氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料,在科学技术和生产中有重要的应用。请回答下列问题:
(1)以N2和H2为原料,合成氨气的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,下列措施可以提高v(正)的是___________ (填序号)。
a.选择适当的催化剂 b.增大压强 c.及时分离生成的NH3 d.降低温度
(2)在恒温条件下,将N2与H2按一定比例混合的气体充入一个体积可变的恒压密闭容器中,p = 5MPa,原气体体积为2L。5分钟后反应达到平衡时,n(N2)=1.0mol,n(H2)=3.0mol,n(NH3)=1.0mol,则反应速率v (N2)=___________ mol/min (用单位时间物质的量变量表示化学反应速率),平衡常数Kp =___________ 。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(3)在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH>0,该反应的反应速率(v)随时间(t)变化的关系如图所示。若t2、t4时刻只改变一个条件,下列说法正确的是___________ (填序号)。a.在t1~t2时,可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b.在t2时,采取的措施一定是升高温度
c.在t3~t4时,可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d.在t0~t5时,容器内NO2的体积分数在t3时的值最大
(4)氨和联氨(N2H4)是氨的两种常见化合物,最常见的制备联氨的方法是以丙酮为催化剂,用次氯酸钠与氨气反应,该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2:1,写出该反应的化学方程式:___________ 。标况下,每消耗1.12L氨气,转移___________ mol电子。
(1)以N2和H2为原料,合成氨气的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,下列措施可以提高v(正)的是
a.选择适当的催化剂 b.增大压强 c.及时分离生成的NH3 d.降低温度
(2)在恒温条件下,将N2与H2按一定比例混合的气体充入一个体积可变的恒压密闭容器中,p = 5MPa,原气体体积为2L。5分钟后反应达到平衡时,n(N2)=1.0mol,n(H2)=3.0mol,n(NH3)=1.0mol,则反应速率v (N2)=
(3)在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH>0,该反应的反应速率(v)随时间(t)变化的关系如图所示。若t2、t4时刻只改变一个条件,下列说法正确的是
b.在t2时,采取的措施一定是升高温度
c.在t3~t4时,可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d.在t0~t5时,容器内NO2的体积分数在t3时的值最大
(4)氨和联氨(N2H4)是氨的两种常见化合物,最常见的制备联氨的方法是以丙酮为催化剂,用次氯酸钠与氨气反应,该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2:1,写出该反应的化学方程式:
更新时间:2024-04-27 12:08:07
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【推荐1】钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)是一种无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂。工业上可利用多种钼矿制备钼酸钠。镍钼矿(主要含有MoS2、NiS2、NiS、FeS2、SiO2和C)是我国特有的一种多金属复杂硫化矿资源,常用来进行钾、镍等战略有色金属的提取。工业上进行选择性还原熔炼可以提取镍铁合金同时得到钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O),其主要流程如图:
已知:Na2MoO4·2H2O是白色晶体,在水中的溶解度随温度升高而增大。
(1)还原熔炼过程中发生了较多的化学变化请结合题干信息补充完整NiS发生的化学反应方程式,并配平。___
□NiS+□Na2CO3+3C+2O2___+____+___。
(2)向水浸液中通入适量CO2和空气,然后过滤,所得滤渣的主要成分为___ 。
(3)已知过滤所得混合液中c(MoO42-)=0.40mol·L-1,c(CO32-)=0.10mol·L-1,加入Ba(OH)2固体除去CO32-。当BaMoO4开始沉淀时,CO32-的去除率是___ 。
(已知Ksp(BaCO3)=1×10-9,Ksp(BaMoO4)=4×10-8)
(4)从钼酸钠溶液中获取钼酸钠晶体的操作___ 。
