环氧乙烷(,简称EO)是在有机合成中常用的试剂。EO常温下易燃易爆,其爆炸极限为3~100%。近年来,常用以乙烯、氧气、氮气混合气投料的乙烯氧化法制备EO。部分涉及反应为:
主反应:副反应:
(1)已知 ,则EO的燃烧热为
(2)在温度为T,压强为P0的环境下,欲提高乙烯的平衡转化率,需
(3)向温度为T,刚性容器中加入投料比为2∶3∶3的乙烯、氧气、氮气。已知平衡后: ,(其中二碳化合物为分子中含两个碳原子的化合物)。忽略其他反应,乙烯的平衡转化率为
(4)以Ag为催化剂的反应机理如下:
反应Ⅰ: 慢
反应Ⅱ: 快
反应Ⅲ: 快
①一定能够提高主反应反应速率的措施有
A.降低温度 B.通入氦气 C.增大CO2浓度 D.增大浓度
②加入1,2-二氯乙烷会发生。一定条件下,反应经过一定时间后,EO产率及选择性与1,2—二氯乙烷浓度关系如图。1,2—二氯乙烷能使EO产率先增加后降低的原因是
更新时间:2024-05-13 21:38:42
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【推荐1】利用甲烷可以有效降低有害气体对大气的污染,成为当前科学研究的重点课题。
(1)利用CH4和CO2重整不仅可以获得合成气(主要成分为CO、H2),还可减少温室气体的排放。已知重整过程中涉及如下反应:
反应I CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H1
反应II CO2(g)+H2(g)CO(g) + H2O(g) △H2=+41.2 kJ/mol
反应III CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2(g) △H3=-35.6 kJ/mol
①已知:O2(g)+H2(g)H2O(g) △H=-241.8 kJ/mol,则△H1=___________ kJ/mol
②恒容密闭容器中CH4、CO2的分压分别为25 kPa、20 kPa,一定条件下发生反应I。
已知v正(CO)=1.28×10-2·p(CH4) ·p(CO2)(Pa·s-1),某时刻测得p(H2)=10 kPa,则该时刻v正(CH4)=___________ kPa/s。
(2)CH4(g)和H2S(g)反应可以生成化工原料CS2(g)和H2(g)。控制体系压强为0.17 MPa,当原料初始组成n(CH4):n(H2S)=1:2, 反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数随温度的变化如图甲。图中表示CS2、CH4变化的曲线分别是___________ (填字母序号)。M点对应温度下,H2S的转化率是___________ ,反应的Kp=___________ (以分压表示,分压-总压×物质的量分数)。
(3)在恒容密闭容器中,通入一定量CH4和NO2发生反应,相同时间内测得NO2的转化率与温度的关系如图乙。下列叙述正确的是___________ 。
A.200℃NO2的平衡转化率大于300℃NO2的平衡转化率
B.b点的v(逆)大于e点的v(逆)
C.c点和d点均处于平衡状态
D.适当升温或增大c(CH4)可提高C点时NO2的转化率和反应速率
(1)利用CH4和CO2重整不仅可以获得合成气(主要成分为CO、H2),还可减少温室气体的排放。已知重整过程中涉及如下反应:
反应I CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H1
反应II CO2(g)+H2(g)CO(g) + H2O(g) △H2=+41.2 kJ/mol
反应III CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2(g) △H3=-35.6 kJ/mol
①已知:O2(g)+H2(g)H2O(g) △H=-241.8 kJ/mol,则△H1=
②恒容密闭容器中CH4、CO2的分压分别为25 kPa、20 kPa,一定条件下发生反应I。
已知v正(CO)=1.28×10-2·p(CH4) ·p(CO2)(Pa·s-1),某时刻测得p(H2)=10 kPa,则该时刻v正(CH4)=
(2)CH4(g)和H2S(g)反应可以生成化工原料CS2(g)和H2(g)。控制体系压强为0.17 MPa,当原料初始组成n(CH4):n(H2S)=1:2, 反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数随温度的变化如图甲。图中表示CS2、CH4变化的曲线分别是
(3)在恒容密闭容器中,通入一定量CH4和NO2发生反应,相同时间内测得NO2的转化率与温度的关系如图乙。下列叙述正确的是
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B.b点的v(逆)大于e点的v(逆)
C.c点和d点均处于平衡状态
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【推荐2】氨的催化氧化反应是硝酸工业中的重要反应,某条件下与作用时可发生如下3个反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
已知:298K时,相关物质的焓的数据如图。(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所示。①由图可知,除去工业尾气中的适宜的温度为 210℃左右。
