大气中含量的控制和资源化利用具有重要意义。
(1)还原是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
Ⅰ:
Ⅱ:
反应___________
(2)工业上可利用制备:
①时,该反应的平衡常数,该温度下某时刻测得体系内四种物质的浓度均为,则此时___________ (填“>”“=”或“<”)。
②提高反应速率且增大的平衡产率,可采取的措施___________ 。
A.升高反应温度
B.使用合适的催化剂
C.增大体系压强
D.从平衡体系中及时分离出
(3)一种捕获并实现资源利用的反应原理如图1所示。反应Ⅰ完成之后,以为载气,将恒定组成的混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到,在催化剂上有积碳,推测发生了副反应(反应Ⅲ):。①反应Ⅱ的化学方程式为___________ 。
②时间段内,反应Ⅱ速率减小至0的原因___________ 。
③时刻,反应II和反应Ⅲ生成的速率之比为___________ 。
(4)在铜基配合物的催化作用下,利用电化学原理可将转化为碳基燃料(包括、烷烃和羧酸等),其装置原理如图所示。①图中生成甲酸的电极反应式为___________ 。
②当有通过质子交换膜时,理论上最多生成的质量为___________ 。
(1)还原是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
Ⅰ:
Ⅱ:
反应
(2)工业上可利用制备:
①时,该反应的平衡常数,该温度下某时刻测得体系内四种物质的浓度均为,则此时
②提高反应速率且增大的平衡产率,可采取的措施
A.升高反应温度
B.使用合适的催化剂
C.增大体系压强
D.从平衡体系中及时分离出
(3)一种捕获并实现资源利用的反应原理如图1所示。反应Ⅰ完成之后,以为载气,将恒定组成的混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到,在催化剂上有积碳,推测发生了副反应(反应Ⅲ):。①反应Ⅱ的化学方程式为
②时间段内,反应Ⅱ速率减小至0的原因
③时刻,反应II和反应Ⅲ生成的速率之比为
(4)在铜基配合物的催化作用下,利用电化学原理可将转化为碳基燃料(包括、烷烃和羧酸等),其装置原理如图所示。①图中生成甲酸的电极反应式为
②当有通过质子交换膜时,理论上最多生成的质量为
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更新时间:2024-04-11 14:06:35
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【推荐1】聚合氯化铝是一种新型净水剂,其中铝的总浓度(用c表示)包括三类:主要为Al3+中的单体形态铝(用Ala表示)总浓度,主要为 [AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+的中等聚合形态铝总浓度(用Alb表示)和Al(OH)3胶体形态铝(用Alc表示)总浓度。
(1)真空碳热还原一氧化法可实现由铝土矿制备金属铝,相关反应的热化学方程式如下:
①Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g) ΔH1=akJ·mol-1
②6AlCl(g)=4Al(s)+2AlCl3(g) ΔH2=bkJ·mol-1
则反应Al2O3(s) +3C(s)=2Al (s)+3CO(g) 说明ΔH=_______ kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
_0( 填“>”或“<”)。
反应①在常压、1900℃的高温下才能进行,说明ΔH_______ 0(填“>”、“<”或“=”)
(2)用膜蒸馏(简称MD)浓缩技术将聚合氯化铝溶液进行浓缩,实验过程中不同浓度聚合氯化铝溶液中铝形态分布(百分数)如右表:
①在一定温度下,AlT越大,Al(OH)3胶体的百分含量________ (填“越大”“越小”或“不变”)。
②若将c=2.520mol/L的聚合氧化铝溶液加水稀释,则稀释过程中发生的主要反应的离子方程式为_________________________________ 。
(3)一定条件下,向1.0mol/L的AlCl溶液中加入0.6mol/L的NaOH溶液,可制得Alb含量约为86% 的聚合氯化铝溶液。写出生成[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+的离子方程式:_________________________ 。
(4)已知Al3++4X2,X表示显色剂,表示有色物质,通过比色分析得
到25 ℃时Al3+浓度随时间的变化关系如图所示(初始时X的浓度为0.194 mol·L-1)。
①1min时, 的浓度为___________ 。
②0~3min内该反应的速率vx=________ 。
③第9min时,反应达到平衡,K=__________ (用代数式表示)。
(1)真空碳热还原一氧化法可实现由铝土矿制备金属铝,相关反应的热化学方程式如下:
①Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g) ΔH1=akJ·mol-1
②6AlCl(g)=4Al(s)+2AlCl3(g) ΔH2=bkJ·mol-1
则反应Al2O3(s) +3C(s)=2Al (s)+3CO(g) 说明ΔH=
_0( 填“>”或“<”)。
反应①在常压、1900℃的高温下才能进行,说明ΔH
(2)用膜蒸馏(简称MD)浓缩技术将聚合氯化铝溶液进行浓缩,实验过程中不同浓度聚合氯化铝溶液中铝形态分布(百分数)如右表:
AlT/(mol·L-1) | Ala/% | Alb/% | A1c/% |
0.208 | 1.4 | 86.6 | 12.0 |
0.489 | 2.3 | 86.2 | 11.5 |
0.884 | 2.3 | 88.1 | 9.6 |
1.613 | 3.1 | 87.0 | 9.9 |
2.520 | 4.5 | 88.2 | 7.3 |
①在一定温度下,AlT越大,Al(OH)3胶体的百分含量
②若将c=2.520mol/L的聚合氧化铝溶液加水稀释,则稀释过程中发生的主要反应的离子方程式为
(3)一定条件下,向1.0mol/L的AlCl溶液中加入0.6mol/L的NaOH溶液,可制得Alb含量约为86% 的聚合氯化铝溶液。写出生成[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+的离子方程式:
(4)已知Al3++4X2,X表示显色剂,表示有色物质,通过比色分析得
到25 ℃时Al3+浓度随时间的变化关系如图所示(初始时X的浓度为0.194 mol·L-1)。
①1min时, 的浓度为
②0~3min内该反应的速率vx=
③第9min时,反应达到平衡,K=
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【推荐2】氨是最重要的化工原料之一,自20世纪初以来,工业上合成氨主要依赖Haber-Bosch技术。探索新的合成氨的方法一直是重要课题。
(1)最新的“人工固氮"研究报道:在常温、常压、光照条件下, N2在催化剂表面与水发生反应,直接生成氨气和氧气。已知: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △H =-a kJ/mol,2H2(g) + O2(g)= 2H2O(1) △H = -b kJ/mol,写出上述固氮反应的热化学方程式:____________ 。
(2)近期,两位希腊化学家提出了电解合成氨的新思路:采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+ )为介质,实现了高温(570°C)常压下高转化率的电解法合成氨,转化率可达到78% ,装置如图:
钯电极A是电解池的____ 极(填“阳”或“阴”) ,则该阴极反应式为___________
(2)恒温、恒容条件下,在容器中模拟Haber Bosch法合成氨,如下图(图中所示数据为初始物理量)。t分钟后反应达到平衡,生成的NH3为0.4 mol。
①判断该容器中的反应达平衡的依据是____ (填字母)。
a .压强不随时间改变
b .气体的密度不随时间改变
c . c(N2)不随时间改变
d .单位时间内生成2 mol NH3的同时消耗1 mol N2
e .单位时间内断裂3 mol H-H键,同时断裂6 mol N-H键
②该条件下容器中反应的平衡常数K=___ ; 平衡时,混合气体压强p平=__ (用初始压强po表示)。
(1)最新的“人工固氮"研究报道:在常温、常压、光照条件下, N2在催化剂表面与水发生反应,直接生成氨气和氧气。已知: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △H =-a kJ/mol,2H2(g) + O2(g)= 2H2O(1) △H = -b kJ/mol,写出上述固氮反应的热化学方程式:
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钯电极A是电解池的
(2)恒温、恒容条件下,在容器中模拟Haber Bosch法合成氨,如下图(图中所示数据为初始物理量)。t分钟后反应达到平衡,生成的NH3为0.4 mol。
①判断该容器中的反应达平衡的依据是
a .压强不随时间改变
b .气体的密度不随时间改变
c . c(N2)不随时间改变
d .单位时间内生成2 mol NH3的同时消耗1 mol N2
e .单位时间内断裂3 mol H-H键,同时断裂6 mol N-H键
②该条件下容器中反应的平衡常数K=
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【推荐3】碘及其化合物在生产、生活和科技等方面都有着重要的应用。回答下列问题:
(1)已知:①
②。
则5CO(g)+I2O5(s)=5CO2(g)+I2(s)的ΔH=_______ 。
(2)碘不易溶于水,但易溶于碘化钾溶液并生成多碘离子,反应如下:
① ; ② 。
温度降低时,反应①的平衡常数将_______ (填“增大”“减小”或“不变”);反应②的平衡常数的表达式为K=_______ 。
