苯乙烯作为一种重要的基础有机化工原料,广泛用于合成塑料和橡胶。工业常采用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯,其原理如下:
反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e2ff3a06c8ec4f513cd8182eaea433c7.png)
(1)近期有科技工作者结合是实验与计算机模拟结果,研究了乙苯在催化剂表面脱氢制苯乙烯的反应,其历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物种用
标注):![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/14d7083610c69e55d959b9b8678e8543.png)
___________
(计算结果保留整数)。
②依据上述反应历程,推测乙苯脱氢反应产生的副产物可能是___________ (填结构简式)
(2)在
下,乙苯直接脱氢反应的
和
随温度的变化如图所示。___________ (选填“能”或“不能”)自发。
②
随温度的变化曲线为___________ (选填“a”或“b”)。
(3)在某温度、
下,向反应器中充入
气态乙苯和
发生反应Ⅰ,其平衡转化率为
,则乙苯脱氢反应的压强平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
___________ (计算时忽略副反应)。
(4)工业上还可以利用
氧化乙苯制乙烯,其原理为:反应Ⅱ:
,在相同反应条件下,工业上可采用
替代水蒸气进行乙苯脱氢反应,已知
;则
代替水蒸气参与反应的优点有___________ 。
A.降低反应的能耗 B.乙苯转化率更高
C.提高了反应速率 D.提高了产物选择性
(5)苯乙烯被酸性高锰酸钾溶液充分氧化后的产物是___________ 和___________ (填名称)。
反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2a2e5d2b8bd3a934b54e6cfe76377d77.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e2ff3a06c8ec4f513cd8182eaea433c7.png)
(1)近期有科技工作者结合是实验与计算机模拟结果,研究了乙苯在催化剂表面脱氢制苯乙烯的反应,其历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物种用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fc7d51315fcca519cb58bacd0040d7de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/14d7083610c69e55d959b9b8678e8543.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/17ac68c255ad454565a22fca2d29ac35.png)
②依据上述反应历程,推测乙苯脱氢反应产生的副产物可能是
(2)在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/92ef5c07c005f1a9f7f4587c9837fb32.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6a66dcc8133cd335b2d70cd9710ab431.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff3dcd5e9a094a60ff298af4b5d9ec14.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff3dcd5e9a094a60ff298af4b5d9ec14.png)
(3)在某温度、
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(4)工业上还可以利用
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A.降低反应的能耗 B.乙苯转化率更高
C.提高了反应速率 D.提高了产物选择性
(5)苯乙烯被酸性高锰酸钾溶液充分氧化后的产物是
更新时间:2024-05-25 12:43:29
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【推荐1】氧和氮是大气的主要成分,氮的化合物在工业上均有重要的应用。
(1)根据下列反应写出由热化学循环在较低温度下由水分解制备氢气的热化学方程式:________________
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/30/1806315602370560/1807234095013888/STEM/2d782f086c69425fa0e8f938a2429956.png?resizew=446)
(2)在恒容密闭容器中,发生反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),下列说法可以证明反应已达到平衡状态的是__________________ 。(填序号)
①单位时间内生成n molN2的同时生成2n molNH3
②1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键形成
③1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键形成
④混合气体的密度不再改变的状态 ⑤混合气体的压强不再改变的状态
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态。
为提高H2的转化率,实际生产中宜采取的措施有________ (填字母)。
A.及时移出氨 B.最适合催化剂活性的适当高温
C.适当增大压强 D.循环利用和不断补充氮气
E.减小压强 F.降低温度
(3)电厂烟气脱氮的主反应①: 4NH3(g)+6NO(g)
5N2(g)+6H2O(g),副反应②: 2NH3(g)+8NO(g)
