乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志,近几年各国都加大了乙烯制备的研发力度。回答下列问题:
(1)乙烷分解法
已知CO的燃烧热为。以和为原料可以协同制取和CO,发生的反应如下:
反应1:
反应2:
①的_____ 。
②恒温条件下,下列能够提高反应中乙烯产率的措施有______ (填标号)。
A.保持体积不变,通入氮气 B.保持压强不变,通入乙烷
C.保持体积不变,通入乙烷 D.及时分离出氢气
③恒温恒压(100kPa)下,在密闭容器中通入乙烷和稀有气体,平衡时各组分的体积分数分别为:乙烷5%、氢气20%、乙烯20%。该温度下反应的平衡常数_____ kPa(用物质的平衡分压代替平衡浓度,平衡分压=总压强×体积分数)。
(2)二氧化碳转化法反应原理为。在体积固定的密闭容器中,加入一定量的、和催化剂,一段时间内测得二氧化碳的浓度变化如图1所示。在相同时间段内,测得乙烯的体积分数随温度变化如图2所示。
①由图1可知,0~8min用乙烯表示的平均反应速率为______ 。
②图2中,a、b、c三点表示的化学平衡常数由大到小的顺序为______ ;b点的反应速率___ (填“<”“>”或“=”)。
③b点后乙烯的体积分数随温度升高逐渐减小的原因可能是_______ 、_______ (任写两条)。
④实验测定,反应中,(、为速率常数,只与温度有关),精确实验表明,达到平衡时的值为的2倍,则该反应的平衡常数_______ 。
(1)乙烷分解法
已知CO的燃烧热为。以和为原料可以协同制取和CO,发生的反应如下:
反应1:
反应2:
①的
②恒温条件下,下列能够提高反应中乙烯产率的措施有
A.保持体积不变,通入氮气 B.保持压强不变,通入乙烷
C.保持体积不变,通入乙烷 D.及时分离出氢气
③恒温恒压(100kPa)下,在密闭容器中通入乙烷和稀有气体,平衡时各组分的体积分数分别为:乙烷5%、氢气20%、乙烯20%。该温度下反应的平衡常数
(2)二氧化碳转化法反应原理为。在体积固定的密闭容器中,加入一定量的、和催化剂,一段时间内测得二氧化碳的浓度变化如图1所示。在相同时间段内,测得乙烯的体积分数随温度变化如图2所示。
①由图1可知,0~8min用乙烯表示的平均反应速率为
②图2中,a、b、c三点表示的化学平衡常数由大到小的顺序为
③b点后乙烯的体积分数随温度升高逐渐减小的原因可能是
④实验测定,反应中,(、为速率常数,只与温度有关),精确实验表明,达到平衡时的值为的2倍,则该反应的平衡常数
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更新时间:2024-02-02 10:20:40
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【推荐1】雾霾中含有多种污染物,其中包括氮氧化物NOX、CO、SO2等。它们可以通过化学反应进行消除或转化。
(1)氮硫的氧化物的转化: NO2(g) + SO2(g)SO3(g)+NO(g) △H
已知:①NO(g)+ O2(g) NO2(g) △H1=- 56.5kJ· mol-1
②2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H2=-196.6kJ· mol -1
则△H =_______ kJ·mol-1。
一定条件下,将NO2与SO2以一定比例置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的有_______ (填标号)。
a. 混合气体的密度不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变
d.反应速率v(NO2 ):v(SO2 ):v(SO3):v(NO)=1:1:1:1
(2)碳氧化物的转化:
CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g),在一恒温恒容密闭容器中充入1molCO和2molH2进行上述反应。测得CO(g)和CH3OH(g)浓度随时间的变化如下图所示。0~10min内,氢气的平均反应速率为_______ mol·L-1·min-1;第10min后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入1mol CO(g)和1 mol CH3OH(g),则平衡_______ 移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
