组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应速率与化学平衡 > 化学平衡 > 化学平衡的移动及其影响因素
题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:158 题号:3617009
I.化工工业中常用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯。
已知某温度下:
反应①:CO2 (g) +H2 (g)→CO(g) + H2O(g),ΔH = +41.2 kJ/mol;
反应②: (g)→ (g)+H2(g),ΔH= +117.6 kJ/mol;
①②的化学反应平衡常数分别为K1、K2
(1)请写出二氧化碳氧化乙苯制备苯乙烯的热化学反应方程式____________________,该反应的化学平衡常数K=_________(用K1、K2表示)
(2)对于反应①,恒温恒容条件下,向密闭容器中加入2molCO2和2molH2当反应达到平衡后,以下说法正确的是_____
A.因为该反应是吸热反应,所以升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小;
B.若再加入1molCO21mol H2,平衡不移动;
C.若再加入CO2则平衡向正反应方向移动,CO的体积分数减小;
D.若充入He,平衡不移动,反应物和产物的浓度都不变;
(3)恒温恒容条件下,反应①达到平衡后;t1时刻通入少量CO2请在下图中画出t1之后的正逆反应曲线,并作出标注_______________

II.一定的条件下,合成氨反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。图1表示在此反应过程中的能量的变化,图2表示在2L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。

(4)升高温度,该反应的平衡常数________(填“增大”或“减小”或“不变”)。
(5)由图2信息,计算10min内该反应的平均速率v(H2)=_______,从11min起其它条件不变,压缩容器的体积,则n(N2)的变化曲线为_______(填“a”或“b”或“c”或“d”)
(6)图3 a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是________点,温度T1________T2(填“>”或“=”或“<”)

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【推荐1】合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,通常用以铁为主的催化剂在400~500℃和10~30MPa的条件下,由氮气和氢气直接合成氨。
(1)“哈伯法”合成氨的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H,相关键能数据如表:
化学键N≡NH-HN-H
键能(kJmol-1)abc

H=____kJmol-1
②在恒温恒容密闭容器中进行的工业合成氨反应,下列能表示达到平衡状态的是____(填序号)。
A.单位时间内断开3a个H-H键的同时形成6a个N-H键
B.混合气体的密度不再发生变化
C.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
D.容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2
③平衡后,若要加快反应速率同时提高H2的转化率,可以采取的措施有____
A.恒温恒压加入一定量氦气            B.增大容器体积
C.降低反应体系的温度                  D.恒温恒容加入一定量N2
④向密闭容器中按1:3体积比通入N2和H2,反应达平衡时NH3的体积分数为25.0%,则N2的平衡转化率α(N2)=____
(2)“球磨法”是在温和的条件下(45℃和1bar,1bar≈100kPa)合成氨,氨的最终体积分数可高达82.5%。该法分为两个步骤(如图):第一步,铁粉在球磨过程中被反复剧烈碰撞而活化,产生高密度的缺陷,氮分子被吸附在这些缺陷上([Fe(N*)]),有助于氮分子的解离。第二步,N*发生加氢反应得到NHx*(x=1~3),剧烈碰撞中,NHx*从催化剂表面脱附得到产物氨。

①“球磨法”与“哈伯法”相比较,下列说法中正确的是____(选填标号)。
A.催化剂(Fe)缺陷密度越高,N2的吸附率越高
B.“哈伯法”采用高温主要用于解离氮氮三键,而“球磨法”不用解离氮氮三键
C.“球磨法”中“剧烈碰撞”仅仅为了产生“活化缺陷”
D.“球磨法”不采用高压,是因为低压产率已经较高,加压会增大成本
②机械碰撞有助于催化剂缺陷的形成,而摩擦生热会使体系温度升高。如图是N2吸附量、体系温度随球磨转速变化曲线,则应选择的最佳转速约____转/min。
2022-11-08更新 | 79次组卷
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【推荐2】进入秋冬,新冠肺炎疫情防控工作更需重视。戴医用防护口罩是有效防控措施之一,医用防护口罩的原料聚丙烯纤维单体为丙烯。丙烷直接脱氢法可以制备丙烯。






(1)由图1可知,丙烷直接脱氢法反应C3H8(g)C3H6(g)+H2(g),H=___kJ/mol。
(2)图2为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度(T)、压强(P)的关系。
①压强:P1___(填“大于”或“小于”)P2
②若P1=0.1MPa,起始时充入丙烷发生反应,根据点A(630,50)计算该反应的平衡常数Kp___。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
③实际生产中在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氢反应,充入氩气的目的是___
(3)丙烷氧化脱氢法也可以制备丙烯,主要反应如下:C3H8(g)+O2(g)C3H6(g)+H2O(g)   H<0。在催化剂作用下,C3H8氧化脱氢除生成C3H6外,还生成CO、CO2等物质C3H8的转化率和C3H6的产率温度变化关系如图3所示。
①550℃时,C3H6的选择性为___。(C3H6的选择性=×100%)
②基于本研究结果,能提高C3H6选择性的措施是___
(4)研究人员以铬的氧化物为催化剂,利用CO2的弱氧化性,开发丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺。该工艺反应机理如图4所示。
①该工艺总反应化学方程式为___
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___
2020-12-15更新 | 225次组卷
【推荐3】环戊二烯(C5H6)是一种重要的有机化工原料。
Ⅰ.环戊二烯容易反应生成双环戊二烯(C10H12):2C5H6(g) C10H12(g),不同温度下,溶液中环戊二烯(C5H6)浓度(初始浓度为1.5 mol·L-1 )与反应时间的关系如图所示:

(1)反应开始至b点时,用环戊二烯(C5H6)表示的平均速率为___________
(2)T1_______T2,a点的逆反应速率___________b点的正反应速率(两空均选填“>”、“<”或“=”)。
(3)一定量的环戊二烯气体在恒温恒压的密闭容器中发生上述反应,可说明一定达化学平衡状态的是___________(填字母)。
a.v(C5H6)=2v(C10H12)
b.容器内气体压强不再变化
c.容器内混合气体的密度不再变化
d.容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
Ⅱ.可用环戊烯(C5H8)制备环戊二烯(C5H6),有如下反应:
反应i:C5H8(g) C5H6(g) + H2 (g) ∆H1 K1
反应ii:2HI(g) H2 (g) + I2(g)   H2 = +11.0 kJ·mol-1     K2
反应iii:C5H8(g) + I2(g) C5H6(g) + 2HI(g)     H3 = + 89.3 kJ·mol-1   K3
(4)反应i的焓变∆H1=___________,反应iii的平衡常数K3___________(用K1K2表示)。
(5)某温度时在恒容密闭容器中充入等物质的量的碘和环戊烯发生反应iii,起始总压为P0,平衡时总压为1.2P0
①平衡时HI的体积分数为___________%
②用平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度计算压强平衡常数Kp =___________(要求用最简整数比,含p0的代数式表示)。
③达到平衡后,欲增加环戊烯(C5H8)的平衡转化率,同时加快反应速率可采取的措施有___________(仅写一条)。
2023-11-03更新 | 402次组卷
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