甲醇直接脱氢制无水甲醛是具有工业化前景的新工艺。回答下列问题:
(1)在标准压强(100kPa)、298K下,一些物质的热力学数据如下表,标准摩尔生成焓是指由稳定的单质合成1mol该物质的反应焓变;
甲醇脱氢制甲醛的反应方程式为: ___________ ,该反应高温能自发进行的原因是___________ 。
(2)已知Arrhenius经验公式为(为活化能,k为速率常数,R、A为常数)。一定条件下,催化剂1作用下甲醇脱氢制甲醛反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示。
①升高温度,速率常数k___________ (填“增大”“减小”或“不变”);
②催化剂Ⅱ作用下,实验数据如图中b线所示,则催化效果:催化剂Ⅰ___________ 催化剂Ⅱ(填“>”成“<”)。
(3)催化剂1作用下,恒容密闭容器中充入一定量的发生反应,达到平衡时,容器总压、的体积分数随温度的变化曲线如图所示。
①随着温度的升高,压强不断增大的原因是___________ 。
②600K达到平衡时,___________ kPa(用含“p”的式子表示,下同),的转化率为___________ ,___________ 。
(1)在标准压强(100kPa)、298K下,一些物质的热力学数据如下表,标准摩尔生成焓是指由稳定的单质合成1mol该物质的反应焓变;
物质 | HCHO | ||
标准摩尔生成焓() | 0 | -115.8 | -201 |
熵() | 130.7 | 218.7 | 239.9 |
(2)已知Arrhenius经验公式为(为活化能,k为速率常数,R、A为常数)。一定条件下,催化剂1作用下甲醇脱氢制甲醛反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示。
①升高温度,速率常数k
②催化剂Ⅱ作用下,实验数据如图中b线所示,则催化效果:催化剂Ⅰ
(3)催化剂1作用下,恒容密闭容器中充入一定量的发生反应,达到平衡时,容器总压、的体积分数随温度的变化曲线如图所示。
①随着温度的升高,压强不断增大的原因是
②600K达到平衡时,
更新时间:2024-04-01 11:02:31
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【推荐1】二甲醚(CH3OCH3)重整制取H2,具有无毒、无刺激性等优点。回答下列问题:
(1) CH3OCH3和O2发生反应I:CH3OCH3(g)+O2(g)=2CO(g)+3H2(g)△H
已知:CH3OCH3(g)CO(g)+H2(g)+CH4(g)△H1
CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O (g)△H2
H2(g)+O2(g)=H2O (g)△H3
①则反应I的△H=____________________ (用含△H1、△H2、△H3的代数式表示)。
②保持温度和压强不变,分别按不同进料比通入CH3OCH3和O2,发生反应I。测得平衡时H2的体积百分含量与进料气中n(O2)/n(CH3OCH3)的关系如图所示。当>0.6时,H2的体积百分含量快速降低,其主要原因是____ (填标号)。
A.过量的O2起稀释作用
B.过量的O2与H2发生副反应生成H2O
C.>0.6平衡向逆反应方向移动
(2)T℃时,在恒容密闭容器中通入CH3OCH3,发生反应II:CH3OCH3(g)CO(g)+H2(g)+CH4(g),测得容器内初始压强为41.6 kPa,反应过程中反应速率v(CH3OCH3)时间t与CH3OCH3分压P(CH3OCH3)的关系如图所示。
①t=400 s时,CH3OCH3的转化率为________ (保留2位有效数字);反应速率满足v(CH3OCH3)=kPn(CH3OCH3),k=_________ s-1;400 s时v(CH3OCH3)=_________ kPa∙s-1。
②达到平衡时,测得体系的总压强P总= 121.6 kPa,则该反应的平衡常数Kp=________________ kPa2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
③该温度下,要缩短达到平衡所需的时间,除改进催化剂外,还可采取的措施是________ 。
(1) CH3OCH3和O2发生反应I:CH3OCH3(g)+O2(g)=2CO(g)+3H2(g)△H
已知:CH3OCH3(g)CO(g)+H2(g)+CH4(g)△H1
CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O (g)△H2
H2(g)+O2(g)=H2O (g)△H3
①则反应I的△H=
②保持温度和压强不变,分别按不同进料比通入CH3OCH3和O2,发生反应I。测得平衡时H2的体积百分含量与进料气中n(O2)/n(CH3OCH3)的关系如图所示。当>0.6时,H2的体积百分含量快速降低,其主要原因是
A.过量的O2起稀释作用
B.过量的O2与H2发生副反应生成H2O
C.>0.6平衡向逆反应方向移动
