环己烯是工业常用的化工原料。工业上通过热铂基催化剂重整将环己烷脱氢制备环己烯,其热化学方程式为 。
(1)几种共价键的键能数据如下:
则a=_______ 。
(2)在恒温恒容密闭容器中充入环己烷气体,仅发生上述反应。下列叙述正确的是_______ (填字母)。
a.混合气体的密度不随时间变化时说明该反应达到平衡状态
b.平衡后再充入环己烷气体,平衡向右移动
c.加入高效催化剂,单位时间内环己烯的产率可能会增大
d.增大固体催化剂的质量,一定能提高正、逆反应速率
(3)环己烷的平衡转化率和环己烯的选择性()随温度的变化如图所示:
①随着温度升高,环己烷平衡转化率增大的原因是_______ 。
②当温度高于600℃时,可能的副产物有_______ (任写出其中一种结构简式)。
(4)在873K、100kPa条件下,向反应器中充入氩气和环己烷的混合气体,仅发生反应:。
①环己烷的平衡转化率随的增大而_______ (填“升高”或“降低”或“不变”),其原因是_______ 。
②当时,达到平衡所需时间为20min,环己烷的平衡转化率为,则平衡时环己烷的分压为_______ kPa(保留2位小数),该环己烷脱氢反应的压强平衡常数_______ kPa(保留2位小数)。[注:用分压计算的平衡常数为压强平衡常数(),分压=总压×物质的量分数]
(1)几种共价键的键能数据如下:
共价键 | ||||
键能/ | 436 | 413 | 348 | a |
(2)在恒温恒容密闭容器中充入环己烷气体,仅发生上述反应。下列叙述正确的是
a.混合气体的密度不随时间变化时说明该反应达到平衡状态
b.平衡后再充入环己烷气体,平衡向右移动
c.加入高效催化剂,单位时间内环己烯的产率可能会增大
d.增大固体催化剂的质量,一定能提高正、逆反应速率
(3)环己烷的平衡转化率和环己烯的选择性()随温度的变化如图所示:
①随着温度升高,环己烷平衡转化率增大的原因是
②当温度高于600℃时,可能的副产物有
(4)在873K、100kPa条件下,向反应器中充入氩气和环己烷的混合气体,仅发生反应:。
①环己烷的平衡转化率随的增大而
②当时,达到平衡所需时间为20min,环己烷的平衡转化率为,则平衡时环己烷的分压为
更新时间:2024/04/09 22:21:03
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【推荐1】应用(CO2催化加氢规模化生产甲醇是综合利用(CO2,实现“碳达峰”的有效措施之一、我国科学家研究发现二氧化碳电催化还原制甲醇的反应 ,需通过以下两步实现:
I.
II.
(1)反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示:=___________ ,反应是快反应___________ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)
(2)若 ,下列温度下反应能自发进行的是___________(填序号)。
(3)已知反应,在540K下,按初始投料、,,得到不同压强条件下H2的平衡转化率关系图:①a、b、c各曲线所表示的投料比由小到大的顺序为___________ (用字母表示)。
②N点在b曲线上,540K时的压强平衡常数Kp=___________ (MPa)-2(用平衡分压计算)。
(4)恒压下,分别向无分子筛膜和有分子筛膜(能选择性分离出)H?O)的两个同体积容器中通入1mol CO2和3mol H2,温度相同时,有分子筛膜的容器中甲醇的产率大于无分子筛膜的原因为___________ 。
(5)通过设计燃料电池,可以将甲醇中蕴藏的能量释放出来,酸性电解质溶液中,甲醇在电极上反应,产生碳氧化物COx。请写出燃料电池负极反应方程式___________ 。
I.
II.
