研究含氮元素物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。
(1)俗称“笑气”,曾用作麻醉剂。一定温度下在某催化剂(cat)表面分解生成和,与催化剂面积、时间的关系如图所示:
①根据直线Ⅰ、Ⅱ可得出的结论是,其他条件相同时,___________ 。
②在Ⅱ条件下,50min内平均分解速率为___________ 。
③若起始浓度为0.400mol⋅L-1,比较不同起始浓度时的平均分解速率:v(mol⋅L-1)___________ v(mol⋅L-1)。(填“>”“=”或“<”)
(2)在(Ⅲ)铁原子簇表面,反应 的反应机理如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
ⅳ.
①___________ O(填“>”或“<”)。
②该机理中,速率控制步骤为___________ ,理由是___________ 。
(3)利用的还原性可以消除氮氧化物的污染,反应原理之一为 kJ⋅mol-1,当该反应转移3mol电子时,应放出热量___________ kJ;已知该反应的kJ⋅mol-1⋅K-1,试通过计算说明该反应常温下(298K)能否自发?___________ 。
(1)俗称“笑气”,曾用作麻醉剂。一定温度下在某催化剂(cat)表面分解生成和,与催化剂面积、时间的关系如图所示:
①根据直线Ⅰ、Ⅱ可得出的结论是,其他条件相同时,
②在Ⅱ条件下,50min内平均分解速率为
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ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
ⅳ.
①
②该机理中,速率控制步骤为
(3)利用的还原性可以消除氮氧化物的污染,反应原理之一为 kJ⋅mol-1,当该反应转移3mol电子时,应放出热量
更新时间:2024-01-03 12:59:13
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【推荐1】合成气(CO+H2)广泛用于合成有机物,工业上常采用天然气与水蒸气反应等方法来制取合成气。
(1)已知,5.6LCH4(标况下数据)与水蒸气完全反应时吸收51.5kJ的热量,请写出该反应的热化学方程式___ ;
(2)在150℃时2L的密闭容器中,将2molCH4和2molH2O(g)混合,经过15min达到平衡,此时CH4的转化率为60%。回答下列问题:
①从反应开始至平衡,用氢气的物质的量浓度变化表示该反应速率v(H2)=___ 。
②该反应的平衡常数表达式K=___ 。
③下列选项中能表示该反应已达到平衡状态的是___
A.v(H2)逆=3v(CO)正
B.密闭容器中混合气体的密度不变
C.密闭容器中总压强不变
D.c(CH4)=c(CO)
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【推荐2】CO是水煤气的主要成分之一,是一种无色剧毒气体,根据信息完成下列各题。
I、已知下列热化学方程式:
2C(s) +O2(g)= 2CO(g) △H = -221 kJ/mol
C(s) + O2(g)= CO2(g) △H = -393 kJ/mol
(1)24 g单质碳在不足量的O2中燃烧时,生成等物质的量的CO和CO2气体,则和24 g单质碳完全燃烧生成CO2相比较,损失热量_________ kJ。
II、850℃时,在10 L体积不变的容器中投入2 mol CO和3 mol H2O,发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),当CO的转化率达60%时,反应达平衡。
(2)850℃时,该反应的平衡常数为_____________________ 。
(3)该条件下,将CO和H2O都改为投入2 mol, 达平衡时,H2的浓度为________ mol/L,下列情况能说明该反应一定达平衡的是__________ 。
A.CO和H2O蒸气的浓度之比不再随时间改变
B.气体的密度不再随时间改变
C.CO和CO2的浓度之比不再随时间改变
D.气体的平均摩尔质量不再随时间改变
III、(4)工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法使K2CO3溶液再生,其装置示意图如图:
①在阳极区发生的反应包括________________ 和 H++=CO2↑+H2O
②简述在阴极区再生的原理:_____________________________________ 。
(5)含硫各微粒(H2SO3、和)存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中,它们的物质的量分数ω与溶液pH的关系如图所示
下列说法正确的是____________ (填标号)。
A. pH=7时,溶液中c( Na+)<c ()+c()
B.由图中数据,可以估算出H2SO3的第二级电离平衡常数Ka2≈10-7
C.为获得尽可能纯的NaHSO3,应将溶液的pH控制在4~5为宜
D. pH=9时,溶液中c(OH-)=c(H+)+c()+2c(H2SO3)
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【推荐3】氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。
(1)氢气的燃烧热是,写出表示该燃烧反应的热化学方程式_______ ,若想获得1143.2kJ的热量,在该条件下需要燃烧_______ g。
以太阳能为热能,热化学硫碘循环分解水是一种目前较具发展前景的制氢方法之一,其反应过程如下图所示:
反应Ⅱ: 它由两步反应组成:
a.