(2)T℃时,在恒容密闭容器中通入CH3OCH3,发生反应II:CH3OCH3(g)CO(g)+H2(g)+CH4(g),测得容器内初始压强为41.6 kPa,反应过程中反应速率v(CH3OCH3)时间t与CH3OCH3分压P(CH3OCH3)的关系如图所示。
①t=400 s时,CH3OCH3的转化率为
②达到平衡时,测得体系的总压强P总= 121.6 kPa,则该反应的平衡常数Kp=
③该温度下,要缩短达到平衡所需的时间,除改进催化剂外,还可采取的措施是
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【推荐2】钨是我国丰产元素,是熔点最高的金属,广泛用于拉制灯泡的灯丝,有“光明使者”的美誉。钨在自然界主要以钨(VI)酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。白钨矿的主要成分是钨酸钙(CaWO4);黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐,化学式常写成(Fe,Mn)WO4。黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法:
其中A、B、C都是钨的化合物。
(1)写出上述流程中A、B、C的化学式:A_______ 、B_______ 、C_______ ,以及步骤(1)、(2)、(3)中发生反应的化学方程式(1)_______ 、(2)_______ 、(3)_______ 。
(2)钨冶炼工艺的第二阶段则是用碳、氢等还原剂把氧化钨还原为金属钨。对钨的纯度要求不高时,可用碳作还原剂。
①写出用碳还原氧化钨制取金属钨的化学方程式_______ 。
②用下表所给的298.15K的数据计算上述反应的标准自由能变化。推出该反应在什么温度条件下能自发进行_______ 。(假设表中数据不随温度变化)
(3)为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨,不宜用碳而必须用氢气作还原剂,为什么_______ ?写出用氢气还原氧化钨的化学方程式_______ 。
(4)在酸化钨酸盐的过程中,钨酸根WO可能在不同程度上缩合形成多钨酸根。多钨酸根的组成常因溶液的酸度不同而不同,它们的结构都由含1个中心W原子和6个配位0原子的钨氧八面体WO6通过共顶或共边的方式形成。在为数众多的多钨酸根中,性质和结构了解得比较清楚的是仲钨酸根[H2W12O42]10-和偏钨酸根[H2Wl2O40]6-。在下面3张结构图中,哪一张是仲钨酸根的结构?简述判断理由_______ 。
(5)仲钨酸的肼盐在热分解时会发生内在氧化还原反应,我国钨化学研究的奠基人顾翼东先生采用这一反应制得了蓝色的非整比的钨氧化物WO3-x。这种蓝色氧化钨具有比表面大、易还原的优点,在制钨粉时温度容易控制,目前冶炼拉制钨丝的金属钨都用蓝色氧化钨为原料。经分析,得知蓝色氧化钨中钨的质量分数为0.7985。
①计算WO3-x中的x值_______ 。
②一般认为,蓝色氧化钨的颜色和非整比暗示了在化合物中存在五价和六价2种价态的钨。试计算蓝色氧化钨中这2种价态的钨原子数比_______ 。(相对原子质量:W-183.84;O-16.00)
其中A、B、C都是钨的化合物。
(1)写出上述流程中A、B、C的化学式:A
(2)钨冶炼工艺的第二阶段则是用碳、氢等还原剂把氧化钨还原为金属钨。对钨的纯度要求不高时,可用碳作还原剂。
①写出用碳还原氧化钨制取金属钨的化学方程式
②用下表所给的298.15K的数据计算上述反应的标准自由能变化。推出该反应在什么温度条件下能自发进行
物质 | (kJ·mol-1) | (J·mol-1·K-1) |
W(s) WO3(s) C(石墨) CO(g) CO2(g) H2(g) H2O(g) H2O(l) | 0 -842.87 0 -110.52 -393.51 0 -241.82 -285.31 | 32.64 75.90 5.74 197.56 213.64 130.57 188.72 69.90 |
(4)在酸化钨酸盐的过程中,钨酸根WO可能在不同程度上缩合形成多钨酸根。多钨酸根的组成常因溶液的酸度不同而不同,它们的结构都由含1个中心W原子和6个配位0原子的钨氧八面体WO6通过共顶或共边的方式形成。在为数众多的多钨酸根中,性质和结构了解得比较清楚的是仲钨酸根[H2W12O42]10-和偏钨酸根[H2Wl2O40]6-。在下面3张结构图中,哪一张是仲钨酸根的结构?简述判断理由
(5)仲钨酸的肼盐在热分解时会发生内在氧化还原反应,我国钨化学研究的奠基人顾翼东先生采用这一反应制得了蓝色的非整比的钨氧化物WO3-x。这种蓝色氧化钨具有比表面大、易还原的优点,在制钨粉时温度容易控制,目前冶炼拉制钨丝的金属钨都用蓝色氧化钨为原料。经分析,得知蓝色氧化钨中钨的质量分数为0.7985。
①计算WO3-x中的x值
②一般认为,蓝色氧化钨的颜色和非整比暗示了在化合物中存在五价和六价2种价态的钨。试计算蓝色氧化钨中这2种价态的钨原子数比
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【推荐3】按要求填空:
(1) 明矾可用于净水,原因是用离子方程式表示___________________________
(2)把溶液蒸干、灼烧,最后得到的主要固体产物是_________________ .
