H2O2俗称双氧水,是常用的绿色氧化剂,在生产和生活中发挥重要的作用。
(1)富勒烯C60颗粒对H2O2液相氧化:SO2具有明显的促进效果,该反应机理和能量变化如下:
①H2O2液相氧化:SO2生成H2SO4的热化学方程式为________ 。
②图示历程包含________ 个基元反应,写出决速步骤的化学方程式________________ 。
③C60间的作用力是________ 。
(2) H2O2可用于工业源氮氧化物(NOx)的催化氧化,H2O2去除NO的反应存在平衡:
(i)
(ii)
(iii)
(iv)
①上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有________ (填序号)。
A.其他条件不变时,温度越高,NO的转化率越大
B.加入催化剂,c(HNO3)与c(HNO2)比值保持不变
C.恒温恒压下,充入Ar,平衡(i)、(ii)向正反应方向移动
D.增大H2O2浓度,反应(i)、(ii)、(iii)、(iv)正反应速率都增加
②一定范围内,催化剂光热协同辅助H2O2降解NO的去除率变化如图甲所示,NO去除率最佳的反应条件为________ 。
(3)过碳酸钠(2Na2CO3∙3H2O2)又称固体过氧化氢,是碳酸钠和过氧化氢的加成复合物。将2Na2CO3∙3H2O2置入真空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:
平衡时的关系如上图乙所示。a点时,该反应的平衡总压=________ kPa,平衡常数Kp=________ (列出算式),Kp随温度升高而________ (填“增大”、“减少”或“不变”)。
(1)富勒烯C60颗粒对H2O2液相氧化:SO2具有明显的促进效果,该反应机理和能量变化如下:
①H2O2液相氧化:SO2生成H2SO4的热化学方程式为
②图示历程包含
③C60间的作用力是
(2) H2O2可用于工业源氮氧化物(NOx)的催化氧化,H2O2去除NO的反应存在平衡:
(i)
(ii)
(iii)
(iv)
①上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有
A.其他条件不变时,温度越高,NO的转化率越大
B.加入催化剂,c(HNO3)与c(HNO2)比值保持不变
C.恒温恒压下,充入Ar,平衡(i)、(ii)向正反应方向移动
D.增大H2O2浓度,反应(i)、(ii)、(iii)、(iv)正反应速率都增加
②一定范围内,催化剂光热协同辅助H2O2降解NO的去除率变化如图甲所示,NO去除率最佳的反应条件为
(3)过碳酸钠(2Na2CO3∙3H2O2)又称固体过氧化氢,是碳酸钠和过氧化氢的加成复合物。将2Na2CO3∙3H2O2置入真空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:
平衡时的关系如上图乙所示。a点时,该反应的平衡总压=
更新时间:2024-04-07 16:45:55
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐1】现代生活中,化学电源发挥越来越重要的作用。按要求回答下列问题:
(1)以和为电极,稀为电解质溶液形成的原电池中:
①向_______ 极移动(填“正”或“负”)。
②若有流过导线,则理论上可以生成标准状况下_______ L。
③负极的电极反应方程式为:_______ 。
(2)氢气、甲醇都是理想的能源,科学家最近研制使海水分解得到氢气的新技术。分解海水的反应属于_______ (填“放热”或“吸热”)反应。液态甲醇完全燃烧生成液态水和二氧化碳气体时放出热量,则甲醇燃烧的热化学方程式为_______ 。
(3)有人以化学反应:为基础设计一种原电池,移入人体内作为心脏起搏器的能源,它靠人体内血液中溶有一定浓度的进行工作。则原电池的负极材料是_______ ,正极发生的电极反应为_______ 。
(1)以和为电极,稀为电解质溶液形成的原电池中:
①向
②若有流过导线,则理论上可以生成标准状况下
③负极的电极反应方程式为:
(2)氢气、甲醇都是理想的能源,科学家最近研制使海水分解得到氢气的新技术。分解海水的反应属于
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐2】科学家1956年发现N3。相隔46年,又于2002年发现N4。回答下列问题。
(1)氮原子最外层运动状态不同的电子有___________ 种,N2的电子式:___________ 。已知N4分子中所有原子均满足最外层8电子稳定结构,写出N4的结构式___________ 。
已知: 2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) +746.5 kJ
(2)恒温、恒容条件下,将2.0mol NO和1.0mol CO充入一个容积为2L的密闭容器中进行上述反应,反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示。
0~9min内N2的平均反应速率v(N2)=___________ mol/(L·min);第12min时CO2的浓度为___________ mol/L;第12min时改变的反应条件可能为___________ (填字母代号);
a.升高温度 b.加入NO c.加催化剂 d.减小压强 e.降低温度
