近年来,随着聚酯工业的快速发展,Cl2的需求量和HCl的产出量也随之迅速增长。Deacon发明了直接氧化法(称作Deacon反应):。
用O2将HCl转化为Cl2,可提高效益,减少污染。
回答下列问题:
(1)传统上Deacon反应可通过如图所示的催化剂循环实现。
Deacon反应的△H=_______ (用△H1和△H2表示)
(2)在恒温、体积为1L的刚性密闭容器中发生Deacon反应,HCl、O2初始投料分别为4mol、1mol。实验测得HCl平衡转化率(α(HCl))随温度变化的曲线如图。
①下列说法能说明Deacon反应在此条件下到达平衡状态的有________ 。
A. B.H2O的质量分数不变
C.不变 D.不变
②Deacon反应的△H________ 0(填“>”、“=”或“<”,下同),A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)的大小关系是K(A)________ K(B)。
③Deacon反应在A点的平衡常数K=________ 。
④保持温度及投料比不变,提高HCl的平衡转化率的方法有________ 。(写出2种)
⑤若HCl、O2初始投料分别为5mol、1mol,画出相应α(HCl)-T曲线的示意图__________ 。
(3)一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下:
2.0~6.0min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率为_______ mol·min-1。
用O2将HCl转化为Cl2,可提高效益,减少污染。
回答下列问题:
(1)传统上Deacon反应可通过如图所示的催化剂循环实现。
Deacon反应的△H=
(2)在恒温、体积为1L的刚性密闭容器中发生Deacon反应,HCl、O2初始投料分别为4mol、1mol。实验测得HCl平衡转化率(α(HCl))随温度变化的曲线如图。
①下列说法能说明Deacon反应在此条件下到达平衡状态的有
A. B.H2O的质量分数不变
C.不变 D.不变
②Deacon反应的△H
③Deacon反应在A点的平衡常数K=
④保持温度及投料比不变,提高HCl的平衡转化率的方法有
⑤若HCl、O2初始投料分别为5mol、1mol,画出相应α(HCl)-T曲线的示意图
(3)一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下:
0 | 2.0 | 4.0 | 6.0 | 8.0 | |
0 | 1.8 | 3.7 | 5.4 | 7.2 |
更新时间:2024-03-01 07:02:46
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解答题-原理综合题
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【推荐1】某温度下,利用CO2生产甲醇主要涉及以下两个反应。
反应I._______
反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)已知CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3=–90.6kJ·mol-1。反应I的转化原理如图所示。该反应的热化学方程式为_______ ,在_______ 条件下反应I可自发发生。(2)若在恒压条件下密闭容器中发生反应I和Ⅱ,平衡后再充入惰性气体,反应Ⅱ平衡将_______ 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)将1molCO2(g)和3molH2(g)充入密闭容器发生反应I和Ⅱ,并达到平衡状态。相同温度下,在不同压强下测得CO2的平衡转化率、CH3OH(g)的选择性和CO的选择性随压强变化曲线如图所示。图中表示CO2的平衡转化率的曲线是_______ (填“m”、“n”或“p”),A点时H2的转化率为_______ ,CH3OH的平衡分压为_______ MPa(保留两位有效数字)。(4)研究表明,CO催化变换反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH=–41.2kJ·mol-1。此反应的速率方程为,式中x(CO)、x(H2O)、x(CO2)、x(H2)分别表示各组分的物质的量分数。Kp为平衡常数,k为反应的速率常数,温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时,CO催化变换反应的Kp_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。根据速率方程分析,T>Tm时v逐渐减小的原因是_______ 。
反应I._______
反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)已知CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3=–90.6kJ·mol-1。反应I的转化原理如图所示。该反应的热化学方程式为
(3)将1molCO2(g)和3molH2(g)充入密闭容器发生反应I和Ⅱ,并达到平衡状态。相同温度下,在不同压强下测得CO2的平衡转化率、CH3OH(g)的选择性和CO的选择性随压强变化曲线如图所示。图中表示CO2的平衡转化率的曲线是
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【推荐2】二甲醚(CH3OCH3)具有优良的燃烧性能,被称为21世纪的“清洁能源”。一步法合成二甲醚是以合成气(CO/H2)为原料,在一定温度、压强和催化剂作用下进行,反应器中发生了下列反应:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.7kJ•mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-23.5kJ•mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=-41.2kJ•mol-1
