回答下列问题
(1)工业上制二甲醚是在一定温度(230~280℃)、压强(2.0~10.0MPa)和催化剂作用下进行的,反应器中发生了下列反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=﹣90.7kJ•mol-1①
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=﹣23.5kJ•mol-1②
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3=﹣41.2kJ•mol-1③
反应器中的总反应可表示为3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g),计算该反应的ΔH=___________ 。
(2)将4molN2O4放入2L,恒容密闭容器中发生反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH,平衡体系中N2O4的体积分数(φ)随温度的变化如图所示D点v(正)___________ v(逆),vD(正)___________ vB(逆)(填“>”“=”或“<”)
(3)A、B、C点中平衡常数K的值最小的是___________ 点,该反应的ΔH___________ 0(填“>”“<”或“=”),T2时,N2O4的平衡转化率为___________ ;若达平衡时间为10s,则此时间内的N2O4平均反应速率为___________ 。
(4)若其条件不变,在T3原平衡基础上,再加入一定量NO2,达到新平衡时,与原平衡相比,NO2的体积分数___________ (填“增大”“不变”或“减小”)。
(1)工业上制二甲醚是在一定温度(230~280℃)、压强(2.0~10.0MPa)和催化剂作用下进行的,反应器中发生了下列反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=﹣90.7kJ•mol-1①
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=﹣23.5kJ•mol-1②
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3=﹣41.2kJ•mol-1③
反应器中的总反应可表示为3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g),计算该反应的ΔH=
(2)将4molN2O4放入2L,恒容密闭容器中发生反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH,平衡体系中N2O4的体积分数(φ)随温度的变化如图所示D点v(正)
(3)A、B、C点中平衡常数K的值最小的是
(4)若其条件不变,在T3原平衡基础上,再加入一定量NO2,达到新平衡时,与原平衡相比,NO2的体积分数
更新时间:2024-03-12 09:58:07
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【推荐1】氮的氧化物在生产、生活中有广泛应用。
(1)已知汽车气缸中氮及其化合物发生如下反应:
(常温下平衡常数为)
(常温下平衡常数为)
则________ ;常温下平衡常数=_______ (用、来表示)
(2)四氧化二氮()可作为运载火箭的推进剂,将放入恒容密闭容器中发生反应,平衡体系中的体积分数()随温度的变化如图所示:
D点___________ (填“>”“=”或“<”)。
(3)A、B、C点中平衡常数的值最大的是_________ 点。时,的平衡转化率为_________ ;若达平衡时间为5s,则此时间内的平均反应速率为_________ 。
(4)碳的很多化合物在生产、生活中有广泛应用,对其进行综合利用是目前研究的热点之一、 ;中科院化学所研究了该反应的反应历程,如图所示:
反应历程中,能降低反应活化能的物质有_________ (填化学式);中间产物有_________ 种。
(5)第4步反应的化学方程式为___________ 。
(1)已知汽车气缸中氮及其化合物发生如下反应:
(常温下平衡常数为)
(常温下平衡常数为)
则
(2)四氧化二氮()可作为运载火箭的推进剂,将放入恒容密闭容器中发生反应,平衡体系中的体积分数()随温度的变化如图所示:
D点
(3)A、B、C点中平衡常数的值最大的是
(4)碳的很多化合物在生产、生活中有广泛应用,对其进行综合利用是目前研究的热点之一、 ;中科院化学所研究了该反应的反应历程,如图所示:
反应历程中,能降低反应活化能的物质有
(5)第4步反应的化学方程式为
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【推荐2】I.化学反应总是伴随能量变化,已知下列化学反应的焓变
2HI(g)=H2(g)+I2(g)△H1
SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=H2SO4(l)+2HI(g)△H2
H2SO4(l)=H2O(g)+SO2(g)+1/2O2(g)△H3
2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H4
(1)△H4与△H1、△H2、△H3之间的关系是:△H4=___________ 。
(2)若反应SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=H2SO4(l)+2HI(g)在150℃下能自发进行,则△H_______0(填字母)。
