神舟十五号顺利发射升空,标志着我国航天事业的飞速发展。
Ⅰ.火箭推进剂的研究是航天工业中的重要课题,常见推进剂的燃料包括汽油液肼(N2H4)、液氢等,具有不同的推进效能。回答下列问题:
(1)火箭推进剂可用N2H4作燃料,N2O4作氧化剂,反应的热化学方程式可表示为2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ∆H1。
相关物质的摩尔生成焓∆HfHm如下表所示。
注:一定温度下,由元素的最稳定单质生成1mol纯物质的热效应称为该物质的摩尔生成焓,用∆HfHm表示。如N2H4(1)的摩尔生成焓:N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ∆HfHm =+165.8kJ/mol
①∆H1=___________ kJ/mol。
②结合化学反应原理分析,N2H4(l)作推近剂燃料可与N2O4(g)自发进行反应的原因是___________ 。
(2)火箭推进器内氢氧燃烧的简化反应历程如下图所示,分析其反应机理。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/19/3414726079848448/3416062311358464/STEM/268e34ae7135485d8ae68aaffee81483.png?resizew=313)
该历程分步进行,其中氢氧燃烧决速步对应的反应方程式为___________ 。
Ⅱ.在温度T下,容积固定的密闭容器中充入3 mol NO和2 mol H2发生2H2(g)+2NO(g)
N2(g)+2H2O(g),起始压强为p0,一段时间后,反应达到平衡,此时压强p=0.9p0,
(3)则NO的平衡转化率α(NO)=___________ (结果保留三位有效数字),该反应的平衡常数Kp=___________ (用含P0的代数式表示)
Ⅰ.火箭推进剂的研究是航天工业中的重要课题,常见推进剂的燃料包括汽油液肼(N2H4)、液氢等,具有不同的推进效能。回答下列问题:
(1)火箭推进剂可用N2H4作燃料,N2O4作氧化剂,反应的热化学方程式可表示为2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ∆H1。
相关物质的摩尔生成焓∆HfHm如下表所示。
物质 | N2O4(g) | N2H4(l) | H2O(g) |
摩尔生成焓∆HfHm(kJ/mol) | +10.8 | +165.8. | -242.0 |
①∆H1=
②结合化学反应原理分析,N2H4(l)作推近剂燃料可与N2O4(g)自发进行反应的原因是
(2)火箭推进器内氢氧燃烧的简化反应历程如下图所示,分析其反应机理。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/19/3414726079848448/3416062311358464/STEM/268e34ae7135485d8ae68aaffee81483.png?resizew=313)
该历程分步进行,其中氢氧燃烧决速步对应的反应方程式为
Ⅱ.在温度T下,容积固定的密闭容器中充入3 mol NO和2 mol H2发生2H2(g)+2NO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
(3)则NO的平衡转化率α(NO)=
更新时间:2024-01-26 16:26:55
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】苯乙烯是一种重要的有机化工原料,可利用乙苯催化脱氢法制备,实际生产中常在体系中充入一定量的CO2,主要反应如下:
I.C8H10(g)=C8H8(g)+H2(g) ΔH1=+117.6kJ·mol-1;
II.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1。
回答下列问题:
(1)相比于乙苯直接脱氢制苯乙烯,工业实际生产中充入一定量CO2的优点为___________ (任写一点);二氧化碳与乙苯气体反应生成苯乙烯气体、一氧化碳和水蒸气的热化学方程式为___________ 。
(2)一定温度下,起始向10L盛放催化剂的恒容密闭容器中充入2 mol C8H10(g)和1 molCO2(g)发生反应I和反应II.20min末达到平衡时,C8H8(g)、H2O(g)的体积分数分别为25%和5%。
①0~20 min内,用C8H10的物质的量浓度变化表示的平均反应速率v(C8H10)=___________ 。
②反应II的平衡常数Kc=___________ 。
③起始投料量不变,在不同温度、压强下重复实验,测得H2的平衡体积分数与温度和压强的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/22/910639c1-ff3d-4cb7-96a6-1ebb02510e08.png?resizew=215)
由图可知,温度低于T0℃时,以反应___________ (填“I”或“II”)为主,理由为___________ ;T1℃时,三条曲线几乎相交的原因为___________ ,P1、P2、P3由大到小的顺序为___________ 。
(3)若乙苯催化脱氢过程中发生积碳反应
(g)=8C(s)+4H2(g) ΔH3=-126 kJ·mol-1.积碳反应可能导致的后果为___________ (任写一点)。
I.C8H10(g)=C8H8(g)+H2(g) ΔH1=+117.6kJ·mol-1;
II.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1。
回答下列问题:
(1)相比于乙苯直接脱氢制苯乙烯,工业实际生产中充入一定量CO2的优点为
(2)一定温度下,起始向10L盛放催化剂的恒容密闭容器中充入2 mol C8H10(g)和1 molCO2(g)发生反应I和反应II.20min末达到平衡时,C8H8(g)、H2O(g)的体积分数分别为25%和5%。
①0~20 min内,用C8H10的物质的量浓度变化表示的平均反应速率v(C8H10)=
②反应II的平衡常数Kc=
③起始投料量不变,在不同温度、压强下重复实验,测得H2的平衡体积分数与温度和压强的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/22/910639c1-ff3d-4cb7-96a6-1ebb02510e08.png?resizew=215)
由图可知,温度低于T0℃时,以反应
(3)若乙苯催化脱氢过程中发生积碳反应
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/22/605d7bd7-515f-4750-8bda-1ebe7efbcec9.png?resizew=150)
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐2】碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要用途.