(1)反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示:=
(2)若 ,下列温度下反应能自发进行的是___________(填序号)。
A.0℃ | B.70℃ | C.150℃ | D.280°C |
(3)已知反应,在540K下,按初始投料、,,得到不同压强条件下H2的平衡转化率关系图:①a、b、c各曲线所表示的投料比由小到大的顺序为
②N点在b曲线上,540K时的压强平衡常数Kp=
(4)恒压下,分别向无分子筛膜和有分子筛膜(能选择性分离出)H?O)的两个同体积容器中通入1mol CO2和3mol H2,温度相同时,有分子筛膜的容器中甲醇的产率大于无分子筛膜的原因为
(5)通过设计燃料电池,可以将甲醇中蕴藏的能量释放出来,酸性电解质溶液中,甲醇在电极上反应,产生碳氧化物COx。请写出燃料电池负极反应方程式
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐2】硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。
(1) 通过电化学循环法可将H2S转化为H2SO4和H2(如图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应:H2S+H2SO4=SO2↑+S↓+2H2O、S+O2=SO2。
①电极a上发生反应的电极反应式为______ 。
②理论上1 mol H2S参加反应可产生H2的物质的量为______ 。
(2) 表面喷淋水的活性炭可用于吸附氧化H2S,其原理可用下图表示。其它条件不变时,水膜的酸碱性与厚度会影响H2S的去除率。
①适当增大活性炭表面的水膜pH,H2S的氧化去除率增大的原因是______ 。
②若水膜过厚,H2S的氧化去除率减小的原因是______ 。
(3)Fe2O3可用作脱除H2S气体的脱硫剂。H2S首先与表面的Fe2O3产生疏松多孔的产物FeS,随着反应的进行,Fe2O3不断减少,产物层不断加厚,可用如图所示。失效的脱硫剂可在氧气中加热重新转化为Fe2O3实现“再生”。
①实验表明用Fe2O3脱除纯H2S反应一段时间后,因为产生的S单质将疏松FeS堵塞,反应速率明显减小。Fe2O3与H2S反应的化学方程式为______ 。
②“再生”时若O2浓度过大、反应温度过高,“再生”后的脱硫剂脱硫效果明显变差的原因可能是______ 。
(1) 通过电化学循环法可将H2S转化为H2SO4和H2(如图所示)。其中氧化过程发生如下两步反应:H2S+H2SO4=SO2↑+S↓+2H2O、S+O2=SO2。
①电极a上发生反应的电极反应式为
②理论上1 mol H2S参加反应可产生H2的物质的量为
(2) 表面喷淋水的活性炭可用于吸附氧化H2S,其原理可用下图表示。其它条件不变时,水膜的酸碱性与厚度会影响H2S的去除率。
①适当增大活性炭表面的水膜pH,H2S的氧化去除率增大的原因是
②若水膜过厚,H2S的氧化去除率减小的原因是
(3)Fe2O3可用作脱除H2S气体的脱硫剂。H2S首先与表面的Fe2O3产生疏松多孔的产物FeS,随着反应的进行,Fe2O3不断减少,产物层不断加厚,可用如图所示。失效的脱硫剂可在氧气中加热重新转化为Fe2O3实现“再生”。
①实验表明用Fe2O3脱除纯H2S反应一段时间后,因为产生的S单质将疏松FeS堵塞,反应速率明显减小。Fe2O3与H2S反应的化学方程式为
②“再生”时若O2浓度过大、反应温度过高,“再生”后的脱硫剂脱硫效果明显变差的原因可能是
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解答题-实验探究题
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(0.4)
名校