(3)硫氧化物的转化:硫的氧化物与一定量氨气、空气反应,可生成硫酸铵。硫酸铵水溶液呈酸性的原因是_______ (用离子方程式表示);室温时,向(NH4)2SO4溶液中滴入NaOH溶液至溶液呈中性,则所得溶液中微粒浓度大小关系: c(Na+)_______ c( NH3·H2O)(填“>” “<”或“=”)
(1)氮硫的氧化物的转化: NO2(g) + SO2(g)SO3(g)+NO(g) △H
已知:①NO(g)+ O2(g) NO2(g) △H1=- 56.5kJ· mol-1
②2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H2=-196.6kJ· mol -1
则△H =
一定条件下,将NO2与SO2以一定比例置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的有
a. 混合气体的密度不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变
d.反应速率v(NO2 ):v(SO2 ):v(SO3):v(NO)=1:1:1:1
(2)碳氧化物的转化:
CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g),在一恒温恒容密闭容器中充入1molCO和2molH2进行上述反应。测得CO(g)和CH3OH(g)浓度随时间的变化如下图所示。0~10min内,氢气的平均反应速率为
(3)硫氧化物的转化:硫的氧化物与一定量氨气、空气反应,可生成硫酸铵。硫酸铵水溶液呈酸性的原因是
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【推荐2】钒是一种重要的合金元素,还用于催化剂和新型电池。从含钒固体废弃物(含有SiO2、Al2O3及其他残渣)中提取钒的一种新工艺主要流程如下:
部分含钒化合物在水中的溶解性如下表:
请回答下列问题:
(1)反应①所得溶液中除H+之外的阳离子有______ 。
(2)反应②碱浸后滤出的固体主要成分是______ (写化学式)。
(3)反应④的离子方程式为__________ 。
(4)25 ℃、101 kPa时,4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s) ΔH1= —a kJ·mol-1,4V(s)+5O2(g)2V2O5(s) ΔH2=—b kJ·mol-1。用V2O5发生铝热反应冶炼金属钒的热化学方程式是___________ 。
(5)钒液流电池(如下图所示)具有广阔的应用领域和市场前景,该电池中隔膜只允许H+通过。电池放电时负极的电极反应式为_______ ,电池充电时阳极的电极反应式是________ 。
部分含钒化合物在水中的溶解性如下表:
物质 | V2O5 | NH4VO3 | VOSO4 | (VO2)2SO4 |
溶解性 | 难溶 | 难溶 | 可溶 | 易溶 |
请回答下列问题:
(1)反应①所得溶液中除H+之外的阳离子有
(2)反应②碱浸后滤出的固体主要成分是
(3)反应④的离子方程式为
(4)25 ℃、101 kPa时,4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s) ΔH1= —a kJ·mol-1,4V(s)+5O2(g)2V2O5(s) ΔH2=—b kJ·mol-1。用V2O5发生铝热反应冶炼金属钒的热化学方程式是
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解题方法
【推荐3】将化石燃料燃烧产生的CO2、 SO2、NO2等气体变废为宝的实验研究取得一定成效。请按要求回答下列有关问题。
(1)用稀氨水喷雾捕集CO2
①写出生成酸式盐产品的离子方程式:________________ 。
②在捕集时有中间体NH2COONH4生成。现将一定量NH2COONH4置于2 L恒容的密闭真空容器中,分别在不同温度下进行反应: NH2COONH4(s)2NH3(g) + CO2(g)。不同时间实验测得的有关数据见下表:
上述分解反应△H____ (填“<”或“>”)0;在20℃,0-2min 内生成NH3的平均速率为______ mol·L-1·min-1。10 ℃合成NH2COONH4的平衡常数的值为_______ 。
(2)用氨气催化氧化还原法脱硝(NOx)
①此法中还原剂为_____ ;根据右图判断提高脱硝效率(单位时间内NOx浓度变化占烟气初始浓度的百分比) 的最佳条件是:_________ 。
②已知: N2(g)+O2(g)= 2NO(g) △H = +a kJ/mol
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H =-b k/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-c kJ/mol 其中a、b、c均为大于0。
