加氢是对温室气体的有效转化,也是生成再生能源与化工原料重要途径。
(1)由加氢生成的反应为
①若为标准摩尔生成焓,其定义为标准状态下,由稳定相态的单质生成1mol该物质的焓变。则该反应的反应热___________
②若在一定温度下的容积固定的密闭容器中进行该反应,则可以提高平衡转化率的措施有___________ (写出两种)。
③下列说法可以证明该反应已达到平衡状态的是___________ (填字母)。
a. b.的物质的量分数不再改变
c.容器内气体密度不再改变 d.和的浓度之比为1:2
e.混合气的平均摩尔质量不再变化 f.单位时间内生成的同时又消耗
④催化加氢合成过程中,活化的可能途径如有图所示,CO是活化的优势中间体,原因是___________ 。
(2)一定条件下与也可以生成,某温度下在容积为2L的恒容密闭容器中充入和一定量发生反应:。的平衡分压与起始投料比的变化关系如图所示,已知b点对应投料比的起始压强为1.5kPa,则___________ 。b点时,再充入和,使两者分压均增大0.2kPa,则此时平衡___________ (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(3)一定条件下与还可以生成甲酸,方程式为 。恒定压强为100kPa时,向密闭容器中充入一定量的HCOOH气体,除了能分解成和,还能分解为CO和,反应为: ,则此平衡体系中CO或的选择性和HCOOH的转化率随温度变化曲线如图所示。
提示:CO(或氢气)的选择性
图中随着温度升高,HCOOH的转化率增大,请解释CO的选择性下降可能的原因:___________ ;400°C时的体积分数为___________ 。
(1)由加氢生成的反应为
①若为标准摩尔生成焓,其定义为标准状态下,由稳定相态的单质生成1mol该物质的焓变。则该反应的反应热
物质 | ||||
0 |
③下列说法可以证明该反应已达到平衡状态的是
a. b.的物质的量分数不再改变
c.容器内气体密度不再改变 d.和的浓度之比为1:2
e.混合气的平均摩尔质量不再变化 f.单位时间内生成的同时又消耗
④催化加氢合成过程中,活化的可能途径如有图所示,CO是活化的优势中间体,原因是
(2)一定条件下与也可以生成,某温度下在容积为2L的恒容密闭容器中充入和一定量发生反应:。的平衡分压与起始投料比的变化关系如图所示,已知b点对应投料比的起始压强为1.5kPa,则
(3)一定条件下与还可以生成甲酸,方程式为 。恒定压强为100kPa时,向密闭容器中充入一定量的HCOOH气体,除了能分解成和,还能分解为CO和,反应为: ,则此平衡体系中CO或的选择性和HCOOH的转化率随温度变化曲线如图所示。
提示:CO(或氢气)的选择性
图中随着温度升高,HCOOH的转化率增大,请解释CO的选择性下降可能的原因:
更新时间:2024-04-01 07:32:50
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【推荐1】氮氧化物的排放是造成大气污染的原因之一,消除氮氧化物的污染对生态文明建设具有重要意义,回答下列问题:
(1)①
②
则相同条件下___________ 。
(2)一定温度下,将、充入恒压密闭容器中发生反应。已知起始压强为10MPa,10min时反应达到平衡状态,测得的物质的量为0.5mol,则:
①0~10min内,平均反应速率___________ (保留2位小数)。
②此反应的平衡常数___________ (是以物质的量分数表示的平衡常数)。
③该条件下,可判断此反应达到平衡状态的标志是___________ 。
A.单位时间内,断裂同时形成
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.混合气体的密度不再改变
D.CO与NO的转化率比值不再改变
④若此时再向容器中充入和,达到新平衡时NO的转化率将___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)为探究温度及不同催化剂对反应的影响,保持其它初始条件不变,分别在不同催化剂(M、N)、不同温度下,测得相同时间内NO转化率与温度的关系如图所示:
图中c点对应的速率___________ (填“>”、“<”或“=”),其理由为___________ 。
(1)①
②
则相同条件下
(2)一定温度下,将、充入恒压密闭容器中发生反应。已知起始压强为10MPa,10min时反应达到平衡状态,测得的物质的量为0.5mol,则:
①0~10min内,平均反应速率
②此反应的平衡常数
③该条件下,可判断此反应达到平衡状态的标志是
A.单位时间内,断裂同时形成
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.混合气体的密度不再改变
D.CO与NO的转化率比值不再改变
④若此时再向容器中充入和,达到新平衡时NO的转化率将
(3)为探究温度及不同催化剂对反应的影响,保持其它初始条件不变,分别在不同催化剂(M、N)、不同温度下,测得相同时间内NO转化率与温度的关系如图所示:
图中c点对应的速率
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【推荐2】氨气和甲醇都是重要的工业产品,试运用必要的化学原理解决有关问题。
(1)在密闭容器中,使和在一定条件下发生反应:。
①平衡后,和的转化率的比值_______ 1(填“>”“<”或“=”)。
②当达到平衡时,保持恒温,压缩容器体积,平衡_______ (填“正向”“逆向”或“不”)移动,化学平衡常数K_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)水煤气在一定条件下可合成甲醇:。将和充入恒容密闭容器中,在一定条件下合成甲醇,反应相同时间()时测得不同温度下的转化率如图所示:
①温度在下,从反应开始至末,这段时间内的反应速率_______ 。
②由图可知,在温度低于时,的转化率随温度的升高而增大,原因是_______ 。
③已知c点时容器内气体的压强为P,则在下该反应的压强平衡常数为_______ (用含p的代数式表示,是用各气体的分压替代浓度来计算的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(3)探究合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高的产率。以为原料合成涉及的主要反应如下:
I.
II.
III.
一定条件下,向体积为的恒容密闭容器中通入和发生上述反应,达到平衡时,容器中为,为,此时的浓度为_______ (用含a、b、V的代数式表示,可以不化简,下同),反应Ⅲ的平衡常数为_______ 。
(1)在密闭容器中,使和在一定条件下发生反应:。
①平衡后,和的转化率的比值
②当达到平衡时,保持恒温,压缩容器体积,平衡
(2)水煤气在一定条件下可合成甲醇:。将和充入恒容密闭容器中,在一定条件下合成甲醇,反应相同时间()时测得不同温度下的转化率如图所示:
①温度在下,从反应开始至末,这段时间内的反应速率
②由图可知,在温度低于时,的转化率随温度的升高而增大,原因是
③已知c点时容器内气体的压强为P,则在下该反应的压强平衡常数为
(3)探究合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高的产率。以为原料合成涉及的主要反应如下:
I.
II.
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一定条件下,向体积为的恒容密闭容器中通入和发生上述反应,达到平衡时,容器中为,为,此时的浓度为
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【推荐3】近年科学家提出“绿色自由”构想。把含有大量CO2的空气吹入K2CO3溶液中,再把CO2从溶液中提取出来,并使之与H2反应生成可再生能源甲醇。其工艺流程如图所示:
(1)分解池中主要物质是_______________ 。(填化学式)
(2)在合成塔中,若有4400g CO2与足量H2反应,生成气态的H2O和甲醇,可放出5370kJ的热量,该反应的热化学方程式为_______________________________________ 。
(3)该工艺体现了“绿色自由”构想的“绿色”理念的方面有_______________________ (任答一条)。
(4)一定条件下,往2 L恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,在不同催化剂作用下发生反应I、反应II与反应III,相同时间内CO2的转化率随温度变化如下图所示:
(图中c点的转化率为66.67%,即转化了2/3)
①催化剂效果最佳的反应是_________ (填“反应I”、“反应II”、“反应III”)。同一种催化剂,温度越高,催化效果____ (填“不变”、“增强”、“减弱”),分析其原因可能是_________ (填字母)。
A.温度升高,平衡逆向移动 B.温度升高,催化剂失活
C.温度升高,催化剂脱附率增加 D.温度升高,平衡常数减小
②b点v(正)______ v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
③若此反应在a点时已达平衡状态,a点的转化率比c点高的原因是__________ 。
④c点时该反应的平衡常数K=______ 。
(5)科学家还研究了其它转化温室气体的方法,利用下图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO。该装置工作时,N电极的电极反应式为___________________________ ,若导线中通过电子为a mol,则M极电解质溶液中H+改变量为________ mol。
(1)分解池中主要物质是
(2)在合成塔中,若有4400g CO2与足量H2反应,生成气态的H2O和甲醇,可放出5370kJ的热量,该反应的热化学方程式为