②随着温度的升高,的选择性下降的原因可能为___________ 。
(3)在一定温度下,氨气溶于水的过程及其平衡常数为:
其中p为的平衡压强,为在水溶液中的平衡浓度。设氨气在水中的溶解度,则用p、和表示S的代数式为___________ 。
(4)由与制备甲醇是当今研究的热点之一,也是我国科学家2021年发布的由人工合成淀粉(节选途径见图)中的重要反应之一。
已知:反应①:的-49.5kJ/mol
反应②:
反应③:
Ⅰ.反应①在有、无催化剂条件下的反应历程如下图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注,TS为过渡态。___________ 。
Ⅱ.某研究小组采用上述催化剂,向密闭容器中通入和,只发生反应①和反应②,在不同条件下达到平衡,在下甲醇的物质的量分数随压强的变化、在下随温度的变化,如下图所示。i.由图可知,点对应的温度和压强分别为200℃、600。
ii.点的分压为___________ ,此时容器中为,为,反应①的压强平衡常数___________ (压强平衡常数是以分压代替浓度表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
iii.图中点的高于点的原因是___________ 。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
已知:298K时,相关物质的焓的数据如图。(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所示。①由图可知,除去工业尾气中的适宜的温度为 210℃左右。
②随着温度的升高,的选择性下降的原因可能为
(3)在一定温度下,氨气溶于水的过程及其平衡常数为:
其中p为的平衡压强,为在水溶液中的平衡浓度。设氨气在水中的溶解度,则用p、和表示S的代数式为
(4)由与制备甲醇是当今研究的热点之一,也是我国科学家2021年发布的由人工合成淀粉(节选途径见图)中的重要反应之一。
已知:反应①:的-49.5kJ/mol
反应②:
反应③:
Ⅰ.反应①在有、无催化剂条件下的反应历程如下图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注,TS为过渡态。
该反应历程中,催化剂使决速步骤的活化能降低
Ⅱ.某研究小组采用上述催化剂,向密闭容器中通入和,只发生反应①和反应②,在不同条件下达到平衡,在下甲醇的物质的量分数随压强的变化、在下随温度的变化,如下图所示。i.由图可知,点对应的温度和压强分别为200℃、600。
ii.点的分压为
iii.图中点的高于点的原因是
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【推荐3】碳捕集封存作为减少温室气体排放的一种手段,受到许多国家的重视,将捕获的二氧化碳转化为可用产品将促进这技术的推广使用。
I.某校科研小组的同学设计用氢氧化钠溶液来“捕捉”二氧化碳,其基本过程如图装置(部分条件及物质末标出)。
(1)在整个“捕捉”过程中,将NaOH溶液喷成雾状是为了___________ ,可以循环利用的物质是___________ 。
(2)一定条件下,不同物质的量的CO2与不同体积的1.0mol/L NaOH溶液充分反应放出的热量如下表所示:
该条件下CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3溶液的热化学方程式为____________ 。
(3)下列溶液中,同样能用于“捕捉”二氧化碳的是________ (填序号)。
A. KNO3溶液 B. CaCl2溶液 C. CuSO4溶液 D. Na2CO3溶液
II.在海洋碳循环中,通过如图所示的途径固碳。
(1)写出钙化作用的离子方程式:______________ 。
(2)利用如图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。
①结合方程式简述提取CO2的原理:________________ 。
②用该装置产生的物质处理b室排出的海水,合格后排回大海。处理至合格的方法是_____________ 。
I.某校科研小组的同学设计用氢氧化钠溶液来“捕捉”二氧化碳,其基本过程如图装置(部分条件及物质末标出)。
(1)在整个“捕捉”过程中,将NaOH溶液喷成雾状是为了
(2)一定条件下,不同物质的量的CO2与不同体积的1.0mol/L NaOH溶液充分反应放出的热量如下表所示:
反应序号 | CO2的物质的量/mol | NaOH溶液的体积/L | 放出的热量/kJ |
1 | 0.5 | 0.75 | a |
2 | 1.0 | 2.00 | b |
该条件下CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3溶液的热化学方程式为
(3)下列溶液中,同样能用于“捕捉”二氧化碳的是
A. KNO3溶液 B. CaCl2溶液 C. CuSO4溶液 D. Na2CO3溶液
II.在海洋碳循环中,通过如图所示的途径固碳。
(1)写出钙化作用的离子方程式:
(2)利用如图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。
①结合方程式简述提取CO2的原理:
②用该装置产生的物质处理b室排出的海水,合格后排回大海。处理至合格的方法是
