化学工业与人类的生产生活息息相关,回答下列问题:
已知反应: Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) △H =a kJ・mol-1,测得在不同温度下,平衡常数 K 值如下:
(1)写出 K 的表达式__________________ 。
(2)反应中的 a____________ 0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)若 500℃时进行反应,CO2 起始浓度为 3mol・L-1,CO 的平衡浓度为______ mol・L-1。
(4)700 ℃时反应达到平衡,要使该平衡向右移动且能增大 CO2(g)的转化率,其他条件不变时,可以采取的措施有________ (填序号)。
A.升高温度到 900 ℃ B.通入 CO2
C.增加 Fe 的量 D.使用合适的催化剂
(5)700℃反应达到平衡,此时增大反应中 CO 的浓度,该平衡移动后达到新的平衡,其它条件不变时,CO 和 CO2 的体积比值__________ (填“增大”、“减小”或 “不变”)。
已知反应: Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) △H =a kJ・mol-1,测得在不同温度下,平衡常数 K 值如下:
温度/℃ | 500 | 700 | 900 |
K | 1.00 | 1.47 | 2.40 |
(2)反应中的 a
(3)若 500℃时进行反应,CO2 起始浓度为 3mol・L-1,CO 的平衡浓度为
(4)700 ℃时反应达到平衡,要使该平衡向右移动且能增大 CO2(g)的转化率,其他条件不变时,可以采取的措施有
A.升高温度到 900 ℃ B.通入 CO2
C.增加 Fe 的量 D.使用合适的催化剂
(5)700℃反应达到平衡,此时增大反应中 CO 的浓度,该平衡移动后达到新的平衡,其它条件不变时,CO 和 CO2 的体积比值
更新时间:2017/12/05 16:17:32
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【推荐1】目前,燃煤脱硫是科研工作者研究的重要课题之一,主要脱硫方法有以下几种:
Ⅰ.石灰法原理为:2CaO(s)+2SO2(g)+O2(g)⇌2CaSO4(s)
(1)T1℃时,向10L恒容密闭容器中加入3molCaO(s),并通入2molSO2(g)和1molO2(g)发生上述反应,2min时达平衡,此时CaSO4(s)为1.8mol。0~2min内,用SO2(g)表示的该反应的速率v(SO2)=__________________________ 。
Ⅱ.催化氧化法
活性炭催化氧化法是基于活性良好的物理吸附和化学吸附作用,其反应机理为:
O2+2C→2C—O;SO2+C→C—SO2;C—SO2+C—O→C—SO3+C;
C—SO3+H2O→C—H2SO4;C—H2SO4→H2SO4+C。
(2)整个过程中总的化学反应方程式为__________________________________________ 。
(3)活性炭在反应过程中作催化剂,改变了_____________ (填选项字母)。
A.反应速率 B.反应限度 C.反应焓变 D.反应路径 E.反应活化能
Ⅲ.CO还原法原理为2CO(g)+SO2(g)⇌S(g)+2CO2(g) ΔH
已知:S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1=-574.0kJ·mol-1;CO燃烧热为283.0kJ·mol-1。
(4)起始温度为T2℃时,分别在三个容积均为10L的绝热密闭容器中,发生反应2CO(g)+SO2(g)⇌S(g)+2CO2(g),测得相关数据如下表所示。
①容器乙达到平衡后,保持其他条件不变,再向其中充入CO(g)、 SO2(g)、S(g)、CO2(g)各1mol,此时v(正)__________ v(逆)。(填“>”、“<”或“=”)。
②下列判断正确的是________________ (填选项字母)。
A.b=1.6 B.平衡常数甲>乙 C.达到平衡的时间:丙<乙
Ⅰ.石灰法原理为:2CaO(s)+2SO2(g)+O2(g)⇌2CaSO4(s)
(1)T1℃时,向10L恒容密闭容器中加入3molCaO(s),并通入2molSO2(g)和1molO2(g)发生上述反应,2min时达平衡,此时CaSO4(s)为1.8mol。0~2min内,用SO2(g)表示的该反应的速率v(SO2)=
Ⅱ.催化氧化法
活性炭催化氧化法是基于活性良好的物理吸附和化学吸附作用,其反应机理为:
O2+2C→2C—O;SO2+C→C—SO2;C—SO2+C—O→C—SO3+C;
C—SO3+H2O→C—H2SO4;C—H2SO4→H2SO4+C。
(2)整个过程中总的化学反应方程式为
(3)活性炭在反应过程中作催化剂,改变了
A.反应速率 B.反应限度 C.反应焓变 D.反应路径 E.反应活化能
Ⅲ.CO还原法原理为2CO(g)+SO2(g)⇌S(g)+2CO2(g) ΔH
已知:S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1=-574.0kJ·mol-1;CO燃烧热为283.0kJ·mol-1。