(5)工业上还可以利用如图所示电解装置浸取辉钼矿(主要成分为MoS2)得到Na2MoO4和Na2SO4溶液,制备钼酸钠晶体。
①电解一段时间,电极B附近pH___ (填“增大”“减小”或“不变”);
②简述MoO42-生成的原因___ 。
(6)钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下,碳素钢在二种不同介质中的腐蚀速率实验结果如图所示:
①已知:钼酸钠、月桂酰肌氨酸的相对分子质量分别为M1、M2,要使碳素钢的缓蚀效果最优,钼酸钠和月挂酰肌氨酸的物质的量浓度比应为____ ;
②当硫酸的浓度大于90%时,腐蚀速率几乎为零,原因是____ 。
已知:Na2MoO4·2H2O是白色晶体,在水中的溶解度随温度升高而增大。
(1)还原熔炼过程中发生了较多的化学变化请结合题干信息补充完整NiS发生的化学反应方程式,并配平。
□NiS+□Na2CO3+3C+2O2___+____+___。
(2)向水浸液中通入适量CO2和空气,然后过滤,所得滤渣的主要成分为
(3)已知过滤所得混合液中c(MoO42-)=0.40mol·L-1,c(CO32-)=0.10mol·L-1,加入Ba(OH)2固体除去CO32-。当BaMoO4开始沉淀时,CO32-的去除率是
(已知Ksp(BaCO3)=1×10-9,Ksp(BaMoO4)=4×10-8)
(4)从钼酸钠溶液中获取钼酸钠晶体的操作
(5)工业上还可以利用如图所示电解装置浸取辉钼矿(主要成分为MoS2)得到Na2MoO4和Na2SO4溶液,制备钼酸钠晶体。
①电解一段时间,电极B附近pH
②简述MoO42-生成的原因
(6)钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下,碳素钢在二种不同介质中的腐蚀速率实验结果如图所示:
①已知:钼酸钠、月桂酰肌氨酸的相对分子质量分别为M1、M2,要使碳素钢的缓蚀效果最优,钼酸钠和月挂酰肌氨酸的物质的量浓度比应为
②当硫酸的浓度大于90%时,腐蚀速率几乎为零,原因是
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解答题-工业流程题
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(0.65)
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解题方法
【推荐2】氯化亚铜(CuCl)是一种白色固体,微溶于水,难溶于乙醇,易水解,在空气中易被氧化。以低品位铜矿砂(主要成分为CuS)为原料制备氯化亚铜的工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)锰元素在周期表中的位置为___________ 。
(2)“除锰”中发生反应的离子方程式为___________ 。
(3)①已知“蒸氨”时得到CuO固体,则“合成”中发生反应的离子方程式为___________ 。
②“合成”时加入Na2SO3的速率不宜过快,可能的原因是___________ 。
(4)采用真空干燥氯化亚铜的原因是___________ 。
(5)氯化亚铜的定量分析:
称取产品0.25g置于预先放入30粒玻璃珠和10mLFeCl3溶液的250mL锥形瓶中,不断摇动,待样品完全反应后,加水50mL,邻菲罗啉指示剂2滴,立即用0.10mol/L硫酸铈标准溶液滴至绿色出现为终点,并记录读数。消耗硫酸铈溶液25.00mL。已知CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2,Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+,计算CuCl的纯度为___________ (结果保留三位有效数字)。
(6)“CuCl﹣H2O热电循环制氢”经过溶解、电解、热水解和热分解4个步骤,其过程如图所示。电解在质子交换膜电解池中进行,阳极区为酸性CuCl溶液,阴极区为盐酸,电解过程中CuCl转化为CuCl。电解时阳极发生的主要电极反应式为___________ 。
回答下列问题:
(1)锰元素在周期表中的位置为
(2)“除锰”中发生反应的离子方程式为
(3)①已知“蒸氨”时得到CuO固体,则“合成”中发生反应的离子方程式为
②“合成”时加入Na2SO3的速率不宜过快,可能的原因是
(4)采用真空干燥氯化亚铜的原因是
(5)氯化亚铜的定量分析:
称取产品0.25g置于预先放入30粒玻璃珠和10mLFeCl3溶液的250mL锥形瓶中,不断摇动,待样品完全反应后,加水50mL,邻菲罗啉指示剂2滴,立即用0.10mol/L硫酸铈标准溶液滴至绿色出现为终点,并记录读数。消耗硫酸铈溶液25.00mL。已知CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2,Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+,计算CuCl的纯度为
(6)“CuCl﹣H2O热电循环制氢”经过溶解、电解、热水解和热分解4个步骤,其过程如图所示。电解在质子交换膜电解池中进行,阳极区为酸性CuCl溶液,阴极区为盐酸,电解过程中CuCl转化为CuCl。电解时阳极发生的主要电极反应式为
