Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)=
(2)①=1:1对应图中曲线
②900K下,曲线b、c、d的平衡转化率显著大于a的原理为
(3)900K,将=3:1的混合气通入恒容密闭容器中进行反应。
①下列说法正确的是
A.通入氩气可提高的平衡转化率
B.体系达到平衡时,若缩小容器容积,反应Ⅱ平衡不移动
C.当和的比值不变时,体系达到平衡
D.改善催化剂的性能可提高生产效率
②若初始压强为,t min时达到平衡,此时分压是CO的5倍,0~t min内=
(4)利用反应可制备高纯Ni。
①晶体中不存在的作用力有
A.离子键 B.π键 C.范德华力 D.极性键 E.金属键
②中Ni为杂化,配位原子是
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Ⅰ.反应N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180.0kJ·mol-1,汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定条件下可发生反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH2。
(1)已知CO的燃烧热为283.0kJ·mol-1,写出表示CO燃烧热的方程式:
(2)某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行NO的分解。若用和分别表示O2、NO、N2和固体催化剂,在固体催化剂表面分解NO的过程如图所示。从吸附到解吸过程中的能量状态最低的是
(3)另一研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内脱氮率(即NO的转化率)随温度的变化关系如图1所示。图中低于200℃,脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是
Ⅱ.向容积可变的密闭容器中充入1mol CO和2.2mol H2,在恒温恒压条件下发生反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0,平衡时CO的转化率随温度、压强的变化情况如图2所示。
(4)反应速率:N点v正(CO)(填“大于”、“小于”或“等于”)
(5)M点时,H2的转化率为
(6)不同温度下,该反应的平衡常数的对数值(lgK )如图3所示,则B、C、D、E四点中能正确表示该反应的lgK与温度(T)的关系的是
【推荐2】2021年3月5号,国务院政府工作报告中指出,扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。“碳中和”是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”。作为未来重要的碳源,其选择性加氢合成醇燃料是研究的热点。
(1)可通过捕获技术从空气或工业尾气中获取,下列物质能作为捕获剂的___________(填标号)。
A.NaOH溶液 | B.溶液 |
C. | D.饱和溶液 |
Ⅰ、和二氧化碳反应生成(g)
Ⅱ、
则步骤Ⅰ的热化学方程式是
(3)2017年采用中国自主知识产权的全球首套煤基乙醇工业化项目投产成功,某地煤制乙醇的过程表示如下。
过程a包括以下3个主要反应:
Ⅰ、
Ⅱ、
Ⅲ、
相同时间内,测得CH3COOCH3转化率、乙醇和乙酸乙酯的选择性(如)如图1和图2所示:
①随温度升高,反应Ⅰ化学平衡常数逐渐减小,可推知
②下列说法不合理的是
A.温度可影响催化剂的选择性,从而影响目标产物的选择性
B.增大的浓度,可以提高的转化率
C.225℃~235℃,反应Ⅰ处于平衡状态
③在205℃时起始物质的量为5mol,转化率为30%,生成乙醇的物质的量
(4)在自然界循环时可与反应,是难溶物质,其。溶液与溶液混合可形成沉淀,现将等体积的溶液与溶液混合,若溶液的浓度为,则生成沉淀所需溶液的最小浓度为
(5)以铅蓄电池为电源可将转化为乙烯,其原理如图3所示,电解所用电极材料均为惰性电极。阴极上的电极反应式为
(1)一定温度下,丙烷的氯化、溴化过程中决速步反应能量图及一段时间后产物的选择性如图所示:①反应 *CH(CH3)2(g)=CH3CH2CH2*(g)的
②以丙烷为原料通过“卤代-水解”过程合成2-丙醇时,为了提高2-丙醇的含量,可以采取的措施为
(2)丙烯与氯气可发生的反应:
Ⅰ:CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2ClCHClCH3(g)
Ⅱ:CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)