(3)碘与钨在一定温度下,可发生如下可逆反应:。现准确称取0.508g碘和0.736g金属钨放置于50.0mL的密闭容器中,并加热使其反应。如图是混合气体中的WI2蒸气的物质的量随时间变化关系的图象[n(WI2)~t],其中曲线Ⅰ(0~t2时间段)的反应温度为450℃,曲线Ⅱ(从t2时刻开始)的反应温度为530℃。
① 该反应ΔH_______ 0(填“>”或“<”)。
② 反应从开始到t1(t1= 3 min)时间内 I2的平均反应速率v(I2)=_______ 。
③ 在450℃时,该反应的平衡常数K的值为_______ 。
④ 能够说明上述反应已经达到平衡状态的有_______ (填选项字母)。
A.I2与WI2的浓度相等
B. 容器内各气体的浓度不再改变
C. 容器内混合气体的密度不再改变
D.容器内气体压强不发生变化
(1)已知:①
②。
则5CO(g)+I2O5(s)=5CO2(g)+I2(s)的ΔH=
(2)碘不易溶于水,但易溶于碘化钾溶液并生成多碘离子,反应如下:
① ; ② 。
温度降低时,反应①的平衡常数将
(3)碘与钨在一定温度下,可发生如下可逆反应:。现准确称取0.508g碘和0.736g金属钨放置于50.0mL的密闭容器中,并加热使其反应。如图是混合气体中的WI2蒸气的物质的量随时间变化关系的图象[n(WI2)~t],其中曲线Ⅰ(0~t2时间段)的反应温度为450℃,曲线Ⅱ(从t2时刻开始)的反应温度为530℃。
① 该反应ΔH
② 反应从开始到t1(t1= 3 min)时间内 I2的平均反应速率v(I2)=
③ 在450℃时,该反应的平衡常数K的值为
④ 能够说明上述反应已经达到平衡状态的有
A.I2与WI2的浓度相等
B. 容器内各气体的浓度不再改变
C. 容器内混合气体的密度不再改变
D.容器内气体压强不发生变化
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【推荐1】为了保护环境,科学家们着力研究大气污染物的治理。
(1)治理含CO、SO2的烟道气以Fe2O3做催化剂,将CO、SO2在380℃时转化为S和一种无毒气体。已知:①硫的熔点:112.8℃、沸点:444.6℃;于反应每得到mol硫,放出270kJ的热量。写出该治理烟道气反应的热化学方程式___________ ;其他条件相同、催化剂不同时,上述反应中SO2的转化率随反应温度的变化如图所示,不考虑催化剂价格因素,生产中选Fe2O3做催化剂的主要原因是___________ ;
(2)在450℃,并有V2O5的催化剂存在下SO2能转化为SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-190kJ·mol-1;已知单质硫的燃烧热为296kJ·mol-1,则S(s)+O2(g)SO3(g)△H=__________ kJ·mol-1.在铜的作用下完成工业尾气中SO2的部分催化氧化,所发生反应为:2SO2+2nCu+(n+1)O2+(2-2n)H2O=2nCuSO4+(2-2n)H2SO4从环境保护的角度看,催化脱硫的意义为___________ ;每吸收标准状况下11.2LSO2,被SO2还原的O2的质量为___________ g。
(3)在一个固定容积为5L的密闭容器中充0.20molSO2和0.10molO2,在450℃并有催化剂条件下,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO30.10mol,则V(O2)=___________ (mol·L-1·min-1);放出的热量为___________ kJ;该温度下的平衡常数为___________ ;若继续通入0.20molSO2和0.10molO2,则再次平衡时,二氧化硫的转化率___________ (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(1)治理含CO、SO2的烟道气以Fe2O3做催化剂,将CO、SO2在380℃时转化为S和一种无毒气体。已知:①硫的熔点:112.8℃、沸点:444.6℃;于反应每得到mol硫,放出270kJ的热量。写出该治理烟道气反应的热化学方程式
(2)在450℃,并有V2O5的催化剂存在下SO2能转化为SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-190kJ·mol-1;已知单质硫的燃烧热为296kJ·mol-1,则S(s)+O2(g)SO3(g)△H=
(3)在一个固定容积为5L的密闭容器中充0.20molSO2和0.10molO2,在450℃并有催化剂条件下,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO30.10mol,则V(O2)=
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(0.4)
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【推荐2】是重要的化工原料,在生产和生活中都发挥着重要作用。
(1)配合物广泛存在于自然界,其中能与形成深蓝色溶液。
