经催化加氢可以生成低碳有机物,实现的综合利用和“碳达峰、碳中和”的目标。合成甲醇涉及以下三个反应:
①
②
③
已知:反应①、③是低温条件的自发反应。回答下列问题:
(1)上述三个反应的平衡常数与温度关系如图1所示。图1中c线表示的反应是___________ (填“①”、“②”或“③”),___________ (填“>”、“=”或“<”)。(2)加氢制甲醇反应机理如图2所示。下列说法正确的是___________ (填字母)。
A.羧基物种和甲酸盐物种为两种中间体
B.该反应使用的催化剂既加快了反应速率,又提高了的平衡转化率
C.反应过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
(3)某温度下,向一恒容密闭容器中充入等物质的量的和,在催化剂作用下发生反应③并达到平衡状态。下列图像正确的是___________ (填字母)。(已知:C选项中t时刻再充入等物质的量的和)
(4)在密闭容器中,充入和合成,发生反应①和②。不同温度下达到平衡时、及的体积分数如图3所示。①已知曲线b代表,则曲线a代表___________ 。
②时,的平衡转化率为___________ (保留两位有效数字,下同),此温度下反应②的___________ (用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。
①
②
③
已知:反应①、③是低温条件的自发反应。回答下列问题:
(1)上述三个反应的平衡常数与温度关系如图1所示。图1中c线表示的反应是
A.羧基物种和甲酸盐物种为两种中间体
B.该反应使用的催化剂既加快了反应速率,又提高了的平衡转化率
C.反应过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
(3)某温度下,向一恒容密闭容器中充入等物质的量的和,在催化剂作用下发生反应③并达到平衡状态。下列图像正确的是
(4)在密闭容器中,充入和合成,发生反应①和②。不同温度下达到平衡时、及的体积分数如图3所示。①已知曲线b代表,则曲线a代表
②时,的平衡转化率为
更新时间:2024-05-11 13:58:13
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【推荐1】汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的重要原因之一,治理汽车尾气和燃煤尾气是环境保护的重要课题。回答下列问题:
(1)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物,用CH4催化还原NO2可消除氮氧化物的污染。已知:①CH4(g)+ 2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867.0kJ/mol;②N2(g)+2O2(g)= 2NO2(g) △H=+67.8 kJ/mol;③N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+89.0 kJ/mol则CH4催化还原NO的热化学方程式为___________________ 。
(2)在汽车排气系统中安装三元催化转化器,可发生反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在某密闭刚性容器中通入等量的CO和NO,发生上述反应时,c(CO)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图所示。
①据此判断该反应的正反应为__________ (填“放热”或“吸热”)反应。
②温度T1时,该反应的平衡常数K=___________ ;反应速率v=v正-v逆=k正c2(NO)c2(CO)-k逆c2(CO2)c(N2),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,计算a处=______________ 。
(3)SNCR-SCR脱硝技术是一种新型的除去烟气中氮氧化物的脱硝技术,一般采用氨气或尿素作还原剂,其基本流程如图:
①SNCR-SCR脱硝技术中用NH3作还原剂还原NO的主要反应为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g),△H<0,则用尿素[CO(NH2)2]作还原剂还原NO2的化学方程式为_________________ 。
②体系温度直接影响SNCR技术的脱硝效率,如图所示:
SNCR与SCR技术相比,SCR技术的反应温度不能太高,其原因是_________________ ;当体系温度约为925℃时,SNCR脱硝效率最高,其可能的原因是_____________________ 。
(1)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物,用CH4催化还原NO2可消除氮氧化物的污染。已知:①CH4(g)+ 2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867.0kJ/mol;②N2(g)+2O2(g)= 2NO2(g) △H=+67.8 kJ/mol;③N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+89.0 kJ/mol则CH4催化还原NO的热化学方程式为
