异丙醇(C3H8O)可由生物质转化得到,催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯(C3H6)的工业化技术已引起人们的关注,其主要反应如下:
Ⅰ、C3H8O (g) C3H6 (g)+H2O(g) ΔH1=+52kJ·mol-1
Ⅱ、2C3H6(g) C6H12(g) ΔH2=-97kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)已知2C3H8O(g)+9O2(g)=6CO2 (g)+8H2O(g) ΔH=-3750kJ·mol-1,则C3H6(g)燃烧生成CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式为_____ 。
(2)在1350℃下,刚性密闭容器中的反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表:
4~8μs内,v(C3H8O)=_____ ppm·μs一1;
②t_____ 16(填“>”“<”或“=”)。
(3)在恒温刚性密闭容器中,反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据是_____ (填标号)。
a.H2O(g)的分压不变
b.混合气体密度不变
c.n(C3H6)=2n(C6H12)
d.v正(H2O)=v逆(C3H8O)
(4)下图为反应Ⅰ、Ⅱ达到平衡时lgQp与温度的关系曲线。
(已知:对于可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),任意时刻Qp=,式中p(X))表示物质×的分压)
①在350℃恒压平衡体系中充入少量水蒸气时,反应Ⅰ的的状态最有可能对应图中的_____ 点(填“甲”“乙”或“丙”),判断依据是_____ 。
②350℃时,在密闭容器中加入一定量的C3H8O,体系达到平衡后,测得C6H12的分压为xMPa,则水蒸气的分压为_____ MPa(用含x的代数式表示)。
Ⅰ、C3H8O (g) C3H6 (g)+H2O(g) ΔH1=+52kJ·mol-1
Ⅱ、2C3H6(g) C6H12(g) ΔH2=-97kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)已知2C3H8O(g)+9O2(g)=6CO2 (g)+8H2O(g) ΔH=-3750kJ·mol-1,则C3H6(g)燃烧生成CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式为
(2)在1350℃下,刚性密闭容器中的反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表:
反应时间/μs | 0 | 4 | 8 | 12 | t | 20 |
H2O浓度/ppm | 0 | 2440 | 3200 | 3600 | 4000 | 4100 |
②t
(3)在恒温刚性密闭容器中,反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据是
a.H2O(g)的分压不变
b.混合气体密度不变
c.n(C3H6)=2n(C6H12)
d.v正(H2O)=v逆(C3H8O)
(4)下图为反应Ⅰ、Ⅱ达到平衡时lgQp与温度的关系曲线。
(已知:对于可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),任意时刻Qp=,式中p(X))表示物质×的分压)
①在350℃恒压平衡体系中充入少量水蒸气时,反应Ⅰ的的状态最有可能对应图中的
②350℃时,在密闭容器中加入一定量的C3H8O,体系达到平衡后,测得C6H12的分压为xMPa,则水蒸气的分压为
更新时间:2024-01-02 16:39:09
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【推荐1】氨既是实验室中常用试剂,也是工业上重要原料。
(1)某学习小组欲制备少量的氨水。供选用的试剂有:①NH4Cl②(NH4)2CO3 。提供的装置如下,请回答下列问题:
①装置A试管内发生反应的化学方程式为__________ ;
②从提供的仪器中选择并组装一套本实验的合理、简洁装置,按气流方向连接顺序为(用图中标注的导管口符号表示)a→____ ;
(2)氨在氧气中燃烧,生成水和一种单质。
已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H= -92.4kJ·mol-1
2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(l)△H= -572kJ·mol-1
写出氨在氧气中燃烧生成液态水和气态单质的热化学方程式:_________ ;
(3)已知在一定条件下,将1molN2和3molH2混合于一个10L的密闭容器中发生的反应为N2+3H22NH3,5min后达到平衡,平衡时氨的体积分数为25%。
①该反应的平衡常数=_____ ;
②从反应开始到平衡时,N2的反应速率(N2)=______ ;
(4)工业上以氨气、空气为主要原料制取硝酸。在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H>0。该反应的反应速率()随时间()变化的关系如图所示。若t2、t4时刻只改变一个条件,下列说法正确的是(填选项序号)______ 。
A.在时,可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
B.在时,采取的措施可以是升高温度
C.在时,可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