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解答题-实验探究题
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(0.65)
【推荐3】H2O2是医药、卫生行业上广泛使用的消毒剂。某课外小组采用滴定法测定某医用消毒剂中H2O2的浓度。实验步骤如下:
①标准液的配制和标定:称取一定量KMnO4固体溶于水,避光放置6~10天,过滤并取滤液于滴定管中待用,称取mgNa2C2O4固体于锥形瓶中,加水溶解,再加H2SO4酸化,滴定至终点,消耗KMnO4溶液的体积V1mL。滴定过程中发生的一个反应为:5H2C2O4+2MnO+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。
②H2O2浓度的测定:取待测样品25mL稀释至500mL,再移取10.00mL于锥形瓶中,加H2SO4酸化,用上述KMnO4标准液滴定至终点,消耗溶液的体积V2mL。
回答下列问题:
(1)②中移取10.00mL待测液所用主要仪器名称为___ 。
(2)标定KMnO4标准液时需要控制温度为75~85℃,温度过低反应较慢,温度过高可能会因____ 而导致KMnO4标准液的标定浓度偏高,在恒定温度下进行滴定操作时,开始时反应速率较慢,随后加快,导致速率加快的原因是___ 。
(3)KMnO4标准液滴定H2O2的离子方程式为___MnO+___H2O2+___H+=___Mn2++___O2↑+___H2O;___ ;当滴定到___ 可以认为已达到滴定终点。
(4)该医生消毒剂中H2O2的物质的量浓度为___ mol·L-1。
(5)②中若用盐酸代替H2SO4测定结果将___ (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
①标准液的配制和标定:称取一定量KMnO4固体溶于水,避光放置6~10天,过滤并取滤液于滴定管中待用,称取mgNa2C2O4固体于锥形瓶中,加水溶解,再加H2SO4酸化,滴定至终点,消耗KMnO4溶液的体积V1mL。滴定过程中发生的一个反应为:5H2C2O4+2MnO+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。
②H2O2浓度的测定:取待测样品25mL稀释至500mL,再移取10.00mL于锥形瓶中,加H2SO4酸化,用上述KMnO4标准液滴定至终点,消耗溶液的体积V2mL。
回答下列问题:
(1)②中移取10.00mL待测液所用主要仪器名称为
(2)标定KMnO4标准液时需要控制温度为75~85℃,温度过低反应较慢,温度过高可能会因
(3)KMnO4标准液滴定H2O2的离子方程式为___MnO+___H2O2+___H+=___Mn2++___O2↑+___H2O;
(4)该医生消毒剂中H2O2的物质的量浓度为
(5)②中若用盐酸代替H2SO4测定结果将
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解答题-原理综合题
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(0.65)
【推荐1】氮元素的单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。回答下列问题:
(1)已知:反应i:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH1=−92.4kJ/mol
反应ii:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH2=−483.6kJ/mol
则氨气完全燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式为___________ 。
(2)已知反应i断开1mol化学键所需的能量如下表。
则断开1molN−H键所需的能量是___________ kJ。
(3)一定温度下,向2L密闭容器中加入1mol NH3,发生反应i,H2物质的量随时间的变化如图所示。2min内的平均反应速率υ(NH3)=___________ ,该反应的化学平衡常数K的表达式为___________ 。相同温度下,若开始加入NH3的物质的量是原来的2倍,则H2平衡时的物质的量___________ 0.12mol(填“>”、“=”或“<”)。(4)图2表示反应i在500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中M点数据计算N2的平衡体积分数是___________ 。(5)图3表示反应i平衡时NH3体积分数随温度或压强变化的曲线,图中L(L1、L2)、X分别代表温度或压强。其中X代表的是____________ 填“温度”或“压强”),试判断L1___________ L2
(填“>”、“=”或“<”)。
(1)已知:反应i:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH1=−92.4kJ/mol