(4)起始温度为T2℃时,分别在三个容积均为10L的绝热密闭容器中,发生反应2CO(g)+SO2(g)⇌S(g)+2CO2(g),测得相关数据如下表所示。
容器 | 起始时物质的量/mol | 平衡时CO2(g)的物质的量/mol | |||
CO(g) | SO2(g) | S(g) | CO2(g) | ||
甲 | 1 | 0.5 | 0.5 | 0 | A |
乙 | 1 | 0.5 | 0 | 0 | 0.8 |
丙 | 2 | 1 | 0 | 0 | b |
①容器乙达到平衡后,保持其他条件不变,再向其中充入CO(g)、 SO2(g)、S(g)、CO2(g)各1mol,此时v(正)
②下列判断正确的是
A.b=1.6 B.平衡常数甲>乙 C.达到平衡的时间:丙<乙
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【推荐2】“绿水青山就是金山银山”,研究并消除氮氧化物污染对建设美丽家乡,打造宜居环境有重要意义。
(1)已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH1=-114kJ∙mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5kJ∙mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH3=+181kJ∙mol-1
若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式___ 。
(2)T℃时,存在如下平衡:2NO2(g)N2O4(g)。该反应正逆反应速率与NO2、N2O4的浓度关系为:v正=k正c2(NO2),v逆=k逆c(N2O4)(k正、k逆是速率常数),且lgv正~lgc(NO2)与lgv逆~lgc(N2O4)的关系如图所示。
①T℃时,该反应的平衡常数K=___ 。
②T℃时,往刚性容器中充入一定量NO2,平衡后测得c(N2O4)为1.0mol/L,则平衡时NO2的物质的量分数为___ (以分数表示)。平衡后v正=__ (用含a的表达式表示)。
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。向一恒压密闭容器中加入一定量(足量)的活性炭和NO,在t2时刻改变某一条件,其反应过程如图所示。
①则t2时刻改变的条件为__ 。
②t1时刻的v逆__ t2时刻的v正(填“>”“<”或“=”)。
(4)在恒容密闭容器中发生反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H<0。下列说法正确的是___ 。
A.及时分离出生成的尿素,有利于NH3的转化率增大
B.反应达到平衡后,混合气体的密度不再发生改变
C.反应在任何温度下都能自发进行
D.当尿素的质量不变时,说明反应达到平衡
(1)已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH1=-114kJ∙mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5kJ∙mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH3=+181kJ∙mol-1
若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式
(2)T℃时,存在如下平衡:2NO2(g)N2O4(g)。该反应正逆反应速率与NO2、N2O4的浓度关系为:v正=k正c2(NO2),v逆=k逆c(N2O4)(k正、k逆是速率常数),且lgv正~lgc(NO2)与lgv逆~lgc(N2O4)的关系如图所示。
①T℃时,该反应的平衡常数K=
②T℃时,往刚性容器中充入一定量NO2,平衡后测得c(N2O4)为1.0mol/L,则平衡时NO2的物质的量分数为
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。向一恒压密闭容器中加入一定量(足量)的活性炭和NO,在t2时刻改变某一条件,其反应过程如图所示。
①则t2时刻改变的条件为
②t1时刻的v逆
(4)在恒容密闭容器中发生反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H<0。下列说法正确的是
A.及时分离出生成的尿素,有利于NH3的转化率增大
B.反应达到平衡后,混合气体的密度不再发生改变
C.反应在任何温度下都能自发进行
D.当尿素的质量不变时,说明反应达到平衡
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解题方法
【推荐3】CO2(g)和H2(g)可用于合成乙烯,可能发生的反应为:
Ⅰ.2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)
Ⅱ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ能自发进行,则___________ 0(填“<”或“>”或“=”),该反应在恒温恒容时达平衡状态的标志是___________ 。(填字母序号)
a.
