含氮化合物的研发与绿色反展、经济可持续发展有着密切关联。
(1)氨是一种重要化工原料。合成氨原料气H2,可用天然气为原料制得,有关反应能量变化如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/9/8ed2939e-6f9a-47ef-9349-8b32f835d189.png?resizew=536)
则用CH4(g)和H2O(g)反应制得H2(g)和CO(g)的热化学方程式为:_______ 。
(2)氮的氧化物有着广泛用途,又是环境的污染物。
(i)在150℃时,将0.4mol NO2气体充入体积为2L的真空密闭容器中,发生反应:2NO2(g)
N2O4(g)。
每隔一定时间测定容器内各物质的物质的量,数据如下表:
①当反应在1500C达到平衡时,该反应平衡常数K=________ 。(填数值)
②若最初通入N2O4,在相同条件下达到平衡时,各物质浓度仍然相同,则N2O4的起始浓度应为_______ 。
(ii)氨氧化制HNO3的尾气中含有NO和NO2,且n(NO):n(NO2) =1:1,可用尿素溶液除去,其作用原理是:NO2和NO与水反应生成亚硝酸,亚硝酸再与尿素反应生成对环境无污染的物质。若用1mol尿素吸收该尾气,则能吸收氮氧化物_______ g。
(3)氨气,CO2在一定条件下可合成尿素,其反应为:2NH3(g)+CO2(g)==CO( NH2)2(s)+H2O(g)
右图表示合成塔中氨碳比a与CO2转化率ω的关系。a为[n(NH3)/n(CO2)],b为水碳比[n(H2O)/n(CO2)]。则:①b应控制在________ ;
A.1.5. 1.6 B.1~1.1 C.0.6~0.7
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/9/09009f61-d312-4b05-9b88-0bc92750fb6c.png?resizew=233)
②a应控制在4.0的理由是_______ 。
(1)氨是一种重要化工原料。合成氨原料气H2,可用天然气为原料制得,有关反应能量变化如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/9/8ed2939e-6f9a-47ef-9349-8b32f835d189.png?resizew=536)
则用CH4(g)和H2O(g)反应制得H2(g)和CO(g)的热化学方程式为:
(2)氮的氧化物有着广泛用途,又是环境的污染物。
(i)在150℃时,将0.4mol NO2气体充入体积为2L的真空密闭容器中,发生反应:2NO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
每隔一定时间测定容器内各物质的物质的量,数据如下表:
时间 | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
n(NO2)/mol | 0.40 | n1 | 0.26 | n3 | n4 |
n(N2O4)/mol | 0 | 0.05 | n2 | 0.08 | 0.08 |
①当反应在1500C达到平衡时,该反应平衡常数K=
②若最初通入N2O4,在相同条件下达到平衡时,各物质浓度仍然相同,则N2O4的起始浓度应为
(ii)氨氧化制HNO3的尾气中含有NO和NO2,且n(NO):n(NO2) =1:1,可用尿素溶液除去,其作用原理是:NO2和NO与水反应生成亚硝酸,亚硝酸再与尿素反应生成对环境无污染的物质。若用1mol尿素吸收该尾气,则能吸收氮氧化物
(3)氨气,CO2在一定条件下可合成尿素,其反应为:2NH3(g)+CO2(g)==CO( NH2)2(s)+H2O(g)
右图表示合成塔中氨碳比a与CO2转化率ω的关系。a为[n(NH3)/n(CO2)],b为水碳比[n(H2O)/n(CO2)]。则:①b应控制在
A.1.5. 1.6 B.1~1.1 C.0.6~0.7
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②a应控制在4.0的理由是
更新时间:2016-12-09 15:00:19
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(0.15)
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【推荐1】SO2的含量是衡量大气污染的一个重要指标。工业上常采用催化还原法或吸收法处理SO2。
(1)在复合组分催化剂作用下,CH4可使SO2转化为S,同时生成CO2和液态H2O。
已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ∆H=-890.3kJ/mol
S(s)+O2(g)=SO2(g) ∆H=-291.2kJ/mol
则CH4和SO2反应的热化学方程式为_______ 。
(2)在恒容密闭容器中,用H2还原SO2生成S的反应分两步完成(如图1所示),该过程中相关物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图2所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/18/a42b35d6-0c80-4422-8a1e-d86e35265dfb.png?resizew=435)
①分析可知X为_______ (填化学式),0〜t1时间段的温度为_______ 。
②用H2还原SO2生成S的总反应的化学方程式为_______ 。
(3)焦炭催化还原SO2生成S2,化学方程式为2C(s)+2SO2(g)=S2(g)+2CO2(g)。在恒容密闭容器中,1mol/LSO2与足量的焦炭反应,SO2的转化率随温度的变化如图3所示。
①该反应的△H_______ (填“>”或“<”)0。
②计算a点的平衡常数为_______ 。
(4)工业上用Na2SO3溶液处理硫酸厂的废气SO2得NaHSO3溶液。
①某温度下,用1.0mol/LNa2SO3溶液吸收纯净的SO2,当溶液pH降至5时,吸收能力显著下降,应更换吸收剂。此时溶液中![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b54b33d02dcf46f000c767269c89824e.png)
_______ 。(已知该温度下H2SO3的电离平衡常数:Ka1=1.50
10-2,Ka2=1.25
l0-6)
②用惰性电极电解NaHSO3废水可使吸收液再生,原理如下图所示,M和N为离子交换膜。阳极的电极反应式为:_______ 。
