(丙烯)是重要基本有机原料。(丙烷)催化脱氢制过程如下:
Ⅰ.主反应:;
Ⅱ.副反应:。
回答下列问题:
(1)已知断裂下列化学键所需能量如下表:
上述主反应的___________ 。
(2)一定条件下,催化脱氢制发生上述Ⅰ、Ⅱ反应,和的平衡体积分数与温度、压强的关系如图1所示(图中压强分别为和)。①时,图中表示和积分数变化的曲线分别为___________ 、___________ 。
②提高催化脱氢制的反应平衡转化率的方法是___________ (任写一种)。
(3)在压力恒定,以作为稀释气,不同水烃比时,催化脱氢制备反应(上述反应Ⅰ、Ⅱ)平衡转化率随温度的变化曲线如图2所示。①平衡转化率相同时,水烃比越高,对应的反应温度越___________ (填“高”或“低”)。
②相同温度下,水烃比远大于15:1时,丙烷的消耗速率明显下降,可能的原因是:
ⅰ.丙烷的浓度过低;
ⅱ.___________ 。
③M点对应条件下,若的选择性为,则反应Ⅰ的分压平衡常数为___________ kPa。
(4)利用的弱氧化性,科研人员开发了氧化脱氢制的新工艺。该工艺可采用铬的氧化物为催化剂,其反应机理如图3所示。①反应(ⅱ)的化学方程式为___________ 。
②该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭,维持催化剂活性,原因是___________ 。
(5)研究表明,氧化脱氢制的催化剂中含有多种元素,如Cr、Zr、Mg、Fe、Ni等。由Mg、Fe、Ni组成的的立方晶胞结构如图4所示。已知晶胞的边长为,设为阿伏加德罗常数的值。该晶体密度是___________ (用含、的代数式表示)。
Ⅰ.主反应:;
Ⅱ.副反应:。
回答下列问题:
(1)已知断裂下列化学键所需能量如下表:
化学键 | |||
能量 | 436.0 | 413.4 | 344.7 |
(2)一定条件下,催化脱氢制发生上述Ⅰ、Ⅱ反应,和的平衡体积分数与温度、压强的关系如图1所示(图中压强分别为和)。①时,图中表示和积分数变化的曲线分别为
②提高催化脱氢制的反应平衡转化率的方法是
(3)在压力恒定,以作为稀释气,不同水烃比时,催化脱氢制备反应(上述反应Ⅰ、Ⅱ)平衡转化率随温度的变化曲线如图2所示。①平衡转化率相同时,水烃比越高,对应的反应温度越
②相同温度下,水烃比远大于15:1时,丙烷的消耗速率明显下降,可能的原因是:
ⅰ.丙烷的浓度过低;
ⅱ.
③M点对应条件下,若的选择性为,则反应Ⅰ的分压平衡常数为
(4)利用的弱氧化性,科研人员开发了氧化脱氢制的新工艺。该工艺可采用铬的氧化物为催化剂,其反应机理如图3所示。①反应(ⅱ)的化学方程式为
②该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭,维持催化剂活性,原因是
(5)研究表明,氧化脱氢制的催化剂中含有多种元素,如Cr、Zr、Mg、Fe、Ni等。由Mg、Fe、Ni组成的的立方晶胞结构如图4所示。已知晶胞的边长为,设为阿伏加德罗常数的值。该晶体密度是
更新时间:2024-05-15 09:37:43
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐1】研究的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。工业上利用废气中的合成,主要有以下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)已知某些化学键的键能数据如下:
氢气中的键比甲醇中的键_______ (填“强”或“弱”)。用盖斯定律计算反应Ⅱ中的_______ 。
(2)同一温度下,反应Ⅱ的平衡常数_______ (用含、的代数式表示)。
(3)在T℃时,甲、乙、丙三个2L的恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物发生反应Ⅰ,测得平衡时有关数据如下:
①甲容器10s达到平衡时测得,则0~10s时间段内甲中的平均反应速率为_______ 。
②下列说法正确的是_______ (填标号)。
A. B. C. D.
(4)在℃下,将和充入3L的恒容密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅱ,5min后反应达到平衡状态,此时的物质的量为2mol,的物质的量为0.5mol;则℃时反应Ⅰ的平衡常数_______ (保留三位有效数字)。
(5)在恒容、℃下,发生反应,下列物理量不再发生变化时,能说明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
(6)一种碱性“二甲醚燃料电池”具有启动快、能量密度高、效率高等优点;其电池负极反应式为_______ 。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)已知某些化学键的键能数据如下:
化学键 | |||
键能 | 750 | 343 | 465 |
氢气中的键比甲醇中的键
(2)同一温度下,反应Ⅱ的平衡常数
(3)在T℃时,甲、乙、丙三个2L的恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物发生反应Ⅰ,测得平衡时有关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 | |
起始反应物投入量 | 、 | 、 | 、 | |
平衡数据 | ||||
反应的能量变化/kJ | x | y | z | |
体系压强/Pa | ||||
反应物转化率 |
①甲容器10s达到平衡时测得,则0~10s时间段内甲中的平均反应速率为
②下列说法正确的是
A. B. C. D.
(4)在℃下,将和充入3L的恒容密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅱ,5min后反应达到平衡状态,此时的物质的量为2mol,的物质的量为0.5mol;则℃时反应Ⅰ的平衡常数
(5)在恒容、℃下,发生反应,下列物理量不再发生变化时,能说明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.二氧化碳的浓度 | B.容器中的压强 |
C.气体的密度 | D.与的物质的量之比 |
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(0.4)
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解题方法
【推荐2】Ⅰ、氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要的作用。
(1)下图是和反应生成过程中能量的变化示意图,请写出和反应的热化学方程式:_____ 。
(2)若已知下列数据:
试根据表中及图中数据计算的键能:_____ 。
Ⅱ、我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。与重整是利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应:
a)
b)
c)
d)
e)
(3)根据盖斯定律,反应的_____ (写出一个代数式即可)。
(4)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_____。
(5)一定条件下,分解形成碳的反应历程如图1所示。该历程分_____ 步进行,其中,第_____ 步的正反应活化能最大。
(6)设为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为)除以。反应a、c、e的随(温度的倒数)的变化如图2所示。
①反应a、c、e中,属于吸热反应的有_____ (填字母)。
②反应c的相对压力平衡常数表达式为_____ 。
③在图2中点对应温度下、原料组成为、初始总压为的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时的分压为。计算的平衡转化率等于_____
(7)用途广泛,写出基于其物理性质的一种用途:_____ 。
(1)下图是和反应生成过程中能量的变化示意图,请写出和反应的热化学方程式:
(2)若已知下列数据:
化学键 | ||
键能 | 435 | 943 |
Ⅱ、我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。与重整是利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应:
a)
b)
c)
d)
e)
(3)根据盖斯定律,反应的
(4)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_____。
A.增大与的浓度,反应的正反应速率都增加 |
B.移去部分,反应的平衡均向右移动 |
