过程中首先生成甲基过氧化氢(CH3OOH),写出此步骤的化学方程式:___________ ;新方法的优点是___________ 。
①甲烷完全氧化:
②甲烷部分氧化:
③甲烷裂解:
④乙炔裂解:
回答下列问题:
(1)根据反应③和相关化学键的键能数据(忽略不同环境中C-H键能的差异,如下表所示):
化学键 | C≡C | H-H | C-H |
键能/() | a | 436 | 413.4 |
(2)在一绝热等压密闭容器内,以两种不同组成进料,反应中各组分的摩尔分数随温度变化的结果如下图所示(物质i的摩尔分数:)
在实际生产中选择初始投料比的原因可能是
(3)科学家测定和计算了在一定温度范围内以上反应①、②、③的平衡常数的自然对数随(温度的倒数)的变化关系如图所示,反应③的压强平衡常数的表达式为
(4)在1000℃时,若只考虑发生反应②和③,已知起始,初始投料比,平衡体系中,此时CH4的转化率为50%,则平衡时CO的物质的量为
(5)副产物中的CO和H2可以用于合成甲醇(CH3OH),但生产成本较高。科学家设计了以H2O2作为氧化剂,Au-Pd纳米粒子胶体为催化剂,在低温(50℃)下将甲烷直接转化为甲醇的反应路径。CH4在氧化过程中首先生成甲基过氧化氢(CH3OOH),写出此步骤的化学方程式:
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