【推荐3】某研究小组学生探究硫酸铁溶液与铜粉的反应:
【资料】i.与可发生氧化还原反应,也可发生络合反应生成。
ii.淡黄色、可溶的,与共存时溶液显绿色。
(1)过程①溶液颜色变为浅蓝绿色时,发生反应的离子方程式是_______ 。
(2)经射线衍射实验检测,过程②中白色不溶物为CuSCN,同时有硫氰(生成,该反应的离子方程式是_______ 。
某同学针对过程③中溶液颜色变红且白色浑浊物增多的现象,提出一种假设;当反应体系中同时存在、、时,氧化性增强,可将氧化为。并做实验Ⅱ验证该假设。
(3)操作1中现象产生的可能原因是_______ 。
(4)通过实验操作2及现象可说明溶液放置过程中不会生成。写出操作2的完整过程_______ 。
(5)由操作4可知该同学的假设正确。操作4中被氧化为反应的离子方程式是_______ 。
已知该反应化学平衡常数,请用平衡移动原理解释实验I过程③中出现相关现象的原因_______ 。
(6)由实验可知,影响氧化还原反应发生的因素有_______ 。
实验I | 过程① 过程② 过程③ |
实验现象 | 过程①:振荡静置后溶液颜色变为浅蓝绿色; 过程②:滴加1滴0.1mol/LKSCN溶液后,溶液颜色变红并产生少量白色浑浊,振荡试管后,红色消失,白色浑浊物的量增多; 过程③:反复多次滴加0.1mol/LKSCN溶液,现象与过程②相同,白色浑浊物的量逐渐增多。 |
ii.淡黄色、可溶的,与共存时溶液显绿色。
(1)过程①溶液颜色变为浅蓝绿色时,发生反应的离子方程式是
(2)经射线衍射实验检测,过程②中白色不溶物为CuSCN,同时有硫氰(生成,该反应的离子方程式是
某同学针对过程③中溶液颜色变红且白色浑浊物增多的现象,提出一种假设;当反应体系中同时存在、、时,氧化性增强,可将氧化为。并做实验Ⅱ验证该假设。
序号 | 实验操作 | 实验现象 | |
实验Ⅱ | 操作1 | 取少量胆矾晶体()于试管中,加水溶解,向其中滴加KSCN溶液,振荡试管,静置观察现象。 | 溶液颜色很快由蓝色变蓝绿色,大约5分钟后,溶液颜色完全呈绿色,未观察到白色浑浊物;放置24小时后,溶液绿色变浅,试管底部有白色不溶物。 |
操作2 | _______ | 未见溶液变红色,大约2分钟后出现浑浊,略带黄色。放置4小时后,黄色浑浊物的量增多,始终未见溶液颜色变红。 | |
操作3 | 取少量胆矾晶体和绿矾晶体()混合物于试管中,加水溶解,振荡试管,静置观察现象。 | 溶液颜色为浅蓝绿色,放置4小时后,未发现颜色变化。 | |
操作4 | 取少量胆矾晶体和绿矾晶体混合物于试管中,加水溶解,向其中滴加KSCN溶液,振荡试管,静置观察现象。 | 溶液颜色立刻变红,产生白色浑浊,振荡后红色消失。 |
(4)通过实验操作2及现象可说明溶液放置过程中不会生成。写出操作2的完整过程
(5)由操作4可知该同学的假设正确。操作4中被氧化为反应的离子方程式是
已知该反应化学平衡常数,请用平衡移动原理解释实验I过程③中出现相关现象的原因
(6)由实验可知,影响氧化还原反应发生的因素有
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(0.4)
【推荐1】氨是重要的化工原料。请回答下列问题
(1)某条件下与作用时可发生如下反应:
已知:时,相关物质的焰的数据(如图1)
①根据相关物质的焓计算___________
②将一定比例的、和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,的转化率、生成的选择性与温度的关系如图2所示。
a、除去工业尾气中的适宜的温度为___________
b、随着温度的升高,的选择性下降的原因可能为___________
(2)时,与溶液发生反应=2.1×1013,反应过程分4步进行:
Ⅰ、
Ⅱ、
Ⅲ、
Ⅳ、
①根据以上信息计算可知,步骤Ⅲ中的平衡常数为___________
A B. C. D.