C.加入反应的催化剂,可提高的平衡转化率 |
D.降低反应温度,反应a~e的正、逆反应速率都减小 |
(5)一定条件下,分解形成碳的反应历程如图1所示。该历程分
(6)设为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为)除以。反应a、c、e的随(温度的倒数)的变化如图2所示。
①反应a、c、e中,属于吸热反应的有
②反应c的相对压力平衡常数表达式为
③在图2中点对应温度下、原料组成为、初始总压为的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时的分压为。计算的平衡转化率等于
(7)用途广泛,写出基于其物理性质的一种用途:
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【推荐3】写出或完成下列热化学方程式。
(1)已知:①2Fe(s)+O2(g)=2 FeO(s) △H1=﹣544.0kJ•mol﹣1;
②4Al(s)+3O2(g)═2Al2O3(s) △H2=﹣3351.4kJ•mol﹣1。
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是_____________________
(2)通常人们把拆开1mol某化学键吸收的能量看成该化学键的键能。下表是一些化学键的键能。
根据键能数据估算下列反应:CH4(g) + 4F2(g)=CF4(g) + 4HF(g)的反应热△H为_____ 。
(3)1840年瑞士的化学家盖斯(Hess)在总结大量实验事实(热化学实验数据)的基础上提出:“定压或定容条件下的任意化学反应,在不做其它功时,不论是一步完成的还是几步完成的,其热效应总是相同的(反应热的总值相等)。”
已知:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH3
请写出CO还原FeO的热化学方程式:_____ 。
(4)在恒温(500 K)、体积为1.0 L 的密闭容器中通入1.0 mol N2和1.0 mol H2发生合成氨反应N2 +3H22NH3,20 min 后达到平衡,测得反应放出的热量为18.4 kJ,混合气体的物质的量为1.6 mol,该反应的热化学方程式为_____ 。
(1)已知:①2Fe(s)+O2(g)=2 FeO(s) △H1=﹣544.0kJ•mol﹣1;
②4Al(s)+3O2(g)═2Al2O3(s) △H2=﹣3351.4kJ•mol﹣1。
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是
(2)通常人们把拆开1mol某化学键吸收的能量看成该化学键的键能。下表是一些化学键的键能。
化学键 | C-H | C-F | H-F | F-F |
键能kJ/mol | 414 | 489 | 565 | 155 |
(3)1840年瑞士的化学家盖斯(Hess)在总结大量实验事实(热化学实验数据)的基础上提出:“定压或定容条件下的任意化学反应,在不做其它功时,不论是一步完成的还是几步完成的,其热效应总是相同的(反应热的总值相等)。”
已知:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH3
请写出CO还原FeO的热化学方程式:
(4)在恒温(500 K)、体积为1.0 L 的密闭容器中通入1.0 mol N2和1.0 mol H2发生合成氨反应N2 +3H22NH3,20 min 后达到平衡,测得反应放出的热量为18.4 kJ,混合气体的物质的量为1.6 mol,该反应的热化学方程式为
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【推荐1】“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一。
Ⅰ.还原是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
请回答:
(1)有利于提高平衡转化率的条件是________。
(2)反应的________ 。
(3)恒压、750℃时,和按物质的量之比1:3投料,反应经如下流程(主要产物已标出)可实现高效转化。下列说法正确的是________。
Ⅱ.二氧化碳加氢制甲醇是研究的另一热点,其总反应可表示为:
反应1:,该反应一般认为通过如下步骤来实现:
反应2:
反应3:
(4)反应2的________。
(5)若反应2为慢反应,请在如图中画出上述两步反应能量变化的示意图________ 。(6)不同压强下按照投料,实验测定的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是____________________ 。(7)写出甲醇燃料电池碱性条件下的负极反应式__________________ 。
Ⅰ.还原是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
请回答:
(1)有利于提高平衡转化率的条件是________。
A.低温低压 | B.低温高压 | C.高温低压 | D.高温高压 |
(2)反应的
(3)恒压、750℃时,和按物质的量之比1:3投料,反应经如下流程(主要产物已标出)可实现高效转化。下列说法正确的是________。
A.可循环利用,不可循环利用 |
B.过程ⅱ,吸收可促使氧化的平衡正移 |
C.过程ⅱ产生的最终未被吸收,在过程ⅲ被排出 |
D.相比于反应 ,该流程的总反应还原需吸收的能量更多 |
Ⅱ.二氧化碳加氢制甲醇是研究的另一热点,其总反应可表示为:
反应1:,该反应一般认为通过如下步骤来实现:
反应2:
反应3:
(4)反应2的________。
A.大于0 | B.小于0 | C.等于0 | D.无法判断 |
(5)若反应2为慢反应,请在如图中画出上述两步反应能量变化的示意图
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【推荐2】硫酸是重要的化工材料,二氧化硫生成三氧化硫是工业制硫酸的重要反应之一。
(1)将0.050molSO2和0.030molO2放入容积为1L的密闭容器中,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.040mol·L-1
①从平衡角度分析采用过量O2的目的是___ 。
②该条件下反应的平衡常数K=___ 。
③已知:K(300℃)>K(350℃),正反应是___ (填“吸”或“放”)热反应。若反应温度升高,SO2的转化率___ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图I所示。平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)___ K(B)(填“大于”“等于”或“小于”,下同)。
(3)如图II所示,保持温度不变,将2molSO2和1molO2加入甲容器中,将4molSO3加入乙容器中,隔板K不能移动。此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍。
①若移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到新平衡时,SO3的体积分数甲___ 乙。
②若保持乙中压强不变,向甲、乙容器中通入等质量的氦气,达到新平衡时,SO3的体积分数甲___ 乙。
(1)将0.050molSO2和0.030molO2放入容积为1L的密闭容器中,反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡,测得c(SO3)=0.040mol·L-1
①从平衡角度分析采用过量O2的目的是
②该条件下反应的平衡常数K=
③已知:K(300℃)>K(350℃),正反应是
(2)某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图I所示。平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)
(3)如图II所示,保持温度不变,将2molSO2和1molO2加入甲容器中,将4molSO3加入乙容器中,隔板K不能移动。此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍。
①若移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到新平衡时,SO3的体积分数甲
②若保持乙中压强不变,向甲、乙容器中通入等质量的氦气,达到新平衡时,SO3的体积分数甲
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(0.4)
【推荐3】673K时,向一恒容密闭容器中充入H2(g),并加入足量I2(s),发生如下反应。
①
②
该温度下,反应②可以非常迅速地达到平衡,该容器内的总压p随反应时间t的变化如表所示。
回答下列问题:
(1)反应_______
(2)达到平衡后,若将体系降温至500K,体系中固体碘质量_______ (填“增大”、“减小”或“不变”),主要原因为_______ 。
(3)针对氢气与碘蒸气的反应提出了如下机理。
第一步: 快速平衡
第二步: 慢步骤
据此分析,第一步为_______ (填“吸热”或“放热”)过程,主要原因为_______ 。总反应速率主要由_______ (填“第一步”或“第二步”)反应速率决定。
(4)研究表明,时,的反应速率,时,体系中的_______ ,_______ (计算结果均保留两位有效数字)。
①
②
该温度下,反应②可以非常迅速地达到平衡,该容器内的总压p随反应时间t的变化如表所示。
t/s | 0 | 20000 | 40000 | 80000 | 90000 | ∞ |
p/kPa | 170.7 | 171.9 | 173.1 | 175.3 | 175.9 | 176.0 |
(1)反应
(2)达到平衡后,若将体系降温至500K,体系中固体碘质量