(1)真空碳热还原一氧化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式如下:
Al2O3(s)+AlC13(g)+3C(s)═3AlCl(g)+3CO(g)△H=a kJ•mol﹣1
3AlCl(g)═2Al(l)+AlC13(g)△H=b kJ•mol﹣1
用含a、b的代数式表示反应:Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=_____ kJ•mol﹣1.
(2)用活性炭还原法可以处理氮氧化物.某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)△H=Q kJ•mol﹣1.在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下(时间单位为min,浓度单位为mol/L):
①0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=_____ ,T1℃时,该反应的平衡常数K=_____ .
②30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3:1:1,则Q_____ 0(填“>”、“<”或“═”)
③在恒容条件下,能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是_____ (填选项编号).
a.单位时间内生成2nmolNO(g)的同时消耗nmolCO2(g)
b.反应体系的压强不再发生改变
c.混合气体的密度保持不变
d.混合气体的平均相对分子质量保持不变
④若保持与上述反应前30min的反应条件不变,起始时NO的浓度为2.50mol/L,则反应达平衡时c(NO)=_____ mol/L.NO的转化率_____ (填“增大”、“减小”或“不变”).
(3)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题,将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的.如图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图.电极b表面发生的电极反应式为_____ .
(1)真空碳热还原一氧化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式如下:
Al2O3(s)+AlC13(g)+3C(s)═3AlCl(g)+3CO(g)△H=a kJ•mol﹣1
3AlCl(g)═2Al(l)+AlC13(g)△H=b kJ•mol﹣1
用含a、b的代数式表示反应:Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=
(2)用活性炭还原法可以处理氮氧化物.某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)△H=Q kJ•mol﹣1.在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下(时间单位为min,浓度单位为mol/L):
![]() | 0 | 10 | 20 | 30 |
NO | 1.00 | 0.68 | 0.50 | 0.50 |
N2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 |
CO2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 |
①0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=
②30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3:1:1,则Q
③在恒容条件下,能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是
a.单位时间内生成2nmolNO(g)的同时消耗nmolCO2(g)
b.反应体系的压强不再发生改变
c.混合气体的密度保持不变
d.混合气体的平均相对分子质量保持不变
④若保持与上述反应前30min的反应条件不变,起始时NO的浓度为2.50mol/L,则反应达平衡时c(NO)=
(3)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题,将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的.如图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图.电极b表面发生的电极反应式为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/24/8d04170c-eb3c-49a0-bc95-2cef7feb0751.png?resizew=285)
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(0.65)
解题方法
【推荐3】大气环境中
的减量化排放受到国内外广泛关注。利用碳还原NO的反应为:
。回答下列问题:
(1)该反应在常温下可以自发进行,则反应的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2922ae637886073827dff8c97681427.png)
________ 0(填“
”“
”或“
”),有利于提高NO平衡转化率的条件是________ (任写一条)。
(2)以上反应可分为如下四步反应历程,写出其中第三步的反应:
第一步:
第二步:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/598a8afcb3ed4301026d0a7ffc053f98.png)
第三步:________
第四步:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/86da70499dc397b9a65e1de353095458.png)
(3)对比研究活性炭负载钙、镧氧化物的反应活性。在三个反应器中分别加入C、
、
,通入
使其浓度达到
。不同温度下,测得第2小时NO去除率如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/11/4e099a4e-95e8-4881-81d7-b8eaee3575c1.png?resizew=328)
①据图分析,490℃以下,三种情况下反应的活化能最小的是________ (用a、b、c表示);
、
去除NO效果比C更好,其依据是________ (写一条)。
②上述实验中,490℃时,若测得
对NO的去除率为60%,则可能采取的措施是________ 。
A.及时分离出
B.压缩体积
C.恒容下,向体系中通入氮气 D.寻找更好的催化剂
③490℃时的反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9433fef2f358aba471c9fe0386977133.png)
________
,该温度下此反应的平衡常数为121,则反应达平衡时NO的去除率为________ (保留二位有效数字)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/faea52196e0ea1a3b68faf1272304d04.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8cbcba9a427f8567dff8e8caee3cc0cc.png)
(1)该反应在常温下可以自发进行,则反应的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2922ae637886073827dff8c97681427.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/392cdb9d30684cce244bef94b8d861b9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6706fe00b4e231e62d9ecbec567d526b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4ff7942da6c3fc4005256fb1458557c0.png)
(2)以上反应可分为如下四步反应历程,写出其中第三步的反应:
第一步:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/279ef80bc59342918c6acd6c00722999.png)
第二步:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/598a8afcb3ed4301026d0a7ffc053f98.png)
第三步:
第四步:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/86da70499dc397b9a65e1de353095458.png)