5N2O(g)+3H2O(g)。平衡混合气中N2与N2O含量与温度的关系如图,请解释在400K~600K时,平衡混合气中这两种气体的含量随温度的变化而改变的原因是_____________________________
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(4)肼(N2H4)是一种重要的化工原料,既可用于制药,又可用作火箭燃料。向2 L的恒容密闭容器中充入2mol N2H4,发生反应N2H4(g)
N2(g)+2H2(g),
(用x表示)与时间的关系如图1所示,则该温度下,此反应的平衡常数K=_______________ 。
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肼在另一条件下也可达到分解平衡,同时生成两种气体,且其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。图2为平衡体系中肼的体积分数与温度、压强的关系,则p2_______ (填“大于”或“小于”) p1。
(1)根据下列反应写出由热化学循环在较低温度下由水分解制备氢气的热化学方程式:
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(2)在恒容密闭容器中,发生反应N2(g)+3H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/30/1806315602370560/1807234095013888/STEM/bf10e6148b3b409ab7d9e03927efb60c.png?resizew=27)
①单位时间内生成n molN2的同时生成2n molNH3
②1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键形成
③1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键形成
④混合气体的密度不再改变的状态 ⑤混合气体的压强不再改变的状态
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态。
为提高H2的转化率,实际生产中宜采取的措施有
A.及时移出氨 B.最适合催化剂活性的适当高温
C.适当增大压强 D.循环利用和不断补充氮气
E.减小压强 F.降低温度
(3)电厂烟气脱氮的主反应①: 4NH3(g)+6NO(g)
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/30/1806315602370560/1807234095013888/STEM/dc52d5d7f36d4c60ac57a655e1ddd0da.png?resizew=32)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/30/1806315602370560/1807234095013888/STEM/feb93dbf213b4af4a304a713ffac97bb.png?resizew=224)
(4)肼(N2H4)是一种重要的化工原料,既可用于制药,又可用作火箭燃料。向2 L的恒容密闭容器中充入2mol N2H4,发生反应N2H4(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/30/1806315602370560/1807234095013888/STEM/4c25cff29fd04fd88fcfa92e3edf1551.png?resizew=33)
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肼在另一条件下也可达到分解平衡,同时生成两种气体,且其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。图2为平衡体系中肼的体积分数与温度、压强的关系,则p2
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(0.4)
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【推荐2】NH3 作为一种重要化工原料,被大量应用于工业生产,与其有关性质反应的 催化剂研究曾被列入国家 863 计划。
(1)催化剂常具有较强的选择性,即专一性。已知:反应 I :4NH3(g) +5O2(g)
4NO(g) +6H2O(g)△H= −905.0 kJ·mol-1 反应 II : 4NH3(g)+3O2(g)
2N2(g) +6H2O(g) △H= −1266.6 kJ·mol-1 写出 NO 分解生成 N2 与 O2 的热化学方程式_________ 。
(2)在恒温恒容装置中充入一定量的 NH3 和 O2,在某催化剂的作用下进行反应 I ,测得不同时 间的 NH3 和 O2,的浓度如下表:
则下列有关叙述中正确的是_____ 。
A.使用催化剂时,可降低该反应的活化能,加快其反应速率
B.若测得容器内 4v 正(NH3) =6v 逆(H2O)时,说明反应已达平衡
C.当容器内n(NO)/n(NH3)=1 时,说明反应已达平衡
D.前 10 分钟内的平均速率 v( NO)=0.088 mol·L-1·min-1
(3)制备催化剂时常产生一定的废液,工业上常利用氢硫酸检测和除去废液中的 Cu2+。 已知:25℃时,K1(H2S) =1.3×10−7,K2(H2S) =7.1×10−15,Ksp(CuS) =8.5×10−45
①在计算溶液中的离子浓度时,涉及弱酸的电离通常要进行近似处理。则 0.lmol •L−1 氢硫 酸的 pH≈______ (取近似整数)。
②某同学通过近似计算发现 0.lmol •L−1 氢硫酸与 0.0lmol •L−1 氢硫酸中的 c(S2−)相等,而且 等于_____ mol·L−1
③已知,某废液接近于中性,若加入适量的氢硫酸,当废液中 c(Cu2+) >_____ mol·L−1(计算 结果保留两位有效数字),就会产生 CuS 沉淀。