(3)针对氢气与碘蒸气的反应提出了如下机理。
第一步: 快速平衡
第二步: 慢步骤
据此分析,第一步为
(4)研究表明,时,的反应速率,时,体系中的
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(0.4)
解题方法
【推荐1】以分子中含有一个碳原子的物质为原料的化学工业称为“碳一化工”,甲醇是碳一化工的支柱。回答下列问题:
(1)以甲醇生产甲胺的化学方程式为 CH3OH(l)+NH3(g)═CH3NH2(g)+H2O(g), 该反应在高温下才能自发进行,则该反应的ΔH_______ 0(填“>”“<”或“=”)。
(2)利用甲醇(CH₃OH)制备甲醛可以使人类的基础化学品摆脱对石油的依赖。目前常用的方法有以下两种。
脱氢法: CH3OH(g) HCHO(g)+H2(g) ΔH= +46.203kJ·mol-1
氧化法:CH3OH(g)+ O2(g) HCHO(g)+ H2O(g) ΔH= -149.73kJ·mol-1
已知几种共价键的键能如下表:
如图为甲醇制备甲醛两种方法对应的lg K(K为浓度平衡常数)随温度(T)的变化曲线。
①表中n=_______ 。
②曲线_______ (填“a”或“b”)对应氧化法,其理由是_______ 。
③在一个体积为1L的恒容密闭容器中加入2 mol CH3OH,在500K时发生脱氢反应,经5min达到平衡状态,则体系压强变为原来的_______ 倍。若平衡时体系压强为3.6MPa,则平衡时压强平衡常数 Kp=_______ MPa。
(3)以CO、CH3OH 为原料生产醋酸是碳一化工的成功范例,产品中乙酸含量≥99.8%。
①根据下表数据分析,实际工业生产中采用低压羰基合成反应制备醋酸的原因是_______ 。
甲醇合成醋酸消耗定额的比较(以生产1t醋酸计)
②该羰基合成反应采用不同组分的铑系催化剂,它们的催化性能比较如下表。其中性能最优的催化剂是_______ 。
(4)一种甲醇燃料电池采用碳化钨作为电极催化剂,在稀硫酸电解液中加入纯化的甲醇,同时向另一个电极通入空气,负极的电极反应式为 _______ 。
(1)以甲醇生产甲胺的化学方程式为 CH3OH(l)+NH3(g)═CH3NH2(g)+H2O(g), 该反应在高温下才能自发进行,则该反应的ΔH
(2)利用甲醇(CH₃OH)制备甲醛可以使人类的基础化学品摆脱对石油的依赖。目前常用的方法有以下两种。
脱氢法: CH3OH(g) HCHO(g)+H2(g) ΔH= +46.203kJ·mol-1
氧化法:CH3OH(g)+ O2(g) HCHO(g)+ H2O(g) ΔH= -149.73kJ·mol-1
已知几种共价键的键能如下表:
共价键 | C-O | C-H | O-H | C═O | H—H |
键能/(kJ·mol-1) | 413.4 | n | 462.8. | 745 | 436 |
①表中n=
②曲线
③在一个体积为1L的恒容密闭容器中加入2 mol CH3OH,在500K时发生脱氢反应,经5min达到平衡状态,则体系压强变为原来的
(3)以CO、CH3OH 为原料生产醋酸是碳一化工的成功范例,产品中乙酸含量≥99.8%。
①根据下表数据分析,实际工业生产中采用低压羰基合成反应制备醋酸的原因是
甲醇合成醋酸消耗定额的比较(以生产1t醋酸计)
名称 | 高压羰基合成 | 低压羰基合成 |
甲醇/kg | 610 | 545 |
一氧化碳/m3(标准状况) | 630 | 454 |
电/kWh | 350 | 29 |
催化剂 | 铑的百分含量/% | 相对催化速率 |
RhCl3-NaX | 0.25 | 50 |
RhCl(CO)(PPh3)-Al2O3 | 1.39 | 40 |
Rh(NO3)3/C | 3.00 | 25 |
Rh/Ys | 1.00 | 900 |
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【推荐2】氮及其化合物是科学家们一直在探究的问题,它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。回答下列问题:
(1)已知① H2O(g)=H2O(1) ∆H=- 44kJ•mol-1
②N2(g)+O2(g) ⇌2NO(g) ∆H=+180.5kJ•mol-1
③4NO(g)+6H2O(g) ⇌4NH3(g)+5O2(g) ∆H=+l025kJ•mol-1
写出NH3(g)和O2(g)在一定条件下转化为N2(g)与液态水的热化学方程式_______ ;
(2)工业合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g) ∆H =-92.4kJ•mol-1合成时反应温度控制在500℃,压强是2×l07~5×l07Pa,铁触媒做催化剂。
①下列反应条件的控制不能用勒夏特列原理解释的是_______ 。
A.及时分离出NH3 B.使用铁触媒做催化剂
C.反应温度控制在500℃左右 D.反应时压强控制在2×l07~5×l07Pa