则放热反应: 4NO(g)+4NH3(g) + O2(g) 4N2(g) +6H2O(g) △H=______ 。
(3)尿素[CO(NH2)2]法脱硫、脱硝,过程表示如下:
①CO(NH2)2与NO、NO2三者等物质的量反应,生成水和无毒气体,该反应的化学方程式为____________ 。
②常温下,将(NH4)2SO4溶于水所得溶液的pH=5,[已知电离常数K(NH3·H2O)=1×10-5]则该溶液中c(NH4+)=_________ 。
(1)用稀氨水喷雾捕集CO2
①写出生成酸式盐产品的离子方程式:
②在捕集时有中间体NH2COONH4生成。现将一定量NH2COONH4置于2 L恒容的密闭真空容器中,分别在不同温度下进行反应: NH2COONH4(s)2NH3(g) + CO2(g)。不同时间实验测得的有关数据见下表:
温度/℃ | 10 | 20 | 30 | |
N(CO2)/mol | 0min | 0 | 0 | 0 |
2min | 6×10-3 | 1.8×10-2 | 5.4×10-2 | |
4min | 2×10-2 | 3.2×10-2 | 6.2×10-2 | |
6min | 2×10-2 | 3.2×10-2 | 6.2×10-2 |
上述分解反应△H
(2)用氨气催化氧化还原法脱硝(NOx)
①此法中还原剂为
②已知: N2(g)+O2(g)= 2NO(g) △H = +a kJ/mol
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H =-b k/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-c kJ/mol 其中a、b、c均为大于0。
则放热反应: 4NO(g)+4NH3(g) + O2(g) 4N2(g) +6H2O(g) △H=
(3)尿素[CO(NH2)2]法脱硫、脱硝,过程表示如下:
①CO(NH2)2与NO、NO2三者等物质的量反应,生成水和无毒气体,该反应的化学方程式为
②常温下,将(NH4)2SO4溶于水所得溶液的pH=5,[已知电离常数K(NH3·H2O)=1×10-5]则该溶液中c(NH4+)=
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解答题-实验探究题
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【推荐1】甲酸是重要的有机化工原料,可用于合成医药、农药、染料以及其他有机中间体等,甲酸甲酯在一定条件下发生水解可制得甲酸,反应方程式为:∆H>0,某小组通过试验研究该反应的影响因素(反应过程中体积变化忽略不计)。反应体系中各组分的起始量如下表:
甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化如下图:
(1)根据上迷条件,计算不同时间围内甲酸甲酯的平均反烧速率,结果见下表:
请计算15~20min内甲酸甲酯的减少量为_____ mol,甲酸甲酯的平均反速率为________ 。
(2)依据以上数据,写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律及其原因___________ 。
(3)上述反应在温度T1下的平衡常数K值为_______________ 。
(4)其他条件不变,仅改变温度为T2(T2大于T1),在答题卡框图中画出温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图_____ 。
(5)工业甲酸常有醋酸。其含量的测定原理是根据甲酸含有醛基具有还原性而醋酸没有,用过量已标定好的NaHSO3溶液与甲酸反应,过量的NaHSO3可用标定的碘溶液来滴定, 记录相关数据便可计算出甲酸的含量,有关反应如下:
(醛、酮与NaHSO3加成反应)
2NaHSO3+2I2+2H2O=Na2SO4+4HI+H2SO4
实验步骤如下:
步骤Ⅰ:量取25.00mL甲酸放入锥形瓶中,加入过量的amol∙L-1 NaHSO3溶液bmL;摇匀、静置5min后,加入几滴淀粉溶液;
步骤II:滴定分析。将cmol∙L-1的碘溶液装入_______ (填“酸式”或“碘式”)滴定管中,然后滴定至终点,记录数据。重复滴定实验2次,平均消耗碘溶液vmL;
步骤Ⅲ:计算。工业甲酸中HCOOH的浓度为________ mol∙L(用含a、b、c、v的代数式表示)。
甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化如下图:
(1)根据上迷条件,计算不同时间围内甲酸甲酯的平均反烧速率,结果见下表:
请计算15~20min内甲酸甲酯的减少量为
(2)依据以上数据,写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律及其原因
(3)上述反应在温度T1下的平衡常数K值为
(4)其他条件不变,仅改变温度为T2(T2大于T1),在答题卡框图中画出温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图
(5)工业甲酸常有醋酸。其含量的测定原理是根据甲酸含有醛基具有还原性而醋酸没有,用过量已标定好的NaHSO3溶液与甲酸反应,过量的NaHSO3可用标定的碘溶液来滴定, 记录相关数据便可计算出甲酸的含量,有关反应如下:
(醛、酮与NaHSO3加成反应)
2NaHSO3+2I2+2H2O=Na2SO4+4HI+H2SO4
实验步骤如下:
步骤Ⅰ:量取25.00mL甲酸放入锥形瓶中,加入过量的amol∙L-1 NaHSO3溶液bmL;摇匀、静置5min后,加入几滴淀粉溶液;
步骤II:滴定分析。将cmol∙L-1的碘溶液装入
步骤Ⅲ:计算。工业甲酸中HCOOH的浓度为
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐2】CO2是一种温室气体,对人类的生存环境产生巨大的影响,将CO2作为原料转化为有用化学品,对实现碳中和及生态环境保护有着重要意义。某兴趣小组了解到空气燃料实验系统可利用二氧化碳和水直接合成甲醇,结合有关信息他们推测到其工作时反应原理如下:
I.CO2(g)+2H2(g)CO(g)+H2(g)+O2(g) △H=+akJ•mol-1
II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-bkJ•mol-1
已知:2H2O(l)=O2(g)+2H2(g) △H=+ckJ•mol-1
(1)2CO2(g)+4H2O(g)2CH3OH(g)+3O2(g)的△H为________ kJ/mol。
(2)T℃时,在体积为1L的密闭容器中加入2molCO和4molH2发生反应II,经过5min达到平衡,此时H2的浓度为2mol•L-1。回答下列问题:
①下列叙述不能判断反应达到平衡的是________ (填选项符号)。
A.v正(CO)=v逆(CH3OH) B.混合气体密度不再变化
C.体系的压强不再变化 D.CO与H2转化率相等
②0~5min内用CO表示的反应速率为________ mol•L-1•min-1,反应的平衡常数K=________ (mol•L-1)-2。
③T℃时,再向容器中充入2molCO和4molH2,重新达到平衡时CO的浓度________ (填“>”或“<”或“=”)原平衡的2倍。
(3)其它条件不变,CO2平衡转化率与温度的关系如图所示,T1之后CO2平衡转化率随温度升高而降低的原因是________ 。
I.CO2(g)+2H2(g)CO(g)+H2(g)+O2(g) △H=+akJ•mol-1
II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-bkJ•mol-1
已知:2H2O(l)=O2(g)+2H2(g) △H=+ckJ•mol-1
(1)2CO2(g)+4H2O(g)2CH3OH(g)+3O2(g)的△H为
(2)T℃时,在体积为1L的密闭容器中加入2molCO和4molH2发生反应II,经过5min达到平衡,此时H2的浓度为2mol•L-1。回答下列问题:
①下列叙述不能判断反应达到平衡的是
A.v正(CO)=v逆(CH3OH) B.混合气体密度不再变化
C.体系的压强不再变化 D.CO与H2转化率相等
②0~5min内用CO表示的反应速率为
③T℃时,再向容器中充入2molCO和4molH2,重新达到平衡时CO的浓度
(3)其它条件不变,CO2平衡转化率与温度的关系如图所示,T1之后CO2平衡转化率随温度升高而降低的原因是
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解答题-原理综合题
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【推荐3】三氯胺(NCl3)是一种饮用水级消毒剂,可由下列反应制备:
I.NH3 (g)+3Cl3(g)=NCl3(l)+3HCl(g) ΔH。
(1)已知2NH3(g)+3Cl2(g)=N2(g)+6HCl(g) ΔH1,
N2(g)+3Cl2(g)=2NCl3(1) ΔH2,则ΔH =________ (用含ΔH1和ΔH2的代数式表示)。
(2)向容积均为2 L的甲、乙两个恒温恒容密闭容器中分别加入4 mol NH3和4 mol Cl2,均发生反应I ,测得两容器中n(Cl2 )随时间的变化情况如表所示:
①0~80 min内,容器甲中 v(NH3)=_______________________ 。
②反应I的ΔH______ (填“>” 或“<”)0,原因是__________ 。
③关于反应I,下列说法正确的是________________ 。
A.容器内时,说明反应达到平衡状态
B.容器内气体密度不变,说明反应达到平衡状态
C.达到平衡后,加入一定量的NCl3(1),平衡逆向移动
D.达到平衡后,按原投料比再充入一定量的反应物,再次平衡后NH3的转化率增大
I.NH3 (g)+3Cl3(g)=NCl3(l)+3HCl(g) ΔH。
(1)已知2NH3(g)+3Cl2(g)=N2(g)+6HCl(g) ΔH1,
N2(g)+3Cl2(g)=2NCl3(1) ΔH2,则ΔH =
(2)向容积均为2 L的甲、乙两个恒温恒容密闭容器中分别加入4 mol NH3和4 mol Cl2,均发生反应I ,测得两容器中n(Cl2 )随时间的变化情况如表所示:
时间/min | 0 | 40 | 80 | 120 | 160 |
容器甲(T1) | 4.0 | 3.0 | 2.2 | 1.6 | 1.6 |
容器乙(T2) | 4.0 | 2.9 | 2.0 | 2.0 | 2.0 |
①0~80 min内,容器甲中 v(NH3)=
②反应I的ΔH
③关于反应I,下列说法正确的是
A.容器内时,说明反应达到平衡状态
B.容器内气体密度不变,说明反应达到平衡状态
C.达到平衡后,加入一定量的NCl3(1),平衡逆向移动
D.达到平衡后,按原投料比再充入一定量的反应物,再次平衡后NH3的转化率增大
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【推荐1】甲烷、一氧化碳和氢气均为爪要的能源和化工原料。回答下列问题:
(1)甲烷、一氧化碳与水蒸气反应是工业上制取氢气的重要方法,涉及的主要反应如下:
Ⅰ. CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H(g) △H=+205.9 kJ/mol
Ⅱ. CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.2 kJ/mol
①CO与水蒸气反应生成CO2和CH,的热化学方程式为________
②一定温度下,向10 L恒容密闭容器中充入1 mol CH4和1 mol H2O(g),发生反应Ⅰ、Ⅱ实验测得反应前容器内气(体压强为4po kPa,5 min末恰好达到平衡时容器内气体压强为6p0 kPa,CO的分压为0.5p0kPa. 0~5 min 内的平均反应速率v(H2O)=_______ mol/(L·min),CH4的平衡转化率为_______ 。下列事实不能说明容器内反应达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.容器内气体压强不再改变
B. CH4与H2的浓度之比不再改变
C.混合气体的密度不再改变
D. H2O(g)的分压不变
③为研究上述平衡体系进行如下实验:向密闭容器中按照n(CO):n[H2O(g)]=l:2投料,测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。
图中p1、p2、p3由大到小的顺序为_______ ;T1温度时,三条曲线几乎交于一点的原因为_______ ;在图中画出T1温度之后曲线的变化趋势_______ 。
(2)CH4、H2、CO均可用来制作燃料电池。
①三种物质制作的燃料电池中,消耗等质量的负极反应物时,理论上放电量最大的是_______ (填负极反应物的化学式)。
②CH4燃料电池在碱性条件下负极的电极反应式为_______ 。
(1)甲烷、一氧化碳与水蒸气反应是工业上制取氢气的重要方法,涉及的主要反应如下:
Ⅰ. CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H(g) △H=+205.9 kJ/mol
Ⅱ. CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.2 kJ/mol
①CO与水蒸气反应生成CO2和CH,的热化学方程式为
②一定温度下,向10 L恒容密闭容器中充入1 mol CH4和1 mol H2O(g),发生反应Ⅰ、Ⅱ实验测得反应前容器内气(体压强为4po kPa,5 min末恰好达到平衡时容器内气体压强为6p0 kPa,CO的分压为0.5p0kPa. 0~5 min 内的平均反应速率v(H2O)=
A.容器内气体压强不再改变
B. CH4与H2的浓度之比不再改变
C.混合气体的密度不再改变
D. H2O(g)的分压不变