(1)一种新合成二甲醚的方法为一定条件下:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g),该反应的△H=___ kJ•mol-1;
判断该反应在一定温度下、体积恒定的密闭容器中,下列不能作为达到化学平衡状态的依据是___ 。
A.平均摩尔质量保持不变
B.容器的密度不变
C.容器内压强保持不变
D.单位时间内消耗2molCO2,同时消耗1mol二甲醚
(2)可采用CO和二甲醚催化合成乙醇。
反应①:CH3OCH3(g)+CO(g)CH3COOCH3(g) △H1
反应②:CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3OH(g)+ C2H5OH(g) △H2
a.压强为pKpa时,温度对二甲醚和乙酸甲酯平衡转化率的影响如图甲所示,则△H1____ (填“>”或“<”)0。
b.温度对平衡体系中乙酸甲酯的含量和乙醇的影响如图乙所示,在300~600K范围内,乙酸甲酯的含量逐渐增大,而乙醇的百分含量逐渐减小的原因是:___ 。
c.若压强为pKpa、温度为800K时,向2L恒容密闭容器中充入1molCH3OCH3和1molCO发生反应①,2min时达到平衡,则前2min内CH3COOCH3的平均生成速率为___ ,该条件下反应①的平衡常数K=___ 。
(3)以铜为原料,利用电解法可制取具有广泛用途的光电材料——纳米Cu2O,其工作原理如图3所示。则b是___ 极,电解时阳极的电极反应式为___ 。
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.7kJ•mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-23.5kJ•mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=-41.2kJ•mol-1
(1)一种新合成二甲醚的方法为一定条件下:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g),该反应的△H=
判断该反应在一定温度下、体积恒定的密闭容器中,下列不能作为达到化学平衡状态的依据是
A.平均摩尔质量保持不变
B.容器的密度不变
C.容器内压强保持不变
D.单位时间内消耗2molCO2,同时消耗1mol二甲醚
(2)可采用CO和二甲醚催化合成乙醇。
反应①:CH3OCH3(g)+CO(g)CH3COOCH3(g) △H1
反应②:CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3OH(g)+ C2H5OH(g) △H2
a.压强为pKpa时,温度对二甲醚和乙酸甲酯平衡转化率的影响如图甲所示,则△H1
b.温度对平衡体系中乙酸甲酯的含量和乙醇的影响如图乙所示,在300~600K范围内,乙酸甲酯的含量逐渐增大,而乙醇的百分含量逐渐减小的原因是:
c.若压强为pKpa、温度为800K时,向2L恒容密闭容器中充入1molCH3OCH3和1molCO发生反应①,2min时达到平衡,则前2min内CH3COOCH3的平均生成速率为
(3)以铜为原料,利用电解法可制取具有广泛用途的光电材料——纳米Cu2O,其工作原理如图3所示。则b是
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【推荐3】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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【推荐1】一种借助光将CO2转化为CH4的催化机理如图所示。
(1)该转化过程总反应的化学方程式是_______ ;图中所示的各物质中,含有极性共价键的非极性分子是_______ (填化学式)。
一定条件下,CO2和H2还可发生如下两个平行反应:
i. CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ∆H1
ii. CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ∆H2=-49.5 kJ·mol-1
已知相关物质的总键能数据如表:
(2)则反应i的∆H1= _______ kJ·mol-1。
(3)为了提高CH3OH的产率,理论上应采用的措施是_______(填标号)。
(4)保持温度为533 K,压强为3 Mpa,按投料比向密闭容器中充入CO2和H2,反应相同时间测得不同催化剂下CO2转化率和CH3OH选择性的相关实验数据如下表所示(已知CH3OH选择性为转化的CO2中生成CH3OH的物质的量的百分比)。
上述条件下,使用Cat.2催化剂,下列说法能判断反应ii达到平衡状态的是_______(填标号)。
(5)一定条件下,向0.5 L恒容密闭容器中充入1 mol CO2和 3 mol H2,只发生上述反应ii,达平衡时,H2的转化率为80%,则该温度下的平衡常数K= _______ (保留两位小数)。
(6)若恒容密闭容器中只发生上述反应i,在进气比不同、温度不同时,测得相应的CO2平衡转化率如图所示。则B和C两点的温度TB_______ TC (填“<”,“>”,或“=”),其原因是_______ 。
(1)该转化过程总反应的化学方程式是
一定条件下,CO2和H2还可发生如下两个平行反应:
i. CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ∆H1
ii. CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ∆H2=-49.5 kJ·mol-1
已知相关物质的总键能数据如表:
物质 | H2 | H2O | CO2 | CO |
键能(kJ·mol-1) | 436 | 928 | 1606 | 1072 |
(3)为了提高CH3OH的产率,理论上应采用的措施是_______(填标号)。