D.在时,容器内NO2的体积分数是整个过程中的最大值
(5)为检验氨气与酸反应得到的某种常见氮肥的成分,某同学进行了以下实验:①加热氮肥样品产生气体,其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,另一种气体能使澄清石灰水变浑浊。②取少量该氮肥样品溶于水,并加入少量BaCl2溶液,没有明显变化。由此可知该氮肥的主要成分可能是_____________ (填选项序号);
A.NH4Cl B.(NH4)2CO3C.NH4HCO3D.NH4NO3
(6)硝酸厂常用Na2CO3溶液吸收处理尾气NO2生成CO2。若9.2g NO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1mol,则反应的离子方程式是_________________ 。
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①装置A试管内发生反应的化学方程式为
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(2)氨在氧气中燃烧,生成水和一种单质。
已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H= -92.4kJ·mol-1
2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(l)△H= -572kJ·mol-1
写出氨在氧气中燃烧生成液态水和气态单质的热化学方程式:
(3)已知在一定条件下,将1molN2和3molH2混合于一个10L的密闭容器中发生的反应为N2+3H22NH3,5min后达到平衡,平衡时氨的体积分数为25%。
①该反应的平衡常数=
②从反应开始到平衡时,N2的反应速率(N2)=
(4)工业上以氨气、空气为主要原料制取硝酸。在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H>0。该反应的反应速率()随时间()变化的关系如图所示。若t2、t4时刻只改变一个条件,下列说法正确的是(填选项序号)
A.在时,可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
B.在时,采取的措施可以是升高温度
C.在时,可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
D.在时,容器内NO2的体积分数是整个过程中的最大值
(5)为检验氨气与酸反应得到的某种常见氮肥的成分,某同学进行了以下实验:①加热氮肥样品产生气体,其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,另一种气体能使澄清石灰水变浑浊。②取少量该氮肥样品溶于水,并加入少量BaCl2溶液,没有明显变化。由此可知该氮肥的主要成分可能是
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【推荐2】氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱的原料,也是一种常用的制冷剂。
(1)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L 的密闭容器内充入1mol N2和3mol H2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
则从反应开始到25 min 时,以N2 表示的平均反应速率=__________ ;该温度下 平衡常数K=___________ 。
(2)工业合成氨的反应方程式为: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH 下图1是合成氨反应的能量与反应过程相关图(未使用催化剂);图D 是合成氨反应在2L 容器中、相同投料情况下、其它条件都不变时,某一反应条件的改变对反应的影响图。
下列说法正确的是________________ 。
A.ΔH=-92.4kJ/mol
B.使用催化剂会使E1的数值增大
C.为了提高转化率,工业生产中反应的浓度越低越好
D.图II是不同压强下反应体系中氨的物质的量与反应时间关系图,且PAB
E.图II是不同温度下反应体系中氨的物质的量与反应时间关系图,且TA>TB;
F.该反应的平銜常数KAB
G.在曲线A条件下,反应从开始到平衡,消耗N2的平均速率为mol·L-1·min-1
(3)一定温度下,向一个容积为2 L的密闭容器中通入2 mol N2和7 mol H2,达到平衡时测得容器的压强为起始时的倍,则此温度下的平衡常数为_______ 。在同一温度,同一容器中,将起始物质改为amol N2 ,b molH2,c mol NH3 (a,b,c均不为零)欲使平衡混合物中各物质的质量与原平衡相同,则a,b,c满足的关系为_____________ (用含a,b,c的表达式表示),且欲使反应在起始时向逆反应方向进行,c的取值范围是_______
(1)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L 的密闭容器内充入1mol N2和3mol H2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
反应时间 /min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
压强/MPa | 16.80 | 14.78 | 13.86 | 13.27 | 12.85 | 12.60 | 12.60 |
则从反应开始到25 min 时,以N2 表示的平均反应速率=