(3) CuCl(s)与反应生成和一种黑色固体。在、下,已知该反应每消耗,放热,该反应的热化学方程式是_____________________________ .
(4)PH=2的盐酸加水稀释到1000倍后溶液的____ 。
(5)25℃时,的盐酸中水的电离程度________ 填“大于”“小于”或“等于”的溶液中水的电离程度。
(6)已知下列两个热化学方程式:
H2(g)+ 1/2O2(g)= H2O(l);△H =-285kJ·mol-1
C3H8(g)+ 5O2(g)= 3CO2(g)+ 4H2O(l);△H =-2220.0kJ·mol-1
①实验测得H2和C3H8的混合气体共5 mol ,完全燃烧生成液态水时放热6262.5kJ,则混合气体中H2和C3H8的体积比是_______________ 。
②又知:H2O(g)= H2O(l);△H=-44.0kJ·mol-1,
写出丙烷燃烧生成二氧化碳气体和水蒸气的热化学方程式:_____________________
(1) 明矾可用于净水,原因是用离子方程式表示
(2)把溶液蒸干、灼烧,最后得到的主要固体产物是
(3) CuCl(s)与反应生成和一种黑色固体。在、下,已知该反应每消耗,放热,该反应的热化学方程式是
(4)PH=2的盐酸加水稀释到1000倍后溶液的
(5)25℃时,的盐酸中水的电离程度
(6)已知下列两个热化学方程式:
H2(g)+ 1/2O2(g)= H2O(l);△H =-285kJ·mol-1
C3H8(g)+ 5O2(g)= 3CO2(g)+ 4H2O(l);△H =-2220.0kJ·mol-1
①实验测得H2和C3H8的混合气体共5 mol ,完全燃烧生成液态水时放热6262.5kJ,则混合气体中H2和C3H8的体积比是
②又知:H2O(g)= H2O(l);△H=-44.0kJ·mol-1,
写出丙烷燃烧生成二氧化碳气体和水蒸气的热化学方程式:
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【推荐1】天然气的主要成分甲烷是一种重要的化工原料,广泛应用于民用和化工生产中。试回答下列问题:
(1)利用CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。
已知:①CH4(g) + H2O(g)= CO(g) + 3H2(g) ΔH1= +196 kJ·mol−1
②2H2(g) + O2(g)= 2H2O(g) ΔH2= −484 kJ·mol−1
③2CO(g) + O2(g)=2CO2(g) ΔH3= −566 kJ·mol−1
则CH4(g) + CO2(g)= 2CO(g) + 2H2(g) ΔH=___________
(2)在两个相同刚性密闭容器中充入CH4和CO2发生反应:CH4(g) + CO2(g)2CO(g) + 2H2(g),CH4和CO2的分压均为20 KPa,加入催化剂Ni/α−Al2O3,分别在T1℃和T2℃下进行反应,测得CH4转化率随时间变化如图所示。___________ B点处v逆(填“<”、“>”或“=”)。
②T2℃下,该反应用分压表示的平衡常数Kp=___________ kPa2(结果保留到小数点后一位)
③下列说法不能表明该反应已达平衡状态的是___________
A.一定温度下,恒容密闭容器中按2:1的物质的量之比通入CH4(g)和CO2(g),二者转化率之比保持不变
B.每断裂2 mol C−H键的同时形成1mol H−H键
C.恒温恒压密闭容器中,混合气体的密度保持不变
D.恒温恒容密闭容器中,混合气体的平均相对分子质量保持不变
④上述反应达到平衡后,下列变化一定能使平衡向正向移动的是___________
A.恒容通入惰性气体使容器内压强增大 B.正反应速率加快
C.平衡常数K变大 D.增大催化剂表面积
(3)其他条件相同,在甲、乙、丙三种不同催化剂作用下,相同时间内测得甲烷转化率随温度变化如图所示。三种催化剂作用下,反应活化能最大的是___________ (填“甲”、“乙”或“丙”);850℃条件下三条曲线交于一点最可能的原因是___________ 。
(1)利用CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。
已知:①CH4(g) + H2O(g)= CO(g) + 3H2(g) ΔH1= +196 kJ·mol−1
②2H2(g) + O2(g)= 2H2O(g) ΔH2= −484 kJ·mol−1
③2CO(g) + O2(g)=2CO2(g) ΔH3= −566 kJ·mol−1
则CH4(g) + CO2(g)= 2CO(g) + 2H2(g) ΔH=
(2)在两个相同刚性密闭容器中充入CH4和CO2发生反应:CH4(g) + CO2(g)2CO(g) + 2H2(g),CH4和CO2的分压均为20 KPa,加入催化剂Ni/α−Al2O3,分别在T1℃和T2℃下进行反应,测得CH4转化率随时间变化如图所示。
①A点处v正
②T2℃下,该反应用分压表示的平衡常数Kp=
③下列说法不能表明该反应已达平衡状态的是
