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
相似题推荐
通入氯气一段时间,KI溶液变为黄色。继续通入氯气一段时间后,溶液黄色褪去,变为无色。继续通入氯气,最后溶液变为浅黄绿色。
(1)Cl2与NaOH溶液反应的化学方程式是
(2)KI溶液变为黄色说明氯气具有
(3)已知,、在水中均呈黄色。为确定黄色溶液的成分,进行以下实验:
操作 | 实验现象 | |
a | 取2~3mL黄色溶液,加入足量,振荡静置 | 层呈紫红色,水层显浅黄色 |
b | 取2~3mL饱和碘水,加入足量,振荡静置 | 层呈紫红色,水层几近无色 |
②根据实验a可知,水层中含有的粒子有
③用化学平衡原理解释实验a中水溶液颜色变浅的原因:
(4)通入氯气,溶液由黄色变为无色,是因为氯气将氧化。已知可氧化,该反应的离子方程式是
(5)根据上述实验,请预测向淀粉-KI溶液中持续通入氯气,可能观察到的现象为
(6)溶液最终变为浅黄绿色的原因是
【推荐2】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和化学平衡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:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH。上述反应分两步完成,其反应历程如图所示。
请回答下列问题:
①写出反应II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2NO(g)+O2(g)2NO2(g)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:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。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12min和15min时各物质的平衡浓度如表所示:
浓度(mol·L-1) 时间(min) | NO | CO2 | N2 |
0 | 0.200 | 0 | 0 |
12 | 0.050 | 0.075 | 0.075 |
15 | 0.100 | 0.050 | 0.450 |
①T℃时,该反应的平衡常数为
②在12min时,若只改变某一条件使平衡发生移动,15min时重新达到平衡,则改变的条件是
③在15min时,保持温度和容器体积不变再充入NO和N2,使NO、N2的浓度分别增加至原来的2倍4倍,此时反应v正
(3)NO2存在如下平衡:2NO2(g)N2O4(g)△H<0,在一定条件下NO2与N2O4的消耗速率与各自的分压(分压=总压×物质的量分数)有如下关系式:v正(NO2)=k1·P2(NO2),v逆(N2O4)=k2·P(N2O4),速率与分压关系如图所示。一定温度下,k1、k2与平衡常数Kp(压力平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算)间的关系是Kp=
实验Ⅰ | 实验Ⅱ |
(1)溶于水后促进了水的电离,实验证据是
(2)根据实验Ⅰ推测,溶液呈现黄色的原因可能是水解所致。结合化学用语分析该推测过程:
(3)为了证明溶液中存在平衡:,同学们设计并进行实验。
序号 | 实验操作 | 实验现象 |
a | 向溶液中加入铁粉 | 溶液颜色变浅 |
b | 向溶液中加入3滴溶液 | 产生白色沉淀,溶液颜色变浅 |
c | 向实验Ⅱ所得溶液中加入3滴NaOH | 产生红褐色沉淀,溶液颜色变浅 |
d | 将溶液加热 | 溶液颜色变深 |
(4)综合上述实验,分析相同浓度溶液的大于溶液的,原因是
反应i:
反应ii:
反应iii:
(1)反应i、ii、iii在不同温度下的分压平衡常数[对于气相反应,用某组分B的平衡压强可代替物质的量浓度,如为平衡总压强,为平衡系统中的物质的量分数]如下表所示。根据表中数据推出反应ii的活化能(正)
反应 | 2.80 | |||||
反应 | ||||||
反应iii | 2.24 |
(2)结合信息,请推测有利于提高乙烯平衡产率的措施是
A.合适的催化剂 B.高温高压 C.低温低压 D.低温高压 E.高温低压
(3)其它条件不变,向容积为的密闭容器中投入,假定只发生反应,温度对各反应的和平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯所占物质的量分数的影响如下图所示:
①计算时反应的平衡常数(以物质的量分数代替平衡浓度)
②下列有关说法正确的是
A.时使用活性更强的催化剂,可以适当提高的物质的量分数
B.若反应热随温度的上升而增大,则
C.当温度时,相同条件下的反应的平衡常数小于反应
D.随温度升高,反应ii、iii的化学平衡先正向移动后逆向移动
③从上图中可看出,以后,乙烯的物质的量分数随温度升高而增加,可能的原因是:
(4)温度为,初始压强为,测得平衡体系中,,已知该条件下,存在等式(常数),保持其它条件不变,请画出x(HI)与压强(0.1~2.0MPa)关系的曲线示意图
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
ⅳ.