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【推荐1】氢能将在实现“双碳”目标中起到重要作用,乙醇与水催化重整制氢发生以下反应。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)已知反应,_______
(2)压强为100kPa,的平衡产率与温度、起始时的关系如图甲所示,每条曲线表示相同 的平衡产率。
①产率:B点_______ C点(填>、=或<);
②A、B两点产率相等的原因是_______ 。
(3)压强为100kPa下,1mol和3mol发生上述反应,平衡时和CO的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图乙所示。[已知:CO的选择性
①表示选择性的曲线是_______ (填标号);
②573K时,生成氢气的物质的量为_______ ;
③573K时,反应Ⅱ的标准平衡常数,其中为标准压强(100kPa),、、p(CO)和为各组分的平衡分压,则_______ (列出计算式即可)。(已知:分压=总压×该组分物质的量分数)
(4)已知,向重整体系中加入适量多孔CaO,该做法的优点是_______ (答出一点即可)。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)已知反应,
(2)压强为100kPa,的平衡产率与温度、起始时的关系如图甲所示,每条曲线表示
①产率:B点
②A、B两点产率相等的原因是
(3)压强为100kPa下,1mol和3mol发生上述反应,平衡时和CO的选择性、乙醇的转化率随温度的变化曲线如图乙所示。[已知:CO的选择性
①表示选择性的曲线是
②573K时,生成氢气的物质的量为
③573K时,反应Ⅱ的标准平衡常数,其中为标准压强(100kPa),、、p(CO)和为各组分的平衡分压,则
(4)已知,向重整体系中加入适量多孔CaO,该做法的优点是
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【推荐2】国家规定,排放的废水中氟的含量不得超过10.0mg·L-1,砷的含量不得超过0.5mg·L-1。硫酸工厂废水中除含有稀硫酸外,还含有H3AsO3、H2SiF6等物质。工业上常通过化学沉淀和氧化、吸附沉降处理废水,实现水体达标排放。
(1)化学沉淀:向废水中加入石灰乳[以Ca(OH)2为主]、过滤。滤渣中主要含有CaSO4、CaF2、SiO2和少量Ca3(AsO3)2。
①CaSO4中阴离子的空间构型为____ 。
②写出该过程中H2SiF6和石灰乳反应生成CaF2、SiO2的化学方程式:____ 。
③充分沉淀后测得废水中F-的含量为19.0mg·L-1,此时SO的浓度为____ mol·L-1。[已知:Ksp(CaSO4)=5.0×10-5、Ksp(CaF2)=5.0×10-9]
(2)氧化、吸附沉降:利用NaClO和FeSO4进一步处理废水中残余的As(III)。已知:
ⅰ.NaClO能将As(III)氧化为As(V)、Fe(II)氧化为Fe(III)。形成的Fe(OH)3胶体吸附废水中的As(V)物种而沉降。
ⅱ.As(III)和As(V)水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。
①向化学沉淀后的废水(pH≈8)中加入NaClO溶液,写出As(III)发生主要反应的离子方程式:____ 。
②其他条件相同的情况下,用以下两种方式向废水样中添加NaClO和FeSO4溶液。方式I:先加NaClO溶液,再加FeSO4溶液;方式II:先加FeSO4溶液,再加NaClO溶液。反应相同时间,测得As(III)的氧化效果方式II不如方式I,原因是____
(1)化学沉淀:向废水中加入石灰乳[以Ca(OH)2为主]、过滤。滤渣中主要含有CaSO4、CaF2、SiO2和少量Ca3(AsO3)2。
①CaSO4中阴离子的空间构型为
②写出该过程中H2SiF6和石灰乳反应生成CaF2、SiO2的化学方程式:
③充分沉淀后测得废水中F-的含量为19.0mg·L-1,此时SO的浓度为
(2)氧化、吸附沉降:利用NaClO和FeSO4进一步处理废水中残余的As(III)。已知:
ⅰ.NaClO能将As(III)氧化为As(V)、Fe(II)氧化为Fe(III)。形成的Fe(OH)3胶体吸附废水中的As(V)物种而沉降。
ⅱ.As(III)和As(V)水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。
①向化学沉淀后的废水(pH≈8)中加入NaClO溶液,写出As(III)发生主要反应的离子方程式:
②其他条件相同的情况下,用以下两种方式向废水样中添加NaClO和FeSO4溶液。方式I:先加NaClO溶液,再加FeSO4溶液;方式II:先加FeSO4溶液,再加NaClO溶液。反应相同时间,测得As(III)的氧化效果方式II不如方式I,原因是
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【推荐3】汽车尾气净化反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),请回答下列问题:
(1)对于气相反应,用某组分B平衡时的分压p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp,则该反应的平衡常数Kp表达式为_____________________________________________________ 。