反应ii:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH2=−483.6kJ/mol
则氨气完全燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式为
(2)已知反应i断开1mol化学键所需的能量如下表。
N≡N | H−H | N−H | |
键能/kJ·mol−1 | 945 | 436 | ? |
(3)一定温度下,向2L密闭容器中加入1mol NH3,发生反应i,H2物质的量随时间的变化如图所示。2min内的平均反应速率υ(NH3)=
(填“>”、“=”或“<”)。
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解答题-原理综合题
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(0.65)
【推荐2】放热反应在生产、生活中用途广泛。回答下列问题:
(1)前期的火箭曾用液态肼与双氧水反应来提供能量。已知与足量的双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出的热量。
此反应的化学方程式为______ 。
(2)液态肼与足量的双氧水发生上述反应,放出______ 热量。
(3)甲烷可以消除氮氧化物污染:。温度为的条件下,向恒容密闭的容器中通入和,使、,在不同条件下进行反应,测得随时间的变化情况如下表:
实验1中,在内,______ ,时正)______ (填“大于”“小于”或“等于”)逆)。
(4)内,实验2比实验1反应速率快,则实验1与实验2的“不同条件”是______ 。
(5)乙醇应用于燃料电池,该电池采用可传导的固体氧化物为电解质,其工作原理如图1所示。a极为电池的______ (填“正极”或“负极”);b极电极反应式为______ 。
(6)乙醇在作催化剂时与氧气反应的关系如图2所示,整个反应中物质B属于______ (填“催化剂”或“中间产物”)。
(1)前期的火箭曾用液态肼与双氧水反应来提供能量。已知与足量的双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出的热量。
此反应的化学方程式为
(2)液态肼与足量的双氧水发生上述反应,放出
(3)甲烷可以消除氮氧化物污染:。温度为的条件下,向恒容密闭的容器中通入和,使、,在不同条件下进行反应,测得随时间的变化情况如下表:
实验序号 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | |
1 | 800 | 0.80 | 0.67 | 0.57 | 0.50 | 0.50 |
2 | 800 | 0.60 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
(4)内,实验2比实验1反应速率快,则实验1与实验2的“不同条件”是
(5)乙醇应用于燃料电池,该电池采用可传导的固体氧化物为电解质,其工作原理如图1所示。a极为电池的
(6)乙醇在作催化剂时与氧气反应的关系如图2所示,整个反应中物质B属于
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【推荐3】回答下列问题:
(1)在催化下发生反应:假定未发生其他反应,350℃时向1 L恒容密闭容器中充入1 mol 和4 mol ,初始总压强为5a MPa,反应进行到5min时,与分压相等,10min后反应达到平衡,测得与的平衡分压比为1:3(分压=总压×组分物质的量分数)。
①下列能表明该反应已经达到平衡的有___________ 。
A.气体的密度不再发生变化 B.单位体积内分子总数不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D.与的物质的量之和不变
②0~5min内,___________ 。该反应的平衡常数___________ 。
(2)与可以直接制备甲醇,其中的主要过程包括以下反应:
①
②
在其他条件相同的情况下,用新型催化剂可以显著提高甲醇的选择性,使用该催化剂,按投料于恒容密闭容器中进行反应,的平衡转化率和甲醇的选择率随温度的变化趋势如图所示:(忽略温度对催化剂的影响)
①根据图中数据,温度选择___________ K,达到平衡时,反应体系内甲醇的产量最高。
②随着温度的升高,的平衡转化率增加但甲醇的选择率降低,请分析其原因___________ 。
(3)利用在新型钌配合物催化剂下加氢合成甲酸,反应机理如图所示,图中含Ru配合物的某段结构用M表示。研究表明,极性溶剂有助于促进进入M-H键,使用极性溶剂后极大地提高了整个反应的合成效率,原因是___________
(1)在催化下发生反应:假定未发生其他反应,350℃时向1 L恒容密闭容器中充入1 mol 和4 mol ,初始总压强为5a MPa,反应进行到5min时,与分压相等,10min后反应达到平衡,测得与的平衡分压比为1:3(分压=总压×组分物质的量分数)。
①下列能表明该反应已经达到平衡的有
A.气体的密度不再发生变化 B.单位体积内分子总数不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D.与的物质的量之和不变