b.
c.容器内混合气体平均相对分子质量不变
d.容器内的密度保持不变
(2)有催化剂存在时,反应Ⅰ和反应Ⅱ同时进行,的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。
由图可知:0.1MPa下,200℃~550℃时以___________ (填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)为主;一定温度和压强下,为了提高反应速率和乙烯的产率,可采取的措施为___________ 。
(3)用惰性电极电解强酸性二氧化碳水溶液也可得到乙烯,其原理如图所示。
①b电极上的电极反应式为___________ ;
②该装置中使用的是___________ (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
Ⅰ.2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)
Ⅱ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ能自发进行,则
a.
b.
c.容器内混合气体平均相对分子质量不变
d.容器内的密度保持不变
(2)有催化剂存在时,反应Ⅰ和反应Ⅱ同时进行,的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。
由图可知:0.1MPa下,200℃~550℃时以
(3)用惰性电极电解强酸性二氧化碳水溶液也可得到乙烯,其原理如图所示。
①b电极上的电极反应式为
②该装置中使用的是
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【推荐1】硫的氧化物的排放是形成硫酸型酸雨的主要原因,含硫烟气(主要成分为SO2)的处理备受关注,主要有以下两种方法。请回答下列问题:
I.碱液吸收法
步骤1:用足量氨水吸收SO2。
步骤2:再加入熟石灰,发生反应2NH+Ca2++2OH-+SO⇌CaSO3↓+2NH3•H2O。
(1)已知:25℃时,Kb(NH3•H2O)=a;Ksp(CaSO3)=b。该温度下,步骤2中反应的平衡常数K=________ (用含a、b的代数式表示)。
Ⅱ.水煤气还原法
已知:
i.2CO(g)+SO2(g)⇌S(l)+2CO2(g)ΔH1═-37.0kJ•mol-1
ii.2H2(g)+SO2(g)⇌S(l)+2H2O(g)ΔH2=+45.4kJ•mol-1
(2)CO(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)、H2(g)的热化学方程式为________ 。
(3)在一定压强下,发生反应ii。平衡时,SO2的转化率α(SO2)与原料气投料比[]和温度(T)的关系如图所示。 ①H2的转化率α(H2):M______ N(填“>”“<”或“=”)。
②逆反应速率:Q______ M(填“>”“<”或“=”)。
(4)T℃,向2L恒容密闭容器中充入2molCO(g)、2molSO2(g)和2molH2(g),发生反应i和反应ii。5min达到平衡时,CO2(g)和H2O(g)的物质的量分别为1.6mol、1.8mol。
①其他条件不变,6min时缩小容器容积,α(H2)________ (填“增大”“减小”或“不变)。
②该温度下,反应ii的平衡常数K=________ 。
I.碱液吸收法
步骤1:用足量氨水吸收SO2。
步骤2:再加入熟石灰,发生反应2NH+Ca2++2OH-+SO⇌CaSO3↓+2NH3•H2O。
(1)已知:25℃时,Kb(NH3•H2O)=a;Ksp(CaSO3)=b。该温度下,步骤2中反应的平衡常数K=
Ⅱ.水煤气还原法
已知:
i.2CO(g)+SO2(g)⇌S(l)+2CO2(g)ΔH1═-37.0kJ•mol-1
ii.2H2(g)+SO2(g)⇌S(l)+2H2O(g)ΔH2=+45.4kJ•mol-1
(2)CO(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)、H2(g)的热化学方程式为
(3)在一定压强下,发生反应ii。平衡时,SO2的转化率α(SO2)与原料气投料比[]和温度(T)的关系如图所示。 ①H2的转化率α(H2):M
②逆反应速率:Q
(4)T℃,向2L恒容密闭容器中充入2molCO(g)、2molSO2(g)和2molH2(g),发生反应i和反应ii。5min达到平衡时,CO2(g)和H2O(g)的物质的量分别为1.6mol、1.8mol。
①其他条件不变,6min时缩小容器容积,α(H2)
②该温度下,反应ii的平衡常数K=