II.已知的反应历程如下:
反应I:△H1<0;、
反应II:N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g)(慢)△H2<0;、
(3)一定条件下,反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)达到平衡状态,平衡常数K=___________ 。(用含k1正、k1逆、k2正、k2逆的代数式表示);
(4)已知反应速率常数k随温度升高而增大,则升高温度后k2正增大的倍数___________ k2逆增大的倍数(填“大于”“小于”或“等于”)。
III.如图是甲醇燃料电池工作示意图:
(5)写出正极的电极反应式为___________ 。
(6)当内电路转移时,消耗甲醇的质量是___________ g。
2HI(g)=H2(g)+I2(g)△H1
SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=H2SO4(l)+2HI(g)△H2
H2SO4(l)=H2O(g)+SO2(g)+1/2O2(g)△H3
2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H4
(1)△H4与△H1、△H2、△H3之间的关系是:△H4=
(2)若反应SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=H2SO4(l)+2HI(g)在150℃下能自发进行,则△H_______0(填字母)。
A.大于 | B.等于 | C.小于 | D.大于或小于都可 |
II.已知的反应历程如下:
反应I:△H1<0;、
反应II:N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g)(慢)△H2<0;、
(3)一定条件下,反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)达到平衡状态,平衡常数K=
(4)已知反应速率常数k随温度升高而增大,则升高温度后k2正增大的倍数
III.如图是甲醇燃料电池工作示意图:
(5)写出正极的电极反应式为
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【推荐3】2019年12月4日“全球碳计划”发布报告说,全球排放量增速趋缓。人们还需要更有力的政策来逐步淘汰化石燃料的使用。的综合利用是解决温室问题的有效途径。
(1)以与为原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化学反应如下:
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ: ;
反应Ⅲ: 。
则反应Ⅳ:与合成尿素同时生成液态水的热化学方程式为___________ 。
(2)利用工业废气中的可以制取甲醇和水蒸气,其反应原理: 。在体积为1L的恒容密闭容器中,充入和,一定条件下发生反应测得和的浓度随时间变化如图所示,反应10min达到平衡。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率___________ ;该反应的平衡常数为___________ (保留两位有效数字)。
②反应进行到3min时,v(正)___________ v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
③下列措施可提高转化率的是___________ 。
A.升高温度 B.将从体系中分离出去
C.恒容条件下充入He D.再充入适量的
(3)中国科学家首次用高效合成乙酸,其反应路径如图所示:
①原料中的可通过电解法由制取,用稀硫酸作电解质溶液,写出生成的电极反应式:___________ 。
②根据图示,写出总反应的化学方程式:___________ 。
(1)以与为原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化学反应如下:
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ: ;
反应Ⅲ: 。
则反应Ⅳ:与合成尿素同时生成液态水的热化学方程式为
(2)利用工业废气中的可以制取甲醇和水蒸气,其反应原理: 。在体积为1L的恒容密闭容器中,充入和,一定条件下发生反应测得和的浓度随时间变化如图所示,反应10min达到平衡。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率
②反应进行到3min时,v(正)
③下列措施可提高转化率的是
A.升高温度 B.将从体系中分离出去
C.恒容条件下充入He D.再充入适量的
(3)中国科学家首次用高效合成乙酸,其反应路径如图所示:
①原料中的可通过电解法由制取,用稀硫酸作电解质溶液,写出生成的电极反应式:
②根据图示,写出总反应的化学方程式:
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【推荐1】甲烷的直接转化具有较高的经济价值,备受科学家的关注,其一种反应原理如下: 。
(1)依据表中数据计算,x=
化学键 | C—H | O—H | C—O | H—H |
键能/() | 414 | x | 326 | 436 |
(2)在体积为1L的恒容密闭容器中充入1mol (g)和2mol (g),只发生上述反应,实验测得温度分别为、时,其平衡常数分别为、1,则
A. B.混合气体的密度不再变化
C.混合气体的平均摩尔质量不再变化 D.