③为研究上述平衡体系进行如下实验:向密闭容器中按照n(CO):n[H2O(g)]=l:2投料,测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。
图中p1、p2、p3由大到小的顺序为
(2)CH4、H2、CO均可用来制作燃料电池。
①三种物质制作的燃料电池中,消耗等质量的负极反应物时,理论上放电量最大的是
②CH4燃料电池在碱性条件下负极的电极反应式为
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【推荐2】研究 (主要指和)的性质与转化规律具有十分重要的意义。
(1)用溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中的去除率。其他条件相同,转化为的转化率随溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性溶液中,氧化生成和,其离子方程式为_______ 。
②溶液的初始pH越小,转化率越高。其原因是_______ 。
(2)在恒压、和的起始浓度一定的条件下,发生如下反应:。催化反应相同时间,测得不同温度下转化为的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下的平衡转化率随温度的变化)。
①反应的_______ (填“>”“<”或“=”)0。
②图中X点所示条件下,为了提高转化率,可采取的措施是_______ 。
(3)温度为时,在两个容积均为的恒容密闭容器中仅发生反应:
①容器Ⅱ中反应开始时,判断的依据是_______ 。
②实验测得,,、为速率常数,受温度影响。当温度改变为时,若,则时反应的平衡常数为_______ (填数值)。
(1)用溶液吸收硝酸尾气,可提高尾气中的去除率。其他条件相同,转化为的转化率随溶液初始pH(用稀盐酸调节)的变化如图所示。
①在酸性溶液中,氧化生成和,其离子方程式为
②溶液的初始pH越小,转化率越高。其原因是
(2)在恒压、和的起始浓度一定的条件下,发生如下反应:。催化反应相同时间,测得不同温度下转化为的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下的平衡转化率随温度的变化)。
①反应的
②图中X点所示条件下,为了提高转化率,可采取的措施是
(3)温度为时,在两个容积均为的恒容密闭容器中仅发生反应:
容器编号 | 物质的起始浓度() | 物质的平衡浓度() | ||
Ⅰ | 0.6 | 0 | 0 | 0.2 |
Ⅱ | 0.2 | 0.4 | 0.1 |
①容器Ⅱ中反应开始时,判断的依据是
②实验测得,,、为速率常数,受温度影响。当温度改变为时,若,则时反应的平衡常数为
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解题方法
【推荐3】肼(N2H4)可作为火箭发动机的燃料,与N2O4反应生成N2和水蒸气。已知:
①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) ΔH1=-19.5kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534.2kJ·mol-1
(1)写出肼和N2O4反应的热化学方程式_______ ;
(2)火箭残骸中常现红棕色气体,当温度升高时,气体颜色变深,原因是存在如下反应:N2O4(g)⇌2NO2(g)
①上述反应的ΔH_______ 0(选填“>”或“<”)。
②保持温度和体积不变向上述平衡体系中再充入一定量的N2O4,再次达到平衡时,混合气体中NO2的体积分数_______ (填“增大”、“减小”或“不变”),混合气体的颜色_______ (填“变深”或“变浅”)。
③一定温度下,将1molN2O4充入一恒压密闭容器中发生上述反应,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是_______ 。
④相同温度下,上述反应改在10L的恒容密闭容器中进行,反应3s后NO2的物质的量为0.6mol,则0~3s内的平均反应速率v(N2O4)=_______ mol·L-1·s-1。
(3)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)。已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
则该反应的ΔH=_______ 。
①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) ΔH1=-19.5kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534.2kJ·mol-1