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【推荐2】CO(NH2)2(尿素)在制备氢气,碳酸二甲酯及烟气脱硫、脱硝等方面有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)电解尿素的碱性溶液制备氢气的装置如右图所示,a极是________ ;通电时,阴极周围溶液的pH________ (填“增大”或“减小”);阳极的电极反应式为________ 。
(2)尿素合成碳酸二甲酯的相关反应及平衡常数的对数值与温度的关系如下:
(Ⅰ)2CH3OH(l)+CO(NH2)2(1)CH3OCOOCH3(l)+2NH3(g)△H1
(Ⅱ)CH3OH(l)+CO(NH2)2(l)CH3OCONH2(l)+NH3(g) △H2
(Ⅲ)CH3OCONH2(l)+CH3OH(l)CH3OCOOCH3(l)+NH3(g) △H3
①△H1=_______ (用△H2和△H3表示);平衡常数的对数lnK(Ⅰ)=________ [用lnK(Ⅱ)和lnK(Ⅲ)表示]。
②对于反应(Ⅱ),升高温度,化学平衡向________ (“正”或“逆”)反应方向移动。
③为提高CH3OCOOCH3的产率,可采取的措施有________________________________ (列举2点)。
(3)尿素中添加NaClO2 所得混合溶液可用于烟气脱硫、脱硝。用含NO和SO2的混合烟气进行实验。混合液中NaClO2的质量分数与NO和SO2的脱除率关系如图所示。
①含SO2的烟气(含O2)通过尿素溶液得到的盐为_________ ;NO2与尿素溶液反应。生成N2和另外两种氧化物,写出该反应的化学方程式:_______________________________ 。
②若用纯尿素溶液,则NO的脱除率仅约为15%,说明NaClO2的作用是_____________ 。
③SO2的脱除率总是比NO的大,其原因是____________________________ (列举2点)。
(1)电解尿素的碱性溶液制备氢气的装置如右图所示,a极是
(2)尿素合成碳酸二甲酯的相关反应及平衡常数的对数值与温度的关系如下:
(Ⅰ)2CH3OH(l)+CO(NH2)2(1)CH3OCOOCH3(l)+2NH3(g)△H1
(Ⅱ)CH3OH(l)+CO(NH2)2(l)CH3OCONH2(l)+NH3(g) △H2
(Ⅲ)CH3OCONH2(l)+CH3OH(l)CH3OCOOCH3(l)+NH3(g) △H3
①△H1=
②对于反应(Ⅱ),升高温度,化学平衡向
③为提高CH3OCOOCH3的产率,可采取的措施有
(3)尿素中添加NaClO2 所得混合溶液可用于烟气脱硫、脱硝。用含NO和SO2的混合烟气进行实验。混合液中NaClO2的质量分数与NO和SO2的脱除率关系如图所示。
①含SO2的烟气(含O2)通过尿素溶液得到的盐为
②若用纯尿素溶液,则NO的脱除率仅约为15%,说明NaClO2的作用是
③SO2的脱除率总是比NO的大,其原因是
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【推荐3】乙烯是合成食品外包装材料聚乙烯的单体,可以由丁烷裂解制备。
主反应:C4H10(g,正丁烷)C2H4(g)+C2H6(g) △H1
副反应:C4H10(g,正丁烷)CH4(g)+C3H6(g)△H2
回答下列问题:
(1)化学上,将稳定单质的能量定为0,生成稳定化合物时的释放或吸收能量生成热,生成热可表示该物质相对能量。下表为25℃、101kPa下几种有机物的生成热:
①表格中的物质,最稳定的是_________________ (填结构简式)。
②上述反应中,△H1=______ kJ/mol。
③书写热化学方程式时,要标明“同分异构体名称”,其理由是________________________ 。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中投入一定量正丁烷发生反应生成乙烯。
①下列情况表明该反应达到平衡状态的是_______ (填代号)。
A.气体密度保持不变 B. [c(C2H4)·c(C2H6)]/ c(C4H10)保持不变
C.反应热不变 D.正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等
②为了同时提高反应速率和转化率,下列措施可采用的是_____ (填代号)。
A.加入高效催化剂 B.升高温度 C.充入乙烷 D.减小压强
(3)向密闭容器中充入丁烷,在一定条件(浓度、催化剂及压强等) 下发生反应,测得乙烯产率与温度关系如图所示。温度高于600℃时,随若温度升高,乙烯产率降低,可能的原因是__________ (填代号)。
A.平衡常数降低 B.活化能降低 C.催化剂活性降低 D.副产物增多