②K与之间的关系式为___________
(1)某条件下与作用时可发生如下反应:
已知:时,相关物质的焰的数据(如图1)
①根据相关物质的焓计算
②将一定比例的、和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,的转化率、生成的选择性与温度的关系如图2所示。
a、除去工业尾气中的适宜的温度为
b、随着温度的升高,的选择性下降的原因可能为
(2)时,与溶液发生反应=2.1×1013,反应过程分4步进行:
Ⅰ、
Ⅱ、
Ⅲ、
Ⅳ、
①根据以上信息计算可知,步骤Ⅲ中的平衡常数为
A B. C. D.
②K与之间的关系式为
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【推荐2】“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一。
Ⅰ.还原是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
请回答:
(1)有利于提高平衡转化率的条件是________。
(2)反应的________ 。
(3)恒压、750℃时,和按物质的量之比1:3投料,反应经如下流程(主要产物已标出)可实现高效转化。下列说法正确的是________。
Ⅱ.二氧化碳加氢制甲醇是研究的另一热点,其总反应可表示为:
反应1:,该反应一般认为通过如下步骤来实现:
反应2:
反应3:
(4)反应2的________。
(5)若反应2为慢反应,请在如图中画出上述两步反应能量变化的示意图________ 。(6)不同压强下按照投料,实验测定的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是____________________ 。(7)写出甲醇燃料电池碱性条件下的负极反应式__________________ 。
Ⅰ.还原是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
请回答:
(1)有利于提高平衡转化率的条件是________。
A.低温低压 | B.低温高压 | C.高温低压 | D.高温高压 |
(2)反应的
(3)恒压、750℃时,和按物质的量之比1:3投料,反应经如下流程(主要产物已标出)可实现高效转化。下列说法正确的是________。
A.可循环利用,不可循环利用 |
B.过程ⅱ,吸收可促使氧化的平衡正移 |
C.过程ⅱ产生的最终未被吸收,在过程ⅲ被排出 |
D.相比于反应 ,该流程的总反应还原需吸收的能量更多 |
Ⅱ.二氧化碳加氢制甲醇是研究的另一热点,其总反应可表示为:
反应1:,该反应一般认为通过如下步骤来实现:
反应2:
反应3:
(4)反应2的________。
A.大于0 | B.小于0 | C.等于0 | D.无法判断 |
(5)若反应2为慢反应,请在如图中画出上述两步反应能量变化的示意图
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(0.4)
【推荐3】气态含氮化合物及相关反应是新型科研热点。
Ⅰ.工业上主要采用氨催化氧化法生产NO:
主反应:
副反应:
(1)王金兰课题组提出合成氨的“表面氢化机理“如图,在较低的电压下实现氮气还原合成氨。“=中间体”是氮气还原合成氨的决速步,“中间体”为_______ (写结构式)。
(2)已知 ,则_______ 。
(3)制备NO时,在某种氨的初始含量下,温度升高一段时间后,体系中减小,可能的原因是_______ 。
Ⅱ.已知工业上常利用NO和反应来制备有机合成中的重要试剂亚硝酰氯,化学方程式为 。
(4)保持恒温恒容条件,将物质的量之和为的NO和以不同的氮氯比进行反应,平衡时某反应物的转化率和氮氯比及不同温度的关系如图所示:
①图中、的关系为_______ (填“小于”大于”或“等于”)。
①体系初始压强为,则A点的平衡常数_______ (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
Ⅲ.是空气污染物之一,用焦炭还原的反应为: 。T℃时,向容积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和,经,测得各容器中的转化率与容器容积的关系如图所示。
(5)①提高平衡转化率可采取的措施是_______ (答出一种即可)。