b.分解。
(2)上述反应过程中总反应的化学方程式是_______ 。
(3)和对总反应起到了_______ 作用。
(4)从能量的角度分析,该过程实现了_______ 的转化。
(5)写出反应b的热化学方程式_______ 。
(6)热化学硫碘循环分解水制氯与化石能源制氢相比,优势是_______ (任写一条)。
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【推荐1】Ⅰ.已知:① ;
②
(1)Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是_______ 。
(2)据报道,科学家在一定条件下利用与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。其反应为:
①若反应在5L的密闭容器中进行,1min后达到平衡,测得在反应中质量减少3.2g。则该段时间内CO的平均反应速率为_______ 。
②若该反应在恒温恒容容器中进行,能表明该反应达到平衡状态的是_______ 。
A.的转化率等于CO的产率 B.混合气体的密度不变
C.与的比值为1∶2 D.固体的总质量不变
③该反应达到平衡时某物理量随温度变化如图所示,当温度由升高到时,平衡常数_______ (填“>”、“<”或“=”);以下选项中纵坐标可以表示的物理量有_______ 。
A.的逆反应速率 B.的的体积分数
C.混合气体的平均相对分子质量 D.CO的体积分数
Ⅱ.已知 ,在一个有催化剂的容积不变的密闭容器中加入和。在500℃时充分反应,达平衡后的浓度为,放出热量为。
(3)下列措施可以同时提高反应速率和的转化率是_______。
(4)达到平衡时,的转化率为_______ (用、表示)。
(5)将上述容器改为恒压容器,起始时加入和,500℃时充分反应达平衡后,放出热量,则_______ (填“>”“<”或“=”)。
(6)改变某一条件,得到如图的变化规律(图中T表示温度,n表示物质的量),可得出的结论正确的是_______。
②
(1)Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是
(2)据报道,科学家在一定条件下利用与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。其反应为:
①若反应在5L的密闭容器中进行,1min后达到平衡,测得在反应中质量减少3.2g。则该段时间内CO的平均反应速率为
②若该反应在恒温恒容容器中进行,能表明该反应达到平衡状态的是
A.的转化率等于CO的产率 B.混合气体的密度不变
C.与的比值为1∶2 D.固体的总质量不变
③该反应达到平衡时某物理量随温度变化如图所示,当温度由升高到时,平衡常数
A.的逆反应速率 B.的的体积分数
C.混合气体的平均相对分子质量 D.CO的体积分数
Ⅱ.已知 ,在一个有催化剂的容积不变的密闭容器中加入和。在500℃时充分反应,达平衡后的浓度为,放出热量为。
(3)下列措施可以同时提高反应速率和的转化率是_______。
A.选择适当的催化剂 | B.增大压强 |
C.及时分离生成的 | D.升高温度 |
(5)将上述容器改为恒压容器,起始时加入和,500℃时充分反应达平衡后,放出热量,则
(6)改变某一条件,得到如图的变化规律(图中T表示温度,n表示物质的量),可得出的结论正确的是_______。
A.反应速率c>b>a | B.达到平衡时的转化率大小为:b>a>c |
C. | D.b点和的物质的量之比为2∶1 |
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【推荐2】氨是一种重要的化工原料,在工农业生产中有广泛的应用。
(1)在一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g)。该可逆反应达到平衡的标志是________ 。
A.3v正(H2)=2v逆(NH3)
B.单位时间生成m mol N2的同时生成3m mol H2
C.容器内的总压强不再随时间而变化
D.混合气体的密度不再随时间变化
(2)工业上可用天然气为原料来制取合成氨的原料气氢气。某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的原理,在一定温度下,体积为2 L的恒容密闭容器中测得如表所示数据。请回答下列问题:
①分析表中数据,判断5 min时反应是否处于平衡状态?______ (填“是”或“否”),前5 min反应的平均反应速率v(CH4)=______ 。
②反应在7~10 min内,CO的物质的量减少的原因可能是________ 。
A.减少CH4的物质的量 B.降低温度 C.升高温度 D.充入H2
(3)氨的催化氧化:4NH3+5O2(g) ⇌4NO(g)+6H2O(g)是工业制硝酸的重要反应。在1 L密闭容器中充入4 mol NH3(g)和5 mol O2(g),保持其他条件不变,测得c(NO)与温度的关系如图所示。该反应的ΔH________ (填“>”“<”或“=”)0。
(1)在一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g)。该可逆反应达到平衡的标志是
A.3v正(H2)=2v逆(NH3)
B.单位时间生成m mol N2的同时生成3m mol H2
C.容器内的总压强不再随时间而变化
D.混合气体的密度不再随时间变化
(2)工业上可用天然气为原料来制取合成氨的原料气氢气。某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的原理,在一定温度下,体积为2 L的恒容密闭容器中测得如表所示数据。请回答下列问题:
时间/min | CH4/mol | H2O/mol | CO/mol | H2/mol |
0 | 0.40 | 1.00 | 0 | 0 |
5 | a | 0.80 | c | 0.60 |
7 | 0.20 | b | 0.20 | d |
10 | 0.21 | 0.81 | 0.19 | 0.64 |
②反应在7~10 min内,CO的物质的量减少的原因可能是
A.减少CH4的物质的量 B.降低温度 C.升高温度 D.充入H2
(3)氨的催化氧化:4NH3+5O2(g) ⇌4NO(g)+6H2O(g)是工业制硝酸的重要反应。在1 L密闭容器中充入4 mol NH3(g)和5 mol O2(g),保持其他条件不变,测得c(NO)与温度的关系如图所示。该反应的ΔH
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解答题-实验探究题
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【推荐3】Ⅰ.分别取盐酸与氢氧化钠溶液进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。请回答下列问题:
(1)本实验除烧杯、量筒、温度计外还缺少的玻璃仪器名称为___________ 。
(2)若某同学通过该实验测定出中和热偏大,请分析可能的原因是___________ (填序号)。
A.用量筒量取盐酸时仰视读数
B.分多次将溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
C.将盐酸错取为等浓度的醋酸
Ⅱ.某化学小组为了探究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
【实验原理】
【实验内容及记录】
回答下列问题:
(3)根据上表中的实验数据,可以得到的结论是___________ 。
(4)利用实验3中数据计算,此条件下的反应速率___________ 。
(5)该小组同学根据经验绘制了随时间变化趋势的示意图,如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中随时间变化的趋势应如图2所示。
该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设,并继续进行实验探究。
①该小组同学提出的假设:生成的对该反应有催化作用。
②请你帮助该小组同学完成实验方案,并填写表中空白。
③现象及结论:依据现象___________ ,得出该小组同学提出的假设成立。
(1)本实验除烧杯、量筒、温度计外还缺少的玻璃仪器名称为
(2)若某同学通过该实验测定出中和热偏大,请分析可能的原因是
A.用量筒量取盐酸时仰视读数
B.分多次将溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
C.将盐酸错取为等浓度的醋酸
Ⅱ.某化学小组为了探究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