(2)工业合成氨的反应方程式为: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH 下图1是合成氨反应的能量与反应过程相关图(未使用催化剂);图D 是合成氨反应在2L 容器中、相同投料情况下、其它条件都不变时,某一反应条件的改变对反应的影响图。
下列说法正确的是
A.ΔH=-92.4kJ/mol
B.使用催化剂会使E1的数值增大
C.为了提高转化率,工业生产中反应的浓度越低越好
D.图II是不同压强下反应体系中氨的物质的量与反应时间关系图,且PAB
E.图II是不同温度下反应体系中氨的物质的量与反应时间关系图,且TA>TB;
F.该反应的平銜常数KAB
G.在曲线A条件下,反应从开始到平衡,消耗N2的平均速率为mol·L-1·min-1
(3)一定温度下,向一个容积为2 L的密闭容器中通入2 mol N2和7 mol H2,达到平衡时测得容器的压强为起始时的倍,则此温度下的平衡常数为
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【推荐3】一种太空生命保障系统利用电解水供氧,生成的氢气与宇航员呼出的二氧化碳在催化剂作用下生成水和甲烷,回收利用CO2解决空间站供氧问题,实现CO2的综合利用,具体分三步:
第1步,把光变成能量,目前采用光伏发电的形式;
第2步,电解水制氢气;
第3步,CO2和H2在催化剂等条件下合成CH4。
Ⅰ.反应A为CO2回收利用关键步骤,反应方程式为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。
(1)反应中各化学键的键能如表。
则生成1mol甲烷_______ (填吸收或放出)______ kJ热量。
(2)下列说法正确的是________ (填字母)。
(3)一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入2molCO2和8molH2,发生上述反应,经5min达到平衡,测得平衡时压强与反应前压强之比为4:5。
①开始反应至5min时CH4的平均反应速率为________ mol•L-1•min-1。
②空间站的反应器内,通常采用反应器前段加热,后段冷却的方法来提高CO2的转化效率,可能的原因是_______ 。
Ⅱ.CO2综合利用还包含生产其他工业产品,某研究团队利用如下反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)生产乙烯。在三个容积均为1L的密闭容器中以不同的氢碳比[]充入H2(g)和CO2(g),在一定条件下CO2(g)的平衡转化率与温度的关系如图所示。
(4)氢碳比由大到小的顺序是_______ 。
(5)已知③中氢碳比=2,若向处于P点状态的容器中,按2:4:1:4的比例再充入CO2、H2、C2H4、H2O,再次平衡后CO2的转化率________ (填增大或减小)。
第1步,把光变成能量,目前采用光伏发电的形式;
第2步,电解水制氢气;
第3步,CO2和H2在催化剂等条件下合成CH4。
Ⅰ.反应A为CO2回收利用关键步骤,反应方程式为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。
(1)反应中各化学键的键能如表。
化学键 | C=O | H-H | C-H | O-H |
键能/kJ | 750 | 436 | 414 | 462 |
(2)下列说法正确的是
A.混合气体的平均相对分子质量保持不变时,反应达到平衡状态 |
B.1molCO2与足量氢气反应,产生1molCH4 |
C.断裂2molC=O的同时,形成4molH-H,则说明反应已达平衡 |
D.该条件下充入氮气,压强增大,则反应速率加快,平衡正向移动 |
①开始反应至5min时CH4的平均反应速率为
②空间站的反应器内,通常采用反应器前段加热,后段冷却的方法来提高CO2的转化效率,可能的原因是
Ⅱ.CO2综合利用还包含生产其他工业产品,某研究团队利用如下反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)生产乙烯。在三个容积均为1L的密闭容器中以不同的氢碳比[]充入H2(g)和CO2(g),在一定条件下CO2(g)的平衡转化率与温度的关系如图所示。
(4)氢碳比由大到小的顺序是
(5)已知③中氢碳比=2,若向处于P点状态的容器中,按2:4:1:4的比例再充入CO2、H2、C2H4、H2O,再次平衡后CO2的转化率
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【推荐1】环戊二烯(C5H6)常温下呈液体,是一种重要的医药中间体。回答下列问题:
(1)已知:
液态环戊二烯发生氢化反应生成1mol液态环戊烷[C5H10(l)]的ΔH=_______ kJ·mol-1。
(2)气相的环戊二烯易发生双聚化反应:2C5H6(g)=C10H12(g) ΔH<0。
①下列有关双聚化反应的说法中正确的是_______ (填字母)。
A.分离出C10H12能够提高C5H6转化率
B.双聚化反应的正反应的活化能大于逆反应的活化能
C.升温有利于提高活化分子的百分数
D.升高温度,正反应速率减小
②130℃条件下,将nmol C5H6(g)置于1L刚性容器中发生上述反应,t时刻容器中气体的总压为p(总),C10H12(g)的物质的量为x,试写出C5H6(g)在t时刻的分压表达式:_______ 。
③一定温度下,将0.006 mol液态C5H6(置于1L刚性容器中,将容器中的空气抽空后,加热到130℃使之气化,保持温度为130℃,容器中的总压随时间变化如下表所示:
C5H6刚好完全气化后容器内的压强为20.36 kPa(此时容器中气体可看成全部为C5H6),则50 min时气体的总物质的量为_______ ×10-3 mol(保留小数点后一位,下同),C10H12(g)表示的反应速率为_______ ×10-5 mol·L-1·min-1。