(3)该工艺体现了“绿色自由”构想的“绿色”理念的方面有
(4)一定条件下,往2 L恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,在不同催化剂作用下发生反应I、反应II与反应III,相同时间内CO2的转化率随温度变化如下图所示:
(图中c点的转化率为66.67%,即转化了2/3)
①催化剂效果最佳的反应是
A.温度升高,平衡逆向移动 B.温度升高,催化剂失活
C.温度升高,催化剂脱附率增加 D.温度升高,平衡常数减小
②b点v(正)
③若此反应在a点时已达平衡状态,a点的转化率比c点高的原因是
④c点时该反应的平衡常数K=
(5)科学家还研究了其它转化温室气体的方法,利用下图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO。该装置工作时,N电极的电极反应式为
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【推荐1】CO2资源化利用的方法之一是合成二甲醚(CH3OCH3)。
(1)CO2 催化加氢合成二甲醚的过程中主要发生下列反应:反应I:CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) ∆H= +41.2 kJ·mol-1;反应II: 2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g) ∆H = - 122.5 kJ·mol-1;其中,反应II 分以下①②两步完成,请写出反应①的热化学方程式。
①_____
②2 CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) ∆H = -23.5 kJ·mol-1
(2)L(L1、L2)、X分别代表压强或温度,如图表示L一定时,反应II中二甲醚的平衡产率随X变化的关系,其中X代表的物理量是_____ 。判断L1、L2的大小,并简述理由:_____ 。
(3)恒压时,在CO2和H2起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性 )随温度变化如图。
①t ℃ 时,起始投入a molCO2,b mol H2,达到平衡时反应II消耗的H2的物质的量为______ mol。
②温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是______ 。
(1)CO2 催化加氢合成二甲醚的过程中主要发生下列反应:反应I:CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) ∆H= +41.2 kJ·mol-1;反应II: 2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g) ∆H = - 122.5 kJ·mol-1;其中,反应II 分以下①②两步完成,请写出反应①的热化学方程式。
①
②2 CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) ∆H = -23.5 kJ·mol-1
(2)L(L1、L2)、X分别代表压强或温度,如图表示L一定时,反应II中二甲醚的平衡产率随X变化的关系,其中X代表的物理量是
(3)恒压时,在CO2和H2起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性 )随温度变化如图。
①t ℃ 时,起始投入a molCO2,b mol H2,达到平衡时反应II消耗的H2的物质的量为
②温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是
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【推荐2】实现碳的氧化物循环利用在工业上占有重要的地位。一氧化碳加氢制甲醇的原理为。回答下列问题;
(1)用甲醇燃料电池作为外接电源按图1所示电解硫酸铜溶液,起始时盛有的硫酸铜溶液(25℃,足量)。
①电解的总反应方程式为______ ,此时可观察到的现象是______ 。
②一段时间后溶液的pH变为1,若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变,忽略溶液体积的变化),可向溶液中加入______ (填物质名称),其质量约为______ g。
(2)在不同条件下,向体积可变的密闭容器中充入0.50molCO(g)和1.00molH2(g)的混合气体,实验测得平衡时CH3OH的物质的量随温度、压强的变化如图2所示。
则温度:______ (填“>”“<”或“=”)三点对应的平衡常数由大到小关系为______ 。
(3)一定温度下,向恒容密闭容器中充入和混合气体,测得初始压强为。反应至时,恢复到原来温度,测得的转化率为。已知正反应速率为分压(分压=总压物质的量分数)。若该条件下,则时,______ 。若升高温,k正______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(1)用甲醇燃料电池作为外接电源按图1所示电解硫酸铜溶液,起始时盛有的硫酸铜溶液(25℃,足量)。