①基态的3d电子轨道表示式为_______ 。
②的配位原子是_______ ,氨气中H—N—H的键角小于配合物中H—N—H的键角,其原因是_______ 。
(2)氨是制取硝酸的重要原料。氨的催化氧化过程主要有以下两个反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
①反应_______ 。
②不同温度下氨催化氧化的平衡常数如下();
下列说法正确的是_______ 。
A.如果对反应不加控制,氨和氧气反应的最终产物主要是
B.为使反应有利于向生成更多的NO方向进行,不必关注热力学问题(平衡移动问题),需要关注动力学问题(反应速率问题)
C.在实际生产中,需采用高压氧化,以利于提高NO的产率
D.反应中需控制氨氧比、选择性催化剂的形状、气固相接触时间等
(3)已知可通过下列方法合成尿素:
第一步:
第二步:在体积为5 L的密闭容器中加入1 mol 和4 mol ,在一定条件下反应进行到10 min时,测得和尿素的物质的量均为0.25 mol,15 min后,测得的物质的量为0.1 mol,如图所示。
①若用单位时间内物质的量的变化来表示固体或纯液体的反应速率,则10 min内第一步反应中生成(氨基甲酸铵)的平均反应速率为_______ 。
②反应进行15分钟后,随着时间的变化,尿素和氨基甲酸铵的物质的量变化比较明显,但氨气和二氧化碳的物质的量基本不变,其主要原因是_______ ,第一步反应的平衡常数_______ (列出算式即可)。
(1)配合物广泛存在于自然界,其中能与形成深蓝色溶液。
①基态的3d电子轨道表示式为
②的配位原子是
(2)氨是制取硝酸的重要原料。氨的催化氧化过程主要有以下两个反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
①反应
②不同温度下氨催化氧化的平衡常数如下();
温度(℃) | 300 | 500 | 700 | 900 | 1100 |
反应Ⅰ() | 6.3×1041 | 1.1×1026 | 2.1×1019 | 3.8×1015 | 3.4×1011 |
反应Ⅱ() | 7.3×1056 | 7.1×1034 | 2.6×1025 | 1.5×1020 | 6.7×1016 |
A.如果对反应不加控制,氨和氧气反应的最终产物主要是
B.为使反应有利于向生成更多的NO方向进行,不必关注热力学问题(平衡移动问题),需要关注动力学问题(反应速率问题)
C.在实际生产中,需采用高压氧化,以利于提高NO的产率
D.反应中需控制氨氧比、选择性催化剂的形状、气固相接触时间等
(3)已知可通过下列方法合成尿素:
第一步:
第二步:在体积为5 L的密闭容器中加入1 mol 和4 mol ,在一定条件下反应进行到10 min时,测得和尿素的物质的量均为0.25 mol,15 min后,测得的物质的量为0.1 mol,如图所示。
①若用单位时间内物质的量的变化来表示固体或纯液体的反应速率,则10 min内第一步反应中生成(氨基甲酸铵)的平均反应速率为
②反应进行15分钟后,随着时间的变化,尿素和氨基甲酸铵的物质的量变化比较明显,但氨气和二氧化碳的物质的量基本不变,其主要原因是
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【推荐3】据公安部2019年12月统计,2019年全国机动车保有量已达3.5亿。汽车尾气排放的碳氢化合物、氮氧化物及一氧化碳是许多城市大气污染的主要污染物。氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点。
(一): (1)以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s); ΔH1=-159 kJ·mol−1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g); ΔH2=a kJ·mol−1
③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g); ΔH3=-87kJ·mol−1
则a为___________ 。
(2)尿素可用于湿法烟气脱氮工艺,其反应原理为:NO+NO2+H2O=2HNO2;2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。当烟气中NO、NO2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳。若烟气中V(NO)∶V(NO2)=5∶1时,可通入一定量的空气,同温同压下,V(空气)∶V(NO)=___________ (假设空气中氧气的体积含量为20%)。
(3)下图表示使用新型电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl - NH4Cl为电解质溶液制造出既能提供能量,同时又能实现氮固定的新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式___________ ,生产中可分离出的物质A的化学式为___________ 。