(3)一定温度下,将物质的量分数为80%的C10H12(g)、20%的水蒸气通入恒压反应釜中(反应釜中压强保持500 kPa),发生解聚反应C10H12(g)=2C5H6(g)。
①增大水蒸气的量,可提高解聚反应的转化率,其原因是_______ 。
②若该温度下C10H12(g)的平衡转化率为50%,则解聚反应的平衡常数Kp=_______ kPa(结果保留一位小数,用分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(1)已知:
液态环戊二烯发生氢化反应生成1mol液态环戊烷[C5H10(l)]的ΔH=
(2)气相的环戊二烯易发生双聚化反应:2C5H6(g)=C10H12(g) ΔH<0。
①下列有关双聚化反应的说法中正确的是
A.分离出C10H12能够提高C5H6转化率
B.双聚化反应的正反应的活化能大于逆反应的活化能
C.升温有利于提高活化分子的百分数
D.升高温度,正反应速率减小
②130℃条件下,将nmol C5H6(g)置于1L刚性容器中发生上述反应,t时刻容器中气体的总压为p(总),C10H12(g)的物质的量为x,试写出C5H6(g)在t时刻的分压表达式:
③一定温度下,将0.006 mol液态C5H6(置于1L刚性容器中,将容器中的空气抽空后,加热到130℃使之气化,保持温度为130℃,容器中的总压随时间变化如下表所示:
t(min) | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
p(kPa) | 18.07 | 16.62 | 15.63 | 14.87 | 14.33 | 13.88 |
(3)一定温度下,将物质的量分数为80%的C10H12(g)、20%的水蒸气通入恒压反应釜中(反应釜中压强保持500 kPa),发生解聚反应C10H12(g)=2C5H6(g)。
①增大水蒸气的量,可提高解聚反应的转化率,其原因是
②若该温度下C10H12(g)的平衡转化率为50%,则解聚反应的平衡常数Kp=
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【推荐2】乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志,乙烯作为现代有机合成的重要原料,研究其合成方法受到科学家的青睐。回答下列问题:
(1)丙烯歧化法
反应原理为 ,向恒温恒容的密闭容器中通入一定量的,生成的物质的量与时间的关系如表所示:
①___________ ;初始时总压强为,时总压强为,则___________ 。
②其他条件不变,若缩小容器的体积,则的转化率将___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)催化加氢法
反应原理为 。向2L的恒容密闭容器中通入和,在催化剂作用下发生上述反应,测得平衡时体系中各气体的物质的量随温度的变化关系如图所示:
①图中曲线代表乙烯的物质的量随温度的变化关系的是___________ (填字母)。
②下列说法正确的是___________ (填标号)。
A.使用催化剂,可降低反应的活化能,加快反应速率,提高平衡产率
B.其他条件不变时,若扩大容器容积,则平衡逆向移动,减小,增大
C.若容器内混合气体的密度不再随时间改变时,说明反应已达到平衡状态
D.保持其他条件不变,再通入,达到平衡时的转化率增大,平衡常数K保持不变
③时,反应的化学平衡常数___________ ,的平衡转化率为___________ (保留三位有效数字)%。
(3)柴油裂解法
实验测得柴油裂解得到乙烯和丙烯的收率与温度、柴油在裂解设备内的停留时间的关系如图所示,工业上为获得较多的乙烯应选择较为适宜的温度和停留时间分别为___________ K和___________ s。
(1)丙烯歧化法
反应原理为 ,向恒温恒容的密闭容器中通入一定量的,生成的物质的量与时间的关系如表所示:
反应时间/min | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
的物质的量/mol | 0.8 | 1.2 | 1.5 | a | 1.5 |
②其他条件不变,若缩小容器的体积,则的转化率将
(2)催化加氢法
反应原理为 。向2L的恒容密闭容器中通入和,在催化剂作用下发生上述反应,测得平衡时体系中各气体的物质的量随温度的变化关系如图所示:
①图中曲线代表乙烯的物质的量随温度的变化关系的是
②下列说法正确的是
A.使用催化剂,可降低反应的活化能,加快反应速率,提高平衡产率
B.其他条件不变时,若扩大容器容积,则平衡逆向移动,减小,增大
C.若容器内混合气体的密度不再随时间改变时,说明反应已达到平衡状态
D.保持其他条件不变,再通入,达到平衡时的转化率增大,平衡常数K保持不变
③时,反应的化学平衡常数
(3)柴油裂解法
实验测得柴油裂解得到乙烯和丙烯的收率与温度、柴油在裂解设备内的停留时间的关系如图所示,工业上为获得较多的乙烯应选择较为适宜的温度和停留时间分别为
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【推荐3】多晶硅可用作光伏转换器的材料,锌还原法生产多晶硅涉及以下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)已知:;,对于反应,图中_______ (填“大于”“小于”或“等于”)。结合下图分析,_______ 0(填“大于”或“小于”)。
(2)在锌还原法生产多晶硅的密闭体系中,下列说法错误的是_______(填标号)。