(2)已知:N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=180.5 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
则2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH=____________________ ,该反应能自发进行的条件__________ (填“高温”“低温”或“任意温度”)。
(3)在一定温度下,向体积为V L的密闭容器中充入一定量的NO和CO。在t1时刻达到平衡状态,此时n(CO)=a mol,n(NO)=2a mol,n(N2)=b mol。
①若保持体积不变,再向容器中充入n(CO2)=b mol,n(NO)=a mol,则此时v正____ (填“>”“=”或“<”)v逆;
②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的,在其他条件不变的情况下,t3时刻达到新的平衡状态。请在图1中补充画出t2~t3~t4时段N2物质的量的变化曲线。______________
(4)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图2所示。
①若不使用CO,温度超过775 K,发现NO的转化率降低,其可能的原因为
________________________________________________________________________ ;
在n(NO)/n(CO)=1的条件下,应控制的最佳温度在________ 左右;
②目前对氮氧化物(NOx)进行治理的方法比较多,其中吸附/吸收法广受欢迎。下列物质适合作为NOx吸收剂的是________ (填字母)。
A.活性炭 B.氨水 C.酸性尿素溶液 D.硫酸
(1)对于气相反应,用某组分B平衡时的分压p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp,则该反应的平衡常数Kp表达式为
(2)已知:N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=180.5 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
则2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH=
(3)在一定温度下,向体积为V L的密闭容器中充入一定量的NO和CO。在t1时刻达到平衡状态,此时n(CO)=a mol,n(NO)=2a mol,n(N2)=b mol。
①若保持体积不变,再向容器中充入n(CO2)=b mol,n(NO)=a mol,则此时v正
②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的,在其他条件不变的情况下,t3时刻达到新的平衡状态。请在图1中补充画出t2~t3~t4时段N2物质的量的变化曲线。
(4)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图2所示。
①若不使用CO,温度超过775 K,发现NO的转化率降低,其可能的原因为
在n(NO)/n(CO)=1的条件下,应控制的最佳温度在
②目前对氮氧化物(NOx)进行治理的方法比较多,其中吸附/吸收法广受欢迎。下列物质适合作为NOx吸收剂的是
A.活性炭 B.氨水 C.酸性尿素溶液 D.硫酸
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【推荐1】含碳化合物是环境、能源科学研究的热点。
已知:①
②
键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。几种共价键的键能如下:
回答下列问题:
(1)CO(g)的燃烧热___________ 。
(2)a=___________ ,b=___________ 。
(3)已知,下图中___________ 。
(4)2.24L(标准状况)CO和H2的混合气体在氧气中完全反应生成CO2(g)、H2O(g),放出的热量可能是___________(填字母)。
(5)的速率方程,,其中k为速率常数,与温度、催化剂有关,k的经验公式为(R和C为常数,为活化能,T为温度)。在催化剂作用下,与的关系如图所示:
①催化效率较高的是___________ (填“Cat1”或“Cat2”),判断依据是___________ 。
②该反应的平衡常数表达式为___________ 。某温度下,平衡常数K为2,为5,则为___________ 。
已知:①
②
键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。几种共价键的键能如下:
共价键 | C—C | O=O | C—H | C=O | H—H | H—O | |
键能/() | 343 | a | 413 | b | 436 | 465 | 1076 |
(1)CO(g)的燃烧热
(2)a=
(3)已知,下图中
(4)2.24L(标准状况)CO和H2的混合气体在氧气中完全反应生成CO2(g)、H2O(g),放出的热量可能是___________(填字母)。
A.28.8kJ | B.24.1kJ | C.26.6kJ | D.24.2kJ |
(5)的速率方程,,其中k为速率常数,与温度、催化剂有关,k的经验公式为(R和C为常数,为活化能,T为温度)。在催化剂作用下,与的关系如图所示:
①催化效率较高的是
②该反应的平衡常数表达式为
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【推荐2】气态含氮化合物是把双刃剑,既是固氮的主要途径,也是大气污染物。气态含氮化合物及相关反应是新型科研热点。回答下列问题:
(1)用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知:
①4NH3 (g)+3O2 (g)=2N2 (g)+6H2O (g) ΔH=-akJ/mol
②N2(g)+O2 (g)=2NO (g) ΔH=-bkJ/mol
写出NH3还原NO至N2和水蒸气的热化学方程式____________________ 。
(2)尿素水溶液热解产生的NH3可去除尾气中的NOx,流程如图:
①尿素[CO(NH2)2]中氮元素的化合价为_______ 。
②写出“催化反应”过程中NH3还原NO2的化学方程式____________________ 。
③若氧化处理后的尾气中混有SO2,此时催化剂表面会因为覆盖部分硫酸盐而导致催化剂中毒,降低NOx的去除率。试分析硫酸盐的产生过程____________________ 。
④“催化反应”过程中需控制温度在250℃~380℃之间。温度过高,NOx的去除率下降,其原因可能是温度过高催化剂的活性降低和____________________ 。
(3)N2O是一种强温室气体,且易形成颗粒性污染物,研究N2O的分解对环境保护有重要意义。碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步:I2(g)→2I(g)(快反应)
第二步:I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)
第三步:IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g)(快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=kc(N2O)[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是
(4)汽车尾气中含有较多的氮氧化物和不完全燃烧的CO,汽车三元催化器可以实现降低氮氧化物的排放量。汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在催化剂的作用下转化成两种无污染的气体:2CO+2NO→N2+2CO2△H1。
①已知:反应N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H2=+180.0kJmol﹣1,若CO的燃烧热△H为﹣283.5kJ/mol,则△H1=_______ 。
②若在恒容的密闭容器中,充入2mol CO和1mol NO,下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是_______ 。
A.CO和NO的物质的量之比不变
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的压强保持不变
D.2v(N2)正=v(CO)逆
③研究表明氮氧化物的脱除率除了与还原剂、催化剂相关外,还取决于催化剂表面氧缺位的密集程度。以La0.8A0.2BCoO3+x(A、B均为过渡元素)为催化剂,用H2还原NO的机理如下:
第一阶段:B4+(不稳定)+H2→低价态的金属离子(还原前后催化剂中金属原子的个数不变)
第二阶段:I.NO(g)+□→NO(a)
II.2NO(a)→2N(a)+O2(g)
III.2N(a)→N2(g)+2□
IV.2NO(a)→N2(g)+2O(a)
V.2O(a)→O2(g)+2□
注:□表示催化剂表面的氧缺位,g表示气态,a表示吸附态
第一阶段用氢气还原B4+得到低价态的金属离子越多,第二阶段反应的速率越快,原因是_______ 。
(5)N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g)⇌2NO(g)。将定量的N2O4放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率[a(N2O4)]随温度的变化如图所示。
①图中a点对应温度下。已知N2O4的起始压强为108kPa,则该温度下反应的平衡常数Kp=__________ kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
②在一定条件下,该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系v( N2O4)=k1p(N2O4),v(NO2)=k2p2(NO2),其中k1、k2是与反应温度有关的常数。相应的速率、压强关系如图所示,一定温度下,k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1=_________ ,在图上标出的点中,能表示反应达到平衡状态的点为 ________ (填字母代号)。
(1)用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知:
①4NH3 (g)+3O2 (g)=2N2 (g)+6H2O (g) ΔH=-akJ/mol
②N2(g)+O2 (g)=2NO (g) ΔH=-bkJ/mol