②0~5min内,
(2)与可以直接制备甲醇,其中的主要过程包括以下反应:
①
②
在其他条件相同的情况下,用新型催化剂可以显著提高甲醇的选择性,使用该催化剂,按投料于恒容密闭容器中进行反应,的平衡转化率和甲醇的选择率随温度的变化趋势如图所示:(忽略温度对催化剂的影响)
①根据图中数据,温度选择
②随着温度的升高,的平衡转化率增加但甲醇的选择率降低,请分析其原因
(3)利用在新型钌配合物催化剂下加氢合成甲酸,反应机理如图所示,图中含Ru配合物的某段结构用M表示。研究表明,极性溶剂有助于促进进入M-H键,使用极性溶剂后极大地提高了整个反应的合成效率,原因是
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【推荐1】一定温度下,在容积固定的V L密闭容器中加入n mol A、2n mol B,发生反应:A(g)+2B(g)2C(g) ΔH <0,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时A的转化率为x。
(1)一段时间后上述反应达到平衡。则下列说法中正确的是___________(填字母)。
(2)K和x的关系满足K=___________ 。
(3)该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示。
①由图可知,反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都改变了一种条件,试判断改变的条件:t2时___________ ;t8时___________ 。
②t2时平衡向___________ (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
③ 若t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系曲线______ 。
(4)用NH3催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。如下图,采用NH3作还原剂,NH3与烟气(含NOX)以一定的流速通过两种不同催化剂,测量逸出气体中氮氧化物含量,从而确定烟气脱氮率(注:脱氮率即氮氧化物的转化率),反应原理为:NO(g) + NO2(g) + 2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)。 以下说法正确的是______ 。
A.使用第②种催化剂更有利于提高NOx的平衡转化率。
B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响。
C.催化剂①、②分别适合于250℃和450℃左右脱氮。
(5)甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),将0.1mol甲醇投入1L容积的容器中反应得到其平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。有同学计算得到在温度为T1时,该反应的平衡常数的值为8.1,你认为正确吗?___________ 。
(1)一段时间后上述反应达到平衡。则下列说法中正确的是___________(填字母)。
A.物质A、B的转化率之比为1∶2 |
B.起始时刻和达到平衡后容器中的压强之比为3n∶(3n-nx) |
C.当2v正(A)=v逆(B)时,反应一定达到平衡状态 |
D.充入惰性气体(如Ar),平衡向正反应方向移动 |
(3)该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示。
①由图可知,反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都改变了一种条件,试判断改变的条件:t2时
②t2时平衡向
③ 若t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系曲线
(4)用NH3催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。如下图,采用NH3作还原剂,NH3与烟气(含NOX)以一定的流速通过两种不同催化剂,测量逸出气体中氮氧化物含量,从而确定烟气脱氮率(注:脱氮率即氮氧化物的转化率),反应原理为:NO(g) + NO2(g) + 2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)。 以下说法正确的是
A.使用第②种催化剂更有利于提高NOx的平衡转化率。
B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响。
C.催化剂①、②分别适合于250℃和450℃左右脱氮。
(5)甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),将0.1mol甲醇投入1L容积的容器中反应得到其平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。有同学计算得到在温度为T1时,该反应的平衡常数的值为8.1,你认为正确吗?