(1)写出肼和N2O4反应的热化学方程式
(2)火箭残骸中常现红棕色气体,当温度升高时,气体颜色变深,原因是存在如下反应:N2O4(g)⇌2NO2(g)
①上述反应的ΔH
②保持温度和体积不变向上述平衡体系中再充入一定量的N2O4,再次达到平衡时,混合气体中NO2的体积分数
③一定温度下,将1molN2O4充入一恒压密闭容器中发生上述反应,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是
④相同温度下,上述反应改在10L的恒容密闭容器中进行,反应3s后NO2的物质的量为0.6mol,则0~3s内的平均反应速率v(N2O4)=
(3)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)。已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键 | C—H | C=O | H—H | CO(CO) |
键能/kJ·mol-1 | 413 | 745 | 436 | 1075 |
则该反应的ΔH=
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【推荐1】碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用,如航天员呼吸产生的用Sabatier反应处理,实现空间站中的循环利用。
Sabatier反应:;
水电解反应:。
I.将原料气按置于密闭容器中发生Sabatier反应,测得的物质的量分数与温度的关系如下图所示(曲线Ⅱ表示平衡曲线)。
(1)在密闭恒温(高于100℃)恒容装置中进行该反应,下列能说明达到平衡状态的是_____ 。
A.混合气体密度不再改变B.混合气体压强不再改变
C.混合气体平均摩尔质量不再改变D.
(2)380℃以后曲线I与曲线Ⅱ重合并且下降的原因是_________________ 。
(3)200℃达到平衡时体系的总压强为p,该反应平衡常数的计算表达式为_____ 。(不必化简,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数)
(4)Sabatier反应在空间站运行时,下列措施能提高转化率的是_____ (填标号)。
A.适当减压B.合理控制反应器中气体的流速
C.反应器前段加热,后段冷却D.提高原料气中所占比例
Ⅱ.一种新的循环利用方案是用Bosch反应代替Sabatier反应。Bosch反应中和生成了C和。
(5)①已知、的生成焓分别为、,Bosch反应的热化学方程式为_________________ 。(生成焓指一定条件下由对应单质生成1mol化合物时的反应热)
(6)一定条件下,若无催化剂Bosch反应必须在高温下才能启动,而使用催化剂,则在较低温度下就能启动,试分析原因是_________________ 。
(7)Bosch反应的优点是_________________ 。
Sabatier反应:;
水电解反应:。
I.将原料气按置于密闭容器中发生Sabatier反应,测得的物质的量分数与温度的关系如下图所示(曲线Ⅱ表示平衡曲线)。
(1)在密闭恒温(高于100℃)恒容装置中进行该反应,下列能说明达到平衡状态的是
A.混合气体密度不再改变B.混合气体压强不再改变
C.混合气体平均摩尔质量不再改变D.
(2)380℃以后曲线I与曲线Ⅱ重合并且下降的原因是
(3)200℃达到平衡时体系的总压强为p,该反应平衡常数的计算表达式为
(4)Sabatier反应在空间站运行时,下列措施能提高转化率的是
A.适当减压B.合理控制反应器中气体的流速
C.反应器前段加热,后段冷却D.提高原料气中所占比例
Ⅱ.一种新的循环利用方案是用Bosch反应代替Sabatier反应。Bosch反应中和生成了C和。
(5)①已知、的生成焓分别为、,Bosch反应的热化学方程式为
(6)一定条件下,若无催化剂Bosch反应必须在高温下才能启动,而使用催化剂,则在较低温度下就能启动,试分析原因是
(7)Bosch反应的优点是
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐2】如何降低大气中的含量及有效地开发利用引起了全世界的普遍重视.目前工业上有一种方法是用来生产燃料甲醇.为探究该反应原理,进行如下实验:在容积为1L的密闭容器中,充入和.在500℃下发生发应,.实验测得和的物质的量(n)随时间变化如下图1所示:
(1)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率____________ .