(1)催化剂常具有较强的选择性,即专一性。已知:反应 I :4NH3(g) +5O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/12/19/2100197728174080/2102150533734400/STEM/43677d8613e440fb8d5965978d76edab.png?resizew=33)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/12/19/2100197728174080/2102150533734400/STEM/49de4fafa287417da68f80b4ef4cd11f.png?resizew=48)
(2)在恒温恒容装置中充入一定量的 NH3 和 O2,在某催化剂的作用下进行反应 I ,测得不同时 间的 NH3 和 O2,的浓度如下表:
时间(min) | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
c(NH3)/mol·L−1 | 1.00 | 0.36 | 0.12 | 0.08 | 0.072 | 0.072 |
c(O2)/mol• L−1 | 2.00 | 1.20 | 0.90 | 0.85 | 0.84 | 0.84 |
则下列有关叙述中正确的是
A.使用催化剂时,可降低该反应的活化能,加快其反应速率
B.若测得容器内 4v 正(NH3) =6v 逆(H2O)时,说明反应已达平衡
C.当容器内n(NO)/n(NH3)=1 时,说明反应已达平衡
D.前 10 分钟内的平均速率 v( NO)=0.088 mol·L-1·min-1
(3)制备催化剂时常产生一定的废液,工业上常利用氢硫酸检测和除去废液中的 Cu2+。 已知:25℃时,K1(H2S) =1.3×10−7,K2(H2S) =7.1×10−15,Ksp(CuS) =8.5×10−45
①在计算溶液中的离子浓度时,涉及弱酸的电离通常要进行近似处理。则 0.lmol •L−1 氢硫 酸的 pH≈
②某同学通过近似计算发现 0.lmol •L−1 氢硫酸与 0.0lmol •L−1 氢硫酸中的 c(S2−)相等,而且 等于
③已知,某废液接近于中性,若加入适量的氢硫酸,当废液中 c(Cu2+) >
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【推荐3】(一)碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质,请回答下列问题:
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如图:_______ 。
(2)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料,4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)=2Al2O3(s)+3TiC(s) △H=-1176kJ•mol-1,则反应过程中,每转移1mol电子放出的热量为_______ 。
(3)CH4、H2、C都是优质的能源物质,它们燃烧的热化学方程式分别为①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ•mol-1;②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6kJ•mol-1;③C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ•mol-1;CH4、H2组成的混合气体2mol,完全㜔烧后放出热量1297.0kJ能量,该混合气体中CH4与H2的物质的量之比n(CH4):n(H2)=_____ ,C(s)与H2(g)不反应,所以C(s)+2H2(g)=CH4(g)的反应热无法直接测量,但通过上述反应可求出其反应热△H=_____ kJ•mol-1。
(二)0.50mol•L-1的盐酸与0.50mol•L-1的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应反应热,回答下列问题:
溶于不同量水中的热效度如下表:
下列说法正确的是_______ 。
A.当
时,溶解放热
B.向
的溶液中加入9g水,放出热量6.9kJ
C.用
的溶液测定中和反应的反应热会使△H偏小
(5)取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如表。
①表中的温度差平均值为_______ ℃。
②近似认为0.50mol•L-1NaOH溶液和0.50mol•L-1硫酸溶液的密度都是1g•cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J•(g•℃)-1.则中和热△H=_____ (取小数点后一位)。
(6)下列说法正确的是_______ (填字母)。
a.为了使反应充分进行,药品可以分多次加入
b.完成一次中和反应反应热平行样的测定,温度计需要使用2次
c.测量NaOH与不同种类的酸(如HCl、
等)中和反应的反应热,数值可能不同
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定
溶液的温度
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如图:
△H=+88.6kJ•mol-1
(2)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料,4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)=2Al2O3(s)+3TiC(s) △H=-1176kJ•mol-1,则反应过程中,每转移1mol电子放出的热量为
(3)CH4、H2、C都是优质的能源物质,它们燃烧的热化学方程式分别为①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ•mol-1;②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6kJ•mol-1;③C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ•mol-1;CH4、H2组成的混合气体2mol,完全㜔烧后放出热量1297.0kJ能量,该混合气体中CH4与H2的物质的量之比n(CH4):n(H2)=