(3)对比研究活性炭负载钙、镧氧化物的反应活性。在三个反应器中分别加入C、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/abe910dd27162db9b9a03df66a5995da.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5a40e4a3e7cdcd9eb602b741edf23a8d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9110e80d125190c4b5bed606e1fc2220.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2841864da39075d97d7d3ec4aefb5b1f.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/11/4e099a4e-95e8-4881-81d7-b8eaee3575c1.png?resizew=328)
①据图分析,490℃以下,三种情况下反应的活化能最小的是
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/abe910dd27162db9b9a03df66a5995da.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5a40e4a3e7cdcd9eb602b741edf23a8d.png)
②上述实验中,490℃时,若测得
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/37152d1986c55c9dbb2d57e323d95d25.png)
A.及时分离出
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
C.恒容下,向体系中通入氮气 D.寻找更好的催化剂
③490℃时的反应速率
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9433fef2f358aba471c9fe0386977133.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1bbe8b018acd79b36ab9f9e248ee4825.png)
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适中
(0.65)
【推荐1】目前很多航空航天领域的研究内容与化学相关,如材料制备、反应条件选择等。
(1)
晶体是航天领域涉及的一种强关联二维材料,在一定条件下可发生如下反应:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9a804e8f552f287ffa3ab583cec4bcee.png)
该反应在体积为
恒容密闭容器中,在温度分别为
和
时进行两组实验,反应物起始物质的量,及到达平衡时部分物质的物质的量如下表:
①则
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
___________ 0,该反应在一定条件下能自发进行的原因是___________ 。
②该反应的平衡常数表达式为___________ 。
时,向第一组实验达平衡后的容器中再充入
和
,下列说法错误的是___________ 。
A.当
时,反应到达新的平衡
B.重新达平衡前![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/837368a9c4f3f9b35b4b90b5ade587ba.png)
C.达新平衡时,
的平衡转化率大于33.3%
D.体系总压强不再改变时,反应达新平衡
E.当混合气体的颜色不再变化时,反应达新平衡
F.当混合气体的密度不再变化时,反应达新平衡
③利用“化学蒸气转移法”可以提纯含难挥发杂质的
粉末。反应在如图所示的石英真空管中进行。先在温度为
的一端放入未提纯的
粉末,充入少量
,一段时间后在温度为
的一端得到了纯净
晶体。则温度较低的是___________ 端(填“
”或“
”)。
(2)某空间站生命保障系统功能之一是实现氧循环,其中涉及反应:
,在相同条件下,
与
还会发生不利于氧循环的副反应:
,在一固定容积的反应器中按
通入反应物,在不同温度、不同催化剂条件下,反应进行到
时,测得反应器中
、
浓度
如下表所示。
①在350℃时,催化剂Ⅰ的作用下,生成
的反应的活化能![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b1c3c2a94b6039ae49b0274c43b74a6e.png)
___________ 生成
的反应的活化能
(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②若该空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件,原因是___________ 。
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/21cabbc992b0a0134615308c6943d20d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9a804e8f552f287ffa3ab583cec4bcee.png)
该反应在体积为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c424e9f778fdc2a13a59898ab0ccbbe3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8ca6ca63ecf3b648e9313d5c87ff26aa.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c8d33f3ee4a26aee77ca48d17e291b67.png)
起始时 | 平衡时 | ||||||||
![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ||
第一组 | ![]() | ![]() | ![]() | 0 | 0 | ![]() | |||
第二组 | ![]() | 0 | 0 | ![]() | ![]() | ![]() |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9a804e8f552f287ffa3ab583cec4bcee.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
②该反应的平衡常数表达式为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8ca6ca63ecf3b648e9313d5c87ff26aa.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/31ce26b71aca080ca68fa8b122d45d9a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cf4d93b7fb76575d19c909d15603d152.png)
A.当
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2eb77f04c58864af3c0446a7a151b7c2.png)
B.重新达平衡前
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/837368a9c4f3f9b35b4b90b5ade587ba.png)
C.达新平衡时,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/21cabbc992b0a0134615308c6943d20d.png)
D.体系总压强不再改变时,反应达新平衡
E.当混合气体的颜色不再变化时,反应达新平衡
F.当混合气体的密度不再变化时,反应达新平衡
③利用“化学蒸气转移法”可以提纯含难挥发杂质的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/21cabbc992b0a0134615308c6943d20d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a724b59c890095baa5cb73e267c44.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f0cb1618c1cad8ee3f3b380d150f11fa.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9275bd8ce17fcc4a786510b008414ab0.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a724b59c890095baa5cb73e267c44.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9275bd8ce17fcc4a786510b008414ab0.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/1/a7c24f28-4058-4915-9295-0ef38021e624.png?resizew=263)
(2)某空间站生命保障系统功能之一是实现氧循环,其中涉及反应:
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ceb77b8ad2adc2b9dc86a417bd636f3d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9c4fa805e05f8f543bbb37d8359f6e3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bc90c7282eb39191a94135f64187c214.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/afc1ef84ddbb360015ed67bae325f1d3.png)
![]() | ![]() | |||
![]() | ![]() | ![]() | ![]() | |
催化剂Ⅰ | 10.8 | 12722 | 345.2 | 42780 |
催化剂Ⅱ | 9.2 | 10775 | 34 | 38932 |
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②若该空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件,原因是
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐2】2019年10月1日,我国成功举办国庆七十周年阅兵活动。其中阅兵仪式上混合动力车等新能源车辆的亮相,展示了综合国力、国防科技发展水平。同时也说明能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
工业上用天然气为原料,分为两阶段制备甲醇:
(i)制备合成气:CH4(g)+H2O(g) ⇌CO(g)+3H2(g) ΔH= +206.0kJ•mol-1
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH= -90.67kJ•mol-1
(1)制备合成气: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,发生的反应(iii):CO2(g)+H2(g) ⇌CO(g)+H2O(g) ΔH= +41.17kJ•mol-1,为了使合成气配比最佳,理论上原料气中二氧化碳与甲烷质量比为_______ 。
(2)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请写出二氧化碳加氢合成水蒸气和甲醇的热化学方程式____________ 。
②研究表明在二氧化碳合成甲醇的原料气的反应中,保持其它条件不变,采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种催化剂,反应进行相同时间后,CO2的转化率随反应体系的温度变化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/7/570e8631-d27b-4eb0-a2f7-fd7bdb677e39.png?resizew=231)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/7/263b0587-8942-4db2-b8ab-e2a0755ea40f.png?resizew=274)
a~d 点中反应一定处于平衡状态的点是____ ;CO2的转化率 a 点比 c 点高的原因是 ____ 。
③最近采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒,在发展非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇方向取得重要进展,该反应历程如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/7/6ac13cc0-d0d0-4886-a6ab-c563af9e13ef.png?resizew=539)
容易得到的副产物有 CO 和CH2O,其中相对较少的副产物为___ ;上述合成甲醇的反应速率较慢,要使反应速率加快,主要降低下列变化中____ (填字母)的能量变化。
A.*CO → *OCH B.*CO+*OH→*CO+*H2O
C.*OCH2→*OCH3D.*OCH3→*CH3OH
(3)在一容积可变的密闭容器中充入10molCO和20molH2合成甲醇,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示。
①比较A、B 两点压强大小PA_______ PB填“>、<、 =”)
②若达到化学平衡状态 A 时,容器的体积为 10 L,如果反应开始时仍充入 10molCO和20molH2,则在平衡状态 B 时,容器的体积V(B)=_______ L;
工业上用天然气为原料,分为两阶段制备甲醇:
(i)制备合成气:CH4(g)+H2O(g) ⇌CO(g)+3H2(g) ΔH= +206.0kJ•mol-1
(ii)合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH= -90.67kJ•mol-1
(1)制备合成气: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,发生的反应(iii):CO2(g)+H2(g) ⇌CO(g)+H2O(g) ΔH= +41.17kJ•mol-1,为了使合成气配比最佳,理论上原料气中二氧化碳与甲烷质量比为
(2)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请写出二氧化碳加氢合成水蒸气和甲醇的热化学方程式
②研究表明在二氧化碳合成甲醇的原料气的反应中,保持其它条件不变,采用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种催化剂,反应进行相同时间后,CO2的转化率随反应体系的温度变化如图所示:
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a~d 点中反应一定处于平衡状态的点是
③最近采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒,在发展非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇方向取得重要进展,该反应历程如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/7/6ac13cc0-d0d0-4886-a6ab-c563af9e13ef.png?resizew=539)
容易得到的副产物有 CO 和CH2O,其中相对较少的副产物为
A.*CO → *OCH B.*CO+*OH→*CO+*H2O
C.*OCH2→*OCH3D.*OCH3→*CH3OH
(3)在一容积可变的密闭容器中充入10molCO和20molH2合成甲醇,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示。
①比较A、B 两点压强大小PA
②若达到化学平衡状态 A 时,容器的体积为 10 L,如果反应开始时仍充入 10molCO和20molH2,则在平衡状态 B 时,容器的体积V(B)=
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【推荐3】氨是重要的无机化工产品,工业合成涉及到的主反应是N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)。回答下列问题:
(1)已知1molN2中的共价键断裂吸收Q1kJ能量;1molH2中的共价键断裂吸收Q2kJ能量;形成1molN-H释放Q3kJ能量。
①N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=_______ kJ·mol-1。
②Fe3O4为该反应的催化剂,使用时常加入Al2O3与之生成合金FeO·Al2O3使Fe3O4分布均匀,其目的是_______ 。
(2)用平衡分压p(NH3)、p(N2)、p(H2)代替平衡浓度表示化学平衡常数。温度不变,将平衡时体系的总压强p1增加到原来的两倍,则此时Qp=_______ (用含Kp的代数式表示)。
(3)T℃时,在有催化剂的恒容密闭容器只中充入N2和H2。如图所示为不同投料比[
]时某反应物X的的平衡转化率的变化曲线。反应物X是_______ (填“N2”或“H2”),判断依据是______________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/28/0b112627-c513-4adc-a213-95ecc5b09506.png?resizew=240)
(4)工业上可通过反应CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1制备原料气氢气。
①制备过程中一般采用较高的压强(3.0MPa),原因是_______ ;原料气在进入氨合成塔前需除去CO,原因是_______ 。
②在镍催化剂表面存在如下反应机理(*表示镍表面活性中心,上标*表示组分被活性中心吸附):
I.CH4+2*=CH3*+H*(慢)H2O+*=H2+O*
II.CH3*+*=CH2*+H*
III.CH2*+*=CH*+H*
IV.CH*+O*=CO*+H*
V.CO*=CO+*
甲烷在镍催化表面发生的五个基元反应中,活化能最大的是_______ (填标号)。若反应CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)在任意温度下能自发进行,则ΔH1_______ 0(填“大于”或“小于”)。
(1)已知1molN2中的共价键断裂吸收Q1kJ能量;1molH2中的共价键断裂吸收Q2kJ能量;形成1molN-H释放Q3kJ能量。