①将和的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器,出口气中含有CH2=CHCH3、Cl2、CH2ClCHClCH3、CH2=CHCH2Cl、HCl。实验测得Cl2的转化率与温度、压强的关系如图所示。已知T1>T2>T3,下列有关说法正确的是
B.图中T1、T2、T3时反应均未达到平衡状态
C.达到平衡状态时所需要的时间a>b
D.反应Ⅰ在低温下可以自发进行
②一定温度下,向填充有催化剂的恒容密闭容器中以物质的量之比为2:1充入CH2=CHCH3和Cl2。实验测得反应前容器内气体压强为300kPa,平衡时容器内气体压强为240kPa,HCl的分压为30kPa。则CH2=CHCH3的平衡转化率为
③分子筛膜反应器可提高反应Ⅱ的平衡转化率,进而增大CH2=CHCH2Cl的选择性,原理如图所示。分子筛膜反应器可以提高反应Ⅱ的转化率的原因为
反应Ⅰ:丙烷直接脱氢:
反应Ⅱ:氧气氧化丙烷脱氢:
回答下列问题:
(1)反应 △H=
(2)丙烷直接脱氢制备时,有利于提高C3H8的平衡转化率的条件是_____(填字母标号)。
A.低温低压 | B.低温高压 | C.高温高压 | D.高温低压 |
(3)一定条件下,向1L实验容器中充入1mol气态C3H8发生反应Ⅰ。将不同温度下采集到的数据绘制出温度对C3H8的转化率和C3H6的选择性(转化的C3H8中生成C3H6的百分比)影响如图所示。
①700K时,该反应10min达化学平衡,根据图中数据,反应I中v生成(C3H6)=
②从图中获知反应Ⅰ存在着高温降低C3H6的选择性与低温降低C3H8的转化率的调控矛盾。请结合第(2)问分析实际工业制备中向容器充入水蒸气的主要目的是
(4)科学家通过新型催化剂的应用在反应Ⅱ中使用CO2替代O2开发了丙烷氧化脱氢的新工艺。该工艺中CO2与丙烷脱氢机理如图所示:(AB为催化剂的活性吸附位点)。
①写出图中CO2与C3H8反应的总化学方程式
②向某绝热恒容密闭容器中充入一定量的C3H8和CO2发生反应。工业上可通过传感器监测下列指标来判断该反应达到平衡状态的是
A.容器内混合气体的温度
B.容器内混合气体密度
C.容器内C3H6的气体分压
D.v(C3H6)=v(CO2)
(1)几个有关CO的热化学方程式如下:
I.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
II.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2
Ⅲ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3
则3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) △H=
(2)在1 L恒容密闭容器中充入一定量CH3OH发生反应:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H,测得CH3OH的浓度与温度的关系如图所示:
①△H
②在T1时达到平衡后,再向容器中充入少量甲醇蒸气,CH3OH的平衡转化率
(3)工业上,利用水煤气合成CH3OH的反应为:2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) △H=-91.0 kJ/mol,向1 L的恒容密闭容器中加入0.1 mol H2和0.05 mol CO在一定温度下发生上述反应,10 min后反应达到平衡状态,测得放出的热量为3.64 kJ。
①反应达到平衡状态的标志是
②在温度不变条件下,上述反应达到平衡后再向容器中充入0.01 mol H2和0.05 mol CH3OH(g)时,平衡
(4)以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.5 kJ/mol
II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.4 kJ/mol
III.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3
一定条件下,向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为a mol,CO为b mol,此时H2O(g)的浓度为
I.汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g),正反应为放热反应。
(1)下列说法正确的是
A.装有尾气净化装置的汽车排出的气体中一定不再含有NO或CO
B.提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂
C.升高温度可使该反应的正反应速率增大、逆反应速率减小
D.单位时间内消耗NO和CO2的物质的量相等时,反应达到平衡