(3)一定温度下,向恒容密闭容器中充入和的混合气体,发生反应Ⅰ和Ⅱ,反应Ⅱ的净速率,其中分别为正、逆反应的速率常数,p为气体的分压。降低温度时,_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)图甲为不同温度下达到平衡时各组分的物质的量分数,图乙为在催化剂作用下同一时间内,硅产率与反应温度的关系曲线,M点到N点硅产率缓慢下降的可能原因是_______ ,N点后硅产率快速下降的主要原因是_______ 。
(5)在一定温度下,向一定体积的密闭容器中,按的比例充入和的混合气体,此时压强为,达到平衡后体系压强为,其中的分压为,则反应Ⅰ的_______ 。已知:,其中为和为各组分的平衡分压。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)已知:;,对于反应,图中
(2)在锌还原法生产多晶硅的密闭体系中,下列说法错误的是_______(填标号)。
A.增大的浓度有利于提高的转化率 |
B.若气体的平均相对分子质量不再变化,说明反应Ⅰ、反应Ⅱ均达平衡 |
C.平衡后,若压缩体积,反应I平衡正向移动,反应II平衡不移动 |
D.选用合适的催化剂可以提高硅在单位时间内的产量 |
(4)图甲为不同温度下达到平衡时各组分的物质的量分数,图乙为在催化剂作用下同一时间内,硅产率与反应温度的关系曲线,M点到N点硅产率缓慢下降的可能原因是
(5)在一定温度下,向一定体积的密闭容器中,按的比例充入和的混合气体,此时压强为,达到平衡后体系压强为,其中的分压为,则反应Ⅰ的
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【推荐1】甲烷催化裂解、氧气部分氧化和水煤气重整是目前制氢的常用方法。回答下列问题:
(1)甲烷隔绝空气分解,部分反应如下:
Ⅰ.CH4(g)=C(s)+2H2(g) ∆H1=+74.9kJ/mol
Ⅱ.6CH4(g)=C6H6(g)+9H2(g) ∆H2=+531kJ/mol
Ⅲ.2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g) ∆H3=+202kJ/mol
①反应I的△S___ (填“>”或“<”)0。
②的 △H=______ kJ/mol。
(2)CH4用水蒸气重整制氢包含的反应为:
Ⅰ.水蒸气重整:
Ⅱ.水煤气变换:
平衡时各物质的物质的量分数如图所示:①为提高CH4的平衡转化率,除压强、温度外,还可采取的措施是___________ (写一条)。
②温度高于T1℃时,CO2的物质的量分数开始减小,其原因是___________ 。
③T2℃时,容器中______________ 。
(3)甲烷部分氧化反应为。已知甲烷部分氧化、甲烷水蒸气重整、水煤气变换反应的平衡常数的自然对数lnKp与温度的关系如图所示:①图中Q点时,反应的InKp=________ 。
②在某恒压密闭容器中充入lmol CH4和1mol H2O(g)在某温度下发生水蒸气重整反应达到平衡时,CH4的转化率为50%,容器总压强为1 atm。H2的平衡分压p(H2)=____ atm;此温度下反应的lnKp=___ (已知;ln3≈l.1,ln4≈l.4)。
(1)甲烷隔绝空气分解,部分反应如下:
Ⅰ.CH4(g)=C(s)+2H2(g) ∆H1=+74.9kJ/mol
Ⅱ.6CH4(g)=C6H6(g)+9H2(g) ∆H2=+531kJ/mol
Ⅲ.2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g) ∆H3=+202kJ/mol
①反应I的△S
②的 △H=
(2)CH4用水蒸气重整制氢包含的反应为:
Ⅰ.水蒸气重整:
Ⅱ.水煤气变换:
平衡时各物质的物质的量分数如图所示:①为提高CH4的平衡转化率,除压强、温度外,还可采取的措施是
②温度高于T1℃时,CO2的物质的量分数开始减小,其原因是
③T2℃时,容器中
(3)甲烷部分氧化反应为。已知甲烷部分氧化、甲烷水蒸气重整、水煤气变换反应的平衡常数的自然对数lnKp与温度的关系如图所示:①图中Q点时,反应的InKp=
②在某恒压密闭容器中充入lmol CH4和1mol H2O(g)在某温度下发生水蒸气重整反应达到平衡时,CH4的转化率为50%,容器总压强为1 atm。H2的平衡分压p(H2)=
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(0.4)
解题方法
【推荐2】发展洁净煤技术、利用CO2制备清洁能源等都是实现减碳排放的重要途径。
(1)将煤转化成水煤气的反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)可有效提高能源利用率,若在上述反应体系中加入催化剂(其他条件保持不变),此反应的△H________(填“增大”、“减小”或“不变”),判断的理由是________。
(2)CO2制备甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.0kJ·mol-1,在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2(g)和CH3OH(g)浓度随时间变化如右图所示。
①该反应化学平衡常数K的表达式是________。
②0~9min时间内,该反应的平均反应速率ν(H2)=________。
③在相同条件下,密闭容器的体积缩小至0.5L时,此反应达平衡时放出的热量(Q)可能是________(填字母序号)kJ。
a.0<Q<29.5
B.29.5<Q<36.75
C.36.75<Q<49
D.49<Q<98
④在一定条件下,体系中CO2的平衡转化率(α)与L和X的关系如右图所示,L和X分别表示温度或压强。
X表示的物理量是。判断L1与L2的大小关系。
(3)科学家用氮化镓材料与铜组装如右图的人工光合系统,利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4.