②a点对应的容器,内_______ (用含字母的代数式表示)。
③a、b、c三点中,未达平衡状态的有_______ 。
Ⅰ.工业上主要采用氨催化氧化法生产NO:
主反应:
副反应:
(1)王金兰课题组提出合成氨的“表面氢化机理“如图,在较低的电压下实现氮气还原合成氨。“=中间体”是氮气还原合成氨的决速步,“中间体”为
(2)已知 ,则
(3)制备NO时,在某种氨的初始含量下,温度升高一段时间后,体系中减小,可能的原因是
Ⅱ.已知工业上常利用NO和反应来制备有机合成中的重要试剂亚硝酰氯,化学方程式为 。
(4)保持恒温恒容条件,将物质的量之和为的NO和以不同的氮氯比进行反应,平衡时某反应物的转化率和氮氯比及不同温度的关系如图所示:
①图中、的关系为
①体系初始压强为,则A点的平衡常数
Ⅲ.是空气污染物之一,用焦炭还原的反应为: 。T℃时,向容积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和,经,测得各容器中的转化率与容器容积的关系如图所示。
(5)①提高平衡转化率可采取的措施是
②a点对应的容器,内
③a、b、c三点中,未达平衡状态的有
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(0.4)
名校
【推荐1】苯乙烯是重要的化工原料,可由乙烯、乙炔为原料合成。反应过程如下所示:
乙炔聚合:3C2 H2(g)C6H6 (g) ∆H1
合成乙苯:C6H6(g)+C2H4(g) C6H5CH2CH3(g) ∆H2
乙苯脱氢:C6H5CH2CH3(g) C6H5CH=CH2 (g)+H2 (g) △H3
(1)乙苯脱氢是合成苯乙烯的关键步骤。某温度下,向2.0 L恒容密闭容器中充入0.10 mol C6H5CH2CH3(g),测得乙苯脱氢反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
①计算该温度下的平衡常数K=______ (结果保留至小数点后两位)。
②下列不能说明该温度下反应达到平衡状态的是_____ (填字母代号)。
a.v(C6H5CH2CH3)=v(H2) b.苯乙烯的体积分数不变
c.平衡常数K保持不变 d.混合气体的平均相对分子质量不变
(2)向体积为3.0 L的恒容密闭容器中充入0. 20 mol C6H5CH2CH3(g),当乙苯脱氢反应达到平衡状态时,平衡体系组成(物质的量分数)与温度的关系如图所示。
①该反应的∆H3______ 0(填“大于”“等于”或“小于”)。
②该平衡体系在600℃时,乙苯的物质的量分数为50%,则氢气的物质的量分数为_____ 。若在此温度下加入水蒸气作稀释剂,则乙苯的平衡转化率将如何变化并简述理由__________ 。
(3)苯乙烯能与酸性KMnO4溶液混合反应生成苯甲酸(C6H5COOH)。室温下,向饱和苯甲酸溶液中加入碳酸氢钠固体使溶液显中性,则溶液中c(C6H5COOH):c(C6H5COO-)=___________ 。(已知:苯甲酸的Ka=6.4×l0-5;碳酸的Kal=4.2×l0-7,Ka2=5.6×l0-ll)
乙炔聚合:3C2 H2(g)C6H6 (g) ∆H1
合成乙苯:C6H6(g)+C2H4(g) C6H5CH2CH3(g) ∆H2
乙苯脱氢:C6H5CH2CH3(g) C6H5CH=CH2 (g)+H2 (g) △H3
(1)乙苯脱氢是合成苯乙烯的关键步骤。某温度下,向2.0 L恒容密闭容器中充入0.10 mol C6H5CH2CH3(g),测得乙苯脱氢反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
时间t/h | 0 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 20 | 25 | 30 |
总压强p/100kPa | 4.91 | 5.58 | 6.32 | 7.31 | 8.54 | 9.50 | 9.52 | 9.53 | 9.53 |
①计算该温度下的平衡常数K=
②下列不能说明该温度下反应达到平衡状态的是
a.v(C6H5CH2CH3)=v(H2) b.苯乙烯的体积分数不变
c.平衡常数K保持不变 d.混合气体的平均相对分子质量不变
(2)向体积为3.0 L的恒容密闭容器中充入0. 20 mol C6H5CH2CH3(g),当乙苯脱氢反应达到平衡状态时,平衡体系组成(物质的量分数)与温度的关系如图所示。