(二): 向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,发生反应:C(s) + 2NO(g) N2(g) + CO2(g) △H<0,NO和N2的物质的量变化如下表所示。
(1)T1℃温度下,反应进行了5min,用二氧化碳表示该反应的平均反应速率___________ 。
(2)已知:气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数。T1时用平衡分压代替平衡浓度计算平衡常数KP=___________ 。
(3)第15min后,温度调整到T2,数据变化如上表所示,则T1___________ T2(填“>”、“<”或“=”)。
(4)若30min时,保持T2不变,向该容器中再加入该四种反应混合物各2mol,则此时反应___________ 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(一): (1)以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s); ΔH1=-159 kJ·mol−1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g); ΔH2=a kJ·mol−1
③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g); ΔH3=-87kJ·mol−1
则a为
(2)尿素可用于湿法烟气脱氮工艺,其反应原理为:NO+NO2+H2O=2HNO2;2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。当烟气中NO、NO2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳。若烟气中V(NO)∶V(NO2)=5∶1时,可通入一定量的空气,同温同压下,V(空气)∶V(NO)=
(3)下图表示使用新型电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl - NH4Cl为电解质溶液制造出既能提供能量,同时又能实现氮固定的新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式
(二): 向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,发生反应:C(s) + 2NO(g) N2(g) + CO2(g) △H<0,NO和N2的物质的量变化如下表所示。
物质的量/mol | T1/℃ | T2/℃ | |||||
0 | 5min | 10min | 15min | 20min | 25min | 30min | |
NO | 2.0 | 1.16 | 0.80 | 0.80 | 0.50 | 0.40 | 0.40 |
N2 | 0 | 0.42 | 0.60 | 0.60 | 0.75 | 0.80 | 0.80 |
(1)T1℃温度下,反应进行了5min,用二氧化碳表示该反应的平均反应速率
(2)已知:气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数。T1时用平衡分压代替平衡浓度计算平衡常数KP=
(3)第15min后,温度调整到T2,数据变化如上表所示,则T1
(4)若30min时,保持T2不变,向该容器中再加入该四种反应混合物各2mol,则此时反应
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【推荐1】五氧化二碘()是一种重要的工业试剂,常温下为白色针状晶体,可作氧化剂,除去空气中的一氧化碳。
反应Ⅰ: K1;
反应Ⅱ: K2;
反应Ⅲ: K3。
回答下列问题:
(1)对于上述反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ:___________ (用含、的代数式表示),K3=___________ (用含K1、K2的代数式表示)。
(2)时向盛有足量的V L恒容密闭容器中通入0.8 mol CO,此时压强为p,仅发生反应 ,时,min后,该反应达到平衡,且反应达到平衡后固体质量减小6.4 g。
①下列关于反应的说法正确的是___________ (填标号)。
A.仅加入合适的催化剂,反应速率加快且的值变大
B.平衡后,移除少量I2(s),CO的转化率不变
C.每断裂1 mol C=O键,同时消耗0.5 mol CO,则该反应达到平衡
D.仅充入少量稀有气体,正、逆反应速率均增大
②T1℃时,该反应达到平衡时的平衡常数Kp=___________ (分压=总压×物质的量分数)。
反应Ⅰ: K1;
反应Ⅱ: K2;
反应Ⅲ: K3。
回答下列问题:
(1)对于上述反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ:
(2)时向盛有足量的V L恒容密闭容器中通入0.8 mol CO,此时压强为p,仅发生反应 ,时,min后,该反应达到平衡,且反应达到平衡后固体质量减小6.4 g。