(3)某温度下,在一恒容密闭容器中充入(g)和(g),,加入催化剂使其发生上述反应(忽略其他副反应),测得该反应中初始压强为kPa,分压如图甲所示(2min前,的分压未给出),则A点坐标为
(4)反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图乙所示,已知经验公式为(其中为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。催化剂Ⅰ与催化剂Ⅱ相比,催化效果更好的是
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【推荐2】2015年冬季,我国城市空气污染状况受到人们的强烈关注,其中NOx、CO、SO是主要污染性气体。汽车内燃机工作时,氮气和氧气反应生成NO气体是导致汽车尾气中含有NO的重要原因之一,已知:每生成30gNO气体吸收90.4kJ热量。
(1)试写出内燃机工作时生成NO的热化学方程式:___ ;
(2)利用催化技术可将汽车尾气中的NO气体转化成无毒气体,相关反应的平衡常数可表示为K=,此反应为放热反应。在一定温度下,5L某密闭容器中发生上述反应,各物质的物质的量的变化情况如表:
①根据上表数据计算0~4s间用NO表示的平均速率v(NO)=___ ;达到化学平衡时两种反应物的转化率是否相等___ (填“相等”或“不相等”)。
②在5~6s时,若K增大,5s后正反应速率___ (填“增大”或“减小”)
③在5~6s时,若K不变,以上各物质的物质的量变化原因可能是___ ;
A.选用更有效的催化剂
B.缩小容器的体积
C.降低CO2浓度
D.升高温度
(1)试写出内燃机工作时生成NO的热化学方程式:
(2)利用催化技术可将汽车尾气中的NO气体转化成无毒气体,相关反应的平衡常数可表示为K=,此反应为放热反应。在一定温度下,5L某密闭容器中发生上述反应,各物质的物质的量的变化情况如表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
n(NO)/mol | 1.000 | 0.450 | 0.250 | 0.150 | 0.100 | 0.100 | 0.092 |
n(CO)/mol | 3.600 | 3.050 | 2.850 | 2.750 | 2.700 | 2.700 | 2.692 |
n(N2)/mol | 0 | 0.275 | 0.375 | 0.425 | 0.450 | 0.450 | 0.454 |
n(CO2)/mol | 0 | 0.550 | 0.750 | 0.850 | 0.900 | 0.900 |
①根据上表数据计算0~4s间用NO表示的平均速率v(NO)=
②在5~6s时,若K增大,5s后正反应速率
③在5~6s时,若K不变,以上各物质的物质的量变化原因可能是
A.选用更有效的催化剂
B.缩小容器的体积
C.降低CO2浓度
D.升高温度
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【推荐3】某兴趣小组为研究上述反应中钾元素的熔出率(液体中钾元素的质量占样品质量的百分率)与温度的关系,进行实验(保持其它条件不变),获得数据曲线如图。
主要反应是:NaCl(l)+KAlSi3O8(s)⇌KCl(l)+NaAlSi3O8(s)+Q;
(1)分析数据可知,Q_______ 0(选填“>”或“<”)。
(2)950℃时,欲提高钾的熔出速率可以采取的措施是_______ (填序号)。
a.延长反应时间 b.充分搅拌
c.增大反应体系的压强 d.将钾长石粉碎成更小的颗粒
(3)要使钾元素的熔出率和熔出速率都达到最大,反应温度应为_____________ 。
(4)工业上常用KCl冶炼金属钾。反应方程式为:Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)用平衡移动原理解释该方法可行的原因:_________________ 。
主要反应是:NaCl(l)+KAlSi3O8(s)⇌KCl(l)+NaAlSi3O8(s)+Q;
(1)分析数据可知,Q
(2)950℃时,欲提高钾的熔出速率可以采取的措施是
a.延长反应时间 b.充分搅拌
c.增大反应体系的压强 d.将钾长石粉碎成更小的颗粒
(3)要使钾元素的熔出率和熔出速率都达到最大,反应温度应为
(4)工业上常用KCl冶炼金属钾。反应方程式为:Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)用平衡移动原理解释该方法可行的原因:
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解题方法
【推荐1】NH3作为一种重要化工原料,被大量应用于工业生产,与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。
(1)催化剂常具有较强的选择性,即专一性。已知:
反应I:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905.0kJ·mol-1
反应II:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1266.6kJ·mol-1
写出NO分解生成N2与O2的热化学方程式___ 。