(二)0.50mol•L-1的盐酸与0.50mol•L-1的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应反应热,回答下列问题:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2ed14f99fddea2f45471370209b8cc5b.png)
![]() | 2.0 | 1.0 | 0.67 | 0.50 | 0.33 | ![]() |
溶解放热![]() | 15.8 | 27.8 | 35.9 | 41.6 | 48.9 | 95.3 |
A.当
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5d39c8d79b4296f704422024b198fe6f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03c2d3ab2cda51ea3513c82df8f58042.png)
B.向
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/69774b3f9baa5878a5169cfdd6b1cc64.png)
C.用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d240f1d4f08b713fbaf9ce16e0967d5d.png)
(5)取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如表。
实验次数 | 起始温度t1/℃ | 终止温度t2/℃ | 温度差(t1-t2)/℃ | ||
H2SO4 | NaOH | 平均值 | |||
1 | 26.6 | 26.6 | 26.6 | 29.1 | 2.5 |
2 | 27.0 | 27.4 | 27.2 | 31.2 | 4 |
3 | 25.9 | 25.9 | 25.9 | 29.8 | 3.9 |
4 | 26.4 | 26.2 | 26.3 | 30.4 | 4.1 |
②近似认为0.50mol•L-1NaOH溶液和0.50mol•L-1硫酸溶液的密度都是1g•cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J•(g•℃)-1.则中和热△H=
(6)下列说法正确的是
a.为了使反应充分进行,药品可以分多次加入
b.完成一次中和反应反应热平行样的测定,温度计需要使用2次
c.测量NaOH与不同种类的酸(如HCl、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/710cba6e15521c742c3b2535eadd19ba.png)
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/503df0c0a55e256791c34e0f48c9c146.png)
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解题方法
【推荐1】一碳产品是石油的良好替代品,一碳化学与绿色化工结合可以实现经济与环境的协调发展。甲醇-水蒸气重整制氢方法是目前比较成熟的制氢方法,且具有良好的应用前景。甲醇-水蒸气重整制氢的部分反应过程如图1所示:
(1)已知一定条件下
反应I:CH3OH(g) ⇌CO(g)+2H2(g) ΔH1=+90.7kJ·mol-1
反应II:H2O(g)+CO(g) ⇌H2(g)+CO2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol-1
反应III:CH3OH(g)+H2O(g) ⇌CO2(g)+3H2(g) ΔH3
该条件下反应III的ΔH3=_______ 。
(2)已知反应II在进气比[n(CO):n(H2O)]不同时,在不同温度(T1、T2)下,测得相应的CO的平衡转化率如图2所示。
①比较T1、T2的大小,T1_______ T2(填“>”“<”或“=”)。原因为: _______
②T1温度时,按下表数据开始反应建立平衡:
应进行到t时刻时,判断v(正)、v(逆)的大小关系为断v(正)_______ v(逆(填“>“<”或“=”)。
(3)CO2在生产中有着广泛的用途。在弱酸性溶液中,电解活化CO2可以制备乙醇,原理如图所示。
CO2参与反应的一极为_______ (填“阴极”或“阳极”),电极反应式是_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/1/236d5e5d-dd2d-49b9-a5f8-e769bae16a34.png?resizew=351)
(1)已知一定条件下
反应I:CH3OH(g) ⇌CO(g)+2H2(g) ΔH1=+90.7kJ·mol-1
反应II:H2O(g)+CO(g) ⇌H2(g)+CO2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol-1
反应III:CH3OH(g)+H2O(g) ⇌CO2(g)+3H2(g) ΔH3
该条件下反应III的ΔH3=
(2)已知反应II在进气比[n(CO):n(H2O)]不同时,在不同温度(T1、T2)下,测得相应的CO的平衡转化率如图2所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/1/0690ee58-d4b5-4765-8fc5-b51fb71221b4.png?resizew=356)
①比较T1、T2的大小,T1
②T1温度时,按下表数据开始反应建立平衡:
CO | H2O | H2 | CO2 | |
起始浓度/(mol·L-1) | 2 | 1 | 0 | 0 |
t时刻浓度/(mol·L-1) | 1.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
(3)CO2在生产中有着广泛的用途。在弱酸性溶液中,电解活化CO2可以制备乙醇,原理如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/1/35e59969-cb96-45b2-92be-0197805bd95c.png?resizew=284)
CO2参与反应的一极为
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【推荐2】碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用,如航天员呼吸产生的CO2用Sabatier反应处理,实现空间站中O2的循环利用。