①电解的总反应方程式为
②一段时间后溶液的pH变为1,若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变,忽略溶液体积的变化),可向溶液中加入
(2)在不同条件下,向体积可变的密闭容器中充入0.50molCO(g)和1.00molH2(g)的混合气体,实验测得平衡时CH3OH的物质的量随温度、压强的变化如图2所示。
则温度:
(3)一定温度下,向恒容密闭容器中充入和混合气体,测得初始压强为。反应至时,恢复到原来温度,测得的转化率为。已知正反应速率为分压(分压=总压物质的量分数)。若该条件下,则时,
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解题方法
【推荐3】硫酸的消费量常用来衡量一个国家工业发展水平。其中的催化氧化是重要的一步,其反应为:。回答下列问题:
(1) 催化氧化反应在___________ 温下自发(填“高”或“低”,下同),___________ 压有利于提高反应速率,___________ 压有利于提高平衡转化率。根据下表数据(条件下测得)阐述实际工业生产选择的理由:___________ ;
(2)科研人员使用为基础固硫材料,复合不同的催化剂催化向的转化。同时研究了不同温度下使用三种催化剂对固硫效率(用单位时间转化率表示)的影响,结论如下图:
I.仅使用而不使用催化剂获得的X线的实验目的是___________ ;
Ⅱ.下列有关说法正确的是___________
a.三种催化剂中催化剂效率最低
b.同温同压下,使用复合催化剂有利于提高的平衡产率
c.如图为为催化剂时的反应机理,由图可知比更易获得电子
d.温度越高一定越有利于催化剂催化效率的提升
(3)某催化氧化生成反应的速率方程为:,根据表中数据,___________ ;
(4)某种晶型的晶胞如图,A位置的元素为___________ (填元素符号)。
(1) 催化氧化反应在
压强 | |||||
平衡时的转化率 | 97.5% | 98.9% | 99.2% | 99.6% | 99.7% |
(2)科研人员使用为基础固硫材料,复合不同的催化剂催化向的转化。同时研究了不同温度下使用三种催化剂对固硫效率(用单位时间转化率表示)的影响,结论如下图:
I.仅使用而不使用催化剂获得的X线的实验目的是
Ⅱ.下列有关说法正确的是
a.三种催化剂中催化剂效率最低
b.同温同压下,使用复合催化剂有利于提高的平衡产率
c.如图为为催化剂时的反应机理,由图可知比更易获得电子
d.温度越高一定越有利于催化剂催化效率的提升
(3)某催化氧化生成反应的速率方程为:,根据表中数据,
实验 | ||||
1 | m | n | p | q |
2 | n | p | ||
3 | m | n | ||
4 | m | p |
(4)某种晶型的晶胞如图,A位置的元素为
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【推荐1】“碳中和”是国家战略目标,其目的是实现的排放量和利用量达到相等,将资源化是实现“碳中和”目标的重要手段。回答下列问题:
(1)下列措施有利于“碳中和”的是___________(填标号)。
(2)和在催化剂作用下发生反应可合成清洁能源甲醇:。
①断开(或形成)化学键的能量变化数据如表中所示,该反应每生成甲醇,需要___________ (填“吸收”或“放出”)___________ 的热量。
②已知该反应的正反应速率(k为正反应的速率常数),某温度时测得数据如表中所示。则此温度下表中a=___________ 。
(3)若和按一定比例反应,一定时间内甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示。当温度为470K时,图中P点___________ (填“是”或“不是”)处于平衡状态,说出理由:___________ ;490K之后,甲醇产率下降,请分析其变化产生的原因:___________ 。
(1)下列措施有利于“碳中和”的是___________(填标号)。
A.植树造林,发展绿色经济 | B.通过裂化将重油转化为汽油 |
C.在燃煤中添加或 | D.大力开采和使用可燃冰 |
①断开(或形成)化学键的能量变化数据如表中所示,该反应每生成甲醇,需要
化学键 | H-H | C-O | C=O | O-H | C-H |
键能/ | 436 | 326 | 803 | 464 | 414 |
1 | 0.02 | 0.01 | |
2 | 0.02 | 0.02 | a |
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【推荐2】某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链,大大地提高了资源利用率,减少了环境污染。其流程如下:
请回答下列问题:
(1)由CO和H2合成甲醇的化学方程式是CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。若在恒容密闭容器中充入一定量的CO和H2,在一定条件下反应,能说明该反应已达到平衡状态的是___________ (填字母)。
a.容器内压强保持不变 b.容器内气体密度保持不变
c.c(CO)=c(CH3OH) d.v正(CO)=v逆(CH3OH)
(2)写出流程中氯化时发生反应的化学方程式:_______________________________ 。
(3)20℃时,电解饱和食盐水制得烧碱的混合液中,随着NaOH含量的变化,NaCl达到饱和状态时其溶质质量分数的变化曲线如图所示。现有20℃时,满足曲线上B点所示的溶液,要降低溶液中NaCl的含量,可采用的方法是_____________________ 。若向B点所示溶液中通入Cl2至恰好呈中性,此时溶液中各离子浓度从大到小的顺序为_____________ 。
(4)在某次联合生产过程中,氯碱厂电解电路中通过了20mol电子,同时甲醇厂获得了147.2g甲醇,则理论上冶钛厂可得钛____ g(精确到0.1,下同),甲醇厂CO的转化率为_____ 。
请回答下列问题:
(1)由CO和H2合成甲醇的化学方程式是CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。若在恒容密闭容器中充入一定量的CO和H2,在一定条件下反应,能说明该反应已达到平衡状态的是
a.容器内压强保持不变 b.容器内气体密度保持不变
c.c(CO)=c(CH3OH) d.v正(CO)=v逆(CH3OH)
(2)写出流程中氯化时发生反应的化学方程式:
(3)20℃时,电解饱和食盐水制得烧碱的混合液中,随着NaOH含量的变化,NaCl达到饱和状态时其溶质质量分数的变化曲线如图所示。现有20℃时,满足曲线上B点所示的溶液,要降低溶液中NaCl的含量,可采用的方法是
(4)在某次联合生产过程中,氯碱厂电解电路中通过了20mol电子,同时甲醇厂获得了147.2g甲醇,则理论上冶钛厂可得钛
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【推荐3】甲醇(CH3OH)是重要的溶剂和替代燃料,工业上用CO和H2在一定条件下制备CH3OH的反应为: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH
(1)T℃时,在体积为1L的恒容密闭容器中,充入2molCO和4molH2,一定条件下发生上述反应,测得CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图一所示。
①反应2min到5min,用氢气表示的平均反应速率v(H2)=___________ 。
②下列说法正确的是______________ (填字母序号)。
A.达到平衡时,CO的转化率为50%
B.5min后容器中压强不再改变
C.达到平衡后,再充入氩气,反应速率增大
D.2min前v(正)>v(逆),2min后v(正)<v(逆)
E.加入催化剂可以加快化学反应速率,同时提高 CO和H2平衡的转化率
③下列叙述可以说明该反应在该条件下已经达到化学平衡的是:______ (填字母序号)。
A.混合气体密度不发生改变B.混合气体的平均相对分子质量不再发生改变
C.v(CO)正=2v(H2)逆D.n(CO)与n(H2)的比值不变
(2)某温度下,在一容积可变的恒压密闭容器中分别充入1molCO和1.2molH2,达到平衡时容器体积为2L,且含有0.5molCH3OH(g),则该反应平衡常数的值为_______ ,此时向容器中再通入0.3molCO和0.3molCH3OH(g),则此平衡将______________ 移动。(填“向正反应方向”、“不”或“向逆反应方向”)
(3)若压强、投料比x=n(CO)/n(H2)对反应的影响如图二所示,则图中曲线所示的压强关系:p1_____ p2(填“=”“>”或“<”)。
(4)工业上另一种合成甲醇的方法是利用CO2和H2,已知:CH3OH、H2的燃烧热(ΔH)分别为-726.9kJ/mol、-285.8kJ/mol,则常温下CO2和H2反应生成CH3OH(l)和H2O(l)的热化学方程式______________________________________________ 。
(1)T℃时,在体积为1L的恒容密闭容器中,充入2molCO和4molH2,一定条件下发生上述反应,测得CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图一所示。
①反应2min到5min,用氢气表示的平均反应速率v(H2)=
②下列说法正确的是
A.达到平衡时,CO的转化率为50%
B.5min后容器中压强不再改变
C.达到平衡后,再充入氩气,反应速率增大
D.2min前v(正)>v(逆),2min后v(正)<v(逆)