【实验原理】
【实验内容及记录】
实验编号 | 室温下,试管中所加试剂及其用量 | 室温下溶液褪色所需时间 | |||
1 | 1.0 | 4.0 | 3.0 | 2.0 | 6.4 |
2 | 2.0 | 3.0 | 3.0 | 2.0 | 5.2 |
3 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 2.0 |
(3)根据上表中的实验数据,可以得到的结论是
(4)利用实验3中数据计算,此条件下的反应速率
(5)该小组同学根据经验绘制了随时间变化趋势的示意图,如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中随时间变化的趋势应如图2所示。
该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设,并继续进行实验探究。
①该小组同学提出的假设:生成的对该反应有催化作用。
②请你帮助该小组同学完成实验方案,并填写表中空白。
实验编号 | 室温下,试管中所加试剂及其用量 | 再向试管中加入少量固体 | 室温下溶液褪色所需时间 | |||
4 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | 2.0 | (填化学式) | t |
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【推荐1】丙烯是一种重要的化工原料,其主要产品聚丙烯是生产口罩喷溶布的原料。铬基催化剂下丙烷生产丙烯相关主要反应有:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
请回答:
(1)已知键能:,。C=C的键能与C-C的键能相差约___________ kJ/mol。
(2)600℃时,容器压强恒为P,铬基催化剂下两个密闭容器中分别按下表投料发生反应:
①容器B生成C3H6的反应流程如下:下列有关说法正确的是________ 。
A.原料气中通入N2可提高C3H8的平衡转化率
B.升高温度,一定能提高的C3H6平衡产率
C.过程1产生C3H6的量大于过程2和过程3产生的C3H6
D.在铬基催化剂中适当加入CaO可促进过程2平衡正移而提高C3H8的平衡转化率
②若容器A中只发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,C3H8的平衡转化率为,C3H6的选择性(选择性)为w,计算反应Ⅰ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)。
③按照容器A和容器B的气体组分比,将两组气体按相同流速分别通过催化剂固定床反应器,C3H8的转化率和C3H6的选择性随时间变化如图所示:随反应进行,A组中C3H8转化率明显降低的可能原因是________ ,B组中CO2的作用是________ (用化学方程式和必要的文字说明)。
(3)恒温恒容的密闭容器中通入气体分压比为的混合气体,,已知某反应条件下只发生反应Ⅳ和反应Ⅴ(,为速率常数,只与温度有关且):
反应Ⅳ:
反应Ⅴ:
实验测得丙烯的净生成速率方程为,请在下图中画出丙烯的物质的量随时间的变化趋势____________ 。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
请回答:
(1)已知键能:,。C=C的键能与C-C的键能相差约
(2)600℃时,容器压强恒为P,铬基催化剂下两个密闭容器中分别按下表投料发生反应:
容器 | C3H8/mol | CO2/mol | N2/mol |
A | 1 | 0 | 10 |
B | 1 | 2 | 8 |
A.原料气中通入N2可提高C3H8的平衡转化率
B.升高温度,一定能提高的C3H6平衡产率
C.过程1产生C3H6的量大于过程2和过程3产生的C3H6
D.在铬基催化剂中适当加入CaO可促进过程2平衡正移而提高C3H8的平衡转化率
②若容器A中只发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,C3H8的平衡转化率为,C3H6的选择性(选择性)为w,计算反应Ⅰ的平衡常数
③按照容器A和容器B的气体组分比,将两组气体按相同流速分别通过催化剂固定床反应器,C3H8的转化率和C3H6的选择性随时间变化如图所示:随反应进行,A组中C3H8转化率明显降低的可能原因是