(1)在复合组分催化剂作用下,CH4可使SO2转化为S,同时生成CO2和液态H2O。
已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ∆H=-890.3kJ/mol
S(s)+O2(g)=SO2(g) ∆H=-291.2kJ/mol
则CH4和SO2反应的热化学方程式为
(2)在恒容密闭容器中,用H2还原SO2生成S的反应分两步完成(如图1所示),该过程中相关物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图2所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/18/a42b35d6-0c80-4422-8a1e-d86e35265dfb.png?resizew=435)
①分析可知X为
②用H2还原SO2生成S的总反应的化学方程式为
(3)焦炭催化还原SO2生成S2,化学方程式为2C(s)+2SO2(g)=S2(g)+2CO2(g)。在恒容密闭容器中,1mol/LSO2与足量的焦炭反应,SO2的转化率随温度的变化如图3所示。
①该反应的△H
②计算a点的平衡常数为
(4)工业上用Na2SO3溶液处理硫酸厂的废气SO2得NaHSO3溶液。
①某温度下,用1.0mol/LNa2SO3溶液吸收纯净的SO2,当溶液pH降至5时,吸收能力显著下降,应更换吸收剂。此时溶液中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b54b33d02dcf46f000c767269c89824e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2468403b3eba9e40bfa36f464e927738.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2468403b3eba9e40bfa36f464e927738.png)
②用惰性电极电解NaHSO3废水可使吸收液再生,原理如下图所示,M和N为离子交换膜。阳极的电极反应式为:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/18/be04b596-6c1a-4b27-ac88-18dc3628eeaa.png?resizew=338)
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(0.15)
【推荐2】火力发电厂释放出大量氮氧化合物(NOx)、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx:
CH4(g)+ 4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H1=-574 kJ/mol
CH4(g)+ 4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H2=-1160 kJ/mol
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为___________ 。
(2)脱碳。将CO2转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H3
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/10/29/1576217415139328/1576217415385088/STEM/d187aeeb2f2c42afb6763b5382983d8e.png?resizew=145)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/10/29/1576217415139328/1576217415385088/STEM/ad6bcaef496449028b158c438a0159c0.png?resizew=308)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/10/29/1576217415139328/1576217415385088/STEM/9d130f87615847bbb00754214bd8523c.png?resizew=119)
①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。回答:0~10 min内,氢气的平均反应速率为___ mol/(L·min);第10 min后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g),则平衡________ (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
②如图2,25℃时以甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)为电源来电解300mL 某NaCl溶液,正极反应式为______ 。在电解一段时间后,NaCl溶液的pH值变为13(假设NaCl溶液的体积不变),则理论上消耗甲醇的物质的量为_____ mol。
③取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图3所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3____ 0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)脱硫。燃煤废气经脱硝、脱碳后,与一定量氨气、空气反应,生成硫酸铵。硫酸铵水溶液呈酸性的原因是______ (用离子方程式表示);室温时,向(NH4)2SO4,溶液中滴人NaOH溶液至溶液呈中性,则所得溶液中微粒浓度大小关系c(Na+)_____ c(NH3·H2O)。(填“>”、“<”或“=”)
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx:
CH4(g)+ 4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H1=-574 kJ/mol
CH4(g)+ 4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H2=-1160 kJ/mol