①N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=
②Fe3O4为该反应的催化剂,使用时常加入Al2O3与之生成合金FeO·Al2O3使Fe3O4分布均匀,其目的是
(2)用平衡分压p(NH3)、p(N2)、p(H2)代替平衡浓度表示化学平衡常数。温度不变,将平衡时体系的总压强p1增加到原来的两倍,则此时Qp=
(3)T℃时,在有催化剂的恒容密闭容器只中充入N2和H2。如图所示为不同投料比[
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(4)工业上可通过反应CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1制备原料气氢气。
①制备过程中一般采用较高的压强(3.0MPa),原因是
②在镍催化剂表面存在如下反应机理(*表示镍表面活性中心,上标*表示组分被活性中心吸附):
I.CH4+2*=CH3*+H*(慢)H2O+*=H2+O*
II.CH3*+*=CH2*+H*
III.CH2*+*=CH*+H*
IV.CH*+O*=CO*+H*
V.CO*=CO+*
甲烷在镍催化表面发生的五个基元反应中,活化能最大的是
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【推荐1】830K时,在密闭容器中发生下列可逆反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H<0。试回答下列问题:
(1)若起始时c(CO)=2 mol·L-1,c(H2O)=3 mol·L-1,达到平衡时CO的转化率为60%,则在该温度下,该反应的平衡常数K=_______
(2)在相同温度下,若起始时c(CO)=1 mol·L-1,c(H2O)=2 mol·L-1,反应进行一段时间后,测得H2的浓度为0.5 mol·L-1,则此时v(正)_______ v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)
(3)若降低温度,该反应的化学反应速率将_______ (均填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=-24.8kJ·mol-1
3Fe2O3(s)+ CO(g)=2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H=-47.2kJ·mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H=+640.5kJ·mol-1
写出CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式:_______ 。
(1)若起始时c(CO)=2 mol·L-1,c(H2O)=3 mol·L-1,达到平衡时CO的转化率为60%,则在该温度下,该反应的平衡常数K=
(2)在相同温度下,若起始时c(CO)=1 mol·L-1,c(H2O)=2 mol·L-1,反应进行一段时间后,测得H2的浓度为0.5 mol·L-1,则此时v(正)
(3)若降低温度,该反应的化学反应速率将
(4)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=-24.8kJ·mol-1
3Fe2O3(s)+ CO(g)=2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H=-47.2kJ·mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H=+640.5kJ·mol-1
写出CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式:
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【推荐2】氮及其化合物在工业上有重要用途。请回答下列有关问题:
(1)已知N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH =+180.5kJ·mol-1,N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH =-92.4kJ·mol-1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH =-483.6kJ·mol-1,写出氨气经催化氧化完全生成一氧化氮和水蒸气的热化学方程式为_________
(2)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),在恒温恒压下判断该反应达到化学平衡状态的依据是______ (填序号);
A.2v(H2)(正)=3v(NH3)(逆) B.2v(N2) (正)=v(H2) (逆)
C.容器内压强保持不变 D.混合气体的密度保持不变
(3)在有氧条件下,新型催化剂M能催化
与
生成
。将一定比例的
、
和
的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见图)。
反应相同时间
的去除率随反应温度的变化曲线如图所示,在
范围内随着温度的升高,
的去除率先迅速上升后上升缓慢,迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大,与温度升高共同使
去除反应速率迅速增大,上升阶段缓慢主要是____________ ;当反应温度高于
时,
的去除率迅速下降的原因可能是_________ 。
(4)如图为利用肼
—空气燃料电池电解硫酸铜溶液的示意图。
左图负极反应式为:___________ 。当上图阴极上放出2.24L气体
标准状况
时,图中硫酸铜溶液的pH=______ (溶液体积变化忽略不计)。
(4)工业上生产尿素的化学方程式为:2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(l)。在T℃,体积为4L的密闭容器中,通入6mol NH3和3mol CO2 。10min反应达到平衡,达到平衡时,c(NH3)=0.5mol·L-1。则10min内的平均反应速率υ(CO2)=_______ mol·L-1·min-1。若此时保持T℃和平衡时容器的压强不变,再向体积可变的容器中充入3mol NH3,则此时反应的v正____ v逆(填“>”“<”或“=”)。
(1)已知N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH =+180.5kJ·mol-1,N2(g)+3H2(g)
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(2)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)
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A.2v(H2)(正)=3v(NH3)(逆) B.2v(N2) (正)=v(H2) (逆)
C.容器内压强保持不变 D.混合气体的密度保持不变
(3)在有氧条件下,新型催化剂M能催化
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/faea52196e0ea1a3b68faf1272304d04.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
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反应相同时间
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/faea52196e0ea1a3b68faf1272304d04.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b60056aa87a083dc9abd0d2da4a2332.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/faea52196e0ea1a3b68faf1272304d04.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f6eb805952f6eac89e676258120b184.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/faea52196e0ea1a3b68faf1272304d04.png)
(4)如图为利用肼
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/63f7544c8b6bb61648ac2fa85231b865.png)
左图负极反应式为:
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/04582116cd765fcc5a52f44279ad6c94.png)
(4)工业上生产尿素的化学方程式为:2NH3(g)+CO2(g)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐3】研究碳氧化合物、氮氧化物、硫氧化合物等大气污染物的处理方法对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1)已知:①C(s)+O2(g)
CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
②N2(g)+O2(g)