①该反应的∆H3
②该平衡体系在600℃时,乙苯的物质的量分数为50%,则氢气的物质的量分数为
(3)苯乙烯能与酸性KMnO4溶液混合反应生成苯甲酸(C6H5COOH)。室温下,向饱和苯甲酸溶液中加入碳酸氢钠固体使溶液显中性,则溶液中c(C6H5COOH):c(C6H5COO-)=
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(0.4)
解题方法
【推荐2】工厂烟气(主要污染物为、NO)直接排放会造成空气污染,需处理后才能排放。
(1)还原技术是目前高效、成熟的去除的技术之一()。使用催化剂能有效脱除工厂烟气中的氮氧化物。
已知:反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
①反应___________ 。
②在不同温度下,仅改变的浓度,NO的脱除率与浓度的关系如图1所示,浓度在1%~3%之间时,随着浓度增大,NO脱除率明显升高的原因可能是___________ 。
(2)/碳基材料(活性炭、活性焦、活碳纤维)也可以脱硫、脱硝。/碳基材料脱硫时,控制一定气体流速和温度,烟气中的存在对/碳基材料催化剂脱硫、脱硝活性的影响结果如图2所示,当浓度过高时,去除率下降,其可能原因是___________ 。
(3)研究高效催化剂是解决NO对大气污染问题的重要途径。400℃时,在分别装有催化剂的A和B的两个容积为2L的刚性密闭容器中,各充入物质的量均为nmol的NO和CO发生反应。通过测定容器内总压强随时间变化来探究催化剂对反应速率的影响,数据如表:
①由表可以判断催化剂___________ (填“A”或“B”)的效果更好。
②下列说法能表明该反应已经达到平衡状态的是___________ (填标号)。
A.
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.
D.容器内气体的密度不再发生变化
③容器中CO的平衡转化率为___________ %。400℃时,用压强表示的平衡常数_____ ()。
④汽车尾气中含有NO和CO,在排气管中使用催化剂可以提高污染物的转化率,其原因是___________ 。
(1)还原技术是目前高效、成熟的去除的技术之一()。使用催化剂能有效脱除工厂烟气中的氮氧化物。
已知:反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
①反应
②在不同温度下,仅改变的浓度,NO的脱除率与浓度的关系如图1所示,浓度在1%~3%之间时,随着浓度增大,NO脱除率明显升高的原因可能是
(2)/碳基材料(活性炭、活性焦、活碳纤维)也可以脱硫、脱硝。/碳基材料脱硫时,控制一定气体流速和温度,烟气中的存在对/碳基材料催化剂脱硫、脱硝活性的影响结果如图2所示,当浓度过高时,去除率下降,其可能原因是
(3)研究高效催化剂是解决NO对大气污染问题的重要途径。400℃时,在分别装有催化剂的A和B的两个容积为2L的刚性密闭容器中,各充入物质的量均为nmol的NO和CO发生反应。通过测定容器内总压强随时间变化来探究催化剂对反应速率的影响,数据如表:
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | ∞ |
A容器内压强/kPa | 100.0 | 90.0 | 85.0 | 80.0 | 80.0 |
B容器内压强/kPa | 100.0 | 95.0 | 90.0 | 85.0 | 80.0 |
②下列说法能表明该反应已经达到平衡状态的是
A.
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.
D.容器内气体的密度不再发生变化
③容器中CO的平衡转化率为
④汽车尾气中含有NO和CO,在排气管中使用催化剂可以提高污染物的转化率,其原因是
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【推荐3】中国政府承诺2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和。含碳化合物的吸收与排放是科学研究的重要方向。
(1)以生物材质(以C计)与水蒸气反应制取是一种低耗能,高效率的制方法。该方法由气化炉制造和燃烧炉再生CaO两步构成。气化炉中涉及到的反应如下:
I.