A.低温低压 | B.高温低压 | C.高温高压 | D.低温高压 |
催化剂 | CO2转化率 | CH3OH选择性 |
Cat.1 | 21.9% | 67.3% |
Cat.2 | 36.1% | 100.0% |
A.气体压强不再变化 | B.气体平均相对分子质量不再变化 |
C.CH3OH和H2O的物质的量之比为1:1 | D.CO2和H2的物质的量之比不再变化 |
(6)若恒容密闭容器中只发生上述反应i,在进气比不同、温度不同时,测得相应的CO2平衡转化率如图所示。则B和C两点的温度TB
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解答题-实验探究题
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【推荐2】化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。
(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如表(累计值):
①哪一时间段反应速率最大__________ min(填0~1、1~2、2~3、3~4、4~5),原因是__________ 。
②求3~4分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率__________ (设溶液体积不变)。
(2)另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积,他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率,你认为不可行的是( )
A.蒸馏水 B.KCl溶液 C.KNO3溶液 D.CuSO4溶液
(3)某温度下在4L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图
①该反应的化学方程式是__________ 。
②该反应达到平衡状态的标志是__________ 。
A X、Y、Z的反应速率相等
B X、Y的反应速率比为3:1
C 容器内气体压强保持不变
D 生成1mol Y的同时生成2mol Z
③2min内X的转化率为__________ 。
④若上述反应中X、Y、Z分别为H2、N2、NH3,且已知17g氨气分解成氮气和氢气要吸收46kJ热量,则该反应的热化学反应方程式为:__________ 。
(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如表(累计值):
时间(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
氢气体积(mL)(标准状况) | 100 | 240 | 464 | 576 | 620 |
②求3~4分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率
(2)另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积,他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率,你认为不可行的是
A.蒸馏水 B.KCl溶液 C.KNO3溶液 D.CuSO4溶液
(3)某温度下在4L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图
①该反应的化学方程式是
②该反应达到平衡状态的标志是
A X、Y、Z的反应速率相等
B X、Y的反应速率比为3:1
C 容器内气体压强保持不变
D 生成1mol Y的同时生成2mol Z
③2min内X的转化率为
④若上述反应中X、Y、Z分别为H2、N2、NH3,且已知17g氨气分解成氮气和氢气要吸收46kJ热量,则该反应的热化学反应方程式为:
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【推荐3】恒温恒容下,将2mol红棕色气体A和1.6mol无色气体B通入体积为1L的密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s),2min时反应达到平衡状态,此时剩余1.2molB,并测得C的浓度为1.2mol/L。
(1)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为____ mol/(L•min)。
(2)x=____ ;A的转化率为____ 。
(3)一段时间后,下列条件下能说明该反应已达到平衡状态的是:____ 。
A.v正(A)=2v逆(B)
B.D的浓度不再改变
C.c(A):c(B):c(C)=2:1:3
D.混合气体的密度不再变化
E.混合气体的平均相对分子质量不变
(4)该温度下的平衡常数为____ 。
(5)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)从开始反应至达到平衡状态,生成C的平均反应速率为
(2)x=
(3)一段时间后,下列条件下能说明该反应已达到平衡状态的是:
A.v正(A)=2v逆(B)
B.D的浓度不再改变
C.c(A):c(B):c(C)=2:1:3
D.混合气体的密度不再变化
E.混合气体的平均相对分子质量不变
(4)该温度下的平衡常数为
(5)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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【推荐1】碳及其化合物与人类工农业生产、生活紧密相关。如甲醇就是一种重要的化工原料。
(1)已知:
①CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-637.8kJ/mol
②H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0kJ/mol
③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566.0kJ/mol
则CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ΔH=______ 。
(2)在容积为1L的密闭容器中,投入1mol CO和2mol H2,在不同条件下发生反应:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH,T1、T2温度下,CH3OH的物质的量随着时间的变化关系如下图所示。
①该反应的ΔH__ 0(填“>”、“<”或“=”);判断理由是_________ 。
②温度为T2时,0~20min内用H2表示的平均反应速率为_____ 。
③B点时该反应的平衡常数是________ (保留两位有效数字)。
④下列措施能使该反应的平衡体系中增大的是_____ (填字母)。
A.将H2(g)从体系中分离出去
B.充入He(g),使体系压强增大
C.升高温度
D.缩小容器的体积
E.再充入1mol H2
(3)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种:其中一种是甲醇部分氧化法。在一定温度下,以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时,原料气比例对反应的选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)的影响关系如图所示。
①n(O2)/n(CH3OH)=___ 时,有利于制H2。
②当n(O2)/n(CH3OH)=0.25时,CH3OH与O2发生的主要反应方程式为_________ 。
(1)已知:
①CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-637.8kJ/mol
②H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0kJ/mol
③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566.0kJ/mol
则CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ΔH=
(2)在容积为1L的密闭容器中,投入1mol CO和2mol H2,在不同条件下发生反应:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH,T1、T2温度下,CH3OH的物质的量随着时间的变化关系如下图所示。
①该反应的ΔH
②温度为T2时,0~20min内用H2表示的平均反应速率为
③B点时该反应的平衡常数是
④下列措施能使该反应的平衡体系中增大的是
A.将H2(g)从体系中分离出去
B.充入He(g),使体系压强增大
C.升高温度
D.缩小容器的体积
E.再充入1mol H2
(3)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种:其中一种是甲醇部分氧化法。在一定温度下,以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时,原料气比例对反应的选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)的影响关系如图所示。
①n(O2)/n(CH3OH)=
②当n(O2)/n(CH3OH)=0.25时,CH3OH与O2发生的主要反应方程式为
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【推荐2】回答下列问题:
(1)用H2还原CO2在一定条件下合成CH3OH(不考虑副反应)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0。恒压下,CO2和H2的起始物质的量比为1:3时,该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图1所示,其中分子筛膜能选择性分离出H2O。
①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为____ 。
②P点甲醇平衡产率高于T点的原因为____ 。
③根据如图,在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为____ ℃。
(2)已知部分弱酸的电离平衡常数如表,根据表中数据回答下列问题。
①体积相同、pH相同的三种酸溶液a.HCOOHb.HCNc.HCl分别与同浓度的NaOH溶液完全中和,消耗NaOH溶液的体积由大到小的顺序是____ (用序号表示)。
②25℃知某浓度的HCOONa溶液pH=9,原因是____ (用离子方程式表示),该溶液中由水电离出OH-的浓度为____ 。
③浓度相同的四种溶液HCOONa、NaCN、NaHCO3、Na2CO3,其碱性由强到弱的顺序是____ 。
(1)用H2还原CO2在一定条件下合成CH3OH(不考虑副反应)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0。恒压下,CO2和H2的起始物质的量比为1:3时,该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图1所示,其中分子筛膜能选择性分离出H2O。
①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为
②P点甲醇平衡产率高于T点的原因为
③根据如图,在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为
(2)已知部分弱酸的电离平衡常数如表,根据表中数据回答下列问题。
弱酸 | HCOOH | HCN | H2CO3 |
电离平衡常数(25℃) | Ka=1.77×10-4 | Ka=5.0×10-10 | Ka1=5.0×10-7 Ka2=5.6×10-11 |
②25℃知某浓度的HCOONa溶液pH=9,原因是
③浓度相同的四种溶液HCOONa、NaCN、NaHCO3、Na2CO3,其碱性由强到弱的顺序是