2NO(g) ΔH=+180 kJ/mol
则③C(s)+2NO(g)
CO2(g)+N2(g)的ΔH=_______ kJ/mol。
(2)用焦炭还原NO2的反应为2C(s)+2NO2(g)
N2(g)+2CO2(g),向两个容积均为2 L,反应温度分别为T1℃、 T2℃的恒温恒容密闭容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO2,测得各容器中n(NO2)随反应时间t的变化情况如下图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/8/0f6990a3-f0f9-409b-be65-ecd73dc0f3ac.png?resizew=280)
①T1___ T2(填“>”或“<”),该反应为____ 反应。(填“放热”或“吸热”)
②在T2℃下,120 min时达到平衡,则此段时间内用N2表示的平均反应速率v(N2)=________ mol•L-1•min-1。达到平衡时NO2的转化率为________ 。此温度下的化学平衡常数K=_____ 。
③一定条件下,达到平衡后,下列措施能提高NO2的转化率的是___________ 。
A.升高体系温度 B.减小体系压强
C.增加C的用量 D.将CO2从体系中分离出去
④T2℃时,反应达到平衡,120 min时,向容器中再加入焦炭和NO2各1 mol,在t时刻再次达到平衡,化学平衡常数K___________ 。(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)工业上消除氮氧化物的常用方法是SCR(选择性催化还原)脱硝法,反应原理为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)
4N2(g)+6H2O(g) ΔH<0。
当反应温度过高时,会发生以下副反应:2NH3(g)+2O2(g)
N2O(g)+3H2O(g)、4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g)。
某科研小组通过系列实验,分析得出脱硝率与温度的关系如下图所示,当温度高于405℃后,脱硝率会逐渐减小,原因是_____________________________________ 。
(1)已知:①C(s)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
②N2(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
则③C(s)+2NO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(2)用焦炭还原NO2的反应为2C(s)+2NO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/8/0f6990a3-f0f9-409b-be65-ecd73dc0f3ac.png?resizew=280)
①T1
②在T2℃下,120 min时达到平衡,则此段时间内用N2表示的平均反应速率v(N2)=
③一定条件下,达到平衡后,下列措施能提高NO2的转化率的是
A.升高体系温度 B.减小体系压强
C.增加C的用量 D.将CO2从体系中分离出去
④T2℃时,反应达到平衡,120 min时,向容器中再加入焦炭和NO2各1 mol,在t时刻再次达到平衡,化学平衡常数K
(3)工业上消除氮氧化物的常用方法是SCR(选择性催化还原)脱硝法,反应原理为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
当反应温度过高时,会发生以下副反应:2NH3(g)+2O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
某科研小组通过系列实验,分析得出脱硝率与温度的关系如下图所示,当温度高于405℃后,脱硝率会逐渐减小,原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/1/3df0d75e-6e62-4de9-83a1-5349d73e69d4.png?resizew=534)
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐1】科学家研究在催化剂表面合成氨的反应机理,反应步骤与能量的关系如图所示:(吸附在催化剂表面的微粒用*标注,省略了反应过程中部分微粒)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/18/86191f6e-2956-4c34-bb62-2de0159c7884.png?resizew=271)
(1)由图可知,决定反应速率的一步是_______ 。(填a、b、c……)
(2)下列关于工业合成氨的说法正确的是_______。
(3)请用平衡移动原理来解释在合成氨中及时分离出氨的原因_______ 。
(4)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响。实验结果如图所示(图中T表示温度,n表示
物质的量,
%表示
的百分含量)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/18/0d634b5f-56c2-4b73-b147-897f7fafd554.png?resizew=194)
①图像中
和
的关系是:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/85242e455a682eb4aa47abd6fb6af8fc.png)
_______
(填“>”“<”或“=”)。
②a、b、c、d四点所处的平衡状态中,反应物
的转化率最高的是_______ (填字母)。
(5)其他条件不变,表示平衡时氨的百分含量随压强变化关系的曲线为_______ (填字母编号)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/18/0b43e9cb-1368-4b4a-bed2-98df762915de.png?resizew=269)
(6)某温度下,向一个
的密闭容器中充入
和
,反应过程中对
的浓度进行检测,得到的数据如下表所示:
此条件下该反应的化学平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09b51ee6fe038c30ffb16019af67a9fe.png)
_______ 。
(7)氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径。
已知:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b32964f6484cb06d1f568aa085e19cd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f9a106cc37f25dd2f87037e69b1435ef.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/40abc11fd6486e74a0f73e209dc871f8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/85b4269149cd7602919ac0b6e643deb0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b9baaa1fefaec9fac7d7f636831bdaa6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fc825749862115ea9d56b865544cf8fc.png)
写出氨气催化氧化生成
和水蒸气的热化学方程式_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/18/86191f6e-2956-4c34-bb62-2de0159c7884.png?resizew=271)
(1)由图可知,决定反应速率的一步是
(2)下列关于工业合成氨的说法正确的是_______。
A.因为![]() |
B.因为![]() |
C.在高温下进行是为了提高反应物的平衡转化率 |
D.使用催化剂不仅可以加快反应速率还可以降低反应所需的温度 |
(4)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响。实验结果如图所示(图中T表示温度,n表示
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/18/0d634b5f-56c2-4b73-b147-897f7fafd554.png?resizew=194)
①图像中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/85242e455a682eb4aa47abd6fb6af8fc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/baa24a8004d0095ac9d9382113732970.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/85242e455a682eb4aa47abd6fb6af8fc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/baa24a8004d0095ac9d9382113732970.png)
②a、b、c、d四点所处的平衡状态中,反应物