II.
III.
IV.
①该工艺制总反应可表示为,该反应的平衡常数K=_______ (用K1等的代数式表示),该反应的焓变_______ 用等的代数式表示)。
②在2L的密闭容器中加入一定量的C(s)、和。下列能说明反应达到平衡的是___ 。
A.容器内混合物的质量不再变化 B.形成键的同时断裂键
C.混合气体的密度不再变化 D.与的物质的量之比不再变化
(2),
①上述反应的活化能Ea(正)_______ Ea(逆)(填“大于”或“小于”)
②一定温度下,将和充入2L密闭容器中发生上述反应,初始压强为,达平衡时压强变为,该反应的平衡常数_______ 。(以分压表示,分压=总压×物质的量分数,列出表达式,不必求算)
③在四种不同的容器中发生上述反应,若初始温度、压强和反应物用量均相同,则的转化率最高的是_______ (填标号)。
a.恒温恒容容器 b.恒容绝热容器 c.恒压绝热容器 d.恒温恒压容器
(3)和都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如下图所示:
①若生成的乙烯和乙烷的体积比为1:1,阳极上的反应式为_______ 。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为1:2,则消耗的和体积比为_______ 。
(1)以生物材质(以C计)与水蒸气反应制取是一种低耗能,高效率的制方法。该方法由气化炉制造和燃烧炉再生CaO两步构成。气化炉中涉及到的反应如下:
I.
II.
III.
IV.
①该工艺制总反应可表示为,该反应的平衡常数K=
②在2L的密闭容器中加入一定量的C(s)、和。下列能说明反应达到平衡的是
A.容器内混合物的质量不再变化 B.形成键的同时断裂键
C.混合气体的密度不再变化 D.与的物质的量之比不再变化
(2),
①上述反应的活化能Ea(正)
②一定温度下,将和充入2L密闭容器中发生上述反应,初始压强为,达平衡时压强变为,该反应的平衡常数
③在四种不同的容器中发生上述反应,若初始温度、压强和反应物用量均相同,则的转化率最高的是
a.恒温恒容容器 b.恒容绝热容器 c.恒压绝热容器 d.恒温恒压容器
(3)和都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如下图所示:
①若生成的乙烯和乙烷的体积比为1:1,阳极上的反应式为
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为1:2,则消耗的和体积比为
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐1】二氧化碳是一种廉价的碳资源,科研发现可以与在一定条件下反应转化为有机物,实现资源的再利用。回答下列问题:
(1)25℃、下,由最稳定单质生成纯化合物的焓变称为该化合物的标准摩尔生成焓,用符号表示。
已知:①
②金刚石的燃烧热为
则的_______ 。
(2)与在一定条件下转化为的反应如下
主反应:
副反应:
①时,在2L恒容密闭容器中充入和,发生上述反应。
已知起始时压强为,后达到平衡,实验测得平衡时数据如下:
a._______ ;_______ (用含的表达式表示)
b.用的浓度变化表示主反应内的平均速率_______ 。
c.时,主反应的平衡常数K=_______ 。
②在恒压、和的起始量一定的条件下,平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图。其中:的选择性。
a.温度高于300℃,的平衡转化率随温度升高而上升的原因是_______ 。
b.220℃时,在催化剂作用下与反应一段时间后,测得的选择性为图中A点数据。不改变反应时间和温度,一定能提高选择性的措施有_______ (写出两种方法)。
(1)25℃、下,由最稳定单质生成纯化合物的焓变称为该化合物的标准摩尔生成焓,用符号表示。
已知:①
②金刚石的燃烧热为
则的
(2)与在一定条件下转化为的反应如下
主反应:
副反应:
①时,在2L恒容密闭容器中充入和,发生上述反应。
已知起始时压强为,后达到平衡,实验测得平衡时数据如下:
转化率(%) | 物质的量() | 压强() | ||
H2 | CO2 | CO | ||
x | 40 | y | 0.1 |
a.