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解题方法
【推荐3】工业上,以煤炭为原料,通入一定比例的空气和水蒸气,经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。
(1)在 C 和 O2的反应体系中:
反应 1:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-394 kJ·mol⁻1
反应 2:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566 kJ·mol⁻1
反应 3:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH3=___________ kJ·mol⁻1
(2)设 y=ΔH-TΔS,反应 1、2 和 3 的 y 随温度的变化关系如下图所示。图中对应于反应 3 的线条是___________ 。(选填字母序号)
(3)一定压强下,随着温度的升高,气体中 CO 与 CO2物质的量之比___________。
(4)水煤气反应:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=131 kJ·mol⁻1。工业生产水煤气时,通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应,其理由是___________ 。
(1)在 C 和 O2的反应体系中:
反应 1:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-394 kJ·mol⁻1
反应 2:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566 kJ·mol⁻1
反应 3:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH3=
(2)设 y=ΔH-TΔS,反应 1、2 和 3 的 y 随温度的变化关系如下图所示。图中对应于反应 3 的线条是
(3)一定压强下,随着温度的升高,气体中 CO 与 CO2物质的量之比___________。
A.不变 | B.增大 | C.减小 | D.无法判断 |
(4)水煤气反应:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=131 kJ·mol⁻1。工业生产水煤气时,通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应,其理由是
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【推荐1】按要求回答下列问题:
(1)深埋在潮湿土壤中的铁管道,在硫酸盐还原菌(该还原菌最佳生存环境在pH为7~8之间)作用下,能被 SO42-腐蚀,其电化学腐蚀原理如下图所示, 写出正极的电极反应式__________ 。
(2)在1800K时
2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) △H1=-354.2kJ/mol
3Fe(s)+O2(g)=Fe3O4(s) △H2=-550.9kJ/mol
则反应:2Fe3O4(s)+1/2O2(g)=3Fe2O3(s) 的△H 为____ kJ/mol
(3)Fe3+和I-在水溶液中的反应如下:2I-+ 2Fe3+2Fe2+ +I2(在水溶液中)。298K 时,向 5mL0.1mol/L的 KI 溶液中滴加 0.1 mol/L FeCl3 溶液,得到 c(Fe2+)与加入FeCl3 溶液体积关系如下图所示:该温度下滴加 5mLFeCl3溶液时,Fe3+的平衡转化率 =____ %, 平衡常数 K=_____
(4)在773 K时,分别将2 mol N2和6 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如下表:
该温度下,若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3 mol·L-1、3 mol·L-1、3 mol·L-1,则此时v正________ (填大于小于等于v逆。由上表中的实验数据计算得到浓度-时间的关系可用下图中的曲线表示,表示c(N2)-t的曲线是____________ 。在此温度下,若起始充入4 mol N2和12 mol H2,则反应刚达到平衡时,表示c(H2)-t的曲线上相应的点为_________________________ 。
(1)深埋在潮湿土壤中的铁管道,在硫酸盐还原菌(该还原菌最佳生存环境在pH为7~8之间)作用下,能被 SO42-腐蚀,其电化学腐蚀原理如下图所示, 写出正极的电极反应式
(2)在1800K时
2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) △H1=-354.2kJ/mol
3Fe(s)+O2(g)=Fe3O4(s) △H2=-550.9kJ/mol
则反应:2Fe3O4(s)+1/2O2(g)=3Fe2O3(s) 的△H 为
(3)Fe3+和I-在水溶液中的反应如下:2I-+ 2Fe3+2Fe2+ +I2(在水溶液中)。298K 时,向 5mL0.1mol/L的 KI 溶液中滴加 0.1 mol/L FeCl3 溶液,得到 c(Fe2+)与加入FeCl3 溶液体积关系如下图所示:该温度下滴加 5mLFeCl3溶液时,Fe3+的平衡转化率 =
(4)在773 K时,分别将2 mol N2和6 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如下表:
t/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
n(H2)/mol | 6.00 | 4.50 | 3.60 | 3.30 | 3.03 | 3.00 | 3.00 |