A.一定温度下,恒容密闭容器中按2:1的物质的量之比通入CH4(g)和CO2(g),二者转化率之比保持不变
B.每断裂2 mol C−H键的同时形成1mol H−H键
C.恒温恒压密闭容器中,混合气体的密度保持不变
D.恒温恒容密闭容器中,混合气体的平均相对分子质量保持不变
④上述反应达到平衡后,下列变化一定能使平衡向正向移动的是
A.恒容通入惰性气体使容器内压强增大 B.正反应速率加快
C.平衡常数K变大 D.增大催化剂表面积
(3)其他条件相同,在甲、乙、丙三种不同催化剂作用下,相同时间内测得甲烷转化率随温度变化如图所示。三种催化剂作用下,反应活化能最大的是
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【推荐2】为了探究外界条件对过氧化氢分解速率的影响,某化学兴趣小组的同学做了以下实验。请回答下列问题:
(1)实验①的目的是___ 。
(2)实验②未观察到预期的实验现象,为了帮助该组同学达到实验目的,你提出的对上述操作的改进意见是____ (用实验中所提供的几种试剂)。
(3)对于H2O2分解反应,Cu2+也有一定的催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,该兴趣化学小组的同学分别设计了如图所示的实验。请回答相关问题:
①定性分析:如图1可通过观察____ ,定性比较得出结论;该实验中将FeCl3溶液改为Fe2(SO4)3溶液的原因是___ 。
②定量分析:用图2所示装置做对照试验,实验时均以生成40mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是___ 。
(4)MnO2对H2O2分解反应也有催化作用,另一个同学用图2装置,将状态不同的1gMnO2分别加入盛有30mL等浓度的H2O2溶液的锥形瓶中,产生气体进入注射器针筒中,记录结果如下:
①实验结果表明,催化剂的催化效果与___ 有关。
②实验过程中放出气体的体积(标准状况)和时间的关系如图所示。解释反应速率变化的原因___ 。
编号 | 实验操作 | 实验现象 |
① | 分别在试管A、B中加入5mL5%H2O2溶液,各滴入3滴FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时,将试管A放入盛有5℃右冷水的烧杯中浸泡;将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中浸泡。 | 试管A中不再产生气泡;试管B中产生的气泡量增多 |
② | 另取两支试管分别加入5mL5%H2O2溶液和5mL10%H2O2溶液 | 两支试管中均未明显见到有气泡产生 |
(2)实验②未观察到预期的实验现象,为了帮助该组同学达到实验目的,你提出的对上述操作的改进意见是
(3)对于H2O2分解反应,Cu2+也有一定的催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,该兴趣化学小组的同学分别设计了如图所示的实验。请回答相关问题:
①定性分析:如图1可通过观察
②定量分析:用图2所示装置做对照试验,实验时均以生成40mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是
(4)MnO2对H2O2分解反应也有催化作用,另一个同学用图2装置,将状态不同的1gMnO2分别加入盛有30mL等浓度的H2O2溶液的锥形瓶中,产生气体进入注射器针筒中,记录结果如下:
MnO2状态 | 触摸锥形瓶情况 | 该温度下针筒内收集到气体的体积 | 所需时间 |
粉末状 | 很烫 | 30mL | 3min |
块状 | 微热 | 30mL | 9min |
②实验过程中放出气体的体积(标准状况)和时间的关系如图所示。解释反应速率变化的原因
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【推荐3】酸性锌锰干电池是一种一次性电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示:
物质的溶度积(Ksp)
回答下列问题:
(1)电池反应的离子方程式为___________ 。
(2)维持电流强度为0.5A,电池工作5分钟,理论上消耗锌___________ g.(已知)
(3)用废电池的锌皮制备的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解,加碱调节至pH为___________ 时,铁刚好沉淀完全(离子浓度小于时,即可认为该离子沉淀完全);上述过程加入H2O2的原因___________ 。
(4)我国科学家研究Li-CO2电池,取得了重大科研成果。回答下列问题:Li-CO2电池中,Li为单质锂片,该电池中的CO2在正极发生电化学反应,研究表明,该电池反应产物为碳酸锂和单质碳,且CO2还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4步骤进行,写出步骤Ⅲ的离子方程式:
Ⅰ.;
Ⅱ.;
Ⅲ.___________
Ⅳ.