(2)在汽车排气系统中安装三元催化转化器,可发生反应:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在某密闭刚性容器中通入等量的CO和NO,发生上述反应时,c(CO)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图所示。
①据此判断该反应的正反应为
②温度T1时,该反应的平衡常数K=
(3)SNCR-SCR脱硝技术是一种新型的除去烟气中氮氧化物的脱硝技术,一般采用氨气或尿素作还原剂,其基本流程如图:
①SNCR-SCR脱硝技术中用NH3作还原剂还原NO的主要反应为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g),△H<0,则用尿素[CO(NH2)2]作还原剂还原NO2的化学方程式为
②体系温度直接影响SNCR技术的脱硝效率,如图所示:
SNCR与SCR技术相比,SCR技术的反应温度不能太高,其原因是
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【推荐2】合成气是一种以H2和CO为主的化工原料气,其用途广泛、廉价、清洁,可以合成许多化工产品。
(1)由CH4、CO2制合成气的主要反应有:
I.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) △H1=-820.6kJ•mol-1
II.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H2=+247.3kJ•mol-1
III.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H3=+206.1kJ•mol-1
IV.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H4
①△H4=______ kJ•mol-1。
②用Ni基双金属催化反应III,反应的活化能降低,△H3______ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)一定条件下,向1L密闭容器中充入等物质的量的CO2和CH4,在催化剂作用下只发生反应II,反应控制其它条件不变,改变温度(T)对合成气中甲烷质量分数的影响如图:
若充入amolCH4,经过2小时后达到A点,2小时内用CH4表示的平均反应速率v(CH4)=______ mol•L-1•h-1(用含a的式子表示)。假设A为平衡态,此时压强为1MPa,则该反应的平衡常数Kp=______ (MPa)2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)不同温度下,向体积为VL的含少量O2的密闭容器中按照n(CO2):n(CH4)=1投料,实验测得平衡时随温度(T)的变化关系如图1所示:
①压强p1、p2、p3由大到小的顺序为_____ 。
②压强为p2时,随着温度升高,先增大后减小。解释温度Tm前后,随着温度升高变化的原因分别是______ 。
③根据图1、图2分析,为提高CO的选择性(即CO在合成气中的体积分数)可采取的措施是______ (填字母)。
A.提高比例 B.降低比例 C.高温、高压 D.低温、低压
(1)由CH4、CO2制合成气的主要反应有:
I.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) △H1=-820.6kJ•mol-1
II.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H2=+247.3kJ•mol-1
III.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H3=+206.1kJ•mol-1
IV.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H4
①△H4=
②用Ni基双金属催化反应III,反应的活化能降低,△H3
(2)一定条件下,向1L密闭容器中充入等物质的量的CO2和CH4,在催化剂作用下只发生反应II,反应控制其它条件不变,改变温度(T)对合成气中甲烷质量分数的影响如图:
若充入amolCH4,经过2小时后达到A点,2小时内用CH4表示的平均反应速率v(CH4)=
(3)不同温度下,向体积为VL的含少量O2的密闭容器中按照n(CO2):n(CH4)=1投料,实验测得平衡时随温度(T)的变化关系如图1所示:
①压强p1、p2、p3由大到小的顺序为
②压强为p2时,随着温度升高,先增大后减小。解释温度Tm前后,随着温度升高变化的原因分别是
③根据图1、图2分析,为提高CO的选择性(即CO在合成气中的体积分数)可采取的措施是
A.提高比例 B.降低比例 C.高温、高压 D.低温、低压
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【推荐3】的综合利用是科学研究的热点问题。
Ⅰ.化学链燃烧是一种通过载氧体实现燃料与空气无接触燃烧的绿色燃烧方式。是一种成本低、无重金属污染的优良载氧体,基于载氧体的化学链燃烧原理如图1所示。
(1)已知:① 的燃烧热为
②空气反应器中发生反应:
写出燃料反应器中发生反应的热化学方程式:___________ 。
Ⅱ.催化重整的方程式为: 。一定温度下,将等物质的量的和充入刚性密闭容器中发生上述反应。
(2)下列说法能作为此反应达到平衡状态判据的是___________ (填标号)。
a.混合气体压强不再变化 b.混合气体密度不再改变
c. d.