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【推荐2】氨是产量最大的化工产品之一、德国人哈伯在1905年发明了合成氨的方法,其合成原理为: ,他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。向密容器中充入2mol和6mol,并使之发生上述反应,请回答下列问题:
(1)当反应达到平衡时,和的浓度之比是____ ;和的转化率之比是_____ 。
(2)当反应达到平衡时,升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量___ (填“变大”、“变小”或“不变”,下同),混合气体的密度_______ 。
(3)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将___ (填“正向”、“逆向”或“不变”)移动。
(4)若容器恒容、绝热,达到平衡后,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,达到新平衡后,容器内温度___________ (填“大于”、“小于”或“等于”)原平衡时温度的2倍。
(5)若容器恒温恒容,达平衡后,再向容器中充入2mol和6mol,再次达平衡后,和原平衡相比NH3的体积分数__________ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(1)当反应达到平衡时,和的浓度之比是
(2)当反应达到平衡时,升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量
(3)当达到平衡时,充入氩气,并保持压强不变,平衡将
(4)若容器恒容、绝热,达到平衡后,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,达到新平衡后,容器内温度
(5)若容器恒温恒容,达平衡后,再向容器中充入2mol和6mol,再次达平衡后,和原平衡相比NH3的体积分数
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解题方法
【推荐3】反应:,可减少排放,并合成清洁能源。
(1)该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①
②,
已知反应①的v正=k正c(CO2)c(H2),v逆=k逆c(H2O)c(CO)(k正、k逆为速率常数,与温度、催化剂有关),计算___________ (写出数值);若平衡后升高温度,则___________ (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)对于反应,将和以一定的比例在密闭容器中通过两种不同的催化剂(I、Ⅱ)进行反应,相同时间内,的转化率随温度变化曲线如图乙所示。①温度下M点的反应速率___________ 温度下N点反应速率(填“>”、“<”或“=”)。
②催化剂Ⅱ条件下,当温度低于时,转化率随温度升高而升高的原因可能是:___________ 。
(3)利用电化学法还原二氧化碳制乙烯,在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图丙所示:阴极电极反应式为___________ ,该装置中使用的是___________ (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
(1)该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①
②,
已知反应①的v正=k正c(CO2)c(H2),v逆=k逆c(H2O)c(CO)(k正、k逆为速率常数,与温度、催化剂有关),计算
(2)对于反应,将和以一定的比例在密闭容器中通过两种不同的催化剂(I、Ⅱ)进行反应,相同时间内,的转化率随温度变化曲线如图乙所示。①温度下M点的反应速率
②催化剂Ⅱ条件下,当温度低于时,转化率随温度升高而升高的原因可能是:
(3)利用电化学法还原二氧化碳制乙烯,在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图丙所示:阴极电极反应式为
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐1】Ⅰ.已知,500℃时将2molSO2和1molO2装入一体积恒定的10L密闭容器中,2分钟()时达到平衡。如下图所示:
请回答下列问题:
(1)用表示2分钟内该反应的平均反应速率为_____ 。计算500℃时该反应的平衡常数_____ 。
(2)上图表示该反应在时刻达到平衡后,时刻因改变某个条件而发生变化的情况:图中时刻发生改变的条件可能是_____ (写一个即可)。
(3)某温度时,该反应的平衡常数,则该温度_____ 500℃(填“>”、“<”、“=”)。
(4)500℃时,若起始装入的、和分别为0.2mol、ymol、wmol,达到平衡时各组分的含量与起始装入的和各2mol,达平衡后完全相同,则_____ mol。刚开始时反应向_____ (填“正”或“逆”)反应方向进行。
Ⅱ.研究NOx之间的转化具有重要意义。NO氧化反应:分两步进行,其反应过程能量变化示意图如图。
①
②
(5)决定NO氧化反应速率的步骤是_____ (填“①”或“②”)。
(6)在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和气体,保持其它条件不变,控制反应温度分别为和(),测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图。转化相同量的NO,在温度_____ (填“”或“”)下消耗的时间较长,试结合反应过程能量图分析其原因_____ 。
请回答下列问题:
(1)用表示2分钟内该反应的平均反应速率为
(2)上图表示该反应在时刻达到平衡后,时刻因改变某个条件而发生变化的情况:图中时刻发生改变的条件可能是
(3)某温度时,该反应的平衡常数,则该温度
(4)500℃时,若起始装入的、和分别为0.2mol、ymol、wmol,达到平衡时各组分的含量与起始装入的和各2mol,达平衡后完全相同,则
Ⅱ.研究NOx之间的转化具有重要意义。NO氧化反应:分两步进行,其反应过程能量变化示意图如图。