(4)在一定温度下向1L恒容密闭容器中充入2mol正丁烷,反应生成乙烯和乙烷,经过10min 达到平衡状态,测得平衡时气体压强是原来的1.75倍。
①0~10min内乙烯的生成速率v(C2H4)为________ mol·L-1·min-1。
②上述条件下,该反应的平衡常数K为____________ 。
(5)丁烷-空气燃料电池以熔融的K2CO3为电解质,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池的负极反应式为______________________________ 。
主反应:C4H10(g,正丁烷)C2H4(g)+C2H6(g) △H1
副反应:C4H10(g,正丁烷)CH4(g)+C3H6(g)△H2
回答下列问题:
(1)化学上,将稳定单质的能量定为0,生成稳定化合物时的释放或吸收能量生成热,生成热可表示该物质相对能量。下表为25℃、101kPa下几种有机物的生成热:
物质 | 甲烷 | 乙烷 | 乙烯 | 丙烯 | 正丁烷 | 异丁烷 |
生成热/kJ·mol-1 | -75 | -85 | 52 | 20 | -125 | -132 |
①表格中的物质,最稳定的是
②上述反应中,△H1=
③书写热化学方程式时,要标明“同分异构体名称”,其理由是
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中投入一定量正丁烷发生反应生成乙烯。
①下列情况表明该反应达到平衡状态的是
A.气体密度保持不变 B. [c(C2H4)·c(C2H6)]/ c(C4H10)保持不变
C.反应热不变 D.正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等
②为了同时提高反应速率和转化率,下列措施可采用的是
A.加入高效催化剂 B.升高温度 C.充入乙烷 D.减小压强
(3)向密闭容器中充入丁烷,在一定条件(浓度、催化剂及压强等) 下发生反应,测得乙烯产率与温度关系如图所示。温度高于600℃时,随若温度升高,乙烯产率降低,可能的原因是
A.平衡常数降低 B.活化能降低 C.催化剂活性降低 D.副产物增多
(4)在一定温度下向1L恒容密闭容器中充入2mol正丁烷,反应生成乙烯和乙烷,经过10min 达到平衡状态,测得平衡时气体压强是原来的1.75倍。
①0~10min内乙烯的生成速率v(C2H4)为
②上述条件下,该反应的平衡常数K为
(5)丁烷-空气燃料电池以熔融的K2CO3为电解质,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池的负极反应式为
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【推荐1】乙酸水蒸气重整制氢气是一项极具前景的制氢工艺,该过程中发生下列反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ在___________ 条件下能自发进行。
(2)已知:水碳比(S/C)是指转化进料中水蒸气分子总数与碳原子总数的比值,水碳比(S/C)分别为2和4时,反应温度对H2(g)平衡产率的影响如图1所示:①表示水碳比(S/C)=4的曲线是___________ (填“a”或“b”);
②水碳比(S/C)=2时,H2(g)平衡产率随温度升高先增大后逐渐减小,H2(g)平衡产率逐渐减小的原因可能是___________ 。
(3)已知:S表示选择性,。在时,1 MPa下,平衡时S(CO)和S(CO2)随温度的变化;350℃下,平衡时S(CO)和S(CO2)随压强的变化均如图2所示。平衡常数随温度变化如图3所示①350℃下,CO2选择性随压强变化的曲线是___________ (填字母)。
②图中B、C、D、M、N、P、Q7个点中与A点处于相同化学平衡状态的点有___________ 个。
③在一定温度和压强下,向容积可变的密闭容器中通入2 mol H2O和1 mol CH3COOH,同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ达到平衡点C,测得平衡时体系中气体物质的量增加40%,则反应Ⅱ的___________ (保留2位有效数字)。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ在
(2)已知:水碳比(S/C)是指转化进料中水蒸气分子总数与碳原子总数的比值,水碳比(S/C)分别为2和4时,反应温度对H2(g)平衡产率的影响如图1所示:①表示水碳比(S/C)=4的曲线是
②水碳比(S/C)=2时,H2(g)平衡产率随温度升高先增大后逐渐减小,H2(g)平衡产率逐渐减小的原因可能是