写出铜电极表面的电极反应式,为提高该人工光合系统的工作效率,可向装置中加入少量(选填“盐酸”或“硫酸”).
(4)利用CO2和NH3为原料也合成尿素,在合成塔中的主要反应可表示如下:
反应①:2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)△H1=__________________
反应②:NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H2=+72.49kJ·mol-1
总反应:2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=-86.98kJ·mol-1;
则反应①的△H1=_______________。
(5)现将amol铁和bmol铜的混合物与含有cmolHNO3的稀溶液充分反应,设还原产物为NO。下列结论不正确的是(填序号)
A.若剩余金属0.5amol,则氧化产物为一种或二种
B.若只有一种氧化产物,则3c=8a
C.若有二种氧化产物,被还原的硝酸物质的量为0.25cmol
D.若有三种氧化产物,被还原的硝酸物质的量为0.25cmol
(1)将煤转化成水煤气的反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)可有效提高能源利用率,若在上述反应体系中加入催化剂(其他条件保持不变),此反应的△H________(填“增大”、“减小”或“不变”),判断的理由是________。
(2)CO2制备甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.0kJ·mol-1,在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2(g)和CH3OH(g)浓度随时间变化如右图所示。
①该反应化学平衡常数K的表达式是________。
②0~9min时间内,该反应的平均反应速率ν(H2)=________。
③在相同条件下,密闭容器的体积缩小至0.5L时,此反应达平衡时放出的热量(Q)可能是________(填字母序号)kJ。
a.0<Q<29.5
B.29.5<Q<36.75
C.36.75<Q<49
D.49<Q<98
④在一定条件下,体系中CO2的平衡转化率(α)与L和X的关系如右图所示,L和X分别表示温度或压强。
X表示的物理量是。判断L1与L2的大小关系。
(3)科学家用氮化镓材料与铜组装如右图的人工光合系统,利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH4.
写出铜电极表面的电极反应式,为提高该人工光合系统的工作效率,可向装置中加入少量(选填“盐酸”或“硫酸”).