b.用的浓度变化表示主反应内的平均速率
c.时,主反应的平衡常数K=
②在恒压、和的起始量一定的条件下,平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图。其中:的选择性。
a.温度高于300℃,的平衡转化率随温度升高而上升的原因是
b.220℃时,在催化剂作用下与反应一段时间后,测得的选择性为图中A点数据。不改变反应时间和温度,一定能提高选择性的措施有
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】为减小CO2对环境的影响,在限制其排放量的同时,应加强对CO2创新利用的研究。
(1)① 把含有较高浓度CO2的空气通入饱和K2CO3溶液。
② 在①的吸收液中通高温水蒸气得到高浓度的CO2气体。
写出②中反应的化学方程式________ 。
(2)如将CO2与H2以1:3的体积比混合。
①适当条件下合成某烃和水,该烃是_______ (填序号)。
A.烷烃 B.烯烃 C.炔烃 D.苯的同系物
② 适当条件下合成燃料甲醇和水。在体积为2L的密闭容器中,充入2 mol CO2和6 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0 kJ/mol。
测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
从反应开始到平衡,v(H2)=______ ;氢气的转化率=_______ ;能使平衡体系中n(CH3OH)增大的措施有______ 。
(3)如将CO2与H2以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。
已知:
CH4(g) + 2O2(g)CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH1=― 890.3 kJ/mol
H2(g) + 1/2O2(g)H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ/mol
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是________ 。
(4)某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量,经查得一些物质在20℃的数据如下表。
(说明:Ksp越小,表示该物质在水溶液中越易沉淀)
吸收CO2最合适的试剂是_________ [填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”]溶液,实验时除需要测定工业废气的体积(折算成标准状况)外,还需要测定__________ 。
(1)① 把含有较高浓度CO2的空气通入饱和K2CO3溶液。
② 在①的吸收液中通高温水蒸气得到高浓度的CO2气体。
写出②中反应的化学方程式
(2)如将CO2与H2以1:3的体积比混合。
①适当条件下合成某烃和水,该烃是
A.烷烃 B.烯烃 C.炔烃 D.苯的同系物
② 适当条件下合成燃料甲醇和水。在体积为2L的密闭容器中,充入2 mol CO2和6 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0 kJ/mol。
测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
从反应开始到平衡,v(H2)=
(3)如将CO2与H2以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。
已知:
CH4(g) + 2O2(g)CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH1=― 890.3 kJ/mol
H2(g) + 1/2O2(g)H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ/mol
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是
(4)某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量,经查得一些物质在20℃的数据如下表。
溶解度(S)/g | 溶度积(Ksp) | ||
Ca(OH)2 | Ba(OH)2 | CaCO3 | BaCO3 |
0.16 | 3.89 | 2.9×10-9 | 2.6×10-9 |
(说明:Ksp越小,表示该物质在水溶液中越易沉淀)
吸收CO2最合适的试剂是
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
名校
【推荐3】发展新能源、改善空气质量一直是化学研究的热点。回答下列问题:
(1)甲醇是可再生的清洁能源,可利用CO2与H2合成甲醇:,该反应历程如图所示。合成甲醇过程中产生的有机副产物为
A. B.
C. D.
(2)焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中反应可制合成气(CO和H2),主要反应Ⅰ、Ⅱ的(为以分压表示的平衡常数)与T的关系如图所示。
①反应Ⅰ的
②在容积为10 L的密闭容器中充入1 mol CO、1 mol H2O只发生反应Ⅱ,5 min时到达图2中的d点,则0~5 min内,用CO表示的反应速率为
(3)c点时,若反应容器中CO的浓度为,则CO2的浓度为
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