(3)相同时间内测得选用不同催化剂时的转化率随反应温度的变化如图2所示。
①a点所处的状态___________ 化学平衡状态(填“是”或“不是”)。
②的转化率:的原因是___________ 。
③℃时,在初始压强为的容器中反应达到平衡状态后,测得的体积分数为30%,则的转化率为___________ ;该温度下,此反应的压强平衡常数___________ 。
Ⅲ.利用多晶铜高效催化电解制乙烯的原理如图3所示。因电解前后电解液浓度几乎不变,故可实现的连续转化。
(4)①电解过程中向___________ (填“铂”或“多晶铜”)电极方向移动。
②多晶铜电极的电极反应式为___________ ;
③理论上当生产乙烯时,铂电极产生的气体在标况下体积为___________ (不考虑气体的溶解)。
Ⅰ.化学链燃烧是一种通过载氧体实现燃料与空气无接触燃烧的绿色燃烧方式。是一种成本低、无重金属污染的优良载氧体,基于载氧体的化学链燃烧原理如图1所示。
(1)已知:① 的燃烧热为
②空气反应器中发生反应:
写出燃料反应器中发生反应的热化学方程式:
Ⅱ.催化重整的方程式为: 。一定温度下,将等物质的量的和充入刚性密闭容器中发生上述反应。
(2)下列说法能作为此反应达到平衡状态判据的是
a.混合气体压强不再变化 b.混合气体密度不再改变
c. d.
(3)相同时间内测得选用不同催化剂时的转化率随反应温度的变化如图2所示。
①a点所处的状态
②的转化率:的原因是
③℃时,在初始压强为的容器中反应达到平衡状态后,测得的体积分数为30%,则的转化率为
Ⅲ.利用多晶铜高效催化电解制乙烯的原理如图3所示。因电解前后电解液浓度几乎不变,故可实现的连续转化。
(4)①电解过程中向
②多晶铜电极的电极反应式为
③理论上当生产乙烯时,铂电极产生的气体在标况下体积为
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【推荐1】燃煤烟气中SO2和NOx是大气污染物的主要来源,脱硫脱硝技术是烟气治理技术的研究热点。
(1)尿素/H2O2溶液脱硫脱硝。尿素[CO(NH2)2]是一种强还原制,具有弱碱性。60°C时在一定浓度的尿素/ H2O溶液中通入含有SO2和NO的烟气。烟气中有毒气体被一定程度吸收。
①尿素/H2O2溶液对SO2具有很高的去除效率,写出尿素和H2O2溶液吸收SO2,生成硫酸铵和CO2的化学方程式为_________________________________________ 。
②尿素/H2O2溶液对NO的吸收去除效果不如SO2吸收去除效果,原因是____________________________ 。
③脱硝时H2O2能将NO氧化为NO2及HNO3等,促进2HNO3+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+ 3H2O等氧化还原反应的发生。尿素/H2O2溶液脱硫脱硝一般控制温度为50°C~ 70°C,过高的温度会导致NO去除率降低的原因是______________________________________________________________ 。
(2)V2O5/炭基材料(活性炭、活性焦、活炭纤维)也可以脱硫脱硝。单一炭基材料脱硫原理是:SO2在炭表面被吸附,吸附态SO2被炭表面的含氧官能团催化氧化为SO3,SO3再转化为硫酸盐等。
①V2O5/炭基材料脱硫时,通过红外光谱发现,脱硫开始后催化剂表面出现了VOSO4的吸收峰,再通入O2后VOSO4吸收峰消失,该脱硫反应过程可描述为_____________________________________________ 。
②V2O5/炭基材料脱硫脱硝时,控制一定气体流量和温度,考察了烟气中O2的存在对V2O5/炭基材料催化剂脱硫脱硝活性的影响,结果如图所示:
当氧气浓度过高时,去除效率下降,其可能原因是___________________ 。
(1)尿素/H2O2溶液脱硫脱硝。尿素[CO(NH2)2]是一种强还原制,具有弱碱性。60°C时在一定浓度的尿素/ H2O溶液中通入含有SO2和NO的烟气。烟气中有毒气体被一定程度吸收。
①尿素/H2O2溶液对SO2具有很高的去除效率,写出尿素和H2O2溶液吸收SO2,生成硫酸铵和CO2的化学方程式为
②尿素/H2O2溶液对NO的吸收去除效果不如SO2吸收去除效果,原因是