①下列关于反应的说法正确的是
A.仅加入合适的催化剂,反应速率加快且的值变大
B.平衡后,移除少量I2(s),CO的转化率不变
C.每断裂1 mol C=O键,同时消耗0.5 mol CO,则该反应达到平衡
D.仅充入少量稀有气体,正、逆反应速率均增大
②T1℃时,该反应达到平衡时的平衡常数Kp=
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【推荐2】碳、氮元素及其化合物对生产、生活有重要的意义。回答下列问题:
(1)以与为原料可合成尿素。已知:
①
②
③
写出和合成尿素和液态水的热化学方程式______________________________ 。
(2)可用于富集得到高浓度。原理是:在,低浓度与接触后生成两种锂盐;平衡后加热至,反应逆向进行,放出高浓度,再生。时反应的化学方程式为____________________ 。
(3)在体积为的密闭恒容容器中,充入和,发生反应:测得温度对的平衡转化率()和催化剂催化效率的影响如图所示。
①欲提高的平衡转化率,可采取的措施有__________ (填序号)
A.通入惰性气体 B.升高温度 C.增加浓度 D.增加浓度
②下列说法正确的是__________ (填序号)。
A.平衡常数大小:
B.其他条件不变,若不使用催化剂,则时的平衡转化率可能位于点
C.其他条件不变,加入催化剂可以降低该反应活化能,不变
D.当压强或混合气体的密度保持不变时均可证明化学反应已达到平衡状态
③已知M点总压为,该反应在此温度下的平衡常数__________ 。(是用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数,气体分压=气体总压×体积分数)
(4)固体氧化物电解池()用于高温共电解,既可高效制备合成气(),又可实现的减排,其工作原理如图。写出电极c发生的电极反应式:______________________________ 。
电解生成的合成气在催化剂作用下发生如下反应:。对此反应进行如下研究:某温度下在一恒压容器中分别充入和,达到平衡时容器体积为,且含有。此时向容器中再通入气体,则此平衡将__________ 移动(填“向正反应方向”“不”或“向逆反应方向”)。
(1)以与为原料可合成尿素。已知:
①
②
③
写出和合成尿素和液态水的热化学方程式
(2)可用于富集得到高浓度。原理是:在,低浓度与接触后生成两种锂盐;平衡后加热至,反应逆向进行,放出高浓度,再生。时反应的化学方程式为
(3)在体积为的密闭恒容容器中,充入和,发生反应:测得温度对的平衡转化率()和催化剂催化效率的影响如图所示。
①欲提高的平衡转化率,可采取的措施有
A.通入惰性气体 B.升高温度 C.增加浓度 D.增加浓度
②下列说法正确的是
A.平衡常数大小:
B.其他条件不变,若不使用催化剂,则时的平衡转化率可能位于点
C.其他条件不变,加入催化剂可以降低该反应活化能,不变
D.当压强或混合气体的密度保持不变时均可证明化学反应已达到平衡状态
③已知M点总压为,该反应在此温度下的平衡常数
(4)固体氧化物电解池()用于高温共电解,既可高效制备合成气(),又可实现的减排,其工作原理如图。写出电极c发生的电极反应式:
电解生成的合成气在催化剂作用下发生如下反应:。对此反应进行如下研究:某温度下在一恒压容器中分别充入和,达到平衡时容器体积为,且含有。此时向容器中再通入气体,则此平衡将
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(0.4)
解题方法
【推荐3】以氢气、一氧化碳为主要组分的合成气是一种重要的化工原料,可以合成甲醇等许多重要的化工产品。回答下列问题:
(1)合成甲醇的热化学方程式为
已知:相关化学键的键能如表所示。则表中的x=_______ ;该反应在_______ (填“高温”“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(2)上述反应的阿伦尼乌斯经验公式实验数据如图中曲线a所示。已知阿伦尼乌斯经验公式(Ea为活化能,k为速率常数。R和C为常数)。反应的活化能Ea=_______ 。当改变外界条件时,实验数据如图中曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是_______ 。
(3)恒温、恒压的密闭容器中充入和(代替合成气中的杂质,不参与反应),测得压强为,加入合适催化剂后在恒温条件下开始反应,测得容器的体积变化如表:
则氢气的平衡转化率为_______ ,该温度下的平衡常数为_______ (为以分压表示的平衡常数物质的量分数;请用含P的式子表示)。
(4)研究表明,也可在碱性条件下通过电化学的方法制备甲醇。工作原理如图,工作时,产生甲醇的电极反应式为_______ ,每生成,左室溶液质量增加_______ g。
(1)合成甲醇的热化学方程式为
已知:相关化学键的键能如表所示。则表中的x=
化学键 | H—H | H—O | C—O | C—H | |
键能(kJ/mol) | x | 436 | 465 | 351 | 413 |