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为
(2)脱碳。将CO2转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/10/29/1576217415139328/1576217415385088/STEM/f02254bd14f44789ba4d84068905a2f8.png?resizew=33)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/10/29/1576217415139328/1576217415385088/STEM/d187aeeb2f2c42afb6763b5382983d8e.png?resizew=145)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/10/29/1576217415139328/1576217415385088/STEM/ad6bcaef496449028b158c438a0159c0.png?resizew=308)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/10/29/1576217415139328/1576217415385088/STEM/9d130f87615847bbb00754214bd8523c.png?resizew=119)
①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。回答:0~10 min内,氢气的平均反应速率为
②如图2,25℃时以甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)为电源来电解300mL 某NaCl溶液,正极反应式为
③取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图3所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3
(3)脱硫。燃煤废气经脱硝、脱碳后,与一定量氨气、空气反应,生成硫酸铵。硫酸铵水溶液呈酸性的原因是
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困难
(0.15)
【推荐3】2021年,中国科学院马延和研究员带领团队宣布在人工合成淀粉方面取得突破性进展,是国际上首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的全合成。该团队采用一种类似“搭积木”的方式,从头设计、构建了11步反应的非自然固碳与淀粉合成途径,头三步反应如下:
(1)已知:(I)CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H1
(Ⅱ)CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H2
(Ⅲ)CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H3
①△H3=______ (用△H1和△H2表示)。
②已知△H3<0,则下列条件中,同时有利于提高CH3OH平衡产率和反应速率的是_____ 。
A.相对高温 B.相对低温 C.相对高压 D.相对低压
(2)T℃时,100MPa条件下,向2L刚性容器中充入1molCO2和3molH2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),测得不同时刻容器内压强变化如表:
已知:分压=总压×体积分数。
①该反应用分压表示的平衡常数Kp表达式为_____ 。
②反应前1小时内,用分压表示的平均反应速率v(H2)=_____ MPa•h-1。
③该温度下H2的平衡转化率为______ 。
(3)在催化条件下,密闭容器内通入CO2发生下列反应:
反应I:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H3
反应Ⅱ:2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4
①实验测得反应Ⅱ的平衡常数(记作lnK)与温度(
)的关系如图所示,则△H4_____ 0(填“>”或“<”)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/25/8d086210-8720-44ba-9ab0-efe4b3445c57.png?resizew=267)
②实验测得温度对平衡体系中甲醚、甲醇的百分含量影响如图所示,在300~600K范围内,醇的含量逐渐增大,而甲醚的百分含量逐渐减小的可能原因是:_____ 。
(1)已知:(I)CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
(Ⅱ)CO(g)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
(Ⅲ)CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
①△H3=
②已知△H3<0,则下列条件中,同时有利于提高CH3OH平衡产率和反应速率的是
A.相对高温 B.相对低温 C.相对高压 D.相对低压
(2)T℃时,100MPa条件下,向2L刚性容器中充入1molCO2和3molH2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
时间/h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
p/MPa | 80 | 75 | 72 | 71 | 70 | 70 |
①该反应用分压表示的平衡常数Kp表达式为
②反应前1小时内,用分压表示的平均反应速率v(H2)=
③该温度下H2的平衡转化率为
(3)在催化条件下,密闭容器内通入CO2发生下列反应:
反应I:CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
反应Ⅱ:2CH3OH(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
①实验测得反应Ⅱ的平衡常数(记作lnK)与温度(