③脱硝时H2O2能将NO氧化为NO2及HNO3等,促进2HNO3+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+ 3H2O等氧化还原反应的发生。尿素/H2O2溶液脱硫脱硝一般控制温度为50°C~ 70°C,过高的温度会导致NO去除率降低的原因是
(2)V2O5/炭基材料(活性炭、活性焦、活炭纤维)也可以脱硫脱硝。单一炭基材料脱硫原理是:SO2在炭表面被吸附,吸附态SO2被炭表面的含氧官能团催化氧化为SO3,SO3再转化为硫酸盐等。
①V2O5/炭基材料脱硫时,通过红外光谱发现,脱硫开始后催化剂表面出现了VOSO4的吸收峰,再通入O2后VOSO4吸收峰消失,该脱硫反应过程可描述为
②V2O5/炭基材料脱硫脱硝时,控制一定气体流量和温度,考察了烟气中O2的存在对V2O5/炭基材料催化剂脱硫脱硝活性的影响,结果如图所示:
当氧气浓度过高时,去除效率下降,其可能原因是
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【推荐2】将天然气(主要成分为)中的、资源化转化在能源利用。环境保护等方面意义重大。
(1)转化为CO、转化为S的反应如下:
i. kJ/mol
ii. kJ/mol
iii.、转化生成CO、S等物质的热化学方程是___________ 。
(2)性质稳定,是一种“惰性”分子。对于反应iii,通过设计合适的催化剂可以降低反应的___________ ,提高反应速率。
a.活化能 b. c.平衡常数
(3)我国科学家通过研制新型催化剂,设计协同转化装置实现反应,工作原理如图所示。
【方案1】若
①结合化学用语说明生成S、CO的原理:___________ 。
【方案2】若
电流效率的定义
②测得,,阴极放电的物质有___________ ;
③为进一步确认、能协同转化,对CO的来源分析如下:
来源1:通过电极反应产生CO;
来源2:电解质(含碳元素)等碳基材料发生降解,产生CO。
设计实验探究,证实来源2不成立。实验方案是___________ 。
结论:方案2明显优于方案1。该研究成果为天然气的净化、资源化转化提供了工业化解决思路。
(1)转化为CO、转化为S的反应如下:
i. kJ/mol
ii. kJ/mol
iii.、转化生成CO、S等物质的热化学方程是
(2)性质稳定,是一种“惰性”分子。对于反应iii,通过设计合适的催化剂可以降低反应的
a.活化能 b. c.平衡常数
(3)我国科学家通过研制新型催化剂,设计协同转化装置实现反应,工作原理如图所示。
【方案1】若
①结合化学用语说明生成S、CO的原理:
【方案2】若
电流效率的定义
②测得,,阴极放电的物质有
③为进一步确认、能协同转化,对CO的来源分析如下:
来源1:通过电极反应产生CO;
来源2:电解质(含碳元素)等碳基材料发生降解,产生CO。
设计实验探究,证实来源2不成立。实验方案是
结论:方案2明显优于方案1。该研究成果为天然气的净化、资源化转化提供了工业化解决思路。
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【推荐3】I.以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ•mol-1
反应II:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
反应III:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3>0
回答下列问题:
(1)已知反应II低温下自发,则ΔH2____ 0kJ•mol-1(填“﹥”或“﹤”)。
(2)一定条件下,向体积一定的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应,达到平衡时,测定CO2的平衡转化率为60%,CH3OH选择性为50%,求此温度下反应III的平衡常数K=___ 。(CH3OH选择性=×100%)
(3)不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,实验测定CH3OH的平衡产率(图甲)随温度的变化关系如图所示。
①图甲中,压强p1、p2、p3由大到小的顺序为___ ;
②图甲中,一定压强下,CH3OH的平衡产率随温度升高而下降的原因是___ 。