(2)在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2,在某催化剂的作用下进行反应I,测得不同时间的NH3和O2的浓度如下表:
则下列有关叙述中正确的是____ 。
A.使用催化剂时,在加快其反应速率的同时,也可以提高反应物的平衡转化率
B.若测得容器内4v正(NH3)=6v逆(H2O)时,说明反应已达平衡
C.当容器内NH3和O2的比例恒定时,说明反应已达平衡
D.前10分钟内的平均速率v(NO)=0.088mol·L-1·min-1
E.在该体系中,当反应达到平衡时,压强为p1;充入少量的NO,达到新平衡时,压强为p2,则p2>p1。
(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1molNH3和2molO2,测得有关物质的量关系如图:
①该催化剂在低温时选择反应____ (填“I”或“II”)。
②520℃时,4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)的平衡常数K=___ (不要求得出计算结果,只需列出数字计算式)。
③C点比B点所产生的NO的物质的量少的主要原因___ 。
(4)制备催化剂时常产生一定的废液,工业上常利用氢硫酸检测和除去废液中的Cu2+。已知:25℃时,K1(H2S)=1.3×10-7,K2(H2S)=7.1×10-15。
①在计算溶液中的离子浓度时,涉及弱酸的电离通常要进行近似处理。则0.lmol•L-1氢硫酸的pH≈___ (取近似整数)。
②已知,某浓度为0.1mol/LCuSO4溶液,若通入适量的H2S至Cu2+恰好沉淀完全时,此时溶液液中c(H+)为___ mol·L-1。
(1)催化剂常具有较强的选择性,即专一性。已知:
反应I:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905.0kJ·mol-1
反应II:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1266.6kJ·mol-1
写出NO分解生成N2与O2的热化学方程式
(2)在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2,在某催化剂的作用下进行反应I,测得不同时间的NH3和O2的浓度如下表:
时间(min) | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
c(NH3)mol/L | 1.00 | 0.36 | 0.12 | 0.08 | 0.072 | 0.072 |
c(O2)mol/L | 2.00 | 1.20 | 0.90 | 0.85 | 0.84 | 0.84 |
则下列有关叙述中正确的是
A.使用催化剂时,在加快其反应速率的同时,也可以提高反应物的平衡转化率
B.若测得容器内4v正(NH3)=6v逆(H2O)时,说明反应已达平衡
C.当容器内NH3和O2的比例恒定时,说明反应已达平衡
D.前10分钟内的平均速率v(NO)=0.088mol·L-1·min-1
E.在该体系中,当反应达到平衡时,压强为p1;充入少量的NO,达到新平衡时,压强为p2,则p2>p1。
(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1molNH3和2molO2,测得有关物质的量关系如图:
①该催化剂在低温时选择反应
②520℃时,4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)的平衡常数K=
③C点比B点所产生的NO的物质的量少的主要原因
(4)制备催化剂时常产生一定的废液,工业上常利用氢硫酸检测和除去废液中的Cu2+。已知:25℃时,K1(H2S)=1.3×10-7,K2(H2S)=7.1×10-15。
①在计算溶液中的离子浓度时,涉及弱酸的电离通常要进行近似处理。则0.lmol•L-1氢硫酸的pH≈
②已知,某浓度为0.1mol/LCuSO4溶液,若通入适量的H2S至Cu2+恰好沉淀完全时,此时溶液液中c(H+)为
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【推荐2】氨的催化氧化是工业制硝酸的重要反应,500°C,其反应方程式为:4NH3(g) +5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)+Q,完成下列填空:
(1)如果要提高上述反应的反应速率,可以采取的措施是___________________
a.减压 b.增加NH3的浓度 c.升温 d.将水液化移走
(2)在500℃时,在2L密闭容器中加入10mol NH3、10mol O2,上述可逆反应达到平衡,过程如图所示,在a时刻改变反应条件,重新达到平衡,该改变的条件可能是____________ ,比较b时刻与c时刻反应氨的转化率大小(填“>”或“<”)b____ c。其它条件不变,c时刻加压后,若平衡正向移动,其原因可能是____________ ,若在d时刻重新达到平衡,请在图中画出c到d的相关变化图像________ 。
(3)工业上以氨和空气为原料生产硝酸,请画出硝酸工业的物质流程图________
