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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:616 题号:4208910
运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1)已知反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-99kJ·mol-1中的相关化学键能如下:
化学键H-HC-OCCH-OC-H
E/(kJ·mol-1)436343x465413
则x=_________
(2)甲醇作为一种重要的化工原料,既可以作为燃料,还可用于合成其它化工原料。在一定条件下可利用甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其反应原理可表示为:CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g) ΔH=-29.1kJ·mol-1。向体积为2L的密闭容器中充入2mol CH3OH(g)和2mol CO,测得容器内的压强(p:kPa)随时间(min)的变化关系如下图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线所示:

①Ⅱ和Ⅰ相比,改变的反应条件是___________________
②反应Ⅰ在5min时达到平衡,在此条件下从反应开始到达到平衡时v(HCOOCH3)=_________
③反应Ⅱ在2min时达到平衡,平衡常数K(Ⅱ) =_________。在体积和温度不变的条件下,在上述反应达到平衡Ⅱ时,再往容器中加入1mol CO和2mol HCOOCH3后v()____v()(填“﹥”“﹤”“﹦”),原因是________________
④比较反应Ⅰ的温度(T1)和反应Ⅲ的温度(T3)的高低:T1_____T3(填“﹥”“﹤”“﹦”),判断的理由是_______________
(3)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2。某研究小组在实验室用某新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究,测得NO转化为N2的转化率随温度、CO混存量的变化情况如下图所示,利用以下反应填空:
2NO+CON2+ CO2(有CO)
2NON2+ O2(无CO)

①若不使用CO,温度超过775℃,发现NO的分解率降低,其可能的原因为___________________
②在n(NO)/ n(CO)=1的条件下,应控制最佳温度在_________左右。
2016·福建厦门·一模 查看更多[2]

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(1)以为原料生产重要的高效氮肥——尿素,两步反应的能量变化示意图如下:


_______(用表示)。已知,则两步反应中_______反应(填“第一步”或“第二步”),决定了生产尿素的反应速率。
(2)向体积为的恒温恒容容器中通入,此时容器内压强为P,发生反应。若反应进行到时达到平衡,测得的体积分数为0.5,则前的平均反应速率_______,该温度下反应的化学平衡常数_______(用含P的代数式表示).
(3)利用“亚硫酸盐法吸收工业废气中的。室温条件下,将工业废气通入溶液中,测得溶液与含硫组分物质的量分数的变化关系如图所示,b点溶液中_______

(4)利用电解烧碱和食盐的混合溶液,使工业废气脱氮,原理如图。

①在以上装置中,工业废气中被阳极产生的氧化性物质氧化为,反应的离子方程式:_______
②该电解装置的阴极电极反应方程式_______
2022-01-11更新 | 242次组卷
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【推荐2】请回答下列问题:
(1)已知:HF(aq)+OH-(aq)=F-(aq)+H2O(l) ΔH=-67.7kJ·mol-1
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1) ΔH=-57.3kJ·mol-1
HF(aq)F-(aq)+H+(aq) ΔH=akJ·mol-1
①a=_______
②下列说法正确的是_______
A.弱酸电离整个过程一定是吸热过程
B.弱酸溶液的温度升高,电离度可能减小
C.加水稀释,有利于弱酸的电离
D.弱酸电离的热效应只与酸性强弱有关
(2)近年来,随着氯气的需求量的迅速增长,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。刚性容器中,进料浓度比c(HCl):c(O2)分别等于1:1、4:1、7:1时HCl平衡转化率随温度变化的关系如图。图中表示进料浓度比c(HCl):c(O2)等于1:1的曲线是_______(填写序号)。按化学计量比进料可保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl):c(O2)过低、过高的不利影响分别是_______

(3)恒压容器中PCl5(M=208.5g·mol-1)发生分解PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g),在TK和100kPa下达到平衡,测得混合气体的密度ρ=3.475g·L-1,已知该条件下气体的摩尔体积Vm=45.0L·mol-1。计算此状态下该反应的平衡常数Kp=_______kPa.[Kp:以气体物质的分压p(B)替代浓度计算得到的平衡常数,p(B)=p·x(B),p表示平衡时总压,x(B)表示平衡系统中物质B的物质的量分数]
(4)H2O2在室温下分解反应2H2O2=2H2O+O2↑进行很慢,在Fe3+催化下分两步很快进行,光谱分析可知过程中有Fe2+生成,其反应机理为:①_______;②_______
2022-04-23更新 | 519次组卷
【推荐3】减少氮的氧化物和碳的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。合理应用和处理碳、氮及其化合物,在生产生活中有重要意义。
(1)对温室气体 CO2的研究一直是科技界关注的重点。在催化剂存在下用 H2还原 CO2是解决温室效应的重要手段之一。
已知:①H2和 CH4的燃烧热分别为 285.5 kJ/mol 和 890.0 kJ/mol。
②H2O(1)===H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol
试写出H2还原CO2生成CH4和H2O(g)的热化学方程式_____
(2)CO2在Cu−ZnO催化下,可同时发生如下的反应I、II,其可作为解决温室效应及能源短缺的重要手段。
I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-57.8kJ/mol
II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ/mol
对于气体参加的反应,表示平衡常数Kp时,用气体组分(B)的平衡分压p(B)代替该气体的平衡浓度c(B),则反应II的Kp=_____[已知:气体各组分的分压p(B),等于总压乘以其体积分数]。
在Cu−ZnO存在的条件下,保持温度T不变,在一刚性密闭容器中,充入一定量的CO2及H2,起始及达平衡时,容器内各气体物质的量如下表:
CO2H2CH3OHCOH2O(g)总压/kPa
起始/mol5.07.0000p0
平衡/moln1n2p

若反应I、II均达平衡时,p0=1.2p,则表中n1_____;若此时n2=3.则反应I的平衡常数Kp=_____(无需带单位,用含总压p的式子表示)。
(3)汽车尾气是雾霾形成的原因之一,研究氮氧化物的处理方法可有效减少雾霾的形成。可采用氧化还原法脱硝:4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)ΔH<0

(4)根据图示判断提高脱硝效率的最佳条件是_____;氨氮比一定时,在400℃时,脱硝效率最大,其可能的原因是_____。用活性炭还原法也可以处理氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)ΔH>0在T℃时,反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下:
时间/min01020304050
c(NO)/mol•L−11.00.580.400.400.480.48
c(N2)/mol•L−100.210.300.300.360.36
c(CO2)/mol•L−100.210.300.300.360.36

30min后,只改变某一条件,根据上表的数据判断改变的条件可能是______填字母)。
A.通入一定量的 CO2 B.加入合适的催化剂       C.适当缩小容器的体积
D.通入一定量的 NO       E.加入一定量的活性炭       F.适当升高温度
2020-01-08更新 | 670次组卷
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