II.(4)某课题组利用CO2在Ni粉催化氢化制甲烷的研究过程如下:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。反应结束后,气体中检测到CH4、H2、CO2、H2O外,还检测到HCOOH。CH4、HCOOH、H2的产量和镍粉用量的关系如图所示(仅改变镍粉用量,其他条件不变)
已知:HCOOH是CO2转化为CH4的中间体,即:CO2HCOOHCH4。下列说法正确的是___ (填字母)
A.镍粉反应I和II的催化剂 B.镍粉仅为反应II的催化剂。
C.反应I的活化能大于反应II的活化能 D.增大CO2浓度有利于提高CO2平衡转化率
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ•mol-1
反应II:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
反应III:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3>0
回答下列问题:
(1)已知反应II低温下自发,则ΔH2
(2)一定条件下,向体积一定的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应,达到平衡时,测定CO2的平衡转化率为60%,CH3OH选择性为50%,求此温度下反应III的平衡常数K=
(3)不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,实验测定CH3OH的平衡产率(图甲)随温度的变化关系如图所示。
①图甲中,压强p1、p2、p3由大到小的顺序为
②图甲中,一定压强下,CH3OH的平衡产率随温度升高而下降的原因是
II.(4)某课题组利用CO2在Ni粉催化氢化制甲烷的研究过程如下:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。反应结束后,气体中检测到CH4、H2、CO2、H2O外,还检测到HCOOH。CH4、HCOOH、H2的产量和镍粉用量的关系如图所示(仅改变镍粉用量,其他条件不变)
已知:HCOOH是CO2转化为CH4的中间体,即:CO2HCOOHCH4。下列说法正确的是
A.镍粉反应I和II的催化剂 B.镍粉仅为反应II的催化剂。
C.反应I的活化能大于反应II的活化能 D.增大CO2浓度有利于提高CO2平衡转化率
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解答题-工业流程题
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【推荐1】铋及其化合物广泛应用于电子材料、医药等领域。一种以氧化铋渣(主要成分是、、、和等)为原料,制取高纯的工业流程如图所示:
已知:①该工艺条件下,相关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围如下:
②不溶于稀硫酸
③常温下,,
④硫代乙酰胺( )在酸性溶液中会水解为乙酰胺( )和回答下列问题:
(1)与同族,原子处于基态时电子占据最高能级的电子云轮廓图为_________ 形。
(2)“滤渣1”的主要成分为_________ (填化学式)。
(3)“沉铋”时,转化为沉淀。往“滤液1”中加入铁粉,可回收其中的_________ 金属。
(4)“洗涤”时先用水洗,再用稀硫酸洗涤。用稀硫酸洗涤的目的是__________________ 。
(5)“转化”分两步进行:
第一步,用溶液将转化为。常温下,当该过程达到平衡状态时,测得溶液的,则此时溶液中_________ ;
第二步受热分解为。
(6)“酸溶”工序通常会加入过量的盐酸,其作用为:①充分溶出;②_________ 。
(7)从“滤液3”中分离出乙酰胺以后,可返回“酸溶”或“酸浸”工序中循环使用,则“硫化”过程的化学方程式为_________ 。
已知:①该工艺条件下,相关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围如下:
离子 | |||
开始沉淀的 | 1.5 | 3.6 | 4.5 |
沉淀完全的 | 3.2 | 4.7 | 6.7 |
③常温下,,
④硫代乙酰胺( )在酸性溶液中会水解为乙酰胺( )和回答下列问题:
(1)与同族,原子处于基态时电子占据最高能级的电子云轮廓图为
(2)“滤渣1”的主要成分为
(3)“沉铋”时,转化为沉淀。往“滤液1”中加入铁粉,可回收其中的