写出NH3还原NO至N2和水蒸气的热化学方程式
(2)尿素水溶液热解产生的NH3可去除尾气中的NOx,流程如图:
①尿素[CO(NH2)2]中氮元素的化合价为
②写出“催化反应”过程中NH3还原NO2的化学方程式
③若氧化处理后的尾气中混有SO2,此时催化剂表面会因为覆盖部分硫酸盐而导致催化剂中毒,降低NOx的去除率。试分析硫酸盐的产生过程
④“催化反应”过程中需控制温度在250℃~380℃之间。温度过高,NOx的去除率下降,其原因可能是温度过高催化剂的活性降低和
(3)N2O是一种强温室气体,且易形成颗粒性污染物,研究N2O的分解对环境保护有重要意义。碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步:I2(g)→2I(g)(快反应)
第二步:I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)
第三步:IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g)(快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=kc(N2O)[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是
A.N2O分解反应中:k值与是否含碘蒸气有关 |
B.第三步对总反应速率起决定作用 |
C.第二步活化能比第三步小 |
D.IO为反应的催化剂 |
①已知:反应N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)△H2=+180.0kJmol﹣1,若CO的燃烧热△H为﹣283.5kJ/mol,则△H1=
②若在恒容的密闭容器中,充入2mol CO和1mol NO,下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是
A.CO和NO的物质的量之比不变
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的压强保持不变
D.2v(N2)正=v(CO)逆
③研究表明氮氧化物的脱除率除了与还原剂、催化剂相关外,还取决于催化剂表面氧缺位的密集程度。以La0.8A0.2BCoO3+x(A、B均为过渡元素)为催化剂,用H2还原NO的机理如下:
第一阶段:B4+(不稳定)+H2→低价态的金属离子(还原前后催化剂中金属原子的个数不变)
第二阶段:I.NO(g)+□→NO(a)
II.2NO(a)→2N(a)+O2(g)
III.2N(a)→N2(g)+2□
IV.2NO(a)→N2(g)+2O(a)
V.2O(a)→O2(g)+2□
注:□表示催化剂表面的氧缺位,g表示气态,a表示吸附态
第一阶段用氢气还原B4+得到低价态的金属离子越多,第二阶段反应的速率越快,原因是
(5)N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g)⇌2NO(g)。将定量的N2O4放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率[a(N2O4)]随温度的变化如图所示。
①图中a点对应温度下。已知N2O4的起始压强为108kPa,则该温度下反应的平衡常数Kp=
②在一定条件下,该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系v( N2O4)=k1p(N2O4),v(NO2)=k2p2(NO2),其中k1、k2是与反应温度有关的常数。相应的速率、压强关系如图所示,一定温度下,k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1=
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(0.4)
解题方法
【推荐3】I、Cl2是一种常用的自来水消毒剂,高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型,高效、多功能绿色水处理剂。已知K2FeO4在Fe3+和Fe(OH)3催化下会分解,在酸性或弱碱性能与水反应生成Fe(OH)3和O2。生产K2FeO4的反应原理是:Fe(NO3)3+KClO+KOH→K2FeO4+KNO3+KCl+H2O
(1)该反应中氧化剂是______________ (写电子式)
(2)制备K2FeO4时,将90%的Fe(NO3)3溶液缓缓滴加到碱性的KClO浓溶液中,并且不断搅拌,采用这种混合方式的原因是_____________________ (回答一条即可)。
(3)工业上用“间接碘量法”测定高铁酸钾的纯度:用碱性KI溶液溶解3.00g K2FeO4样品,调节pH值使高铁酸根全部被还原成铁离子,再调节pH为3~4,用1.0mol/L的Na2S2O3标准溶液作为滴定剂进行滴定(2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI),淀粉作指示剂,滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液18.00mL。
①滴定终点的现象是__________________________________________ 。
②原样品中高铁酸钾的质量分数为______________ 。
II、研究发现,NOx和SO2是雾霾的主要成分。