E.加入催化剂可以加快化学反应速率,同时提高 CO和H2平衡的转化率
③下列叙述可以说明该反应在该条件下已经达到化学平衡的是:
A.混合气体密度不发生改变B.混合气体的平均相对分子质量不再发生改变
C.v(CO)正=2v(H2)逆D.n(CO)与n(H2)的比值不变
(2)某温度下,在一容积可变的恒压密闭容器中分别充入1molCO和1.2molH2,达到平衡时容器体积为2L,且含有0.5molCH3OH(g),则该反应平衡常数的值为
(3)若压强、投料比x=n(CO)/n(H2)对反应的影响如图二所示,则图中曲线所示的压强关系:p1
(4)工业上另一种合成甲醇的方法是利用CO2和H2,已知:CH3OH、H2的燃烧热(ΔH)分别为-726.9kJ/mol、-285.8kJ/mol,则常温下CO2和H2反应生成CH3OH(l)和H2O(l)的热化学方程式
您最近一年使用:0次
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【推荐1】丙酮()是一种重要的有机溶剂,同时也是很多有机反应的重要原料。
(1)丙酮高温下可以发生分解反应。科研工作者研究了1000K下丙酮的热分解反应并提出了如下反应历程:
①
②
③
④
⑤
上述历程是根据两个平行反应(反应I和反应II)提出的。其中反应I为。写出反应II的化学方程式:___________ 。
(2)丙酮与碘单质可发生反应:。25℃时,该反应的速率方程,其中k为速率常数。保持温度不变,在密闭容器中发生上述反应,下列说法正确的是___________(填字母)。
(3)丙酮与苯甲醛()在固体催化剂作用下发生反应Ⅲ生成β-羟基酮(),β-羟基酮进一步发生反应Ⅳ生成苄叉丙酮()。
反应III:
反应IV:
取0.05 mol苯甲醛、0.16 mol丙酮和适量固体催化剂,在0℃的恒容密闭容器中发生上述反应,180min时达到平衡状态。体系中各组分的物质的量随时间的变化关系如图所示。①该反应中过量的反应物是___________ ,写出保持该反应物过量的原因:___________ 。
②180 min时,苯甲醛为0.014 mol,苄叉丙酮为0.003 mol,则β-羟基酮的产率为___________ ,若液体混合物的总体积为V L,则反应III的平衡常数的计算式为___________ 。
③升高温度,上述体系重新达到平衡。与0℃的平衡数据对比,发现苯甲醛的转化率增大,但β-羟基酮的产率降低,原因是___________ 。
(1)丙酮高温下可以发生分解反应。科研工作者研究了1000K下丙酮的热分解反应并提出了如下反应历程:
①
②
③
④
⑤
上述历程是根据两个平行反应(反应I和反应II)提出的。其中反应I为。写出反应II的化学方程式:
(2)丙酮与碘单质可发生反应:。25℃时,该反应的速率方程,其中k为速率常数。保持温度不变,在密闭容器中发生上述反应,下列说法正确的是___________(填字母)。
A.反应开始时应加入少量酸作催化剂 | B.当溶液颜色不再变化,反应达到平衡状态 |
C.反应开始后反应速率一直减小 | D.该反应为基元反应 |
(3)丙酮与苯甲醛()在固体催化剂作用下发生反应Ⅲ生成β-羟基酮(),β-羟基酮进一步发生反应Ⅳ生成苄叉丙酮()。
反应III:
反应IV:
取0.05 mol苯甲醛、0.16 mol丙酮和适量固体催化剂,在0℃的恒容密闭容器中发生上述反应,180min时达到平衡状态。体系中各组分的物质的量随时间的变化关系如图所示。①该反应中过量的反应物是
②180 min时,苯甲醛为0.014 mol,苄叉丙酮为0.003 mol,则β-羟基酮的产率为
③升高温度,上述体系重新达到平衡。与0℃的平衡数据对比,发现苯甲醛的转化率增大,但β-羟基酮的产率降低,原因是
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
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解题方法
【推荐2】H2S是石油化工行业广泛存在的污染性气体,但同时也是重要的氢源和硫源,工业上可以采取多种方式处理。
Ⅰ.干法脱硫
(1)已知H2S的燃烧热为akJ∙mol-1,S的燃烧热为bkJ∙mol-1,则常温下空气直接氧化脱除H2S的反应:2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) △H=______ kJ∙mol-1。
(2)常用脱硫剂的脱硫效果及反应条件如下表,最佳脱硫剂为_________ 。
Ⅱ.热分解法脱硫
在密闭容器中,充入一定量的H2S气体,发生热分解反应H2S(g)控制不同的温度和压强进行实验,结果如图(a)。
(3)图(a)中压强关系p1、p2、p3由大到小的顺序为______ ,该反应为____ (填“吸热”或“放热”)反应,若要进一步提高H2S的平衡转化率,除了改变温度和压强外,还可以采取的措施有_______ 。