(4)“洗涤”时先用水洗,再用稀硫酸洗涤。用稀硫酸洗涤的目的是
(5)“转化”分两步进行:
第一步,用溶液将转化为。常温下,当该过程达到平衡状态时,测得溶液的,则此时溶液中
第二步受热分解为。
(6)“酸溶”工序通常会加入过量的盐酸,其作用为:①充分溶出;②
(7)从“滤液3”中分离出乙酰胺以后,可返回“酸溶”或“酸浸”工序中循环使用,则“硫化”过程的化学方程式为
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【推荐2】丙烯腈主要用于制造聚丙烯腈、丁腈橡胶、染料、合成树脂、医药等。以氨、丙烯、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈和副产物丙烯醛的热化学方程式如下:
主反应: ;
副反应: 。
(1)一定条件下,若容器内只发生主反应,在1L恒容密闭容器中通入、、,丙烯腈的产率与温度的关系如图所示。
①________ 0(填“>”或“<”)。
②若该反应达到A点所需的时间为tmin,则理论上的平均反应速率为________ 。
(2)恒温恒容条件下,若容器内只发生主反应,下列选项表明反应一定已经达平衡状态的是________(填字母)。
(3)恒温时若容器内主反应、副反应同时发生,达到平衡后压缩容器体积,副反应的平衡移动方向为________ 。(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。
(4)已知对于反应:,其标准平衡常数:。T℃,压强为的恒压密闭容器中,通入1mol丙烯、1mol氨气和3mol氧气同时发生主反应、副反应,达到平衡时容器内有,,此时丙烯的分压________ (分压=总压物质的量分数,用含a,b的代数式表示,下同);副反应的标准平衡常数为________ 。
(5)用丙烯腈电合成已二腈的原理如图:
阴极的电极反应式为________ ;工作时乙室的pH________ (填“增大”“减小”或“不变”)
主反应: ;
副反应: 。
(1)一定条件下,若容器内只发生主反应,在1L恒容密闭容器中通入、、,丙烯腈的产率与温度的关系如图所示。
①
②若该反应达到A点所需的时间为tmin,则理论上的平均反应速率为
(2)恒温恒容条件下,若容器内只发生主反应,下列选项表明反应一定已经达平衡状态的是________(填字母)。
A.容器内的转化率保持不变 | B.容器内混合气体的平均摩尔质量不再变化 |
C.化学平衡常数保持不变 | D. |
(4)已知对于反应:,其标准平衡常数:。T℃,压强为的恒压密闭容器中,通入1mol丙烯、1mol氨气和3mol氧气同时发生主反应、副反应,达到平衡时容器内有,,此时丙烯的分压
(5)用丙烯腈电合成已二腈的原理如图:
阴极的电极反应式为
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【推荐3】高纯度的氢氟酸是制造芯片的重要原料之一。
(1)已知:HF(aq)⇌H+(aq)+F-(aq) ΔH=-10.4kJ/mol
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol
则:HF(aq)+NaOH(aq)=NaF(aq)+H2O(l)的ΔH=_______ 。
(2)HF无论是气态还是在水溶液中均可二聚形成(HF)2。HF能二聚的原因是_______ ,写出(HF)2发生第二步电离的电离方程式_______ 。
(3)如图为恒温、带有可自由移动隔板的刚性容器。当两边分别充入4g氦气和20g单分子态的HF气体时,隔板位于“5”处,隔板两边容器内的压强均为100kPa。
若固定隔板于“5”处,当右侧容器内反应2HF(g)⇌(HF)2(g)达到平衡状态时,右侧容器内压强为P1;松开隔板,隔板移至“6”处并达到新的平衡,此时右侧容器内压强为P2,则P1_______ P2(填“大于”“小于”或“等于”)。该温度下,2HF(g)⇌(HF)2(g)反应的平衡常数KP=_______ kPa-1(KP为以分压表示的平衡常数,计算结果保留2位有效数字)。
(4)若将上述容器改为绝热容器,固定隔板在“5”处,下列不能说明右侧容器内反应已达平衡状态的是_______ 。
A.容器右侧气体的密度不再改变
B.容器右侧的温度不再改变
C.容器右侧气体的压强不再改变
D.容器右侧气体的平均相对分子质量不再改变
E.