②研究表明,在电解质水溶液中,CO2气体可被电化学还原。
Ⅰ.CO2在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为___________ 。
Ⅱ.在电解质水溶液中,三种不同催化剂(a、b、c)上CO2电还原为CO的反应进程中(H+电还原为H2的反应可同时发生),相对能量变化如图。由此判断,CO2电还原为CO从易到难的顺序为___________ (用a、b、c字母排序)。
物质的溶度积(Ksp)
化合物 | |||
Ksp近似值 |
回答下列问题:
(1)电池反应的离子方程式为
(2)维持电流强度为0.5A,电池工作5分钟,理论上消耗锌
(3)用废电池的锌皮制备的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是加稀H2SO4和H2O2溶解,加碱调节至pH为
(4)我国科学家研究Li-CO2电池,取得了重大科研成果。回答下列问题:Li-CO2电池中,Li为单质锂片,该电池中的CO2在正极发生电化学反应,研究表明,该电池反应产物为碳酸锂和单质碳,且CO2还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4步骤进行,写出步骤Ⅲ的离子方程式:
Ⅰ.;
Ⅱ.;
Ⅲ.
Ⅳ.
②研究表明,在电解质水溶液中,CO2气体可被电化学还原。
Ⅰ.CO2在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为
Ⅱ.在电解质水溶液中,三种不同催化剂(a、b、c)上CO2电还原为CO的反应进程中(H+电还原为H2的反应可同时发生),相对能量变化如图。由此判断,CO2电还原为CO从易到难的顺序为
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【推荐1】回答问题
(1)工厂利用甲烷与氯气的反应原理制取氯甲烷,为妥善处理氯甲烷生产企业的副产物CCl4,以减少其对臭氧层的破坏。化学家研究在催化剂条件下,使CCl4转化为重要的化工原料氯仿(CHCl3)。在一个固定容积为2 L的密闭容器中发生反应:CCl4(g)+H2(g) CHCl3(g)+HCl(g),达到平衡后,测得实验数据见表:
① 请利用“三段式”计算此反应在110 ℃时的平衡常数___________ 。(要求写出详细过程)
② 实验1中CCl4的转化率为___________ 。
③ 判断该反应的正反应是吸热反应还是放热反应,并说明理由。___________ ,理由为___________ 。
(2)向一个2 L的密闭容器中充入7 mol A气体和5 mol B气体,充分混合后在一定条件下反应:3A(g)+B(g) 2C(s)+xD(g),经5 min达到平衡,此时生成2 mol C,测得D的平均反应速率为0.2 mol·(L·min)-1 ,求:
①B的转化率___________ ;
②x的值为___________ ;
③平衡时压强与初始时压强之比___________ ;
④此温度下此反应的平衡常数的值为___________ 。
(1)工厂利用甲烷与氯气的反应原理制取氯甲烷,为妥善处理氯甲烷生产企业的副产物CCl4,以减少其对臭氧层的破坏。化学家研究在催化剂条件下,使CCl4转化为重要的化工原料氯仿(CHCl3)。在一个固定容积为2 L的密闭容器中发生反应:CCl4(g)+H2(g) CHCl3(g)+HCl(g),达到平衡后,测得实验数据见表:
实验序号 | 温度/C | 初始n(CCl4)/mol | 初始n(H2)/mol | 平衡时n(CHCl3)/mol |
1 | 110 | 0.8 | 1.2 | |
2 | 110 | 2 | 2 | 1 |
3 | 100 | 1 | 1 | 0.6 |
② 实验1中CCl4的转化率为
③ 判断该反应的正反应是吸热反应还是放热反应,并说明理由。
(2)向一个2 L的密闭容器中充入7 mol A气体和5 mol B气体,充分混合后在一定条件下反应:3A(g)+B(g) 2C(s)+xD(g),经5 min达到平衡,此时生成2 mol C,测得D的平均反应速率为0.2 mol·(L·min)-1 ,求:
①B的转化率
②x的值为
③平衡时压强与初始时压强之比
④此温度下此反应的平衡常数的值为
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【推荐2】“硫碘循环”法是分解水制氢气的研究热点,涉及下列三个反应:
反应I:SO2(g) + I2(aq) + 2H2O(l) = 2HI(aq) + H2SO4(aq)
反应II:2HI(g) H2(g) + I2(g)