(3)如图是该平衡混合气中N2的体积分数随温度或压强变化的曲线。(图中L(L1、L2)、X可能是温度或压强。)可以确定X代表的是___________ (填“温度”或“压强”),L1与L2的大小关系是L1___________ L2(选填“<”、“>”或“=”),你的理由是___________ 。
(4)尿素溶液也可用于处理汽车尾气,所得产物都是无污染的气态物质,化学方程式如下:2CO(NH2)2+4NO+O2→2CO2+4N2+4H2O(反应条件省略)。经测定,每吸收30gNO能排放热量321.7kJ,则该反应的热化学方程式为___________ 。
(1)氮原子最外层运动状态不同的电子有
已知: 2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) +746.5 kJ
(2)恒温、恒容条件下,将2.0mol NO和1.0mol CO充入一个容积为2L的密闭容器中进行上述反应,反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示。
0~9min内N2的平均反应速率v(N2)=
a.升高温度 b.加入NO c.加催化剂 d.减小压强 e.降低温度
(3)如图是该平衡混合气中N2的体积分数随温度或压强变化的曲线。(图中L(L1、L2)、X可能是温度或压强。)可以确定X代表的是
(4)尿素溶液也可用于处理汽车尾气,所得产物都是无污染的气态物质,化学方程式如下:2CO(NH2)2+4NO+O2→2CO2+4N2+4H2O(反应条件省略)。经测定,每吸收30gNO能排放热量321.7kJ,则该反应的热化学方程式为
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解答题-实验探究题
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【推荐3】在保温杯式量热计中(如图),将、溶液与、溶液混合,温度从升高到。(已知:低浓度溶液比热容,溶液的密度为)
(1)有关中和热测定,下列说法正确的是_______。
(2)实验中溶液过量的目的是_______ 。
(3)通过计算,写出中和反应热方程式_______ 。
(4)化学反应速率、化学平衡理论通过大量化学实验进行验证,在重铬酸钾溶液中存在(橙色)与(黄色)之间的平衡体系,若向体系中加入足量70%的硫酸,溶液呈橙色,则该平衡体系的离子方程式为_______ 。
(5)向稀盐酸中加入氯化钴溶液发生反应: ,平衡时溶液呈浅紫色。下列说法错误 的是_______。
(1)有关中和热测定,下列说法正确的是_______。
A.测定中和热的实验中,至少需要测定并记录温度的次数是3次 |
B.表示中和热的离子方程式为: |
C.若改用盐酸跟的溶液进行反应,所放出热量相等 |
D.用保温杯式量热计来代替烧杯做测定中和热的实验,能有效防止热量损失 |
(3)通过计算,写出中和反应热方程式
(4)化学反应速率、化学平衡理论通过大量化学实验进行验证,在重铬酸钾溶液中存在(橙色)与(黄色)之间的平衡体系,若向体系中加入足量70%的硫酸,溶液呈橙色,则该平衡体系的离子方程式为
(5)向稀盐酸中加入氯化钴溶液发生反应: ,平衡时溶液呈浅紫色。下列说法
A.加热溶液会逐渐变成蓝色 |
B.向溶液中加,如果生成白色沉淀说明该反应存在限度 |
C.加入少量水,平衡会逆向移动 |
D.加入固体,平衡右移,但平衡常数不变 |
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【推荐1】二甲醚()作为一种重要的化工原料和环保产品,在化工和医药行业中被广泛用作甲基化剂、气雾剂、制冷剂和各种有机合成原料。回答下列问题:
(1)合成气(CO、)一步合成二甲醚的反应为:
已知:
①根据上述数据计算______ 。
②在容器为恒温恒压时,充入2molCO和4mol,达到平衡时的转化率为50%,该反应的平衡常数______ (用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)。
(2)有研究者在催化剂(含Cu—Zn—Al—O和)、压强为5.0MPa的条件下,由和CO直接制备二甲醚,结果如图1所示。260℃或270℃时,产率与CO转化率相差较大,合理的解释是______ 。图中最高产率对应的温度为290℃,低于290℃时,二甲醚的产率______ (填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是______ 。
(3)若用二甲醚-燃料电池作为电源,利用电解法制备纳米,其装置如图2所示。装置中D电极应连接二甲醚燃料电池中通______ (“”或“”)的一极,该电解池中离子交换膜为______ 离子交换膜(填“阴”或阳)。该电解池的阳极反应式为______ 。
(1)合成气(CO、)一步合成二甲醚的反应为:
已知:
化学键 | H—H | H—O | C—H | C—O | C=O |
键能() | 436 | 463 | 413 | 343 | 1076 |
②在容器为恒温恒压时,充入2molCO和4mol,达到平衡时的转化率为50%,该反应的平衡常数
(2)有研究者在催化剂(含Cu—Zn—Al—O和)、压强为5.0MPa的条件下,由和CO直接制备二甲醚,结果如图1所示。260℃或270℃时,产率与CO转化率相差较大,合理的解释是
(3)若用二甲醚-燃料电池作为电源,利用电解法制备纳米,其装置如图2所示。装置中D电极应连接二甲醚燃料电池中通