(5)某温度下,将分析浓度(总浓度)相同的HCl、HF和CH3COOH三种溶液,分别加水稀释时,溶液pH变化如图所示。
图中,氢氟酸溶液在稀释初期的pH上升特别快,据此判断,(HF)2与HF的酸性相比,较强的是_______ 。
(6)NaF和HF的混合溶液具有一定的缓冲能力,即加入少量的酸或碱时,溶液的pH基本保持不变。试结合方程式和必要的文字解释之______ 。
(1)已知:HF(aq)⇌H+(aq)+F-(aq) ΔH=-10.4kJ/mol
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol
则:HF(aq)+NaOH(aq)=NaF(aq)+H2O(l)的ΔH=
(2)HF无论是气态还是在水溶液中均可二聚形成(HF)2。HF能二聚的原因是
(3)如图为恒温、带有可自由移动隔板的刚性容器。当两边分别充入4g氦气和20g单分子态的HF气体时,隔板位于“5”处,隔板两边容器内的压强均为100kPa。
若固定隔板于“5”处,当右侧容器内反应2HF(g)⇌(HF)2(g)达到平衡状态时,右侧容器内压强为P1;松开隔板,隔板移至“6”处并达到新的平衡,此时右侧容器内压强为P2,则P1
(4)若将上述容器改为绝热容器,固定隔板在“5”处,下列不能说明右侧容器内反应已达平衡状态的是
A.容器右侧气体的密度不再改变
B.容器右侧的温度不再改变
C.容器右侧气体的压强不再改变
D.容器右侧气体的平均相对分子质量不再改变
E.
(5)某温度下,将分析浓度(总浓度)相同的HCl、HF和CH3COOH三种溶液,分别加水稀释时,溶液pH变化如图所示。
图中,氢氟酸溶液在稀释初期的pH上升特别快,据此判断,(HF)2与HF的酸性相比,较强的是
(6)NaF和HF的混合溶液具有一定的缓冲能力,即加入少量的酸或碱时,溶液的pH基本保持不变。试结合方程式和必要的文字解释之
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【推荐1】25℃时,2L的密闭容器中A、B、C三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
请填写下列空白:
(1)该反应方程式可表示为:____ ;反应达平衡时,A的转化率为_____ 。
(2)从反应开始到达化学平衡,生成C的平均反应速率为_____ ,25℃时,反应的化学平衡常数K值(数值)为_________ 。
(3)能判断该反应已达到化学平衡状态的依据是_______ .
a.容器内压强不变 b.混合气体的密度不变
c. 3v正(B)=2v逆(C) d.c(A)=c(C)
e.混合气体的平均相对分子质量不变
(4)若已知该反应为放热反应,右图表示由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况:
a点时改变的条件可能是_________ ;b点时改变的条件可能是____________ 。
(5)如果上述反应起始是按“1molA+3molB”充入,达平衡时C的浓度为amol/L;维持容器体积和温度不变,按下列方法改变起始物质的量,达到平衡时C的浓度仍为amol/L的是_______ (填序号)
① 2 molA + 6 molB ② 2molC ③ 4molC ④ 0.5 molA + 1.5molB + 1 molC
物质 | A | B | C |
初始浓度/mol·l-1 | 1.0 | 2.0 | 0 |
2min时,平衡浓度/ mol·l-1 | 0.4 | 0.2 | 1.2 |
(1)该反应方程式可表示为:
(2)从反应开始到达化学平衡,生成C的平均反应速率为
(3)能判断该反应已达到化学平衡状态的依据是
a.容器内压强不变 b.混合气体的密度不变
c. 3v正(B)=2v逆(C) d.c(A)=c(C)
e.混合气体的平均相对分子质量不变
(4)若已知该反应为放热反应,右图表示由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况:
a点时改变的条件可能是
(5)如果上述反应起始是按“1molA+3molB”充入,达平衡时C的浓度为amol/L;维持容器体积和温度不变,按下列方法改变起始物质的量,达到平衡时C的浓度仍为amol/L的是
① 2 molA + 6 molB ② 2molC ③ 4molC ④ 0.5 molA + 1.5molB + 1 molC
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】尿素是一种很好用的保湿成分,它存在于肌肤的角质层当中,属于肌肤天然保湿因子NMF的主要成分。工业上以氨气和二氧化碳为原料合成尿素,反应分为如下两步:
反应①
反应②
(1)下列反应与反应②的热效应相同的是___________。
(2)下图能表示上述两步反应能量变化的是___________。