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ/moL ①
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=–393.5kJ/moL ②
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=–221.0kJ/moL ③
(4)某反应的平衡常数表达式,请写出此反应的热化学方程式:__ 。
(5)向绝热恒容密闭容器中充入等量的NO和CO进行反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是___________ (填序号)
a.容器中的压强不变
b.2v正(CO)= v逆(N2)
c.气体的平均相对分子质量保持34.2不变
d.该分应平衡常数保持不变
e.NO和CO的体积比保持不变
(6)2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g),将一定量的SO3放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率随温度变化如图所示。
图中a点对应温度下,已知SO3的起始压强为P0kPa,该温度下反应的平衡常数KP=____ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。在该温度下达到平衡后,再向容器中按=1加入SO2和SO3,平衡将___________ (填“向正反应方向移动”,“向逆反应方向移动”,“不移动”)。
(1)该反应中氧化剂是
(2)制备K2FeO4时,将90%的Fe(NO3)3溶液缓缓滴加到碱性的KClO浓溶液中,并且不断搅拌,采用这种混合方式的原因是
(3)工业上用“间接碘量法”测定高铁酸钾的纯度:用碱性KI溶液溶解3.00g K2FeO4样品,调节pH值使高铁酸根全部被还原成铁离子,再调节pH为3~4,用1.0mol/L的Na2S2O3标准溶液作为滴定剂进行滴定(2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI),淀粉作指示剂,滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液18.00mL。
①滴定终点的现象是
②原样品中高铁酸钾的质量分数为
II、研究发现,NOx和SO2是雾霾的主要成分。
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ/moL ①
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=–393.5kJ/moL ②
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=–221.0kJ/moL ③
(4)某反应的平衡常数表达式,请写出此反应的热化学方程式:
(5)向绝热恒容密闭容器中充入等量的NO和CO进行反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是
a.容器中的压强不变
b.2v正(CO)= v逆(N2)
c.气体的平均相对分子质量保持34.2不变
d.该分应平衡常数保持不变
e.NO和CO的体积比保持不变
(6)2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g),将一定量的SO3放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率随温度变化如图所示。
图中a点对应温度下,已知SO3的起始压强为P0kPa,该温度下反应的平衡常数KP=
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(0.4)
【推荐1】碳的化合物在工业上应用广泛,下面对几种碳的化合物的具体应用进行分析
(1)已知下列热化学方程式:
i.
ii.
又已知在相同条件下,的正反应的活化能为,则逆反应的活化能为___________ 。
(2)查阅资料得知,反应在含有少量的溶液中分两步进行:
第①步反应为(慢反应);
第②步为快反应,增大的浓度能明显增大总反应的平均速率。理由为___________ 。
(3)工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成甲醇:,在一定条件下,将1molCO和2molH2通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,的体积分数变化趋势如图所示:
①下列描述能说明该反应处于化学平衡状态的是___________ (填字母)。
A.CO的体积分数保持不变 B.容器中CO的转化率与H2的转化率相等
C. D.容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
②平衡时,M点的体积分数为10%,则CO的转化率为___________ 。
③X轴上a点的数值比b点___________ (填“大”或“小”)。某同学认为上图中Y轴表示温度,你认为他判断的理由是___________ 。
(4)甲醇与CO可以生成醋酸,常温下将amol/L的醋酸与溶液以2∶1体积比混合,混合溶液中,则醋酸的电离平衡常数为___________ (用含a和b的代数式表示)。
(1)已知下列热化学方程式:
i.
ii.