(4)利用CO2和NH3为原料也合成尿素,在合成塔中的主要反应可表示如下:
反应①:2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)△H1=__________________
反应②:NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H2=+72.49kJ·mol-1
总反应:2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=-86.98kJ·mol-1;
则反应①的△H1=_______________。
(5)现将amol铁和bmol铜的混合物与含有cmolHNO3的稀溶液充分反应,设还原产物为NO。下列结论不正确的是(填序号)
A.若剩余金属0.5amol,则氧化产物为一种或二种
B.若只有一种氧化产物,则3c=8a
C.若有二种氧化产物,被还原的硝酸物质的量为0.25cmol
D.若有三种氧化产物,被还原的硝酸物质的量为0.25cmol
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(0.4)
解题方法
【推荐3】二氧化碳、甲烷等是主要的温室气体。研发二氧化碳和甲烷的利用技术对治理生态环境具有重要意义。
已知:常温常压下,一些物质的燃烧热如表所示。
回答下列问题:
(1)在催化剂作用下,甲烷的催化重整是制备合成气的重要方法,写出CH4(g)与CO2(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式:______ 。
(2)在恒温恒容密闭容器中,通入一定量的CH4、CO2发生催化重整反应。
①下列能说明该反应达到化学平衡状态的是______ (填标号)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化 B.v正(CH4)=2v逆(CO)
C.CO与H2浓度的比值不再变化 D.容器内混合气体的密度不再变化
②当投料比=1.0时,CO2的平衡转化率(α)与温度(T)、初始压强(p)的关系如图所示。由图可知:压强p1______ 2MPa(填“>”、“<”或“=”);当温度为T3、初始压强为2MPa时,a点的v逆______ v正(填“>”、“<”或“=”)。起始时向1 L恒容容器中加入2 mol CH4和2 mol CO2,在温度为T6、初始压强为2 MPa条件下反应,用压强表示该反应的平衡常数Kp=______ (分压=总压×物质的量分数)。
(3)我国科学家对甲烷和水蒸气催化重整反应机理也进行了广泛研究,通常认为该反应分两步进行。第一步:CH4催化裂解生成H2和碳(或碳氢物种),其中碳(或碳氢物种)吸附在催化剂上,如CH4→+(2-)H2;第二步:碳(或碳氢物种)和H2O反应生成CO2和H2,如+2H2O→CO2+(2+)H2。反应过程和能量变化残图如图:
判断过程______ (填序号)加入了催化剂,原因是______ 。控制整个过程②反应速率的是第Ⅱ步,其原因为______ 。
已知:常温常压下,一些物质的燃烧热如表所示。
物质 | CH4(g) | H2(g) | CO(g) |
燃烧热(△H)/(kJ•mol-1) | -890.3 | -285.8 | -283.0 |
(1)在催化剂作用下,甲烷的催化重整是制备合成气的重要方法,写出CH4(g)与CO2(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式:
(2)在恒温恒容密闭容器中,通入一定量的CH4、CO2发生催化重整反应。
①下列能说明该反应达到化学平衡状态的是
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化 B.v正(CH4)=2v逆(CO)
C.CO与H2浓度的比值不再变化 D.容器内混合气体的密度不再变化
②当投料比=1.0时,CO2的平衡转化率(α)与温度(T)、初始压强(p)的关系如图所示。由图可知:压强p1
(3)我国科学家对甲烷和水蒸气催化重整反应机理也进行了广泛研究,通常认为该反应分两步进行。第一步:CH4催化裂解生成H2和碳(或碳氢物种),其中碳(或碳氢物种)吸附在催化剂上,如CH4→+(2-)H2;第二步:碳(或碳氢物种)和H2O反应生成CO2和H2,如+2H2O→CO2+(2+)H2。反应过程和能量变化残图如图:
判断过程
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名校
【推荐1】碳中和是目前社会备受关注的重要议题,碳中和是指的排放总量和减少总量相当,对于改善环境、实现绿色发展至关重要。
(1)以为催化剂的光热化学循环分解反应为碳中和提供了一条新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示(自然条件下,氧原子不能单独存在)。①上述过程,能量变化形式主要由太阳能转化为___________ 。
②写出光热化学循环分解的化学反应方程式:___________________ ,根据上述信息可知,催化分解1mol 时需要吸收___________ kJ能量。
(2)为发展低碳经济,科学家提出可以用氧化锆锌作催化剂,将转化为重要有机原料,该反应的化学方程式为。在容积为2L的恒温密闭容器中,充入1mol 和3mol ,和的物质的量随时间变化的曲线如图所示。分析图中数据,回答下列问题。①反应在0~2min内,___________ 。
②2min时,正反应速率___________ 逆反应速率(填“>”“<”或“=”);6min时,将容器的容积变为3L,此时逆反应速率如何变化,并说明原因:_________________________________ 。
③对于上述反应,下列叙述正确的是___________ (填标号)。
a.当各气体的物质的量不再改变时,该反应已达平衡状态
b.当该反应达到平衡后,。