(4)氨中氮元素原子最外层电子排布的轨道表达式是______________ ,短周期元素原子所形成的与N3-电子排布相同的离子所对应的原子的半径从大到小的排列顺序为 _______________ 。其中非金属元素形成的氢化物的稳定性由强到弱为的顺序为(用化学式表示)_____________ 。
(5)已知NH3与N2H4都是氮的氢化物,N2H4的电子式是__________________ 。NH3与N2H4都具有还原性,可以与其它强氧化剂反应,例如在一定条件下,氨可以被双氧水氧化为游离态氮,写出该反应的化学方程式 ______________
(1)如果要提高上述反应的反应速率,可以采取的措施是
a.减压 b.增加NH3的浓度 c.升温 d.将水液化移走
(2)在500℃时,在2L密闭容器中加入10mol NH3、10mol O2,上述可逆反应达到平衡,过程如图所示,在a时刻改变反应条件,重新达到平衡,该改变的条件可能是
(3)工业上以氨和空气为原料生产硝酸,请画出硝酸工业的物质流程图
(4)氨中氮元素原子最外层电子排布的轨道表达式是
(5)已知NH3与N2H4都是氮的氢化物,N2H4的电子式是
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【推荐3】科学家开发出一种“洁净煤技术”,通过向地下煤层“气化炉”中交替鼓入空气和水蒸气的方法,连续产出高热值的煤炭气,其主要成分是CO和H2。“气化炉”中主要反应有:
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ•mol﹣1
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=﹣41.2kJ•mol﹣1
(1)气化炉中CO2与C反应转化为CO,该反应的热化学方程式是___ 。
(2)用煤炭气合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)。在密闭容器中,将CO和H2按物质的量1:2混合反应,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①生成甲醇的反应为___ 反应(填“放热”或“吸热”)。
②图中两条曲线分别表示压强为0.1MPa和5.0MPa下CO转化率随温度的变化,其中代表压强是5.0MPa的曲线是___ (填“A”或“B”)。
③在不改变反应物用量的前提下,为提高CO转化率可采取的措施有___ (答出一种即可)。
④压强为0.1MPa、温度为200℃时,平衡混合气中甲醇的物质的量分数是___ 。
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ•mol﹣1
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=﹣41.2kJ•mol﹣1
(1)气化炉中CO2与C反应转化为CO,该反应的热化学方程式是
(2)用煤炭气合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)。在密闭容器中,将CO和H2按物质的量1:2混合反应,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①生成甲醇的反应为
②图中两条曲线分别表示压强为0.1MPa和5.0MPa下CO转化率随温度的变化,其中代表压强是5.0MPa的曲线是
③在不改变反应物用量的前提下,为提高CO转化率可采取的措施有
④压强为0.1MPa、温度为200℃时,平衡混合气中甲醇的物质的量分数是
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【推荐1】氮及其化合物是科学家们一直在探究的问题,它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。回答下列问题。
I.NOx和SO2在空气中存在下列平衡:
2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g) ΔH=-114.0kJ·mol-1
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH=-196.0kJ·mol-1
SO2通常在二氧化氮的存在下,进一步被氧化,生成SO3。
(1)写出NO2和SO2反应的热化学方程式为____________ 。
(2)随温度升高,该反应化学平衡常数变化趋势是_____ (填增大、不变、减小)。
II.(3)已知4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1800 kJ·mol-1,将2 mol NH3、3 mol NO的混合气体分别置于a、b、c三个10 L恒容密闭容器中,使反应在不同条件下进行,反应过程中c(N2)随时间的变化如图所示。
①与容器a中的反应相比,容器c中的反应改变的实验条件可能是_______ ,
②一定温度下,下列能说明反应已达到平衡状态的是_________
A.混合气体的密度保持不变 B.H2O(g)与NO的生成速率相等
C.ΔH保持不变 D.容器的总压强保持不变
(4)水煤气变换[CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域。