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
(5)其他条件不变,表示平衡时氨的百分含量随压强变化关系的曲线为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/18/0b43e9cb-1368-4b4a-bed2-98df762915de.png?resizew=269)
(6)某温度下,向一个
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e09bb10a7ac62c5d2391f87db7f25616.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2e8495b7298d2b9dc973e2c6be7a5720.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ab46f83c33a7a01f6ccfced4c2a720ed.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
时间![]() | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
![]() | 0.08 | 0.14 | 0.18 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09b51ee6fe038c30ffb16019af67a9fe.png)
(7)氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径。
已知:
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f9a106cc37f25dd2f87037e69b1435ef.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/40abc11fd6486e74a0f73e209dc871f8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/85b4269149cd7602919ac0b6e643deb0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b9baaa1fefaec9fac7d7f636831bdaa6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fc825749862115ea9d56b865544cf8fc.png)
写出氨气催化氧化生成
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9110e80d125190c4b5bed606e1fc2220.png)
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
名校
【推荐2】甲醇是重要的化工原料,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,相关反应的热化学方程式为:
ⅰ.CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH=a kJ/mol;
ⅱ.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=b kJ/mol;
ⅲ.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH=−c kJ/mol。
回答下列问题:
(1)a=______ (用b、c表示),已知反应ⅱ在一定条件下可自发进行,则b______ (填“>”“<”或“=”)0。
(2)在一定温度下,向体积为1L的恒容密闭容器中通入等物质的量的CO2与H2,在催化剂的作用下仅发生反应ⅲ。该反应达到平衡时,其他条件不变,通入CO2时,则v(正)___ (填“>”“<”或“=”)v(逆),平衡常数_______ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)一定温度下,向体积为2L的恒容密闭容器中通入CO、H2、CH3OH,发生反应ⅰ,其中X、Y的物质的量与时间的关系如图所示,反应进行1min时三种物质的体积分数均相等。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/9/1ceb35c2-d0cc-4cca-a1cc-2de72f760992.png?resizew=176)
①Y为_____ (填化学式)。
②0~1min时v(CO)为_____ mol/(L·min)。
③该温度下,该反应的平衡常数Kc=______ 。
(4)工业上以
和
为原料可制备合成气(CO、H2),已知
、
、CO的燃烧热分别为890 kJ/mol、285kJ/mol、283kJ/mol,则反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
______ 。若该反应的
,
(
、
为速率常数,只与温度有关),平衡后降低温度,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/77e634bacffb896f621a2ee0e477b96b.png)
_______ (填“增大”“不变”或“减小”)。
(5)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式Q=cm△T计算获得。
①热量的测定:取0.5000mol/LNaOH溶液和0.5500mol/L盐酸各50mL进行反应,测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1,(c和
分别取
和
,忽略水以外各物质吸收的热量,后同),则该实验测得中和热![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b7eaada7d502260b6a0777e4afff63a.png)
_____
。
②下列操作会使所测得的焓变
偏小的是______ 。
a.用等物质的量浓度的醋酸代替盐酸实验 b.量热装置绝热效果欠佳 c.NaOH溶液量多了
ⅰ.CO(g)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
ⅱ.CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
ⅲ.CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
回答下列问题:
(1)a=
(2)在一定温度下,向体积为1L的恒容密闭容器中通入等物质的量的CO2与H2,在催化剂的作用下仅发生反应ⅲ。该反应达到平衡时,其他条件不变,通入CO2时,则v(正)
(3)一定温度下,向体积为2L的恒容密闭容器中通入CO、H2、CH3OH,发生反应ⅰ,其中X、Y的物质的量与时间的关系如图所示,反应进行1min时三种物质的体积分数均相等。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/9/1ceb35c2-d0cc-4cca-a1cc-2de72f760992.png?resizew=176)
①Y为
②0~1min时v(CO)为
③该温度下,该反应的平衡常数Kc=
(4)工业上以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6a9b5a68b00e76e5d7a88c5c1d0f3a82.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/319a57340485f0841deed80b7822c2ea.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/72d5476cc8c8dc5b091826c284d06556.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dd895b79bf89fabe4d64d17e356e9ddc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ea18f25fcfcfd1a80ff482427b63c02e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/77e634bacffb896f621a2ee0e477b96b.png)
(5)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式Q=cm△T计算获得。
①热量的测定:取0.5000mol/LNaOH溶液和0.5500mol/L盐酸各50mL进行反应,测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1,(c和
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/171102a883b22fe6ca578efc8926f5b8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/478913fa8419b4943dc9695bf5e2c3b7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8dd7595098797ac6a2d6f6022468e90c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b7eaada7d502260b6a0777e4afff63a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/17ac68c255ad454565a22fca2d29ac35.png)