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4079003d1292898e98f11669dc3edce.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/25/8d086210-8720-44ba-9ab0-efe4b3445c57.png?resizew=267)
②实验测得温度对平衡体系中甲醚、甲醇的百分含量影响如图所示,在300~600K范围内,醇的含量逐渐增大,而甲醚的百分含量逐渐减小的可能原因是:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/25/65a777fd-b39e-4709-9033-702a94961991.png?resizew=312)
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困难
(0.15)
解题方法
【推荐1】I、
的资源化可以推动经济高质量发展和生态环境质量的持续改善,回答下列问题:
(1)
和
都是主要的温室气体。发生催化重整反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
已知
时,相关物质的燃烧热数据如下表:
反应的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cc36e17ae25f5b5c3abdbedce82ee0ea.png)
___________ ![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)在恒温恒容装置中通入等体积
和
,发生上述反应,起始压强为p,
的平衡转化率为
。达平衡时,容器内总压为___________ 。该反应的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ba4c278e4d8bebe64c2bbcb338091943.png)
___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压
总压×物质的量分数,用
、
表达,并化为最简式)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e1390ac193efadd71f996c8bbe51c08.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
已知
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6c7889f265b1bac6f19624eb93f5dbdc.png)
物质 | ![]() | ![]() | ![]() |
燃烧热![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cc36e17ae25f5b5c3abdbedce82ee0ea.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)在恒温恒容装置中通入等体积
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e514bc1761deff47d27c1909c1906ab4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ba4c278e4d8bebe64c2bbcb338091943.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6706fe00b4e231e62d9ecbec567d526b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e514bc1761deff47d27c1909c1906ab4.png)
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困难
(0.15)
【推荐2】2021年,中国科学院马延和研究员带领团队宣布在人工合成淀粉方面取得突破性进展,是国际上首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的全合成。该团队采用一种类似“搭积木”的方式,从头设计、构建了11步反应的非自然固碳与淀粉合成途径,头三步反应如下:
(1)已知:(I)CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H1
(Ⅱ)CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H2
(Ⅲ)CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H3
①△H3=______ (用△H1和△H2表示)。
②已知△H3<0,则下列条件中,同时有利于提高CH3OH平衡产率和反应速率的是_____ 。
A.相对高温 B.相对低温 C.相对高压 D.相对低压
(2)T℃时,100MPa条件下,向2L刚性容器中充入1molCO2和3molH2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),测得不同时刻容器内压强变化如表:
已知:分压=总压×体积分数。
①该反应用分压表示的平衡常数Kp表达式为_____ 。
②反应前1小时内,用分压表示的平均反应速率v(H2)=_____ MPa•h-1。
③该温度下H2的平衡转化率为______ 。
(3)在催化条件下,密闭容器内通入CO2发生下列反应:
反应I:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H3
反应Ⅱ:2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4
①实验测得反应Ⅱ的平衡常数(记作lnK)与温度(
)的关系如图所示,则△H4_____ 0(填“>”或“<”)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/25/8d086210-8720-44ba-9ab0-efe4b3445c57.png?resizew=267)
②实验测得温度对平衡体系中甲醚、甲醇的百分含量影响如图所示,在300~600K范围内,醇的含量逐渐增大,而甲醚的百分含量逐渐减小的可能原因是:_____ 。
(1)已知:(I)CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