又已知在相同条件下,的正反应的活化能为,则逆反应的活化能为
(2)查阅资料得知,反应在含有少量的溶液中分两步进行:
第①步反应为(慢反应);
第②步为快反应,增大的浓度能明显增大总反应的平均速率。理由为
(3)工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成甲醇:,在一定条件下,将1molCO和2molH2通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,的体积分数变化趋势如图所示:
①下列描述能说明该反应处于化学平衡状态的是
A.CO的体积分数保持不变 B.容器中CO的转化率与H2的转化率相等
C. D.容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
②平衡时,M点的体积分数为10%,则CO的转化率为
③X轴上a点的数值比b点
(4)甲醇与CO可以生成醋酸,常温下将amol/L的醋酸与溶液以2∶1体积比混合,混合溶液中,则醋酸的电离平衡常数为
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(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】(1)已知:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H=-196.6kJ•mol-1
2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H=-113.0kJ•mol-1
则反应NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)的△H=______ kJ•mol-1.
(2)一定条件下,将NO2与SO2以物质的量比为1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是______ 。[不考虑N2O4(g)2NO2(g)的转化]
a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变 d.每消耗1mol SO3的同时生成1mol NO2
(3)测得上述反应平衡时NO2与SO2物质的量比为1:6,则平衡时SO2的转化率为___________ 。
2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H=-113.0kJ•mol-1
则反应NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)的△H=
(2)一定条件下,将NO2与SO2以物质的量比为1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是
a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变 d.每消耗1mol SO3的同时生成1mol NO2
(3)测得上述反应平衡时NO2与SO2物质的量比为1:6,则平衡时SO2的转化率为
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(0.4)
【推荐3】请回答下列问题:
Ⅰ.如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,进行如下实验:在容积为1 L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,在500℃下发生发应,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)实验测得CO2和CH3OH(g)的物质的量(n)随时间变化如图1所示:
(1)500℃达平衡时,CH3OH(g)的体积分数为___________ ,图2是改变温度时化学反应速率随时间变化的示意图,则该反应的正反应为___________ 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)500℃该反应的平衡常数为___________ (保留两位小数),若提高温度到800℃进行,达平衡时,K值___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)下列措施中不能使CO2的转化率增大的是___________ 。
A.在原容器中再充入1 mol H2 B.在原容器中再充入1 mol CO2
C.缩小容器的容积 D.使用更有效的催化剂
E.将水蒸气从体系中分离出
(4)500℃条件下,测得某时刻,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)和H2O(g)的浓度均为0.5 mol/L,则此时v(正)___________ v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
(5)下列措施能使增大的是___________。
Ⅱ.温度为T1时,向容积为2 L的密闭容器甲、乙中分别充入一定量的CO和H2O(g),发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ∆H=-41kJ/mol相关数据如下:
(6)甲容器中,反应在t1 min内的平均速率v(H2)=___________ 。
(7)甲容器中,平衡时,反应放出的热量___________ kJ。
(8)T1时,反应的平衡常数K甲=___________ 。
(9)乙容器中,a=___________ mol。
(10)解释升高温度使平衡浓度降低的原因:___________ 。
Ⅰ.如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,进行如下实验:在容积为1 L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,在500℃下发生发应,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)实验测得CO2和CH3OH(g)的物质的量(n)随时间变化如图1所示:
(1)500℃达平衡时,CH3OH(g)的体积分数为
(2)500℃该反应的平衡常数为
(3)下列措施中不能使CO2的转化率增大的是
A.在原容器中再充入1 mol H2 B.在原容器中再充入1 mol CO2
C.缩小容器的容积 D.使用更有效的催化剂
E.将水蒸气从体系中分离出
(4)500℃条件下,测得某时刻,CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)和H2O(g)的浓度均为0.5 mol/L,则此时v(正)
(5)下列措施能使增大的是___________。
A.升高温度 | B.在原容器中充入1 mol He |
C.在原容器中充入1 mol CO2和3 mol H2 | D.缩小容器容积,增大压强 |
Ⅱ.温度为T1时,向容积为2 L的密闭容器甲、乙中分别充入一定量的CO和H2O(g),发生反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ∆H=-41kJ/mol相关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 | ||
反应物 | CO | H2O | CO | H2O |
起始时物质的量(mol) | 1.2 | 0.6 | 2.4 | 1.2 |
平衡时物质的量(mol) | 0.8 | 0.2 | ||
达到平衡的时间(min) | t1 | t2 |
(7)甲容器中,平衡时,反应放出的热量
(8)T1时,反应的平衡常数K甲=
(9)乙容器中,a=
(10)解释升高温度使平衡浓度降低的原因:
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