①在800℃、2L密闭容器中,若充入4mol CO和3mol水蒸气进行反应,保持温度不变,5min反应达平衡,测得生成2mol CO2,则该反应的速率v(CO)为____ ,该温度下的平衡常数K为_ ,CO平衡转化率为____ 。
②一氧化碳和水蒸气的反应历程如图,下列说法不正确的是_____
a.该反应放热
b.反应ii活化能大于反应i
c.该反应经过两步基元反应完成
d.使用催化剂降低反应的ΔH,反应速率加快
③将CO和水蒸气混合气体充入容积相等的三个恒温、恒容密闭容器中,使其在相同温度下反应,获得如下数据:
下列说法正确的是___________
a.t1=t2 Q1=Q2
b.CO转化率:α3=α1
c.平衡时CO2浓度:c3=2c1
I.NOx和SO2在空气中存在下列平衡:
2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g) ΔH=-114.0kJ·mol-1
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH=-196.0kJ·mol-1
SO2通常在二氧化氮的存在下,进一步被氧化,生成SO3。
(1)写出NO2和SO2反应的热化学方程式为
(2)随温度升高,该反应化学平衡常数变化趋势是
II.(3)已知4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1800 kJ·mol-1,将2 mol NH3、3 mol NO的混合气体分别置于a、b、c三个10 L恒容密闭容器中,使反应在不同条件下进行,反应过程中c(N2)随时间的变化如图所示。
①与容器a中的反应相比,容器c中的反应改变的实验条件可能是
②一定温度下,下列能说明反应已达到平衡状态的是
A.混合气体的密度保持不变 B.H2O(g)与NO的生成速率相等
C.ΔH保持不变 D.容器的总压强保持不变
(4)水煤气变换[CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域。
①在800℃、2L密闭容器中,若充入4mol CO和3mol水蒸气进行反应,保持温度不变,5min反应达平衡,测得生成2mol CO2,则该反应的速率v(CO)为
②一氧化碳和水蒸气的反应历程如图,下列说法不正确的是
a.该反应放热
b.反应ii活化能大于反应i
c.该反应经过两步基元反应完成
d.使用催化剂降低反应的ΔH,反应速率加快
③将CO和水蒸气混合气体充入容积相等的三个恒温、恒容密闭容器中,使其在相同温度下反应,获得如下数据:
容器编号 | 各物质起始量/mol | 达平衡时间/min | 达平衡时体系能量变化/kJ | |||
CO | H2O | CO2 | H2 | |||
1 | 1 | 1 | 0 | 0 | t1 | Q1 |
2 | 0 | 0 | 1 | 1 | t2 | Q2 |
3 | 2 | 2 | 0 | 0 | t3 | Q3 |
下列说法正确的是
a.t1=t2 Q1=Q2
b.CO转化率:α3=α1
c.平衡时CO2浓度:c3=2c1
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
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解题方法
【推荐2】我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。
Ⅰ.已知:2CO(g) + O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol
2Fe(s) + 3/2O2(g)=Fe2O3(s) ΔH=-825.5 kJ/mol
反应:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=________ kJ/mol。
Ⅱ.反应1/3Fe2O3(s)+CO(g)2/3 Fe(s)+CO2(g)在1000℃的平衡常数等于4.0。在一容积为10 L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反应经过10min后达到平衡。
(1)CO的平衡转化率为__________ 。
(2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是_________ 。
a.提高反应温度
b.增大反应体系的压强
c.选取合适的催化剂
d.及时吸收或移出部分CO2
e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触
Ⅲ.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下与H2反应制备甲醇: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。请根据图示回答下列问题:
(1)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率υ(H2)=_____________ 。
(2)若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下表:
则下列关系正确的是_________ (填序号)。