(Ⅱ)CO(g)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
(Ⅲ)CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
①△H3=
②已知△H3<0,则下列条件中,同时有利于提高CH3OH平衡产率和反应速率的是
A.相对高温 B.相对低温 C.相对高压 D.相对低压
(2)T℃时,100MPa条件下,向2L刚性容器中充入1molCO2和3molH2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
时间/h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
p/MPa | 80 | 75 | 72 | 71 | 70 | 70 |
①该反应用分压表示的平衡常数Kp表达式为
②反应前1小时内,用分压表示的平均反应速率v(H2)=
③该温度下H2的平衡转化率为
(3)在催化条件下,密闭容器内通入CO2发生下列反应:
反应I:CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
反应Ⅱ:2CH3OH(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
①实验测得反应Ⅱ的平衡常数(记作lnK)与温度(
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②实验测得温度对平衡体系中甲醚、甲醇的百分含量影响如图所示,在300~600K范围内,醇的含量逐渐增大,而甲醚的百分含量逐渐减小的可能原因是:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/25/65a777fd-b39e-4709-9033-702a94961991.png?resizew=312)
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解题方法
【推荐3】铁和铝是两种重要的金属,它们的单质及化合物有着各自的性质。
(1)在一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应:
Fe2O3(s)+3CO(g)
2Fe(s)+3CO2(g)ΔH>0
①该反应的平衡常数表达式为:K=_____________________________
②该温度下,在2 L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体,10 min后,生成了单质铁11.2 g。则10 min内CO的平均反应速率为___________________________
(2)某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2013/1/21/1576077204504576/1576077205102592/STEM/49ca21b863db40e8b4f9fb4e227fd107.png?resizew=485)
(3)Fe3+盐和Al3+盐在性质上有很多相似的地方,如遇碱都生成难溶的胶状沉淀,可用于净水;也有不同之处,如Fe3+既有氧化性又有还原性,Al3+只有氧化性。但Fe3+只有在碱性介质中才能被氧化为
,请完成下列方程式:
____ Fe(OH)3 +____ ClO- + ____ ==____
+ ____ Cl- +___ ;
(4)若将a g Fe和Al的混合物溶于2 mol/L的足量的硫酸中,再往溶液中加入足量的6 mol/L的NaOH溶液,充分反应,过滤,洗涤,干燥灼烧,称量所得固体的质量仍为a g,则原混合物中Al的质量分数为______________ 。
(1)在一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应:
Fe2O3(s)+3CO(g)
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①该反应的平衡常数表达式为:K=
②该温度下,在2 L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体,10 min后,生成了单质铁11.2 g。则10 min内CO的平均反应速率为
(2)某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2013/1/21/1576077204504576/1576077205102592/STEM/49ca21b863db40e8b4f9fb4e227fd107.png?resizew=485)
(3)Fe3+盐和Al3+盐在性质上有很多相似的地方,如遇碱都生成难溶的胶状沉淀,可用于净水;也有不同之处,如Fe3+既有氧化性又有还原性,Al3+只有氧化性。但Fe3+只有在碱性介质中才能被氧化为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/16128f98db8ddcc2e3d29cd5ec318b73.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/16128f98db8ddcc2e3d29cd5ec318b73.png)
(4)若将a g Fe和Al的混合物溶于2 mol/L的足量的硫酸中,再往溶液中加入足量的6 mol/L的NaOH溶液,充分反应,过滤,洗涤,干燥灼烧,称量所得固体的质量仍为a g,则原混合物中Al的质量分数为
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解题方法
【推荐1】乙烯是制造塑料、合成橡胶和合成纤维等化学产品的基本原料。C2H6裂解制C2H4是化学工业的一个重要研究课题,目前裂解方法有电催化、光催化裂解、直接裂解、氧气或二氧化碳氧化乙烷裂解等。乙烷直接裂解、乙烷二氧化碳氧化裂解和乙烷氧气氧化裂解的反应如下:
(Ⅰ)C2H6(g)
C2H4(g)+H2(g) △H1=+125kJ·mol-1
(Ⅱ)CO2(g)+C2H6(g)
C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) △H2=+177kJ·mol-1
(Ⅲ)2C2H6(g)+O2(g)