c.由图可知,2min时的生成速率大于6min时的消耗速率
d.提高反应的温度,可以实现的完全转化
④在催化生成甲醇的反应过程中,还会发生副反应:。一段时间后,测得体系中。产率=_____________ (已知:产率=,结果用含a、b、c的代数式表示)。
(1)以为催化剂的光热化学循环分解反应为碳中和提供了一条新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示(自然条件下,氧原子不能单独存在)。①上述过程,能量变化形式主要由太阳能转化为
②写出光热化学循环分解的化学反应方程式:
(2)为发展低碳经济,科学家提出可以用氧化锆锌作催化剂,将转化为重要有机原料,该反应的化学方程式为。在容积为2L的恒温密闭容器中,充入1mol 和3mol ,和的物质的量随时间变化的曲线如图所示。分析图中数据,回答下列问题。①反应在0~2min内,
②2min时,正反应速率
③对于上述反应,下列叙述正确的是
a.当各气体的物质的量不再改变时,该反应已达平衡状态
b.当该反应达到平衡后,。
c.由图可知,2min时的生成速率大于6min时的消耗速率
d.提高反应的温度,可以实现的完全转化
④在催化生成甲醇的反应过程中,还会发生副反应:。一段时间后,测得体系中。产率=
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【推荐2】化学工业为世界能源消费生产了多种能源物质。
(1)在常温常压下,H2和C3H8的混合气体共3mol完全燃烧生成CO2和液态水放出2792kJ的热量。
已知:
则该混合气体中,H2和C3H8的体积比为___________ 。
(2)一种利用太阳能将甲烷重整制氢原理的示意图如下:①第I步反应的还原剂是___________ 。
②NiO·Fe2O3在整个反应过程中的作用是___________ 。
③反应每消耗1molCH4,理论上可生成标准状况下H2的体积为___________ 。
(3)在催化剂光照条件下,CO2和H2O可转化为CH3OH,该反应的化学方程式为:。一定条件下,在2L恒容密闭容器中充入0.50molCO2和1.00mol水蒸气进行上述反应,测得随时间的变化如下表所示:
①用H2O(g)表示0~3min内该反应的平均反应速率为___________ 。
②第4分钟时___________ (填“大于”“小于”或“等于”)第3分钟时。
③能说明该反应已达到平衡状态的是___________ 。
A. B.
C.容器内密度保持不变 D.容器内压强保持不变
④上述反应达到平衡时二氧化碳的转化率为___________ 。
(1)在常温常压下,H2和C3H8的混合气体共3mol完全燃烧生成CO2和液态水放出2792kJ的热量。
已知:
则该混合气体中,H2和C3H8的体积比为
(2)一种利用太阳能将甲烷重整制氢原理的示意图如下:①第I步反应的还原剂是
②NiO·Fe2O3在整个反应过程中的作用是
③反应每消耗1molCH4,理论上可生成标准状况下H2的体积为
(3)在催化剂光照条件下,CO2和H2O可转化为CH3OH,该反应的化学方程式为:。一定条件下,在2L恒容密闭容器中充入0.50molCO2和1.00mol水蒸气进行上述反应,测得随时间的变化如下表所示:
时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
0.00 | 0.040 | 0.070 | 0.090 | 0.100 | 0.100 | 0.100 |
②第4分钟时
③能说明该反应已达到平衡状态的是
A. B.
C.容器内密度保持不变 D.容器内压强保持不变
④上述反应达到平衡时二氧化碳的转化率为
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解题方法
【推荐3】利用可合成烷烃、烯烃、醇等系列重要化工原料。回答下列有关问题:
I.制备甲烷
(1)该反应的与温度的关系如图1所示。
①要使该反应能顺利发生,理论上温度不高于____________ 。
②在恒温、恒容容器中进行该反应,下列不能 说明反应达到平衡状态的是_________ 。
A.和的转化率之比不再变化 B.混合气体的平均摩尔质量不再变化
C.容器内的压强不再变化 D.
(2)选择合适催化剂,在密闭容器中按充入反应物,反应结果如图2所示。
①若N点压强为,则平衡常数__________ ,P点与点的平衡常数_______ (填“>”、<”或“=”)。
②若无催化剂,N点平衡转化率是否可能降至R点?说明理由。答:______________ 。
II.制备甲醇:
主反应:
副反应:
(3)向恒容容器中充入和,在催化剂存在的条件下进行反应,测得温度与平衡转化率、产物选择性的关系如下图所示。
已知:选择性
①选择性随温度升高而下降的原因是________ (写一条)。
②有利于提高选择性的反应条件是__________ 。
A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压
I.制备甲烷
(1)该反应的与温度的关系如图1所示。
①要使该反应能顺利发生,理论上温度不高于
②在恒温、恒容容器中进行该反应,下列
A.和的转化率之比不再变化 B.混合气体的平均摩尔质量不再变化
C.容器内的压强不再变化 D.
(2)选择合适催化剂,在密闭容器中按充入反应物,反应结果如图2所示。
①若N点压强为,则平衡常数
②若无催化剂,N点平衡转化率是否可能降至R点?说明理由。答:
II.制备甲醇:
主反应:
副反应:
(3)向恒容容器中充入和,在催化剂存在的条件下进行反应,测得温度与平衡转化率、产物选择性的关系如下图所示。
已知:选择性
①选择性随温度升高而下降的原因是
②有利于提高选择性的反应条件是
A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压
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