A .c1=c2;B.2Q1=Q3;C.2α1=α3;D.α1+α2=1;E.该反应若生成1 mol CH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量
Ⅰ.已知:2CO(g) + O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol
2Fe(s) + 3/2O2(g)=Fe2O3(s) ΔH=-825.5 kJ/mol
反应:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=
Ⅱ.反应1/3Fe2O3(s)+CO(g)2/3 Fe(s)+CO2(g)在1000℃的平衡常数等于4.0。在一容积为10 L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反应经过10min后达到平衡。
(1)CO的平衡转化率为
(2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是
a.提高反应温度
b.增大反应体系的压强
c.选取合适的催化剂
d.及时吸收或移出部分CO2
e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触
Ⅲ.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下与H2反应制备甲醇: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。请根据图示回答下列问题:
(1)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率υ(H2)=
(2)若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下表:
容器 | 反应物投入的量 | 反应物 转化率 | CH3OH的浓度 | 能量变化 (Q1,Q2,Q3均大于0) |
甲 | 1 mol CO和2 mol H2 | α1 | c1 | 放出Q1 kJ热量 |
乙 | 1 mol CH3OH | α2 | c2 | 吸收Q2 kJ热量 |
丙 | 2 mol CO和4 mol H2 | α3 | c3 | 放出Q3 kJ热量 |
则下列关系正确的是
A .c1=c2;B.2Q1=Q3;C.2α1=α3;D.α1+α2=1;E.该反应若生成1 mol CH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
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解题方法
【推荐3】二氧化硫的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应,反应如下:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H1=-197.7kJ·mol-1 K1(浓度平衡常数)
为研究该反应,某同学设计了以下三种已装固体V2O3催化剂的密闭容器装置
(1)在初始体积与温度相同的条件下,甲、乙、丙中均按2 mol SO2、1molO2投料,达平衡时,三个容器中SO2的转化率从大到小的顺序为___________________ (用“甲、乙、丙”表示)。
(2)在容器丙中,0.1MPa条件下,在不同温度或不同投料方式下研究上述反应得到数据如下表:
①表中:a=___________ ;b=___________ 。
②已知用平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度计算,得到的平衡常数即为压强平衡常数,则Kp1___________ Kp2(填“>”、“<”或“=”)。
③451℃,若按0.4 mol SO2、0.4molO2、0.4 mol SO3进行投料,则反应开始时v正(SO2)_______ v逆(SO2)(填“>”、“<”或“=”)。
为研究该反应,某同学设计了以下三种已装固体V2O3催化剂的密闭容器装置
(1)在初始体积与温度相同的条件下,甲、乙、丙中均按2 mol SO2、1molO2投料,达平衡时,三个容器中SO2的转化率从大到小的顺序为
(2)在容器丙中,0.1MPa条件下,在不同温度或不同投料方式下研究上述反应得到数据如下表:
实验序号 | A组 | B组 | C组 |
反应温度 | 451 | 451 | 551 |
投料方式(按照SO2、 O2、SO3的顺序) | 2mol、1mol、0mol | 0mol、0mol、2mol | 2mol、1mol、0mol |
含硫化物的转化率 | 60% | b | c |
反应的热量变化 | 放热a | 吸热79.08kJ | 放热d |
压强平衡常数(Kp) | Kp1 | Kp2 | Kp3 |
①表中:a=
②已知用平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度计算,得到的平衡常数即为压强平衡常数,则Kp1
③451℃,若按0.4 mol SO2、0.4molO2、0.4 mol SO3进行投料,则反应开始时v正(SO2)
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