2C2H4(g)+2H2O(g) △H3=-211.6kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)已知键能:E(C—H)=416kJ·mol-1,E(H—H)=436kJ·mol-1,由此计算生成1mol碳碳π键放出的能量为_______ kJ。
(2)在一绝热的恒容密闭容器中,通入一定量的C2H6发生反应(Ⅰ),反应过程中容器内压强(P)与时间(t)变化如图1所示,随着反应进行,a~b段压强减小的原因是_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/11/2956014639767552/2957962358923264/STEM/8aa0f0d5-8b0c-48d4-8f51-1a4b3bac6822.png?resizew=179)
(3)反应(Ⅱ)的Arrhenius经验公式实验数据如图2中曲线a所示,已知Arrhenius经验公式Rlnk=-
+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。反应的活化能Ea=_______ kJ·mol-1。当改变外界条件时,实验数据如图中曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/11/2956014639767552/2957962358923264/STEM/c64bd227-675e-4a14-94ed-75ec1ac39249.png?resizew=273)
(4)乙烷氧气氧化裂解制乙烯,除发生反应(Ⅲ)之外,还发生副反应(Ⅳ):2C2H6(g)+7O2(g)
4CO2(g)+6H2O(g)。在800℃时用乙烷氧气氧化裂解制乙烯,乙烷的转化率、乙烯的选择性和收率随投料比
的变化关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/11/2956014639767552/2957962358923264/STEM/6fe0077f-b32d-41d1-8173-04f5c31a67b1.png?resizew=502)
已知:C2H4的选择性=
×100%
C2H4的收率=C2H6的转化率×C2H4的选择性
①控制
=2而不采用选择性更高的
=3.5,除可防止积碳外,另一原因是_______ ;
<2时,
越小,乙烷的转化率越大,乙烯的选择性和收率越小的原因是_______ 。
②一定温度和压强为5.8pMPa条件下,将C2H6和O2按物质的量之比为2∶3通入密闭弹性容器中发生反应,平衡时,C2H4选择性为60%,C2H4的收率为48%。该温度下,反应2C2H6(g)+O2(g)
2C2H4(g)+2H2O(g)的Kp=_______ (用含字母p的代数式表示,带单位。已知Kp是用反应体系中气体的分压来表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(Ⅰ)C2H6(g)
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(Ⅱ)CO2(g)+C2H6(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
(Ⅲ)2C2H6(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
回答下列问题:
(1)已知键能:E(C—H)=416kJ·mol-1,E(H—H)=436kJ·mol-1,由此计算生成1mol碳碳π键放出的能量为
(2)在一绝热的恒容密闭容器中,通入一定量的C2H6发生反应(Ⅰ),反应过程中容器内压强(P)与时间(t)变化如图1所示,随着反应进行,a~b段压强减小的原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/11/2956014639767552/2957962358923264/STEM/8aa0f0d5-8b0c-48d4-8f51-1a4b3bac6822.png?resizew=179)
(3)反应(Ⅱ)的Arrhenius经验公式实验数据如图2中曲线a所示,已知Arrhenius经验公式Rlnk=-
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56005ea309a2ca1de417396cc192040e.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/11/2956014639767552/2957962358923264/STEM/c64bd227-675e-4a14-94ed-75ec1ac39249.png?resizew=273)
(4)乙烷氧气氧化裂解制乙烯,除发生反应(Ⅲ)之外,还发生副反应(Ⅳ):2C2H6(g)+7O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/668af9151dc156c103b9588eb986a1f3.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/11/2956014639767552/2957962358923264/STEM/6fe0077f-b32d-41d1-8173-04f5c31a67b1.png?resizew=502)
已知:C2H4的选择性=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e359ac47079059ab3433adc04b2caba6.png)
C2H4的收率=C2H6的转化率×C2H4的选择性
①控制
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/668af9151dc156c103b9588eb986a1f3.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/668af9151dc156c103b9588eb986a1f3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/668af9151dc156c103b9588eb986a1f3.png)
②一定温度和压强为5.8pMPa条件下,将C2H6和O2按物质的量之比为2∶3通入密闭弹性容器中发生反应,平衡时,C2H4选择性为60%,C2H4的收率为48%。该温度下,反应2C2H6(g)+O2(g)
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