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【推荐2】2020年9月,习近平主席在第75届联合国大会提出我国要实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。因此CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。
Ⅰ.工业上可以利用CO2和H2合成CH3OH,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 。该反应在起始温度和体积均相同(T℃、1L)的两个密闭容器中分别进行,反应物起始物质的量见下表:
(1)达到平衡时,反应a、b对比:的体积分数_______ (填“>”“<”或“=”)。
(2)下列不能说明反应a达到平衡状态的是_______(填标号)。
Ⅱ.CH4与CO2催化重整是实现碳中和的热点研究课题。该催化重整反应体系主要涉及以下反应:
主反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1
副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2
(3)已知H2(g)、CO(g)的燃烧热ΔH分别为-285.8kJ·mol-1、-283.0lkJ·mol-1,H2O(l)= H2O(g) ΔH5=+44kJ·mol-1,则副反应的ΔH2=_______ kJ·mol-1。
(4)一定温度下,向一恒容密闭容器中充入和,若只发生上述主反应,初始时和的分压分别为14kPa、16kPa,一段时间达到平衡后,测得体系压强是起始时的1.4倍,则该反应的平衡常数_______ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
Ⅲ.以铅蓄电池为电源可将转化为乙烯,其原理如下图所示,电解所用电极材料均为惰性电极。
(5)阴极上的电极反应式为_______ 。
Ⅰ.工业上可以利用CO2和H2合成CH3OH,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 。该反应在起始温度和体积均相同(T℃、1L)的两个密闭容器中分别进行,反应物起始物质的量见下表:
反应a(恒温恒容) | 1 | 3 | 0 | 0 |
反应b(绝热恒容) | 0 | 0 | 1 | 1 |
(1)达到平衡时,反应a、b对比:的体积分数
(2)下列不能说明反应a达到平衡状态的是_______(填标号)。
A. |
B.混合气体的平均摩尔质量不再改变 |
C. |
D.容器内压强不再改变 |
Ⅱ.CH4与CO2催化重整是实现碳中和的热点研究课题。该催化重整反应体系主要涉及以下反应:
主反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1
副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2
(3)已知H2(g)、CO(g)的燃烧热ΔH分别为-285.8kJ·mol-1、-283.0lkJ·mol-1,H2O(l)= H2O(g) ΔH5=+44kJ·mol-1,则副反应的ΔH2=
(4)一定温度下,向一恒容密闭容器中充入和,若只发生上述主反应,初始时和的分压分别为14kPa、16kPa,一段时间达到平衡后,测得体系压强是起始时的1.4倍,则该反应的平衡常数
Ⅲ.以铅蓄电池为电源可将转化为乙烯,其原理如下图所示,电解所用电极材料均为惰性电极。
(5)阴极上的电极反应式为
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【推荐3】甲烷不仅是一种燃料,还可以作化工原料用来生产氢气、乙炔、碳黑等物质。回答下列问题:
(1)向一恒容密闭容器中加入和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如下图所示。
①_______ (填“>”、“<”“=”,下同)。
②点a、b、c对应的平衡常数三者之间的关系是_______ 。
③比较b、c两点的正反应速率与的大小并说明理由:_______ 。
(2)一定条件下,甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
恒定压强为时,将的混合气体投入反应器中,发生以上两反应,平衡时各组分的物质的量分数与温度的关系如下图所示。
①分析图中各曲线所代表的物质,其中的物质的量分数与温度的变化曲线是_______ (填图中字母标号)。
②已知投料比为的混合气体,,时,的平衡转化率为_______ (保留2位有效数字)。
(1)向一恒容密闭容器中加入和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如下图所示。
①
②点a、b、c对应的平衡常数三者之间的关系是
③比较b、c两点的正反应速率与的大小并说明理由:
(2)一定条件下,甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
恒定压强为时,将的混合气体投入反应器中,发生以上两反应,平衡时各组分的物质的量分数与温度的关系如下图所示。
①分析图中各曲线所代表的物质,其中的物质的量分数与温度的变化曲线是
②已知投料比为的混合气体,,时,的平衡转化率为
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【推荐1】合成氨对人类的生存和发展有着重要意义,1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨,实现了人工固氮。