Sabatier反应:CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g);
水电解反应:2H2O(1)
2H2(g) +O2(g)。
(1)将原料气按n(CO2):n(H2)=1:4置于密闭容器中发生Sabatier反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/12/1900422758793216/1902712737873920/STEM/689833ef643845408d06fcb2f3f84033.png?resizew=198)
①该反应的平衡常数K随温度降低而________ (填“增大”或“减小”)。
②在密闭恒温(高于100℃)恒容装置中进行该反应,下列能说明达到平衡状态的是_____ 。
A.混合气体密度不再改变 B.混合气体压强不再改变
C.混合气体平均摩尔质量不再改变 D. n(CO2):n(H2)=1:2
③200℃达到平衡时体系的总压强为p,该反应平衡常数Kp的计算表达式为_______ 。(不必化简,用平衡分,压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(2)Sabatier反应在空间站运行时,下列措施能提高CO2转化率的是____ (填标号)。
A.适当减压 B.合理控制反应器中气体的流速
C.反应器前段加热,后段冷却 D.提高原料气中CO2所占比例
(3)一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+4H2(g)
C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反应。
①已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为-394kJ/mol、-242kJ/mol,Bosch反应的△H=_____ kJ/mol。(生成焓指一定条件下由对应单质生成lmol化合物时的反应热)
②一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是______________ 。若使用催化剂,则在较低温度下就能启动。
③Bosch反应的优点是_______________ 。
Sabatier反应:CO2(g)+4H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/12/1900422758793216/1902712737873920/STEM/ec4ebe6c8f2a4f6ebc8101b162b43d68.png?resizew=50)
水电解反应:2H2O(1)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/12/1900422758793216/1902712737873920/STEM/aedfdea9a04f44bc8f381644c1f0078d.png?resizew=43)
(1)将原料气按n(CO2):n(H2)=1:4置于密闭容器中发生Sabatier反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/12/1900422758793216/1902712737873920/STEM/689833ef643845408d06fcb2f3f84033.png?resizew=198)
①该反应的平衡常数K随温度降低而
②在密闭恒温(高于100℃)恒容装置中进行该反应,下列能说明达到平衡状态的是
A.混合气体密度不再改变 B.混合气体压强不再改变
C.混合气体平均摩尔质量不再改变 D. n(CO2):n(H2)=1:2
③200℃达到平衡时体系的总压强为p,该反应平衡常数Kp的计算表达式为
(2)Sabatier反应在空间站运行时,下列措施能提高CO2转化率的是
A.适当减压 B.合理控制反应器中气体的流速
C.反应器前段加热,后段冷却 D.提高原料气中CO2所占比例
(3)一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+4H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/12/1900422758793216/1902712737873920/STEM/ec4ebe6c8f2a4f6ebc8101b162b43d68.png?resizew=50)
①已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为-394kJ/mol、-242kJ/mol,Bosch反应的△H=
②一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是
③Bosch反应的优点是
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【推荐3】甲醇是一种重要的有机化工原料。
(1)已知:
①C2H4(g)+H2O(g)
C2H5OH(g) ΔH1=-45.5kJ/mol
②2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.9kJ/mol
③C2H5OH(g)
CH3OCH3(g) ΔH3=+50.7kJ/mol
请写出乙烯和水蒸气化合生成甲醇气体的热化学方程式:_____________ 。
(2)合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH。 相同条件下,向容积相同的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入等量的物质的量之比为1:2的CO和H2的混合气体,改变温度进行实验,测得反应进行到t min时甲醇的体积分数如图甲所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/22/1714272913465344/1715976597151744/STEM/0bda26d61516447ba63ce78c12af7d3d.png?resizew=193)