反应III:2H2SO4(g) 2H2O(g) + 2SO2(g) + O2(g)
(1)反应III实际上分两步进行:
H2SO4(g)=SO3(g) + H2O(g) ∆H1
2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g) ∆H2
则反应III的反应热∆H=_______ (用∆H1、∆H2表示)。
(2)某温度下将1mol HI充入密闭容器中发生反应II,达到第1次平衡后,用选择性膜完全分离出H2,达到第2次平衡后再次分离H2,重复多次,平衡时n(HI)如下表:
①第1次平衡时,HI的转化率为_______ %。
②归纳出分离H2的次数对HI转化率的影响:_______ 。
③计算第2次平衡时H2和I2的物质的量______ (写出计算过程)。
(3)反应I发生时,溶液中存在化学平衡:I2(aq) + I-(aq) (aq),其反应速率极快且平衡常数很大。现将1mol SO2缓缓通入含1 mol I2的水溶液中恰好完全反应。在答题卡中,画出溶液中I的物质的量n( I)随反应时间t变化的曲线图______ 。
反应I:SO2(g) + I2(aq) + 2H2O(l) = 2HI(aq) + H2SO4(aq)
反应II:2HI(g) H2(g) + I2(g)
反应III:2H2SO4(g) 2H2O(g) + 2SO2(g) + O2(g)
(1)反应III实际上分两步进行:
H2SO4(g)=SO3(g) + H2O(g) ∆H1
2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g) ∆H2
则反应III的反应热∆H=
(2)某温度下将1mol HI充入密闭容器中发生反应II,达到第1次平衡后,用选择性膜完全分离出H2,达到第2次平衡后再次分离H2,重复多次,平衡时n(HI)如下表:
达到平衡的次数 | 第1次 | 第2次 | 第3次 | 第4次 | 第5次 | …… |
n(HI)/mol | 0.78 | 0.67 | 0.60 | 0.55 | 0.51 | …… |
①第1次平衡时,HI的转化率为
②归纳出分离H2的次数对HI转化率的影响:
③计算第2次平衡时H2和I2的物质的量
(3)反应I发生时,溶液中存在化学平衡:I2(aq) + I-(aq) (aq),其反应速率极快且平衡常数很大。现将1mol SO2缓缓通入含1 mol I2的水溶液中恰好完全反应。在答题卡中,画出溶液中I的物质的量n( I)随反应时间t变化的曲线图
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(0.65)
【推荐3】能源是现代文明的原动力,通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化,从而开辟新能源和提高能源的利用率,请回答下列问题。
(1)工业合成氨反应是放热的可逆反应,反应条件是高温、高压,并且需要合适的催化剂。已知完全消耗1 mol生成2 mol可放出92 kJ热量,如果将10 mol和足量混合,使其充分反应,放出的热量___________ (选填“大于”“小于”或“等于”)920 kJ。
(2)在2 L的恒温恒容密闭容器中,发生反应,通入等物质的量的A和B气体,随时间的变化如下表:
①0~4 s内,___________ 。
②反应达到平衡后,下列改变一定可以使该化学反应速率增大的是___________ 。
a.缩小容器体积 b.升高温度
c.恒容条件下通入氢气 d.恒容条件下通入氦气
③在第5 s时,B的转化率为___________ 。
④平衡时,容器中混合气体的压强与反应开始时的压强之比为___________ 。
(3)高铁酸钠()是一种新型的净水剂,可以通过下述反应制取:
①该反应中___________ 元素被氧化,氧化剂是___________ (用化学式表示,下同),还原产物为___________ 。
②当反应中有1 mol离子生成时,转移的电子数是___________ 。
(1)工业合成氨反应是放热的可逆反应,反应条件是高温、高压,并且需要合适的催化剂。已知完全消耗1 mol生成2 mol可放出92 kJ热量,如果将10 mol和足量混合,使其充分反应,放出的热量
(2)在2 L的恒温恒容密闭容器中,发生反应,通入等物质的量的A和B气体,随时间的变化如下表:
t/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
/mol | 0.020 | 0.012 | 0.008 | 0.005 | 0.004 | 0.004 |
①0~4 s内,
②反应达到平衡后,下列改变一定可以使该化学反应速率增大的是