(3)恒温恒容时,将2mol 和1mol 充入2L反应器中合成尿素,经10min测得反应器内气体压强变为起始的80%(已知此时尿素为固态。水为液态),则从反应开始至10min时,的平均反应速率___________ (写出计算过程)。
(4)若将2mol 和1mol 充入一容积可变的容器中进行,初始体积固定为V,10min后达到平衡时,随时间变化如图所示:
20min时压缩容器,使体积变为0.5V并保持不变,30min时达到新平衡,请在图中大致画出20min~40min内随时间t变化的曲线___________ 。
(5)实际生产中,为节约成本并提高反应②的生产效率,尿素合成工厂通常将反应②的发生场所设置在反应①的发生场所附近,请说明理由:___________ 。
反应①
反应②
(1)下列反应与反应②的热效应相同的是___________。
A.木炭与高温水蒸气反应 | B.镁条与稀盐酸反应 |
C.小苏打与柠檬酸钠反应 | D.氢气与氯气反应 |
(2)下图能表示上述两步反应能量变化的是___________。
A. | B. | C. | D. |
(3)恒温恒容时,将2mol 和1mol 充入2L反应器中合成尿素,经10min测得反应器内气体压强变为起始的80%(已知此时尿素为固态。水为液态),则从反应开始至10min时,的平均反应速率
(4)若将2mol 和1mol 充入一容积可变的容器中进行,初始体积固定为V,10min后达到平衡时,随时间变化如图所示:
20min时压缩容器,使体积变为0.5V并保持不变,30min时达到新平衡,请在图中大致画出20min~40min内随时间t变化的曲线
(5)实际生产中,为节约成本并提高反应②的生产效率,尿素合成工厂通常将反应②的发生场所设置在反应①的发生场所附近,请说明理由:
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐3】CH3OH是一种重要的化工原料,可由CO或CO2与H2反应合成,在密闭容器内发生的主要反应如下,其平衡常数的自然对数ln Kp(Kp是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)随温度的变化如图所示:
I.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) Kp(I)
II.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) Kp(II)
III.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) Kp(III)
(1)ΔH>0的反应是______ (填标号)。
(2)反应III的Kp(III)=______ [用含Kp(I)、Kp(II)的代数式表示]。
(3)若图中A点时发生反应CH3OH(g)+CO2(g)2CO(g)+H2(g)+H2O(g),则其lnKp=______ (填数值)。
(4)在某催化剂催化和3.6×104 kPa下,由CO2和H2在密闭容器内合成甲醇,反应相同时间时,甲醇的选择性[S(CH3OH)]、CO2的转化率[X(CO2)]及CO的选择性[S(CO)]与温度的关系如图所示:
①实际生产中选择260℃的原因,除X(CO2)最大外,还有__________ 。
②温度高于260℃时,升高温度X(CO2)减小的原因是__________________ (从反应II、III的平衡移动角度分析)。
(5)某合成气只含CO、H2且n(CO):n(H2)=1:m,在温度t、压强p条件下在密闭容器内进行反应I,若CO平衡转化率为α,则平衡常数Kp(I)=____________ (用含m、α、p的代数式表示)。
I.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) Kp(I)
II.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) Kp(II)
III.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) Kp(III)
(1)ΔH>0的反应是
(2)反应III的Kp(III)=
(3)若图中A点时发生反应CH3OH(g)+CO2(g)2CO(g)+H2(g)+H2O(g),则其lnKp=
(4)在某催化剂催化和3.6×104 kPa下,由CO2和H2在密闭容器内合成甲醇,反应相同时间时,甲醇的选择性[S(CH3OH)]、CO2的转化率[X(CO2)]及CO的选择性[S(CO)]与温度的关系如图所示:
①实际生产中选择260℃的原因,除X(CO2)最大外,还有
②温度高于260℃时,升高温度X(CO2)减小的原因是
(5)某合成气只含CO、H2且n(CO):n(H2)=1:m,在温度t、压强p条件下在密闭容器内进行反应I,若CO平衡转化率为α,则平衡常数Kp(I)=
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