(3)恒温恒容的密闭容器中通入气体分压比为的混合气体,,已知某反应条件下只发生反应Ⅳ和反应Ⅴ(,为速率常数,只与温度有关且):
反应Ⅳ:
反应Ⅴ:
实验测得丙烯的净生成速率方程为,请在下图中画出丙烯的物质的量随时间的变化趋势
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【推荐2】燃煤电站产生的主要大气污染物之一。以为活性物质、为载体的催化剂,可用于烟气中脱除。
Ⅰ.将吸附有的胶体煅烧可制得催化剂。
已知:胶粒表面带正电荷。
(1)异丙醇铝加入到中,充分搅拌可生成胶体。
①生成胶体的化学方程式为___________ 。
②胶体中,两分子以配位键聚合成含四元环的二聚分子。该二聚分子结构式为___________ 。
(2)将胶体与溶液混合,静置、过滤、洗涤、煅烧制得催化剂。
①与溶液混合前,须在胶体中加入一定量溶液的目的是___________ 。
②“煅烧”制得催化剂的过程中固体的质量先减小后增大,固体质量增加的原因是___________ 。
Ⅱ.将模拟烟气(主要成分为)匀速通过装有催化剂的反应管,和反应机理可表示为(表示吸附态)。
(3)负载不同含量的催化剂对的脱除率随温度的变化如图所示。
①温度范围内,随着温度的升高,脱除率均迅速增大原因是___________ 。
②催化剂的催化效率与反应物在载体表面的吸附和活性物质表面的反应有关。温度高于,使用催化剂的脱除率明显低于催化剂,其原因是___________ 。
(4)实验测得温度升高出口处含量增大,已知与在该催化剂下很难反应生成含量增大的原因是___________ (用化学方程式表示)。
Ⅰ.将吸附有的胶体煅烧可制得催化剂。
已知:胶粒表面带正电荷。
(1)异丙醇铝加入到中,充分搅拌可生成胶体。
①生成胶体的化学方程式为
②胶体中,两分子以配位键聚合成含四元环的二聚分子。该二聚分子结构式为
(2)将胶体与溶液混合,静置、过滤、洗涤、煅烧制得催化剂。
①与溶液混合前,须在胶体中加入一定量溶液的目的是
②“煅烧”制得催化剂的过程中固体的质量先减小后增大,固体质量增加的原因是
Ⅱ.将模拟烟气(主要成分为)匀速通过装有催化剂的反应管,和反应机理可表示为(表示吸附态)。
(3)负载不同含量的催化剂对的脱除率随温度的变化如图所示。
①温度范围内,随着温度的升高,脱除率均迅速增大原因是
②催化剂的催化效率与反应物在载体表面的吸附和活性物质表面的反应有关。温度高于,使用催化剂的脱除率明显低于催化剂,其原因是
(4)实验测得温度升高出口处含量增大,已知与在该催化剂下很难反应生成含量增大的原因是
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【推荐3】由化学能产生热能是目前人类使用能源的主要途径。回答下列问题:
(1)图1表示反应的能量变化。
已知断开1molH-H键、1molO=O键和1molH-O键分别需要消耗436kJ、496kJ和460kJ的能量。则反应过程(II)中生成2mol(g)时_______ (填“吸收”或“放出”)_______ kJ能量。
(2)由和NO反应生成和的能量变化如图2所示。其正反应的活化能为_______ ,若反应生成,其_______ 。
(3)已知某温度时,反应I: ;
反应II: 。
CO(g)与(s)反应生成(s),该反应的热化学方程式为_______ 。
(4)I.
II.
反应的经验公式的实验数据如图中曲线所示,已知经验公式为为活化能,为速率常数,和为常数。则该反应的活化能Ea=______ kJ/mol。当改变外界条件时,实验数据如图中的曲线所示,则实验可能改变的外界条件是_______ 。
(1)图1表示反应的能量变化。
已知断开1molH-H键、1molO=O键和1molH-O键分别需要消耗436kJ、496kJ和460kJ的能量。则反应过程(II)中生成2mol(g)时
(2)由和NO反应生成和的能量变化如图2所示。其正反应的活化能为
(3)已知某温度时,反应I: ;
反应II: 。
CO(g)与(s)反应生成(s),该反应的热化学方程式为
(4)I.
II.
反应的经验公式的实验数据如图中曲线所示,已知经验公式为为活化能,为速率常数,和为常数。则该反应的活化能Ea=
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