①温度升高甲醇的体积分数增大的原因是___________ ;
②根据图象判断ΔH________________ (填“>”、“<”或“=”)0。
(3)为了研究甲醇转化为二甲醚的反应条件,某研究与小组在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.9KJ/mol。
①T1温度下该反应的平衡常数K=_______ ;反应温度T1_________ T2(填“大于”或“小于”。)
②容器Ⅱ中a=______ 。
③下列说法能说明反应达到平衡状态的是___________ (填字母)。
A.容器中气体压强不再变化
B.用CH3OH 和CH3OCH3表示的反应速率之比为2:1
C.混合气体的密度不变
D.容器内CH3OH和CH3OCH3的浓度之比为2:1
E.单位时间内生成2molCH3OH 的同时生成1mol H2O(g)
(1)已知:
①C2H4(g)+H2O(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/22/1714272913465344/1715976597151744/STEM/0c19064a43a040e1ab20494e6c27239d.png?resizew=58)
②2CH3OH(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/22/1714272913465344/1715976597151744/STEM/0c19064a43a040e1ab20494e6c27239d.png?resizew=58)
③C2H5OH(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/22/1714272913465344/1715976597151744/STEM/0c19064a43a040e1ab20494e6c27239d.png?resizew=58)
请写出乙烯和水蒸气化合生成甲醇气体的热化学方程式:
(2)合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/22/1714272913465344/1715976597151744/STEM/6a7f4fbe8a0541c593b46a47ee1d4e32.png?resizew=33)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/22/1714272913465344/1715976597151744/STEM/0bda26d61516447ba63ce78c12af7d3d.png?resizew=193)
①温度升高甲醇的体积分数增大的原因是
②根据图象判断ΔH
(3)为了研究甲醇转化为二甲醚的反应条件,某研究与小组在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/22/1714272913465344/1715976597151744/STEM/6a7f4fbe8a0541c593b46a47ee1d4e32.png?resizew=33)
容器编号 | 温度/℃ | 起始物质的量/mol | 平衡物质的量/mol | |
CH3OH(g) | CH3OCH3(g) | H2O(g) | ||
Ⅰ | T1 | 0.20 | 0.080 | 0.080 |
Ⅱ | T1 | 0.40 | a | a |
Ⅲ | T2 | 0.20 | 0.090 | 0.090 |
①T1温度下该反应的平衡常数K=
②容器Ⅱ中a=
③下列说法能说明反应达到平衡状态的是
A.容器中气体压强不再变化
B.用CH3OH 和CH3OCH3表示的反应速率之比为2:1
C.混合气体的密度不变
D.容器内CH3OH和CH3OCH3的浓度之比为2:1
E.单位时间内生成2molCH3OH 的同时生成1mol H2O(g)
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解题方法
【推荐1】氮氧化物排放是形成臭氧层空洞、酸雨、雾霾的重要成因之一。SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)
4N2(g)+6H2O(g) △H<0
(1)氮氧化物破坏臭氧层原理为:①NO+O3
NO2+O2 ②NO2+O
NO+O2
常温下反应①的平衡常数为K1,反应②的平衡常数为K2,则反应O3+O
2O2的平衡常数K =________ (用K1、K2表示)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/4/30/1676920639135744/1677087291154432/STEM/77da9691-d4bb-44f0-bbae-7144f3dcd63e.png?resizew=275)
(2)SCR法除NO时,投料比一定时有利于提高NO平衡转化率的反应条件是________ 、________ 。该法可能发生副反应4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g),减少副反应的主要措施是________ 、________ 。
(3)其他条件相同,在甲、乙两种催化剂作用下,NO转化率与温度的关系如图。
①工业上选择催化剂乙的原因是________ ;
②在催化剂甲作用下,图中M点处(对应温度为210℃)NO的转化率_________ (填“可能是”、“一定是”或“一定不是”)该温度下的平衡转化率。高于210℃时,NO转化率降低的原因可能是________ 。
(4)消除汽车尾气中的NO时,可用尿素[(NH2)2CO]还原NO,既安全又高效,且产物都是空气中含有的成分。与SCR法相比,等物质的量的尿素与氨气可消除的NO物质的量之比为________ 。(不考虑副反应)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/4/30/1676920639135744/1677087291154432/STEM/ed87ff8306cd422ba48e5f12849936c0.png?resizew=33)
(1)氮氧化物破坏臭氧层原理为:①NO+O3