(2)上述反应的阿伦尼乌斯经验公式实验数据如图中曲线a所示。已知阿伦尼乌斯经验公式(Ea为活化能,k为速率常数。R和C为常数)。反应的活化能Ea=
(3)恒温、恒压的密闭容器中充入和(代替合成气中的杂质,不参与反应),测得压强为,加入合适催化剂后在恒温条件下开始反应,测得容器的体积变化如表:
反应时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
容器体积/L | 8 | 7 | 6.4 | 6 | 5.8 | 5.6 | 5.6 |
则氢气的平衡转化率为
(4)研究表明,也可在碱性条件下通过电化学的方法制备甲醇。工作原理如图,工作时,产生甲醇的电极反应式为
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(0.4)
【推荐1】研究的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。工业上利用废气中的合成,主要有以下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)已知某些化学键的键能数据如下:
氢气中的键比甲醇中的键_______ (填“强”或“弱”)。用盖斯定律计算反应Ⅱ中的_______ 。
(2)同一温度下,反应Ⅱ的平衡常数_______ (用含、的代数式表示)。
(3)在T℃时,甲、乙、丙三个2L的恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物发生反应Ⅰ,测得平衡时有关数据如下:
①甲容器10s达到平衡时测得,则0~10s时间段内甲中的平均反应速率为_______ 。
②下列说法正确的是_______ (填标号)。
A. B. C. D.
(4)在℃下,将和充入3L的恒容密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅱ,5min后反应达到平衡状态,此时的物质的量为2mol,的物质的量为0.5mol;则℃时反应Ⅰ的平衡常数_______ (保留三位有效数字)。
(5)在恒容、℃下,发生反应,下列物理量不再发生变化时,能说明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
(6)一种碱性“二甲醚燃料电池”具有启动快、能量密度高、效率高等优点;其电池负极反应式为_______ 。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)已知某些化学键的键能数据如下:
化学键 | |||
键能 | 750 | 343 | 465 |
氢气中的键比甲醇中的键
(2)同一温度下,反应Ⅱ的平衡常数
(3)在T℃时,甲、乙、丙三个2L的恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物发生反应Ⅰ,测得平衡时有关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 | |
起始反应物投入量 | 、 | 、 | 、 | |
平衡数据 | ||||
反应的能量变化/kJ | x | y | z | |
体系压强/Pa | ||||
反应物转化率 |
①甲容器10s达到平衡时测得,则0~10s时间段内甲中的平均反应速率为
②下列说法正确的是
A. B. C. D.
(4)在℃下,将和充入3L的恒容密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅱ,5min后反应达到平衡状态,此时的物质的量为2mol,的物质的量为0.5mol;则℃时反应Ⅰ的平衡常数
(5)在恒容、℃下,发生反应,下列物理量不再发生变化时,能说明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.二氧化碳的浓度 | B.容器中的压强 |
C.气体的密度 | D.与的物质的量之比 |
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(0.4)
名校
【推荐2】是一种重要的化工原料,被广泛应用在工农业生产中。已知反应:
I.
II.
III.
(1)请写出甲烷裂解制取炭黑的热化学方程式_______ 。
(2)根据反应,回答下列问题:
①800时,平衡常数测得密闭容器中各物质达到平衡时物质的量浓度分别为:,则T℃____ 800℃(填“”、“”或“”),判断依据是_____ 。
②下列措施有利于提高反应混合气中含量的是_______ 。
A.使用催化剂 B.升高温度
C.及时导出CO D.增大反应体系的压强
③一定条件下,将与按物质的量之比∶置于恒容密闭容器中反应,下列能说明该反应达到平衡状态的是_______ 。
A.体系中混合气体密度不变 B.与的转化率相等
C.反应体系压强不再改变 D.与物质的量之比不再改变
(3)以甲烷为燃料的新型电池得到广泛应用。下图是甲烷燃料电池工作原理的示意图。
①B极上的电极反应式为_______ 。
②以该燃料电池作电源,用石墨作电极电解硫酸铜溶液,当阳极收集到112L(标准状况)气体时,消耗甲烷的体积为_______ L(标准状况)。
I.