②一定温度下,将1molN2和3molH2置于一恒定容积的密闭容器中反应,一段时间后反应达到平衡状态。下列说法中正确的是_______ 。
A.单位时间内,有3mol H-H生成的同时有6mol N-H断裂,说明反应达到平衡状态
B.N2和H2的物质的量之比保持不变时,说明反应达到平衡状态
C.达到平衡状态时,混合气体的平均相对分子质量变大
D.达到平衡状态后,再充入2molNH3,重新达到平衡后,N2的体积分数变小
(3)如图表示H2的转化率与起始投料比(n(N2)∶n(H2))、压强的变化关系,则与曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的压强P1、P2、P3 从高到低的顺序是_______ ;测得B(X,60)点时N2的转化率为50%,则X=_______ 。
(4)一定温度下,将lmolN2和3molH2置于一密闭容器中反应,测得平衡时容器的总压为P,NH3的物质的量分数为20%,列式计算出此时的平衡常数Kp=_______ (可不化简,用平衡分压代替平衡浓度进行计算,分压=总压×体积分数)。
(5)以NO原料,通过电解的方法可以制备NH4NO3,其工作原理如图所示,为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A。A是_______ ,写出阳极的反应式:_______ 。
(1)已知① H2O(g)=H2O(1) ∆H=- 44kJ•mol-1
②N2(g)+O2(g) ⇌2NO(g) ∆H=+180.5kJ•mol-1
③4NO(g)+6H2O(g) ⇌4NH3(g)+5O2(g) ∆H=+l025kJ•mol-1
写出NH3(g)和O2(g)在一定条件下转化为N2(g)与液态水的热化学方程式
(2)工业合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g) ∆H =-92.4kJ•mol-1合成时反应温度控制在500℃,压强是2×l07~5×l07Pa,铁触媒做催化剂。
①下列反应条件的控制不能用勒夏特列原理解释的是
A.及时分离出NH3 B.使用铁触媒做催化剂
C.反应温度控制在500℃左右 D.反应时压强控制在2×l07~5×l07Pa
②一定温度下,将1molN2和3molH2置于一恒定容积的密闭容器中反应,一段时间后反应达到平衡状态。下列说法中正确的是
A.单位时间内,有3mol H-H生成的同时有6mol N-H断裂,说明反应达到平衡状态
B.N2和H2的物质的量之比保持不变时,说明反应达到平衡状态
C.达到平衡状态时,混合气体的平均相对分子质量变大
D.达到平衡状态后,再充入2molNH3,重新达到平衡后,N2的体积分数变小
(3)如图表示H2的转化率与起始投料比(n(N2)∶n(H2))、压强的变化关系,则与曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的压强P1、P2、P3 从高到低的顺序是
(4)一定温度下,将lmolN2和3molH2置于一密闭容器中反应,测得平衡时容器的总压为P,NH3的物质的量分数为20%,列式计算出此时的平衡常数Kp=
(5)以NO原料,通过电解的方法可以制备NH4NO3,其工作原理如图所示,为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充物质A。A是
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解题方法
【推荐3】研究NO2、NO、N2O、CO等大气污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。
(1)已知:①NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) ∆H=—234kJ/mol
②N2(g)+O2(g)2NO(g) ∆H= +179.5kJ/mol
③2NO (g)+O2(g)2NO2(g) ∆H=—112.3kJ/mol
试写出NO与CO反应生成无污染物气体的热化学方程式:_______ 。
(2)污染性气体NO2与CO在一定条件下的反应为:2NO2+4CO4CO2+N2,某温度下,在2L密闭容器中充入0.1molNO2和0.2molCO,此时容器的压强为1个标准大气压,5秒时反应达到平衡时,容器的压强变为原来的,则反应开始到平衡时N2的化学反应速率ν(N2)=_______ 。若此温度下,某时刻测得NO2、CO、CO2、N2的浓度分别为0.04mol/L、0.06mol/L、0.04 mol/L、0.01 mol/L,则化学反应朝_______ 方向进行。(填“正反应,逆反应,平衡状态”)
(3)一氧化二氮可发生2N2O(g)2N2(g)+O2(g)。不同温度(T),N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半所需的相应时间),则T1_______ T2(填“>”、“=”或“<”)。当温度为T1、起始压强为P0,反应至t1min时,体系压强P=_______ (用P0表示)。