a.缩小容器体积 b.升高温度
c.恒容条件下通入氢气 d.恒容条件下通入氦气
③在第5 s时,B的转化率为
④平衡时,容器中混合气体的压强与反应开始时的压强之比为
(3)高铁酸钠()是一种新型的净水剂,可以通过下述反应制取:
①该反应中
②当反应中有1 mol离子生成时,转移的电子数是
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(0.65)
【推荐1】回答下列问题
(1)工业合成氨的反应为:。已知在298 K时,,
①根据反应的焓变和熵变,分析在298 K时合成氨反应___________ (填“能”、“不能”或“无法判断”)正向自发进行。
②有利于化学平衡向生成氨的方向移动的是___________ 。
A.升高温度,增大压强 B.升高温度,减小压强
C.降低温度,减小压强 D.降低温度,增大压强
③下图为合成氨生产设备流程示意图,下列说法错误的是___________
A.为防止原料气中混有的杂质使催化剂“中毒”而丧失催化活性,原料气必须经过净化
B.压缩机加压过程,既要考虑平衡移动的问题,又要考虑加压对设备材料的强度设备的制造要求的问题
C.合成氨反应的温度控制在500℃左右,此温度下反应物的平衡转化率最大
D.冷却过程,及时将从平衡混合物中分离除去,促使合成氨反应向生成氨气的方向移动
④假设在恒温恒容的密闭容器中,通入2 mol、6 mol以及4 molAr,达平衡时,氮气的转化率为50%,平衡总压为20MPa,计算平衡常数___________ 。(计算可用平衡体系物质的分压代替浓度,代入平衡常数表达式,某物质分压=总压×该物质的体积分数)
(2)研究1,3-丁二烯和以物质的量之比为1:1加成时的反应:
1,2-加成:(产物A)
1,4-加成:(产物B)
1,3-丁二烯和以物质的量之比为1:1加成时的反应过程和能量变化如图:
①稳定性:A___________ B(填“>”、“=”或“<”)
②探究1,2-加成和1,4-加成的影响因素。
实验1:将1,3-丁二烯和以物质的量之比1:1加成,不同温度,相同时间内测定A和B在产物中的含量,低温时产物以A为主,较高温度时以B为主。
实验2:加热实验1中低温时的反应产物,A的含量减少,B的含量增大。
实验3:在实验1的基础上,充分延长反应时间,无论是低温还是高温,产物中B的含量均增大。
结合反应过程和能量变化的示意图,解释实验1中低温时产物以A为主的原因___________ 。
③说明实验2中,升高温度,A转化为B经历的物质转化过程是___________ 。
(1)工业合成氨的反应为:。已知在298 K时,,
①根据反应的焓变和熵变,分析在298 K时合成氨反应
②有利于化学平衡向生成氨的方向移动的是
A.升高温度,增大压强 B.升高温度,减小压强
C.降低温度,减小压强 D.降低温度,增大压强
③下图为合成氨生产设备流程示意图,下列说法错误的是
A.为防止原料气中混有的杂质使催化剂“中毒”而丧失催化活性,原料气必须经过净化
B.压缩机加压过程,既要考虑平衡移动的问题,又要考虑加压对设备材料的强度设备的制造要求的问题
C.合成氨反应的温度控制在500℃左右,此温度下反应物的平衡转化率最大
D.冷却过程,及时将从平衡混合物中分离除去,促使合成氨反应向生成氨气的方向移动
④假设在恒温恒容的密闭容器中,通入2 mol、6 mol以及4 molAr,达平衡时,氮气的转化率为50%,平衡总压为20MPa,计算平衡常数
(2)研究1,3-丁二烯和以物质的量之比为1:1加成时的反应:
1,2-加成:(产物A)
1,4-加成:(产物B)
1,3-丁二烯和以物质的量之比为1:1加成时的反应过程和能量变化如图:
①稳定性:A
②探究1,2-加成和1,4-加成的影响因素。
实验1:将1,3-丁二烯和以物质的量之比1:1加成,不同温度,相同时间内测定A和B在产物中的含量,低温时产物以A为主,较高温度时以B为主。
实验2:加热实验1中低温时的反应产物,A的含量减少,B的含量增大。
实验3:在实验1的基础上,充分延长反应时间,无论是低温还是高温,产物中B的含量均增大。
结合反应过程和能量变化的示意图,解释实验1中低温时产物以A为主的原因
③说明实验2中,升高温度,A转化为B经历的物质转化过程是
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(0.65)
【推荐2】由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。
(1)关于该反应的下列说法中,其△H____ 0。(填“大于”、“小于”或“等于”), 且在_______ (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(2)该反应平衡常数K的表达式为______________________