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/4/30/1676920639135744/1677087291154432/STEM/ed87ff8306cd422ba48e5f12849936c0.png?resizew=33)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/4/30/1676920639135744/1677087291154432/STEM/ed87ff8306cd422ba48e5f12849936c0.png?resizew=33)
常温下反应①的平衡常数为K1,反应②的平衡常数为K2,则反应O3+O
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/4/30/1676920639135744/1677087291154432/STEM/ed87ff8306cd422ba48e5f12849936c0.png?resizew=33)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/4/30/1676920639135744/1677087291154432/STEM/77da9691-d4bb-44f0-bbae-7144f3dcd63e.png?resizew=275)
(2)SCR法除NO时,投料比一定时有利于提高NO平衡转化率的反应条件是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/4/30/1676920639135744/1677087291154432/STEM/ed87ff8306cd422ba48e5f12849936c0.png?resizew=33)
(3)其他条件相同,在甲、乙两种催化剂作用下,NO转化率与温度的关系如图。
①工业上选择催化剂乙的原因是
②在催化剂甲作用下,图中M点处(对应温度为210℃)NO的转化率
(4)消除汽车尾气中的NO时,可用尿素[(NH2)2CO]还原NO,既安全又高效,且产物都是空气中含有的成分。与SCR法相比,等物质的量的尿素与氨气可消除的NO物质的量之比为
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【推荐2】NH3 作为一种重要化工原料,被大量应用于工业生产,与其有关性质反应的 催化剂研究曾被列入国家 863 计划。
(1)催化剂常具有较强的选择性,即专一性。已知:反应 I :4NH3(g) +5O2(g)
4NO(g) +6H2O(g)△H= −905.0 kJ·mol-1 反应 II : 4NH3(g)+3O2(g)
2N2(g) +6H2O(g) △H= −1266.6 kJ·mol-1 写出 NO 分解生成 N2 与 O2 的热化学方程式_________ 。
(2)在恒温恒容装置中充入一定量的 NH3 和 O2,在某催化剂的作用下进行反应 I ,测得不同时 间的 NH3 和 O2,的浓度如下表:
则下列有关叙述中正确的是_____ 。
A.使用催化剂时,可降低该反应的活化能,加快其反应速率
B.若测得容器内 4v 正(NH3) =6v 逆(H2O)时,说明反应已达平衡
C.当容器内n(NO)/n(NH3)=1 时,说明反应已达平衡
D.前 10 分钟内的平均速率 v( NO)=0.088 mol·L-1·min-1
(3)制备催化剂时常产生一定的废液,工业上常利用氢硫酸检测和除去废液中的 Cu2+。 已知:25℃时,K1(H2S) =1.3×10−7,K2(H2S) =7.1×10−15,Ksp(CuS) =8.5×10−45
①在计算溶液中的离子浓度时,涉及弱酸的电离通常要进行近似处理。则 0.lmol •L−1 氢硫 酸的 pH≈______ (取近似整数)。
②某同学通过近似计算发现 0.lmol •L−1 氢硫酸与 0.0lmol •L−1 氢硫酸中的 c(S2−)相等,而且 等于_____ mol·L−1
③已知,某废液接近于中性,若加入适量的氢硫酸,当废液中 c(Cu2+) >_____ mol·L−1(计算 结果保留两位有效数字),就会产生 CuS 沉淀。
(1)催化剂常具有较强的选择性,即专一性。已知:反应 I :4NH3(g) +5O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/12/19/2100197728174080/2102150533734400/STEM/43677d8613e440fb8d5965978d76edab.png?resizew=33)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/12/19/2100197728174080/2102150533734400/STEM/49de4fafa287417da68f80b4ef4cd11f.png?resizew=48)
(2)在恒温恒容装置中充入一定量的 NH3 和 O2,在某催化剂的作用下进行反应 I ,测得不同时 间的 NH3 和 O2,的浓度如下表:
时间(min) | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
c(NH3)/mol·L−1 | 1.00 | 0.36 | 0.12 | 0.08 | 0.072 | 0.072 |
c(O2)/mol• L−1 | 2.00 | 1.20 | 0.90 | 0.85 | 0.84 | 0.84 |
则下列有关叙述中正确的是
A.使用催化剂时,可降低该反应的活化能,加快其反应速率
B.若测得容器内 4v 正(NH3) =6v 逆(H2O)时,说明反应已达平衡
C.当容器内n(NO)/n(NH3)=1 时,说明反应已达平衡
D.前 10 分钟内的平均速率 v( NO)=0.088 mol·L-1·min-1
(3)制备催化剂时常产生一定的废液,工业上常利用氢硫酸检测和除去废液中的 Cu2+。 已知:25℃时,K1(H2S) =1.3×10−7,K2(H2S) =7.1×10−15,Ksp(CuS) =8.5×10−45
①在计算溶液中的离子浓度时,涉及弱酸的电离通常要进行近似处理。则 0.lmol •L−1 氢硫 酸的 pH≈
②某同学通过近似计算发现 0.lmol •L−1 氢硫酸与 0.0lmol •L−1 氢硫酸中的 c(S2−)相等,而且 等于
③已知,某废液接近于中性,若加入适量的氢硫酸,当废液中 c(Cu2+) >
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【推荐3】雾霾严重影响人们的生活,雾霾的形成与汽车排放的NOx等有毒气体有关。