(4)某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将CO和NO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中N2的含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如图所示:
①由图可知:要达到最大脱氮率,该反应应采取的最佳实验条件为_______ 。
②若低于200℃,图中曲线I脱氮率随温度升高变化不大的主要原因 为_______ 。
(5)工业上消除氮氧化物的常用方法是SCR(选择性催化还原)脱硝法,反应原理为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH<0,某科研小组通过系列实验,分析得出脱硝率与氨氮比(表示氨氮比)关系如图,从图看出最佳氨氮比为2.2,理由是_______ 。
(1)已知:①NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) ∆H=—234kJ/mol
②N2(g)+O2(g)2NO(g) ∆H= +179.5kJ/mol
③2NO (g)+O2(g)2NO2(g) ∆H=—112.3kJ/mol
试写出NO与CO反应生成无污染物气体的热化学方程式:
(2)污染性气体NO2与CO在一定条件下的反应为:2NO2+4CO4CO2+N2,某温度下,在2L密闭容器中充入0.1molNO2和0.2molCO,此时容器的压强为1个标准大气压,5秒时反应达到平衡时,容器的压强变为原来的,则反应开始到平衡时N2的化学反应速率ν(N2)=
(3)一氧化二氮可发生2N2O(g)2N2(g)+O2(g)。不同温度(T),N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半所需的相应时间),则T1
(4)某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将CO和NO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中N2的含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如图所示:
①由图可知:要达到最大脱氮率,该反应应采取的最佳实验条件为
②若低于200℃,图中曲线I脱氮率随温度升高变化不大的
(5)工业上消除氮氧化物的常用方法是SCR(选择性催化还原)脱硝法,反应原理为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH<0,某科研小组通过系列实验,分析得出脱硝率与氨氮比(表示氨氮比)关系如图,从图看出最佳氨氮比为2.2,理由是
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解答题-结构与性质
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】中国科学院福建物质结构研究所合成了首例缺陷诱导的晶态无机硼酸盐单一组分白光材料,并获得了该化合物的LED器件。回答下列问题:
(1)石墨烯(如图所示)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,其中C原子的杂化方式为_______ ,1号碳原子与相邻碳原子形成的键角为_______ 。(2)在硼酸分子中,B原子与3个羟基相连,B原子的杂化轨道类型是_______ ,将“—OH”视为一个原子,硼酸分子的空间结构为_______ ;中,B原子的杂化轨道类型为_______ ,其中一个B—O键是配位键,孤电子对由_______ (填元素符号)原子提供。
(3)硼与第VA族元素组成的化合物氮化硼(BN)、磷化硼(BP)、砷化硼的晶体结构与单晶硅相似。其中氮化硼(BN)和磷化硼(BP)是受到高度关注的耐磨涂料,砷化硼是一种超高热导率半导体材料。
①BN晶体的熔点要比BP晶体的熔点高,其原因是_______ 。
②的晶胞结构如图所示,已知阿伏加德罗常数的值为,若晶胞中B原子到As原子最近距离为apm,则该晶体的密度_______ (列出含a、的计算式即可)。(4)已知晶体是面心立方结构,其晶胞结构如图所示,晶胞中每个周围距离相等且最近的有_______ 个。
(1)石墨烯(如图所示)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,其中C原子的杂化方式为
(3)硼与第VA族元素组成的化合物氮化硼(BN)、磷化硼(BP)、砷化硼的晶体结构与单晶硅相似。其中氮化硼(BN)和磷化硼(BP)是受到高度关注的耐磨涂料,砷化硼是一种超高热导率半导体材料。
①BN晶体的熔点要比BP晶体的熔点高,其原因是
②的晶胞结构如图所示,已知阿伏加德罗常数的值为,若晶胞中B原子到As原子最近距离为apm,则该晶体的密度