(4)若压强为p、温度为975℃时,的平衡常数K=0.04,则起始浓度c=______ mol∙Lˉ1,若向容器中再加入1molH2S气体,相同温度下再次达到平衡时,K_____ 0.04(填“>”1 “<”或“=”)。
Ⅲ.间接电解法脱硫
间接电解法是通过FeCl3溶液吸收并氧化H2S气体,将反应后溶液通过电解再生,实现循环使用,该法处理过程如下图(b)。
(5)电解反应器总反应的离子方程式为________ 。
(6)气液比为气体与液体的流速比,吸收反应器内液体流速固定。测定吸收器中相同时间内不同气液比下H2S的吸收率和吸收速率,结果如图(c)所示,随着气液比减小,H2S的吸收速率逐渐降低,而吸收率呈上升趋势的原因为____________ 。
Ⅰ.干法脱硫
(1)已知H2S的燃烧热为akJ∙mol-1,S的燃烧热为bkJ∙mol-1,则常温下空气直接氧化脱除H2S的反应:2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) △H=
(2)常用脱硫剂的脱硫效果及反应条件如下表,最佳脱硫剂为
脱硫剂 | 出口硫(mg·m-3) | 脱硫温度(℃) | 操作压力(MPa) | 再生条件 |
一氧化碳 | <1.33 | 300~400 | 0~3.0 | 蒸气再生 |
活性炭 | <1.33 | 常温 | 0~3.0 | 蒸气再生 |
氧化锌 | <1.33 | 350~400 | 0~5.0 | 不再生 |
锰矿 | <3.99 | 400 | 0~2.0 | 不再生 |
Ⅱ.热分解法脱硫
在密闭容器中,充入一定量的H2S气体,发生热分解反应H2S(g)控制不同的温度和压强进行实验,结果如图(a)。
(3)图(a)中压强关系p1、p2、p3由大到小的顺序为
(4)若压强为p、温度为975℃时,的平衡常数K=0.04,则起始浓度c=
Ⅲ.间接电解法脱硫
间接电解法是通过FeCl3溶液吸收并氧化H2S气体,将反应后溶液通过电解再生,实现循环使用,该法处理过程如下图(b)。
(5)电解反应器总反应的离子方程式为
(6)气液比为气体与液体的流速比,吸收反应器内液体流速固定。测定吸收器中相同时间内不同气液比下H2S的吸收率和吸收速率,结果如图(c)所示,随着气液比减小,H2S的吸收速率逐渐降低,而吸收率呈上升趋势的原因为
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【推荐3】采取高效经济方式利用对人类社会发展具有重要意义。以和为原料合成甲醇主要发生反应Ⅰ和反应Ⅱ(不考虑其他反应):
Ⅰ.
Ⅱ.
回答以下问题:
(1)已知: ,则反应Ⅰ的___________ 。
(2)有利于提高平衡转化率的措施有___________(填标号)。
(3)在催化剂作用下,测得平衡转化率(曲线Y)和平衡时的选择性(曲线X)随温度变化如图所示。(已知:的选择性)
①加氢制时,温度选择的原因为___________ 。
②510K时,往恒容密闭容器中按充入和,若平衡时容器内,则反应Ⅰ的平衡常数___________ (列计算式即可)。
(4)和在某催化剂表面合成甲醇(反应Ⅰ)的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注,“TS”表示过渡状态。
①气体在催化剂表面的吸附是___________ (填“吸热”或“放热”)过程。
②该反应历程中反应速率最快步骤的化学方程式为___________ 。
(5)甲醇催化制取丙烯()的过程中发生如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
反应Ⅰ的Arrhenius经验公式的实验数据如图所示,已知Arrhenius经验公式为(为活化能,为速率常数,R和C为常数)。当改变外界条件时,实验数据由图中直线a变为直线b,则实验可能改变的外界条件是___________ 。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答以下问题:
(1)已知: ,则反应Ⅰ的
(2)有利于提高平衡转化率的措施有___________(填标号)。
A.增大投料比 | B.增大压强 |
C.使用高效催化剂 | D.及时将分离 |
①加氢制时,温度选择的原因为
②510K时,往恒容密闭容器中按充入和,若平衡时容器内,则反应Ⅰ的平衡常数
(4)和在某催化剂表面合成甲醇(反应Ⅰ)的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注,“TS”表示过渡状态。
①气体在催化剂表面的吸附是
②该反应历程中反应速率最快步骤的化学方程式为
(5)甲醇催化制取丙烯()的过程中发生如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
反应Ⅰ的Arrhenius经验公式的实验数据如图所示,已知Arrhenius经验公式为(为活化能,为速率常数,R和C为常数)。当改变外界条件时,实验数据由图中直线a变为直线b,则实验可能改变的外界条件是
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