①
②
(5)决定NO氧化反应速率的步骤是
(6)在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和气体,保持其它条件不变,控制反应温度分别为和(),测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图。转化相同量的NO,在温度
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(0.65)
【推荐2】在硫酸工业中,通过下列反应使SO2氧化为SO3:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) △H=-196.6kJ/mol。其实验数据如下:
(1)应选用的温度是_______ 左右,应选用的压强约是_______ 。
(2)实际生产中原料气含SO2为7%(体积分数)、O2为11%。O2相对过量的理由是_______ 。
(3)尾气中SO2必须回收的主要原因是_______ 。
(4)分别在不同温度T1°C、T2°C以及起始压力为0.10MPa下,向恒容容器中通入SO2和O2[其中n(SO2):n(O2)=2:1],测得容器内总压强随时间变化如图所示。
①其他条件不变时,A、B两点的v逆较大者为_______ 。
②B点的分压平衡常数Kp=_______ (答计算结果。分压=总压×物质的量分数)。
③必须在高温下才能启动,原因是_______ 。
④下列措施能提高SO2转化效率的是_______
A.适当减压
B.增大催化剂的比表面积
C.合理控制反应器中气体的流速
D.反应器前段加热,后段冷却
(5)若向恒容恒温容器(1.00L)中各加入2.00molSO2、3.00molO2,测得反应过程中容器内n(SO2)随时间变化关系如下:
a值最可能是_______ 。
温度 | 不同压强下SO2的平衡转化率 | ||||
0.1MPa | 0.5MPa | 1MPa | 5MPa | 10MPa | |
450°C | 97.5 | 98.9 | 99.2 | 99.6 | 99.7 |
550°C | 85.6 | 92.9 | 94.9 | 97.7 | 98.3 |
(1)应选用的温度是
(2)实际生产中原料气含SO2为7%(体积分数)、O2为11%。O2相对过量的理由是
(3)尾气中SO2必须回收的主要原因是
(4)分别在不同温度T1°C、T2°C以及起始压力为0.10MPa下,向恒容容器中通入SO2和O2[其中n(SO2):n(O2)=2:1],测得容器内总压强随时间变化如图所示。
①其他条件不变时,A、B两点的v逆较大者为
②B点的分压平衡常数Kp=
③必须在高温下才能启动,原因是
④下列措施能提高SO2转化效率的是
A.适当减压
B.增大催化剂的比表面积
C.合理控制反应器中气体的流速
D.反应器前段加热,后段冷却
(5)若向恒容恒温容器(1.00L)中各加入2.00molSO2、3.00molO2,测得反应过程中容器内n(SO2)随时间变化关系如下:
t/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
n(SO2)/mol | 2.00 | 1.60 | 1.40 | a | 1.25 | 1.225 | 1.225 |
a值最可能是
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【推荐3】氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理对于消除环境污染有重要意义。
(1)NO在空气中存在如下反应: ;该反应分两步完成,其反应历程如图所示:
回答下列问题:
①写出反应I的热化学方程式__________ 。
②反应I和反应II中,一个是快反应,会快速建立平衡状态,而另一个是慢反应。决定反应速率的是______ (填“反应I”或“反应II”);对该反应体系升高温度,发现总反应速率反而变慢,其原因可能是________ (反应未使用催化剂)。
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为:。向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,T℃时,各物质起始浓度及10min和20min各物质平衡浓度如表所示:
①T℃时,该反应的平衡常数为______ (保留两位有效数字)。
②在10min时,若只改变某一条件使平衡发生移动,20min时重新达到平衡,则改变的条件是_________ 。
(3)存在如下平衡: ,在一定条件下与的消耗速率与各自的分压(分压=总压×物质的量分数)有如下关系:,,相应的速率与其分压关系如图所示。
①在图中标出点中,指出能表示反应达到平衡状态的点是_____ 。
②一定温度下,用平衡分压代替平衡浓度计算得到的平衡常数叫压强平衡常数,请写出反应的表达式______ ,、与平衡常数间的关系是______ 。
(1)NO在空气中存在如下反应: ;该反应分两步完成,其反应历程如图所示:
回答下列问题:
①写出反应I的热化学方程式
②反应I和反应II中,一个是快反应,会快速建立平衡状态,而另一个是慢反应。决定反应速率的是
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为:。向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,T℃时,各物质起始浓度及10min和20min各物质平衡浓度如表所示:
时间/min | |||
0 | 0.100 | 0 | 0 |
10 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
20 | 0.032 | 0.034 | 0.017 |
②在10min时,若只改变某一条件使平衡发生移动,20min时重新达到平衡,则改变的条件是
(3)存在如下平衡: ,在一定条件下与的消耗速率与各自的分压(分压=总压×物质的量分数)有如下关系:,,相应的速率与其分压关系如图所示。
①在图中标出点中,指出能表示反应达到平衡状态的点是
②一定温度下,用平衡分压代替平衡浓度计算得到的平衡常数叫压强平衡常数,请写出反应的表达式
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