(2)500℃该反应的平衡常数为________ (结果保留一位小数),图2是改变温度时化学反应速率随时间变化的示意图,平衡____ 移动(填“正向”或“逆向”或“不”).
(3)下列措施中不能使的转化率增大的是________ .
①在原容器中再充入②将水蒸气从体系中分离出
③使用更有效的催化剂④缩小容器的容积⑤在原容器中再充入
(4)500℃条件下,测得某时刻,、、和的浓度均为0.4mol/L,则此时_______ (填“>”“<”或“=”).
(5)若反应在500℃进行,在该1L的密闭容器中加入、和,达到平衡时的转化率为______________ .
(1)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率
(2)500℃该反应的平衡常数为
(3)下列措施中不能使的转化率增大的是
①在原容器中再充入②将水蒸气从体系中分离出
③使用更有效的催化剂④缩小容器的容积⑤在原容器中再充入
(4)500℃条件下,测得某时刻,、、和的浓度均为0.4mol/L,则此时
(5)若反应在500℃进行,在该1L的密闭容器中加入、和,达到平衡时的转化率为
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】氨气是重要的基础化工品,请结合信息回答问题。
(1)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物,在尿素合成塔中发生的反应可表示为
第一步: ΔH1=-119.2kJ/mol;
第二步: ΔH2=+15.5kJ/mol;
①已知第一步反应为快速反应,第二步反应为慢速反应,其中活化能较大的是第___________ 步,则 ΔH3=___________ kJ/mol;第二步能自发进行的条件是___________ 。(填“高温”或“低温”或“任何温度”)
②对于第一步反应,混合气体中氨气体积分数随时间变化如图所示,则vA(正)___________ vB(逆)(填“>”“<”或“=”)。
(2)T℃,在2L的密闭容器中,通入和,保持体积不变,发生反应,2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g),10min时反应刚好达到平衡,此时H2O的物质的量为0.5mol,则:
①NH3的平衡转化率为___________ ,0~10min的平均反应速率___________
②能说明上述反应达到平衡状态的是___________ 。
A. B.混合气体的密度不再发生变化
C.CO2的体积分数在混合气体中保持不变 D.单位时间内消耗同时生成
(3)科学家推出合成氨反应在接近平衡时净反应速率方程式为:v(NH3)=k1p(N2)[]α−k2[](1−α),k1、k2分别为正、逆反应速率常数,p代表各组分的分压,如,其中x(B)为平衡体系中B的物质的量分数,p为平衡总压强16MPa,以铁为催化剂时α=0.5,一定条件下,向容器中充入。和的混合气体,平衡时氨气的物质的量分数为25%,试计算___________ (MPa)-2。(保留小数点后三位)
(1)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物,在尿素合成塔中发生的反应可表示为
第一步: ΔH1=-119.2kJ/mol;
第二步: ΔH2=+15.5kJ/mol;
①已知第一步反应为快速反应,第二步反应为慢速反应,其中活化能较大的是第
②对于第一步反应,混合气体中氨气体积分数随时间变化如图所示,则vA(正)
(2)T℃,在2L的密闭容器中,通入和,保持体积不变,发生反应,2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g),10min时反应刚好达到平衡,此时H2O的物质的量为0.5mol,则:
①NH3的平衡转化率为
②能说明上述反应达到平衡状态的是
A. B.混合气体的密度不再发生变化
C.CO2的体积分数在混合气体中保持不变 D.单位时间内消耗同时生成
(3)科学家推出合成氨反应在接近平衡时净反应速率方程式为:v(NH3)=k1p(N2)[]α−k2[](1−α),k1、k2分别为正、逆反应速率常数,p代表各组分的分压,如,其中x(B)为平衡体系中B的物质的量分数,p为平衡总压强16MPa,以铁为催化剂时α=0.5,一定条件下,向容器中充入。和的混合气体,平衡时氨气的物质的量分数为25%,试计算
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