(3)温度降低,平衡常数K_____________ (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(4)若为两个容积相同的密闭容器,现向甲容器中充入1 mol CO2(g)和3 molH2(g),乙容器中充入1molCH3OH(g)和1molH2O(g),在相同的温度下进行反应,达到平衡时,甲容器内n(CH3OH )_________ (填“大于”“小于”或“等于”)乙容器内n(CH3OH )
(5)以甲醇和氧气为燃料,氢氧化钾溶液为电解质溶液构成电池。
①负极的电极反应式为_______________________
②若以石墨为电极,电解硫酸铜溶液,写出电解的化学反应方程式___________________
(1)关于该反应的下列说法中,其△H
(2)该反应平衡常数K的表达式为
(3)温度降低,平衡常数K
(4)若为两个容积相同的密闭容器,现向甲容器中充入1 mol CO2(g)和3 molH2(g),乙容器中充入1molCH3OH(g)和1molH2O(g),在相同的温度下进行反应,达到平衡时,甲容器内n(CH3OH )
(5)以甲醇和氧气为燃料,氢氧化钾溶液为电解质溶液构成电池。
①负极的电极反应式为
②若以石墨为电极,电解硫酸铜溶液,写出电解的化学反应方程式
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解题方法
【推荐3】研究CO2与CH4的反应使之转化为CO和H2,对减缓燃料危机,减少温室效应具有重要的意义。
(1)已知CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=+248kJ·mol-1、△S=310J •mol-1·K-1,该反应能自发进行的温度范围为____ 。
(2)在密闭恒容容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①工业生产时一般会选用P4和1250℃进行合成,请解释其原因___________ 。
②在压强为P3、1000℃的条件下,该反应5min时达到平衡点Y,则用CO表示该反应的速率为_____ ,该温度下,反应的平衡常数为_________ (保留3位有效数字)。
(3)CO和H2在工业上还可以通过反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2 (g)来制取
①在恒温恒容下,如果从反应物出发建立平衡,可认定已达平衡状态的是________ 。
A.体系压强不再变化 B.H2、CO和H2O的物质的量之比为1:1:1
C.混合气体的密度保持不变 D.混合气体中H2O的百分含量保持不变
②在某体积可变的密闭容器中同时投入四种物质,2min时达到平衡,测得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、2.2molH2(g)和足量的C(s),如果此时对体系加压,平衡向__________ (填“正”或“逆”)反应方向移动,达到新的平衡后,气体的平均摩尔质量为__________________ 。
(1)已知CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=+248kJ·mol-1、△S=310J •mol-1·K-1,该反应能自发进行的温度范围为
(2)在密闭恒容容器中通入物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①工业生产时一般会选用P4和1250℃进行合成,请解释其原因
②在压强为P3、1000℃的条件下,该反应5min时达到平衡点Y,则用CO表示该反应的速率为
(3)CO和H2在工业上还可以通过反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2 (g)来制取
①在恒温恒容下,如果从反应物出发建立平衡,可认定已达平衡状态的是
A.体系压强不再变化 B.H2、CO和H2O的物质的量之比为1:1:1
C.混合气体的密度保持不变 D.混合气体中H2O的百分含量保持不变
②在某体积可变的密闭容器中同时投入四种物质,2min时达到平衡,测得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、2.2molH2(g)和足量的C(s),如果此时对体系加压,平衡向
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