(1)
(2)
(3)起始投入和各1 kmol,DRM反应过程中所有物质在100 kPa下的热力学平衡数据如图1所示。①950℃时,向反应器中充入作为稀释气,的平衡转化率
②625℃时,起始投入、、、CO、各0.5 kmol,此时反应ⅱ的
③625℃时,反应体系经过t min达到平衡状态,测得甲烷的平衡转化率为α。0~t min生成CO的平均速率为
(4)在Ni基催化剂表面氢助解离有两种可能路径,图2为不同解离路径的能量变化,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。写出最有可能发生的“氢助解离”路径的决速步反应方程式
②加热后,当失重率(损失的质量/总质量)为2.01%时,每个晶胞拥有的的个数为
(1)已知:CH4、H2和CO 的燃烧热(ΔH)分别为-890.3 kJ/mol、-285.8 kJ/mol和-283.0kJ/mol,且1 mol液态水汽化时的能量变化为44.0 kJ。则甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气的热化学方程式为
(2)在一定温度下,向体积为2L的密闭容器中充入0.40 mol CH4(g)和0.60 mol H2O (g),测得CH4(g)和H2(g)的物质的量浓度随时间变化如表所示:
t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
CH4/(mol/L) | 0.2 | 0.13 | 0.1 | 0.1 | 0.09 |
H2/(mol/L) | 0 | 0.2 | 0.3 | 0.3 | 0.33 |
①计算该反应第一次达平衡时的平衡常数K=
②3 min时改变的反应条件可能是
(3)已知温度、压强、投料比X[n(CH4)/n(H2O)]对该反应的影响如图所示。
①图1中的两条曲线所示的投料比的关系:X1
②图2中两条曲线所示的压强的关系:p1
(4)以合成气为原料可以制备二甲醚,将n(H2):n(CO)=3:1 投入体积固定密闭容器中发生反应:3CO(g)+3H2(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH<0,2 分钟达平衡。升温,反应重新达平衡。下列关于两次平衡的比较中正确的是
A.H2体积分数不变
B.CO 体积分数增大
C.混合气体平均摩尔质量不变
D.反应速率和平衡常数均增大
(5)以二甲醚(设杂质不参与反应)、KOH溶液为原料可设计成燃料电池:
①放电时,负极的电极反应式为
②设装置中盛有100.0 mL 3.0 mol/L KOH 溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为6.72 L,放电过程中没有气体逸出,则放电完毕后,所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为
(1)某些常见化学键的键能数据如下表:
化学键 | C=O | H—O | H—H | C—O | C—H | C—C |
键能() | 803 | 463 | 436 | 326 | 414 | 348 |
A.高温 B.低温 C.任何温度
(2)在催化剂作用下,加氢反应制乙醇的反应历程如图(部分吸附态的物质未列出)。
该反应中形成的化学键有
A.σ键 B.非极性键 C.氢键
(3)一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量与进行反应,下列条件能判断该反,应达到平衡状态的是
a. b.容器中气体的平均摩尔质量不变
c.CH3CH2OH的百分含量保持不变 d.容器中混合气体的密度保持不变
(4)分别按投料比L=1∶4、1∶2、4∶1[]将反应物投入密闭容器中,在恒定压强为MPa下进行反应,测得的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。
①表示的曲线为
②、、由大到小的顺序是
③℃、投料比为下,该反应的平衡常数
反应I CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g) ΔH1=+247.34 kJ·mol-1
反应II H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) ΔH2
回答下列问题:
(1)已知 H2(g)、CO(g) 的燃烧热分别为 285.8 kJ·mol-1 和 283 kJ·mol-1 ,水的汽化热为44 kJ·mol-1,则ΔH2=
(2)向T℃、2.8 MPa的恒压密闭容器中,充入1 mol CH4(g)和1 mol CO2(g)发生反应I和II。达到平衡时,CO2的转化率为80%,=3 ,则平衡时气体的总物质的量n总=
(3)实验研究发现,在(2)条件下,催化剂表面产生积碳与下列2个反应有关:
反应III CH4(g)C(s)+2H2(g) ΔH3=+74.87 kJ·mol-1
反应IV 2CO(g)CO2(g)+C(s) ΔH4=–172.47 kJ·mol-1