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解答题-结构与性质
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】【化学一选修3:物质结构与性质】铜及其化合物在化工生产中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)铜元素在元素周期表中的位置为_________________ ,基态Cu原子核外电子占据的原子轨道数为____________________ 。
(2)向硫酸铜溶液中加入乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH3)溶液后,每个Cu2+可与两个乙二胺分子形成四配位离子,导致溶液由蓝色变为紫色。
①乙二胺分子中C、N原子的杂化轨道类型分别为_______________ 、_________________ 。
②与硫酸根离子互为等电子体的分子为___________ (任写一种)。
③四配位离子的结构式为_____________________ ,该离子中所有元素的电负性由大到小的顺序为____________________________ 。
(3)硫化亚铜和氧化亚铜均为离子晶体,其中熔点较高的为___________ (填化学式),原因为________________________________________________ 。
(4)下图为铜与氧(O)、钇(Y)、钡(Ba)形成的一种超导体材料的长方体晶胞结构,其晶胞参数如图(i)所示,该结构中有平面正方形(CuO4)和四方锥(CuO6)结构单元如图(ii)所示。
①该超导体材料的化学式为____________________________ 。
②已知该化合物的摩尔质量为Mg·mol-1,阿伏伽德罗常数的值为NA,其密度为____ g·cm-3(列出表达式即可)。
(1)铜元素在元素周期表中的位置为
(2)向硫酸铜溶液中加入乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH3)溶液后,每个Cu2+可与两个乙二胺分子形成四配位离子,导致溶液由蓝色变为紫色。
①乙二胺分子中C、N原子的杂化轨道类型分别为
②与硫酸根离子互为等电子体的分子为
③四配位离子的结构式为
(3)硫化亚铜和氧化亚铜均为离子晶体,其中熔点较高的为
(4)下图为铜与氧(O)、钇(Y)、钡(Ba)形成的一种超导体材料的长方体晶胞结构,其晶胞参数如图(i)所示,该结构中有平面正方形(CuO4)和四方锥(CuO6)结构单元如图(ii)所示。
①该超导体材料的化学式为
②已知该化合物的摩尔质量为Mg·mol-1,阿伏伽德罗常数的值为NA,其密度为
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解答题-结构与性质
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐3】碳、氮、氧、磷、铁是与生命活动密切相关的元素。回答下列问题:
(1)P的基态原子核外电子排布式为______ ,其内层电子占据的原子轨道数为_______ 。
(2) N、O、P三种元素第一电离能最大的是______ (填元素名称,下同),电负性最大的是______ 。
(3)丙烯腈(CH2=CH-C≡N)是有机合成工业的重要单体,其中C原子的杂化类型有_____ , 1 mol该物质中含π键的数目为________ 。
(4)(CH3)3NH+和AlCl4-组成的离子液体(也称为低温熔触盐)作为一种绿色溶剂,被广泛应用。该化合物中存在的作用力有__________ 。
a.范德华力 b.离子键 c.δ键 d.π键 e.配位键
(5)Fe3+比Fe2+稳定的原因是_______ ,FeO、NiO的晶体结构与NaCl晶体结构相同.其中Fe2+与Ni2+的离子半径分别为7.8×10-2nm、6.9×10-2nm 。则熔点FeO_______ (填“< ”、“> ”或“=” ) NiO,原因是_____________ 。
(6)磷化硼是一种超硬耐磨的涂层材料,其晶胞如下图所示。已知磷化硼晶体密度为ρ g/cm3,则磷化硼的晶胞的边长为_____ pm (用含ρ的代数式表示.设阿伏伽德罗常数的值为NA)。
(1)P的基态原子核外电子排布式为
(2) N、O、P三种元素第一电离能最大的是
(3)丙烯腈(CH2=CH-C≡N)是有机合成工业的重要单体,其中C原子的杂化类型有
(4)(CH3)3NH+和AlCl4-组成的离子液体(也称为低温熔触盐)作为一种绿色溶剂,被广泛应用。该化合物中存在的作用力有
a.范德华力 b.离子键 c.δ键 d.π键 e.配位键
(5)Fe3+比Fe2+稳定的原因是
(6)磷化硼是一种超硬耐磨的涂层材料,其晶胞如下图所示。已知磷化硼晶体密度为ρ g/cm3,则磷化硼的晶胞的边长为
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