(1)反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的化学平衡常数表达式为_____ 。
(2)请结合下列数据分析,工业上选用氮气与氢气反应固氮,而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是_____ 。
(3)对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在一定条件下氨的平衡含量如下表。
①该反应为_____ (填“吸热”或“放热”)反应。
②其他条件不变时,温度升高氨的平衡含量减小的原因是_____ (填字母序号)。
A.温度升高,正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡逆向移动
B.温度升高,K变小。平衡逆向移动
C.温度升高,活化分子数增多,反应速率加快
(4)在合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量CO、NH3混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理,目的是除去其中的CO,其反应为: [CuNH3)2]++CO+NH3 [Cu(NH3)3CO]+ΔH<0,则利用铜氨液吸收CO适宜的生产条件是_________ 。
(5)科学家持续探索,寻求合成氨的新路径。如图为电解法合成氨的原理示意图,阴极的电极反应式为_____ 。
(1)反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的化学平衡常数表达式为
(2)请结合下列数据分析,工业上选用氮气与氢气反应固氮,而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是
序号 | 化学反应 | K(298K)的数值 |
① | N2(g)+O2(g)2NO(g) | 5×10-31 |
② | N2(g)+3H2(g)2NH3(g) | 4.1×106 |
温度/°C | 压强MPa | 氨的平衡含量 |
200 | 10 | 81.5% |
550 | 10 | 8.25% |
②其他条件不变时,温度升高氨的平衡含量减小的原因是
A.温度升高,正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡逆向移动
B.温度升高,K变小。平衡逆向移动
C.温度升高,活化分子数增多,反应速率加快
(4)在合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量CO、NH3混合气)在进入合成塔前需经过铜氨液处理,目的是除去其中的CO,其反应为: [CuNH3)2]++CO+NH3 [Cu(NH3)3CO]+ΔH<0,则利用铜氨液吸收CO适宜的生产条件是
(5)科学家持续探索,寻求合成氨的新路径。如图为电解法合成氨的原理示意图,阴极的电极反应式为
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【推荐2】化学是一门以实验为基础的学科,回答下列问题:
I.[Cu(NH3)4]SO4·H2O 晶体制备。
(1)向盛有 4 mL 0.1 mol/L CuSO4溶液的试管里滴加几滴 1 mol/L 氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水并振荡试管,可以观察到的实验现象为___________ ,写出难溶物与氨反应的离子方程式:___________ 。再向试管中加入极性较___________ 的试剂乙醇(填“大”或“小”),并用玻璃棒摩擦试管壁,可以观察到有___________ 色的[Cu(NH3)4]SO4·H2O 晶体析出。
(2)检验晶体中是否含有 SO的方法是___________ 。
II.温度对化学反应速率的影响。
(3)不同温度下分别进行硫代硫酸钠与硫酸的反应,写出该反应的化学方程式:___________ ,可以通过比较___________ ,判断该反应进行的快慢。
III.压强对化学平衡的影响。
(4)如上图所示,用 50 mL 注射器吸入 20 mL NO2和N2O4的混合气体(使注射器的活塞位于 I 处),将细管端用胶塞封闭。然后把活塞拉到Ⅱ处,观察到管内混合气体的颜色先变___________ (填“深”或“浅”),又逐渐变___________ (填“深”或“浅”),气体颜色变化的原因是___________ 。
I.[Cu(NH3)4]SO4·H2O 晶体制备。
(1)向盛有 4 mL 0.1 mol/L CuSO4溶液的试管里滴加几滴 1 mol/L 氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水并振荡试管,可以观察到的实验现象为
(2)检验晶体中是否含有 SO的方法是
II.温度对化学反应速率的影响。
(3)不同温度下分别进行硫代硫酸钠与硫酸的反应,写出该反应的化学方程式:
III.压强对化学平衡的影响。
(4)如上图所示,用 50 mL 注射器吸入 20 mL NO2和N2O4的混合气体(使注射器的活塞位于 I 处),将细管端用胶塞封闭。然后把活塞拉到Ⅱ处,观察到管内混合气体的颜色先变