(2)已知增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在线面实验设计表中,请在下表中的横线上填出合理数据:
实验编号 | t(℃) | NO初始浓度(10-3mol·L-1) | CO初始浓度(10-3mol·L-1) | 催化剂的比表面积(m2·g) |
① | 280 | 1.20 | 5.80 | 82 |
② | 1.20 | 124 | ||
③ | 350 | 82 |
在280℃下,0~2 s内的平均反应速率v(N2) =
Ⅱ.直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
(3)煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原氮氧化物(NOx)可以转化成无毒害的空气组分,从而消除氮氧化物的污染。请写出CH4催化还原NO2的化学方程式:
(4)将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。右上图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂a表面发生
Ⅰ.工业上先将煤转化为CO,再利用CO和水蒸气反应制H2时存在以下平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H<0
回答下列问题:
(1)向2L恒容密闭容器中充入一定量的CO和H2O,800℃时,测得部分数据如下表:
t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
n(H2O)/mol | 1.20 | 1.04 | 0.90 | 0.70 | 0.70 |
n(CO)/mol | 0.80 | 0.64 | 0.50 | 0.30 | 0.30 |
(2)相同条件下时,向2L恒容密闭容器中充入CO(g)、H2O(g)、CO2(g)、H2(g)的物质的量分别为1.00mol、3.00mol、2.00mol、2.00mol,则此时该反应v(正)
(3)①某温度下,若起始时c(CO)=2mol·L-1,c(H2O)=3mol·L-1,平衡时CO的转化率为60%,水蒸气的转化率为
②该温度下,若只将起始时c(H2O)改为8mol·L-1,则水蒸气的转化率为
II.为摆脱对石油的过度依赖,科研人员将煤液化制备汽油,并设计了汽油燃料电池,电池工作原理如图所示:一个电极通入氧气,另一个电极通入汽油蒸气,电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-。
(4)以己烷(C6H14)代表汽油,写出该电池工作时负极反应方程式
已知:,。
(1)“氧化酸浸”得到和,该反应的化学方程式为
(2)“沉铜”时过多会导致与生成环状结构的配离子,该配离子的结构式为
(3)可溶于,反应的平衡常数为
(4)“还原”在条件下进行,发生反应的离子方程式为
(5)“还原”时,的实际投入量大于理论量,其可能的原因为
(6)将一定质量的置于气中热解,测得剩余固体的质量与原始固体的质量的比值随温度变化的曲线如图所示。下剩余固体的化学式为
已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH2=-241.8 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH3=-283.0 kJ·mol-1
则煤气化主要反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的ΔH=
Ⅱ.为了减少CO的排放,某环境研究小组以CO和H2为原料合成清洁能源二甲醚(DME),反应如下:4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-198 kJ·mol-1。
(1)如图所示能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为
(2)在一定温度下,向2.0 L固定容积的密闭容器中充入2 mol H2和1 mol CO,经过一段时间后,反应4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表:
时间/min | 0 | 20 | 40 | 80 | 100 |
n(H2)/mol | 2.0 | 1.4 | 0.85 | 0.4 | — |
n(CO)/mol | 1.0 | — | 0.425 | 0.2 | 0.2 |
n(CH3OCH3)/mol | 0 | 0.15 | — | — | 0.4 |
n(H2O)/mol | 0 | 0.15 | 0.2875 | 0.4 | 0.4 |
②达到平衡时,H2的转化率为
③在上述温度下,该反应的平衡常数K=