n(NH3)/mol | 0 | 1.00 | 1.60 | 1.80 | 1.98 | 2.00 | 2.00 |
该温度下,若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3 mol·L-1、3 mol·L-1、3 mol·L-1,则此时v正
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐2】甲醇是21世纪应用最广泛的清洁燃料之一,通过下列反应可以制备甲醇:CO (g) + 2H2 (g) CH3OH (l) △H
(1)已知:
计算上述反应的△H=_______ kJ·mol-1。
(2)在容积可变的密闭容器中充入1mol CO (g) 和2 mol H2 (g)生成CH3OH(g),H2的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示。
① 图中的T1_______ T2(填“<”、“>”或“=”)。
② 当达到平衡状态A 时,容器的体积为2 L,此时该反应的平衡常数为_______ ,若达到平衡状态B 时,则容器的体积V(B)= _______ L。
③ 在该容器中,下列措施可增加甲醇产率的是_______ 。
A.升高温度 B.从平衡体系中及时分离CH3OH C.充入He D.再充入0.5 mol CO和1 mol H2
(1)已知:
化学式 | H2(g) | CO(g) | CH3OH(l) |
标准燃烧热(25℃)△H/kJ·mol-1 | -285.8 | -283.0 | -726.5 |
计算上述反应的△H=
(2)在容积可变的密闭容器中充入1mol CO (g) 和2 mol H2 (g)生成CH3OH(g),H2的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示。
① 图中的T1
② 当达到平衡状态A 时,容器的体积为2 L,此时该反应的平衡常数为
③ 在该容器中,下列措施可增加甲醇产率的是
A.升高温度 B.从平衡体系中及时分离CH3OH C.充入He D.再充入0.5 mol CO和1 mol H2
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【推荐3】甲醇是一种基础化工原料,可以用多种方法合成。
(1)用CO2生产甲醇。
已知:①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l)△H=﹣akJ•mol﹣1;
②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣b kJ•mol﹣1; (a、b均>0)
则表示CH3OH(g)燃烧的热化学方程式为:____________ 。
要使反应①在一定条件下建立的平衡逆向移动,可采取的措施有_______ (填写字母序号)。
a.缩小反应容器的容积
b.扩大反应容器的容积
c.升高温度
d.使用合适的催化剂
e.从平衡体系中及时分离出CH3OH
(2)用CO生产甲醇。
已知:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①该反应的焓变ΔH__________ 0(填“>”、“<”或“=”)。
②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1_______ K2 (填 “>”、“<”或“=”)。
③若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是______________ 。
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.使用合适的催化剂
D.充入He,使体系总压强增大
(3)CO2在工业上有多种用途,其中之一是合成低碳烯烃。在体积为1 L的密闭容器中,充入1molCO2和2.5molH2,发生反应:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)△H=-128kJ/mol,测得温度对催化剂催化效率和 CO2平衡转化率的影响如图所示:
①图中低温时,随着温度升高催化剂的催化效率提高,但CO2的平衡转化率却反而降低,其原因是__________ 。
②250 ℃时,该反应的平衡常数K值为__________ 。
(1)用CO2生产甲醇。
已知:①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l)△H=﹣akJ•mol﹣1;
②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣b kJ•mol﹣1; (a、b均>0)
则表示CH3OH(g)燃烧的热化学方程式为:
要使反应①在一定条件下建立的平衡逆向移动,可采取的措施有
a.缩小反应容器的容积
b.扩大反应容器的容积
c.升高温度
d.使用合适的催化剂
e.从平衡体系中及时分离出CH3OH
(2)用CO生产甲醇。
已知:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①该反应的焓变ΔH
②T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1
③若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.使用合适的催化剂
D.充入He,使体系总压强增大
(3)CO2在工业上有多种用途,其中之一是合成低碳烯烃。在体积为1 L的密闭容器中,充入1molCO2和2.5molH2,发生反应:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)△H=-128kJ/mol,测得温度对催化剂催化效率和 CO2平衡转化率的影响如图所示:
①图中低温时,随着温度升高催化剂的催化效率提高,但CO2的平衡转化率却反而降低,其原因是
②250 ℃时,该反应的平衡常数K值为
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