已知ΔG=ΔH–TΔS,ΔG的值只取决于反应体系的始态和终态,忽略ΔH、ΔS随温度的变化,反应Ⅲ和反应Ⅳ的ΔG与T的关系如图所示,其中表示反应III的曲线为
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)……Ⅰ
CH4的转化率与温度、压强的关系如图。
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为
②图中的P1
③在其它条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将
(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ……Ⅱ
④该反应的△H
⑤若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大 D.再充入1mol CO和3mol H2
⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
实验编号 | T(℃) | n (CO)/n(H2) | P(MPa) |
ⅰ | 150 | 1/3 | 0.1 |
ⅱ | 5 | ||
ⅲ | 350 | 5 |
B.根据反应Ⅱ的特点,在给出的坐标图中,画出其在0.1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明各条曲线的压强
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)已知几种物质的燃烧热如下表
物质 | ||||
燃烧热 | -283 | -286 | -890 | -727 |
(2)往含催化剂的恒压反应管中以一定的流速通入合成气,在一定温度和压强()下发生反应,在恒压反应管的进、出口检测各成分的含量,并计算下列物理量:
转化率:
选择性:
产率:
①对于反应Ⅰ,下列说法正确的是
A.混入能提高了的转化率,其原因是混入后能促进平衡正向移动。
B.恒压反应管的进、出口气体物质的量相同时,说明反应在反应器内已达平衡。
C.相同条件下,在恒压反应管中和恒容密闭容器中分别达到平衡,前者更大
D.为了提高,需要使增大的同时抑制反应Ⅰ以外的化学反应
②某次实验过程中测得如下数据:
1.00 | 0.87 | 0.02 | 0.01 |
(3)利用太阳能电池在室温下能将转化为,工作原理如图所示:①电池工作一段时间后,电解质溶液的变为10,此时溶液中
②转化为的电极反应式为
请回答:
①粗盐精制过程中加入的沉淀剂是石灰乳和纯碱,加入顺序是
②上述流程中循环使用的物质是
③上图中制得的饱和食盐水还可用于氯碱工业,NaCl 溶液的电解产物可用于生产盐酸、漂白粉、氢氧化钠等产品。工业上电解饱和食盐水的离子方程式为
④氨气可用电解法合成,其原料转化率大幅度提高, 有望代替传统的工业合成氨工艺。电解法合成氨的两种原理及装置如图 1 和图 2 所示。
图 1 中,a 电极上通入的X 为
(2)海水中有丰富的锂资源,我国科学家研发出利用太阳能从海水中提取金属锂的技术,提取原理如图 3 所示:
图 3
①金属锂在电极
②阳极产生两种气体单质,电极反应式是
③某种锂离子二次电池的总反应为:FePO4(s)+Li(s) LiFePO4(s) , 装置如下图所示(a 极材料为金属锂和石墨的复合材料)。下列说法不正确的是
A.图中 e-及 Li+移动方向说明该电池处于放电状态
B.该电池中a 极不能接触水溶液
C.充电时 a 极连接外接电源的正极
D.充电时,b 极电极反应式为:LiFePO4-e-= Li++ FePO
(1)上述装置中能量转化形式主要是
太阳能→___________能→___________能。
(2)图中采用
(3)下列措施不利于绿色低碳发展的是___________。
A.使用氢能源车 | B.杭州西站光伏发电 |
C.使用脱硫煤发电 | D.使用可循环快递箱 |
Ⅱ.CO2催化加氢制甲醇(CH3OH)是实现碳达峰、碳中和的途径之一,其反应可表示为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
(4)写出该反应的平衡常数表达式K=
(5)该反应分两步进行,反应过程能量变化如图所示,所有物质均为气态。总反应=
(6)一定温度下,在一体积固定的密闭容器中投入一定量的CO2和H2进行上述总反应,达到平衡后,改变下列1个条件,反应速率和CO2平衡转化率都增大的是___________。
A.加入高效催化剂 | B.增大CO2浓度 | C.缩小容器容积 | D.升高温度 |
(7)下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是
A.反应中CO2与CH3OH的物质的量之比为1:1
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗1molCO2,同时生成1molCH3OH
D.CH3OH的质量分数在混合气体中保持不变
E.混合气体的密度保持不变
Ⅲ.该反应的产物甲醇燃烧电池具有很多优点。
(8)在碱性甲醇燃料电池中,Pt(a)发生