④能表明该反应达到平衡状态的是
A CO的转化率等于H2O的产率 B 混合气体的平均相对分子质量不变
C v(CO)与v(H2)的比值不变 D 混合气体的密度不变
⑤在上述温度下,向平衡后的2 L容器中再充入0.4 mol H2和0.4 mol CH3OCH3(g),则化学平衡
(1)已知:
I.几种物质的燃烧热
C(s) | CO(g) | H2(g) | |
燃烧热∆H (kJ·mol-1) | - 393.5 | -283 | -285.8 |
II. H2O(g)= H2O(l) ∆H =-44 kJ·mol-1
①工业上常采用将水蒸气喷到灼热的炭层上实现煤的气化(制得CO、H2),该反应的热化学方程式为
②气化过程中,需向炭层交替喷入空气和水蒸气,请从能量利用的角度分析喷入空气的目的是
(2)一种“酸性气体脱出”并回收硫的技术如下:
第一步,用Na2CO3溶液吸收H2S: H2S + Na2CO3= NaHCO3 + NaHS;
第二步,在pH=9时,用NaVO3溶液氧化NaHS回收单质硫,同时产生Na2V4O9。
①第二步发生的反应离子方程式为
②脱出H2S速度主要取决于第二步反应的速率,则反应速率:v第一步
(3)合成天然气(SNG)涉及的主要反应原理如下:
CO甲烷化: CO(g)+ 3H2(g) ⇌CH4(g) + H2O(g) ∆H = - 206.2 kJ·mol-1
水煤气变换: CO(g)+H2O(g) ⇌CO2(g)+H2(g) ∆H = -41.2 kJ·mol-1
①一定条件下,将1mol CO和3mol H2投入某密闭容器中模拟合成天然气的反应,达平衡后各组分物质的量分数如表,则该条件下CO的转化率为
组分 | H2 | CO | CH4 | H2O | CO2 |
物质的量分数 | 6.5% | 1.5% | 47.5% | 43.5% | 1.00% |
②使用Ni做催化剂在一定条件测得CO转化率如图所示,其中400°C之前,CO的转化率随温度的升高而增大的原因是
回答下列问题:
(1)欲提高CO的平衡转化率,理论上可以采取的措施为
a.通入过量CO b.升高温度 c.加入催化剂 d.通入过量水蒸气
(2)800℃时,该反应的平衡常数,在容积为1L的密闭容器中进行反应,测得某一时刻混合物中CO、、、的物质的量分别为1mol、3mol、1mol、1mol。
①写出该反应的平衡常数表达式
②该时刻反应的进行方向为
(3)830℃时,该反应的平衡常数,在容积为1L的密闭容器中,将2molCO与2mol混合加热到830℃。反应达平衡时CO的转化率为
(4)下图表示不同温度条件下,CO平衡转化率随着的变化趋势。判断、的大小关系:
(5)以乙醇为燃料的乙醇燃料电池,碱性电解质溶液时,负极反应式为
I.氮元素的化合物种类繁多,研究氮氧化物的反应机理对于消除污染有重要指导作用。
(1)可用O3氧化法处理氮氧化物,已知:
①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH1=-113kJ/mol
②4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g) ΔH2=-57kJ/mol
③6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g) ΔH2=-227kJ/mol
用O3氧化脱除NO的总反应是:NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) ΔH4=
(2)用NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是常见的烟气氮氧化物脱除技术,反应原理如图。当NO2与NO的物质的量之比为1∶1时,与足量氨气在一定条件下发生反应。写出该反应的化学方程式
II.CO2的回收与利用
(1)由CO2转化为羧酸是CO2资源化利用的重要方法。在催化作用下CO2和CH4合成CH3COOH的化学方程式为
A.利用催化剂可以提高反应物的转化率
B.有22.4LCH4(标况)参与反应时转移4mol电子
C.CH4→CH3COOH过程中,所有的化学键都发生断裂
D.该反应为放热反应
(2)CO2和H2合成甲醇也是CO2资源化利用的重要方法。测得平衡时甲醇产率与反应温度、压强的关系如图所示。
①已知该反应的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(l) ΔH=-130.9kJ/mol,此反应的活化能E(a)正
②下列措施不能使CO2的平衡转化率提高的是
A.改用更高效的催化剂
B.增大H2与CO2的投料比
C.升高温度D.增大压强
③200℃时,将2molCO2和4molH2充入2L密闭容器中,在催化作用下反应达到平衡。若平衡时CO2的转化率为50%,则此温度下该反应的平衡常数K=