II.
III.
(1)请写出甲烷裂解制取炭黑的热化学方程式
(2)根据反应,回答下列问题:
①800时,平衡常数测得密闭容器中各物质达到平衡时物质的量浓度分别为:,则T℃
②下列措施有利于提高反应混合气中含量的是
A.使用催化剂 B.升高温度
C.及时导出CO D.增大反应体系的压强
③一定条件下,将与按物质的量之比∶置于恒容密闭容器中反应,下列能说明该反应达到平衡状态的是
A.体系中混合气体密度不变 B.与的转化率相等
C.反应体系压强不再改变 D.与物质的量之比不再改变
(3)以甲烷为燃料的新型电池得到广泛应用。下图是甲烷燃料电池工作原理的示意图。
①B极上的电极反应式为
②以该燃料电池作电源,用石墨作电极电解硫酸铜溶液,当阳极收集到112L(标准状况)气体时,消耗甲烷的体积为
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【推荐3】处理、回收CO是环境科学家研究的热点课题。
(1)CO用于处理大气污染物N2O所发生的反应为N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g) △H。几种物质的相对能量如下:
①△H=___________ kJ·mol-1。改变下列“量”,一定会引起△H发生变化的是___________ (填代号)
A.温度 B.反应物浓度 C.催化剂 D.化学计量数
②有人提出上述反应可以用“Fe+”作催化剂。其总反应分两步进行:
第一步:Fe++N2O===FeO++N2;第二步:____________ (写化学方程式)。
第二步步反应不影响总反应达到平衡所用时间,由此推知,第二步反应速率_____ 第一步反应速率(填“大于”或“等于”)。
(2)在实验室,采用I2O5测定空气中CO的含量。在密闭容器中充入足量的I2O5粉末和一定量的CO,发生反应:I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)。测得CO的转化率如图1所示。
①相对曲线a,曲线b仅改变一个条件,改变的条件可能是________ 。
②在此温度下,该可逆反应的平衡常数K=___________ (用含x的代数式表示)。
(3)工业上,利用CO和H2合成CH3OH。在1L恒容密闭容器中充入1 mol CO(g)和 n molH2,在250℃发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),测得混合气体中CH3OH的体积分数与H2的物质的量的关系如图2所示。在a、b、c、d点中,CO的平衡转化率最大的点是___________ 。
(4)有人提出,利用2CO(g)===2C(s)+O2(g)消除CO对环境的污染,你的评价是___________ (填“可行”或“不可行”)
(5)CO-空气碱性燃料电池(用KOH作电解质),当恰好完全生成KHCO3时停止放电。写出此时负极的电极反应式:_________ 。
(1)CO用于处理大气污染物N2O所发生的反应为N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g) △H。几种物质的相对能量如下:
物质 | N2O(g) | CO(g) | CO2(g) | N2(g) |
相对能量/kJ·mol-1 | 475.5 | 283 | 0 | 393.5 |
①△H=
A.温度 B.反应物浓度 C.催化剂 D.化学计量数
②有人提出上述反应可以用“Fe+”作催化剂。其总反应分两步进行:
第一步:Fe++N2O===FeO++N2;第二步:
第二步步反应不影响总反应达到平衡所用时间,由此推知,第二步反应速率
(2)在实验室,采用I2O5测定空气中CO的含量。在密闭容器中充入足量的I2O5粉末和一定量的CO,发生反应:I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)。测得CO的转化率如图1所示。
①相对曲线a,曲线b仅改变一个条件,改变的条件可能是
②在此温度下,该可逆反应的平衡常数K=
(3)工业上,利用CO和H2合成CH3OH。在1L恒容密闭容器中充入1 mol CO(g)和 n molH2,在250℃发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),测得混合气体中CH3OH的体积分数与H2的物质的量的关系如图2所示。在a、b、c、d点中,CO的平衡转化率最大的点是
(4)有人提出,利用2CO(g)===2C(s)+O2(g)消除CO对环境的污染,你的评价是
(5)CO-空气碱性燃料电池(用KOH作电解质),当恰好完全生成KHCO3时停止放电。写出此时负极的电极反应式:
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