(1)可以通过活性炭处理汽车尾气,原理为C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g) ΔH<0。下列情况能说明该反应达到平衡状态的是__ 。
(2)臭氧是理想的烟气脱硝试剂,原理为2NO2(g)+O3(g)
N2O5(g)+O2(g) ΔH<0。若在容积为10L的密闭容器中进行该反应,起始时充入0.4molNO2、0.2molO3,反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/2/2863972637327360/2864563454607360/STEM/a4247bbdc1624bb68e01fb26a4f201e3.png?resizew=237)
①实验a从开始至平衡时的反应速率v(O3)=___ ;实验c中NO2的平衡转化率为__ 。
②与实验a相比,其他两组实验改变的条件分别是b__ ,c__ 。
③M点的逆反应速率v(逆)__ (填“>”“<”或“=”)N点的正反应速率v(正)。
(1)可以通过活性炭处理汽车尾气,原理为C(s)+2NO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
A.2v正(NO)=v逆(CO2) |
B.在恒温、恒容的容器中,混合气体的压强保持不变 |
C.在绝热、恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化 |
D.在恒温、恒压的容器中,混合气体的密度保持不变 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/2/2863972637327360/2864563454607360/STEM/a4247bbdc1624bb68e01fb26a4f201e3.png?resizew=237)
①实验a从开始至平衡时的反应速率v(O3)=
②与实验a相比,其他两组实验改变的条件分别是b
③M点的逆反应速率v(逆)
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解题方法
【推荐1】金刚烷胺(
)是最早用于抑制流感病毒的抗病毒药,每片感康(复方氨酚烷胺片)含盐酸金刚烷胺100mg。金刚烷胺一般是由金刚烷合成的。金刚烷是一种重要的化工原料,由环戊二烯合成金刚烷的路线如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/28/2472300823363584/2472378989395968/STEM/82195d5791d84028a404a9c771b245e8.png?resizew=378)
请回答下列问题:
(1)金刚烷的碳架结构相当于是金刚石晶格网络中的一个晶胞,故得金刚烷这个名字。它可看作是由四个等同的六元环组成的空间构型。金刚烷的二氯代物有___ 种。上述合成金刚烷的路线中,反应①的反应类型为___ 。
(2)金刚烷与四氢二聚环戊二烯的关系是___ 。(填字母)
a.均为环烃 b.均为烷烃 c.互为同系物 d.互为同分异构体
(3)下面是以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/28/2472300823363584/2472378989395968/STEM/71e854dda0df485f99a9c25dd42b148a.png?resizew=327)
反应④的化学方程式为____ 。
(4)在有机分析中,常用臭氧氧化分解来确定有机物中碳碳双键的位置与数目。
RCHO+R’CHO
A是金刚烷的一种同分异构体,经臭氧氧化后的产物仅为一种,其结构为
,试写出A可能的结构简式(任写一种)___ 。
(5)B是二聚环戊二烯的同分异构体,B分子结构中有一个甲基,B能使溴的四氯化碳溶液褪色,B经高锰酸钾酸性溶液加热氧化可以得到对苯二甲酸(提示:苯环上的烷基(—CH3、—CH2R、—CHR2)或烯基侧链经高锰酸钾酸性溶液氧化得羧基),B的结构有多种,其中核磁共振氢谱为6组峰,且面积比为3﹕2﹕2﹕2﹕1﹕2的结构简式是___ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/28/2472300823363584/2472378989395968/STEM/e384b512015c4ea1b2cc168ea43028e4.png?resizew=43)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/28/2472300823363584/2472378989395968/STEM/82195d5791d84028a404a9c771b245e8.png?resizew=378)
请回答下列问题:
(1)金刚烷的碳架结构相当于是金刚石晶格网络中的一个晶胞,故得金刚烷这个名字。它可看作是由四个等同的六元环组成的空间构型。金刚烷的二氯代物有
(2)金刚烷与四氢二聚环戊二烯的关系是
a.均为环烃 b.均为烷烃 c.互为同系物 d.互为同分异构体
(3)下面是以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/28/2472300823363584/2472378989395968/STEM/71e854dda0df485f99a9c25dd42b148a.png?resizew=327)
反应④的化学方程式为
(4)在有机分析中,常用臭氧氧化分解来确定有机物中碳碳双键的位置与数目。
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A是金刚烷的一种同分异构体,经臭氧氧化后的产物仅为一种,其结构为
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(5)B是二聚环戊二烯的同分异构体,B分子结构中有一个甲基,B能使溴的四氯化碳溶液褪色,B经高锰酸钾酸性溶液加热氧化可以得到对苯二甲酸(提示:苯环上的烷基(—CH3、—CH2R、—CHR2)或烯基侧链经高锰酸钾酸性溶液氧化得羧基),B的结构有多种,其中核磁共振氢谱为6组峰,且面积比为3﹕2﹕2﹕2﹕1﹕2的结构简式是
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