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【推荐3】(1)在密闭容器中的一定量混合气体发生反应:,平衡时测得A的浓度为0.3 mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍, 再达到平衡时,测得A的浓度降低为0.18 mol/L,则A的转化率 ______ ,C的体积分数 _____ (填“变大”、“变小”或“不变”) 。
(2)将固体A放入密闭的真空容器中,反应达到平衡。保持温度不变,增大容器容积,体系重新达到平衡,平衡____ 填“向左”、“向右”或“不”移动,气体的平均摩尔质量 ___ 填“变大”、“变小”或“不变”。
(3)在一定温度下,有a.盐酸b.硫酸c.醋酸三种酸,若三者c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序是_____ (填序号,下同),当三者c(H+)相同且体积也相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是________ 。
(2)将固体A放入密闭的真空容器中,反应达到平衡。保持温度不变,增大容器容积,体系重新达到平衡,平衡
(3)在一定温度下,有a.盐酸b.硫酸c.醋酸三种酸,若三者c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序是
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【推荐1】CO、H2是重要的化工原料,可用于合成许多重要的有机物。
(1)反应CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)的 ΔH=-49.0 kJ/mol,它是由反应①、反应②加和得到的。已知反应①为:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=-90.1 kJ/mol,则反应②的热化学方程式为___________ 。
(2)350℃时,按投料比n(H2)∶n(CO)=2向容积为10 L、初始压强为0.3 MPa的刚性密闭容器中充入H2和CO,在某催化剂存在下使其发生反应:2CO(g)+4H2(g) C2H4(g)+ 2H2O(g),平衡时CO的转化率为60%,此时的Kp=___________ (只列式,不计算),若反应从开始到达到平衡过程中ν(H2)=0.012 MPa·min−1,则相应的时间t=___________ min。若本反应是在恒压条件(其他条件相同)下进行的,则达到平衡所用时间___________ t(填“>”“<”或“=”)。
(3)以Na2O/Fe5C2为催化剂时,丙烯催化加氢得到丙烷的反应历程与相对能量的关系如图所示。TS1表示过渡态1、TS2表示过渡态2,吸附在催化剂表面的物种用※标出。
由图可知,该历程中最大活化能=___________ eV,写出该步骤的反应方程式___________ 。该历程中C3H6※转化为C3H7※的速率比C3H7※转化为C3H8的速率___________ (填“大”或“小”)。
(4)熔融盐燃料电池具有较高的能量转化效率,某CO熔融盐燃料电池用Li2CO3、Na2CO3作电解质。则工作时负极上电极反应式为___________ ,当有2 mol 发生定向移动时,电路中转移的电子数目为___________ (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(1)反应CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)的 ΔH=-49.0 kJ/mol,它是由反应①、反应②加和得到的。已知反应①为:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=-90.1 kJ/mol,则反应②的热化学方程式为
(2)350℃时,按投料比n(H2)∶n(CO)=2向容积为10 L、初始压强为0.3 MPa的刚性密闭容器中充入H2和CO,在某催化剂存在下使其发生反应:2CO(g)+4H2(g) C2H4(g)+ 2H2O(g),平衡时CO的转化率为60%,此时的Kp=
(3)以Na2O/Fe5C2为催化剂时,丙烯催化加氢得到丙烷的反应历程与相对能量的关系如图所示。TS1表示过渡态1、TS2表示过渡态2,吸附在催化剂表面的物种用※标出。
由图可知,该历程中最大活化能=
(4)熔融盐燃料电池具有较高的能量转化效率,某CO熔融盐燃料电池用Li2CO3、Na2CO3作电解质。则工作时负极上电极反应式为
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【推荐2】氨气可作为脱硝剂。回答下列问题:
(1)在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和,在一定条件下发生反应。
①能说明该反应已达到平衡状态标志的是___________ (填标号)。
a.反应速率
b.容器内压强不再随时间而发生变化
c.容器内的物质的量分数不再随时间而发生变化
d.容器内
②某次实验中测得容器内NO及的物质的量随时间的变化如图所示,图中b点对应的反应速率关系是___________ (填“”“”或“”)。
(2)一定温度下,在2L恒容密闭容器内发生反应,随时间的变化如下表:
①0~2s内,该反应的平均速率___________ 。
②根据上表可以看出,随着反应进行,反应速率逐渐减小,其原因是___________ 。