②下列操作会使所测得的焓变
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/43474488b2fe5f02a5b74737a7cf0e8b.png)
a.用等物质的量浓度的醋酸代替盐酸实验 b.量热装置绝热效果欠佳 c.NaOH溶液量多了
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用倍受关注。
Ⅰ.研究发现,以
和
为原料合成尿素的反应![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e078eaa498349e274aa11a19c3a56597.png)
,分两步完成,其能量变化如下图甲所示:
第一步:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9ba8437b9472440012c700fb1030f0fe.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e2ff3a06c8ec4f513cd8182eaea433c7.png)
第二步:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e3a2d27a027f2351a921faaaa448907.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4d99536f8ac9daa9bff458c5d257e5c9.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/7/ddfeba9d-5419-4812-92fe-8c9c414a57b8.png?resizew=238)
图甲
(1)合成尿素的决速反应是_________ 反应(填“第一步”或“第二步”),理由是_________ 。
(2)已知合成尿素![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e078eaa498349e274aa11a19c3a56597.png)
的活化能Ea(逆)为
,则该反应的活化能Ea(正)为_________
该反应在_________ (填“高温”、“低温”、“任意温度”)下可自发进行。
Ⅱ.以
和
催化重整制备合成气发生反应:
。
(3)在一定条件下,在密闭容器中通入一定量的
和
,
的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下图乙所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/7/13f5b00a-b8c1-4350-bebf-3b1aa4223d9a.png?resizew=246)
①若反应在恒温、恒压密闭容器中进行,下列叙述能说明反应达到平衡状态的是_________ (填序号)。
A.容器中混合气体的密度保持不变B.容器内CO与
的物质的量之比保持不变
C.反应速率:
D.断裂
同时断裂
键
②由图乙可知,压强![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9e65d10c946604e25e9955b584989199.png)
_________
(填“>”、“<”或“=”,下同);压强为
时,对应温度下Y点速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c175ae491f8aab736e87cd0c7653fd1e.png)
_________
。
③若在Y点时对反应容器升温的同时扩大容器体积使体系压强减小,重新达到新的平衡状态时,可能是图中:A、B、C、D、E点中的_________ 点。
(4)一定温度下,向容积不变的密闭容器中通入总压强为PkPa的等物质的量的
和
以及一定量的水蒸气(水蒸气不参与反应),达到平衡后总压强为1.48PkPa,
的转化率为60%,则该温度下的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/75bbf44099ea991d7a0538e2c3b1ec99.png)
_________ (用含P的代数式表示,只列计算表达式;用平衡分压代替平衡浓度,已知气体分压
气体总压
气体的物质的量分数)。
Ⅰ.研究发现,以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1163bc05a73653778b05c45aed88addc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e078eaa498349e274aa11a19c3a56597.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
第一步:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9ba8437b9472440012c700fb1030f0fe.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e2ff3a06c8ec4f513cd8182eaea433c7.png)
第二步:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e3a2d27a027f2351a921faaaa448907.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4d99536f8ac9daa9bff458c5d257e5c9.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/7/ddfeba9d-5419-4812-92fe-8c9c414a57b8.png?resizew=238)
图甲
(1)合成尿素的决速反应是
(2)已知合成尿素
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e078eaa498349e274aa11a19c3a56597.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd5fdc61a51f1f11f824d382d255e5d6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
Ⅱ.以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f0997cc4985dd6b2ce2f8ba25faa3d4f.png)
(3)在一定条件下,在密闭容器中通入一定量的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/7/13f5b00a-b8c1-4350-bebf-3b1aa4223d9a.png?resizew=246)
①若反应在恒温、恒压密闭容器中进行,下列叙述能说明反应达到平衡状态的是
A.容器中混合气体的密度保持不变B.容器内CO与
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
C.反应速率:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/001b2b874f67865af304b2f8f635f277.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd285a1fff588a8158970a8da3dee47c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1878ebd8f9fcf4f35f2c648bb39eb503.png)
②由图乙可知,压强
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9e65d10c946604e25e9955b584989199.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e4f03b36a939858ffa5f589c46bf99f5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e4f03b36a939858ffa5f589c46bf99f5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c175ae491f8aab736e87cd0c7653fd1e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b965da982ffb1c164a39a635251bd62e.png)
③若在Y点时对反应容器升温的同时扩大容器体积使体系压强减小,重新达到新的平衡状态时,可能是图中:A、B、C、D、E点中的
(4)一定温度下,向容积不变的密闭容器中通入总压强为PkPa的等物质的量的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
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