③该温度下,反应的平衡常数___________ 。
(1)在恒温恒容密闭容器中充入一定量的NO和,在一定条件下发生反应。
①能说明该反应已达到平衡状态标志的是
a.反应速率
b.容器内压强不再随时间而发生变化
c.容器内的物质的量分数不再随时间而发生变化
d.容器内
②某次实验中测得容器内NO及的物质的量随时间的变化如图所示,图中b点对应的反应速率关系是
(2)一定温度下,在2L恒容密闭容器内发生反应,随时间的变化如下表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
/mol | 0.040 | 0.020 | 0.010 | 0.005 | 0.005 | 0.005 |
②根据上表可以看出,随着反应进行,反应速率逐渐减小,其原因是
③该温度下,反应的平衡常数
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【推荐3】甲醇是重要的化工原料,发展前景广阔。
(1)研究表明CO2加氢可以合成甲醇。CO2和H2可发生如下两个反应:
I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2
(1)在一定体积的密闭容器中进行化学反应I:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数和温度的关系如下表所示:
回答下列问题:
①该反应为___________ (填“吸热”或“放热”)反应。
②某温度下,平衡浓度符合下式c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O),试判断此时的温度___________ ℃。
③在800℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为、、、,则下一时刻,反应向___________ (填“正向”或“逆向”)进行。
(2)①反应II的化学平衡常数表达式为___________
②有利于提高反应II中CO2的平衡转化率的措施有___________ (填序号)。
a.使用催化剂 b.加压 c.增大H2和CO2的初始投料比
③反应I的化学平衡常数表达式K=___________ 。
④有利于提高反应I中CO2的平衡转化率的措施有___________ (填序号)。
a.使用催化剂 b.加压 c.增大CO2和H2的初始投料比
⑤研究温度对于甲醇产率的影响。在210℃~290℃,保持原料气中CO2和H2的投料比不变,按一定流速通过催化剂甲,主要发生反应I,得到甲醇的实际产率、平衡产率与温度的关系如图所示。
ΔH1___________ 0(填“>”、“=”或“<”),其依据是___________ 。
⑥某实验控制压强一定,CO2和H2初始投料比一定,按一定流速通过催化剂乙,经过相同时间测得如下实验数据(反应未达到平衡状态):
【注】甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比
表中实验数据表明,升高温度,CO2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低,其原因是___________ 。
(1)研究表明CO2加氢可以合成甲醇。CO2和H2可发生如下两个反应:
I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1
II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2
(1)在一定体积的密闭容器中进行化学反应I:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数和温度的关系如下表所示:
t/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
①该反应为
②某温度下,平衡浓度符合下式c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O),试判断此时的温度
③在800℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为、、、,则下一时刻,反应向
(2)①反应II的化学平衡常数表达式为
②有利于提高反应II中CO2的平衡转化率的措施有
a.使用催化剂 b.加压 c.增大H2和CO2的初始投料比
③反应I的化学平衡常数表达式K=
④有利于提高反应I中CO2的平衡转化率的措施有
a.使用催化剂 b.加压 c.增大CO2和H2的初始投料比
⑤研究温度对于甲醇产率的影响。在210℃~290℃,保持原料气中CO2和H2的投料比不变,按一定流速通过催化剂甲,主要发生反应I,得到甲醇的实际产率、平衡产率与温度的关系如图所示。
ΔH1
⑥某实验控制压强一定,CO2和H2初始投料比一定,按一定流速通过催化剂乙,经过相同时间测得如下实验数据(反应未达到平衡状态):
T(K) | CO2实际转化率(%) | 甲醇选择性(%)【注】 |
543 | 12.3 | 42.3 |
553 | 15.3 | 39.1 |
表中实验数据表明,升高温度,CO2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低,其原因是
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