(3)已知:S表示选择性,。在时,1 MPa下,平衡时S(CO)和S(CO2)随温度的变化;350℃下,平衡时S(CO)和S(CO2)随压强的变化均如图2所示。平衡常数随温度变化如图3所示①350℃下,CO2选择性随压强变化的曲线是
②图中B、C、D、M、N、P、Q7个点中与A点处于相同化学平衡状态的点有
③在一定温度和压强下,向容积可变的密闭容器中通入2 mol H2O和1 mol CH3COOH,同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ达到平衡点C,测得平衡时体系中气体物质的量增加40%,则反应Ⅱ的
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【推荐2】煤化工中常需研究反应在不同温度下的平衡常数,C、与水蒸气之间的相互反应是煤化工中的重要反应。
(1)已知在一定温度下:
则K、、之间的关系是___________ 。
(2)已知反应在500℃时的平衡常数为9。在500℃时,若、的起始浓度均为,则在该条件下,的最大转化率为____________ 。
(3)向的密闭容器中通入和水蒸气,在下达到平衡时,急速除去水蒸气(除水蒸气时其他物质的物质的量不变),将混合气体点燃,测得放出的热量为(已知该条件下完全燃烧放出热量,完全燃烧放出热量),则时该反应的平衡常数________ 。
(1)已知在一定温度下:
则K、、之间的关系是
(2)已知反应在500℃时的平衡常数为9。在500℃时,若、的起始浓度均为,则在该条件下,的最大转化率为
(3)向的密闭容器中通入和水蒸气,在下达到平衡时,急速除去水蒸气(除水蒸气时其他物质的物质的量不变),将混合气体点燃,测得放出的热量为(已知该条件下完全燃烧放出热量,完全燃烧放出热量),则时该反应的平衡常数
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【推荐3】I.科学家对汽车尾气进行无害化处理反应为:2CO+2NO⇌2CO2+N2。一定条件下,在1 L密闭容器中充入2.00mol CO和2.00mol NO,一段时间后测得CO、CO2浓度随时间变化如图1所示,CO的平衡转化率与温度、起始投料比m的关系如图2所示,图中起始投料比m=,
(1)该反应的化学平衡常数表达式是_______ 。根据图1,用N2表示该反应达平衡过程中的平均反应速率是_______ 。
(2)该反应的正反应是_______ 反应(填“吸热”或“放热”)。图2中a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc相对大小关系是_______ 。
(3)关于该可逆反应的说法正确的是_______ 。
a.加入催化剂可提高NO的平衡转化率
b.当体系中c(CO2):c(N2)=2:1时,该反应达到平衡状态
c.保持其他条件不变,若升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大
d.投料比:m1>m2>m3
II.某温度下,等物质的量的碘与环戊烯()在刚性容器内发生反应:(g)+I2(g)⇌(g)+2HI(g) ΔH>0。
(4)起始的总压强为105Pa,平衡时总压强比起始时总压强增加了20%,则环戊烯的转化率为_______ ,该反应的平衡常数Kp=_______ Pa(平衡分压=总压×物质的量分数,结果保留三位有效数字)。
(1)该反应的化学平衡常数表达式是
(2)该反应的正反应是
(3)关于该可逆反应的说法正确的是
a.加入催化剂可提高NO的平衡转化率
b.当体系中c(CO2):c(N2)=2:1时,该反应达到平衡状态
c.保持其他条件不变,若升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大
d.投料比:m1>m2>m3
II.某温度下,等物质的量的碘与环戊烯()在刚性容器内发生反应:(g)+I2(g)⇌(g)+2HI(g) ΔH>0。
(4)起始的总压强为105Pa,平衡时总压强比起始时总压强增加了20%,则环戊烯的转化率为
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
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解题方法
【推荐1】环戊烯是生产精细化工产品的重要中间体,其制备涉及的反应如下:
氢化反应: (l)+H2(g) (环戊烯)(l) ∆H=-100.5 kJ/mol
副反应: (l)+H2(g) (环戊烷)(l) ∆H=-109.4 kJ/mol
解聚反应:2 (g) ∆H>0
回答下列问题:
(1)反应 (l)+2H2(g)(l)的△H=_________ kJ/mol。
(2)一定条件下,将环戊二烯溶于有机溶剂进行氢化反应(不考虑二聚反应),反应过程中保持氢气压力不变,测得环戊烯和环戊烷的产率(以环戊二烯为原料计)随时间变化如图所示:
①0~4 h氢化反应速率比副反应快的可能原因是___________________ 。
②最佳的反应时间为_________ h。若需迅速减慢甚至停止反应,可采取的措施有__________________ (写一条即可)。
③一段时间后,环戊烯产率快速下降的原因可能是_____________________ 。
(3)解聚反应在刚性容器中进行(不考虑氢化反应和副反应)。
①其他条件不变,有利于提高双环戊二烯平衡转化率的是________ (填标号)。
A.增大双环戊二烯的用量 B.使用催化剂 C.及时分离产物 D.适当提高温度
②实际生产中常通入水蒸气以降低双环戊二烯的温度(水蒸气不参与反应)。某温度下,通入总压为300 kPa的双环戊二烯和水蒸气,达到平衡后总压为500 kPa,双环戊二烯的转化率为80%,则 p(H2O)=________ kPa,平衡常数Kp=__________ kPa (Kp为以分压表示的平衡常数)。
氢化反应: (l)+H2(g) (环戊烯)(l) ∆H=-100.5 kJ/mol
副反应: (l)+H2(g) (环戊烷)(l) ∆H=-109.4 kJ/mol
解聚反应:2 (g) ∆H>0
回答下列问题:
(1)反应 (l)+2H2(g)(l)的△H=
(2)一定条件下,将环戊二烯溶于有机溶剂进行氢化反应(不考虑二聚反应),反应过程中保持氢气压力不变,测得环戊烯和环戊烷的产率(以环戊二烯为原料计)随时间变化如图所示:
①0~4 h氢化反应速率比副反应快的可能原因是
②最佳的反应时间为
③一段时间后,环戊烯产率快速下降的原因可能是
(3)解聚反应在刚性容器中进行(不考虑氢化反应和副反应)。
①其他条件不变,有利于提高双环戊二烯平衡转化率的是
A.增大双环戊二烯的用量 B.使用催化剂 C.及时分离产物 D.适当提高温度
②实际生产中常通入水蒸气以降低双环戊二烯的温度(水蒸气不参与反应)。某温度下,通入总压为300 kPa的双环戊二烯和水蒸气,达到平衡后总压为500 kPa,双环戊二烯的转化率为80%,则 p(H2O)=
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【推荐2】甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、和)在催化剂作用下可合成甲醇,发生的主要反应如下:
Ⅰ. kJ⋅mol;
Ⅱ. kJ⋅mol;
Ⅲ. kJ⋅mol。
(1)___________ 。
(2)将2.0 mol 和3.0 mol 通入容积为3 L的恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应Ⅱ,测得的平衡转化率与温度的关系如图所示。
①100℃时反应达到平衡所需的时间为5 min,则反应从起始至5 min内,用表示该反应的平均反应速率为___________ ;平衡后向容器中再通入3 mol Ar,平衡___________ (填“正向”“逆向”或“不”)移动。
②100℃时,反应Ⅱ的平衡常数___________ 。
③若改变条件使平衡常数增大,则从改变条件至再次平衡正反应速率的变化为___________ 。
(3)甲醇会对水质造成一定的污染,有一种电化学法可消除稀硫酸和甲醇这种污染,其原理如下:通电后,将氧化成,下图然后以作氧化剂,将水中的甲醇氧化成而净化。实验室用如图装置模拟上述过程。
①写出阳极的电极反应式:___________ 。
②写出除去甲醇的离子方程式:___________ 。
Ⅰ. kJ⋅mol;
Ⅱ. kJ⋅mol;
Ⅲ. kJ⋅mol。
(1)
(2)将2.0 mol 和3.0 mol 通入容积为3 L的恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应Ⅱ,测得的平衡转化率与温度的关系如图所示。
①100℃时反应达到平衡所需的时间为5 min,则反应从起始至5 min内,用表示该反应的平均反应速率为
②100℃时,反应Ⅱ的平衡常数
③若改变条件使平衡常数增大,则从改变条件至再次平衡正反应速率的变化为
(3)甲醇会对水质造成一定的污染,有一种电化学法可消除稀硫酸和甲醇这种污染,其原理如下:通电后,将氧化成,下图然后以作氧化剂,将水中的甲醇氧化成而净化。实验室用如图装置模拟上述过程。
①写出阳极的电极反应式:
②写出除去甲醇的离子方程式:
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【推荐3】甲基叔丁基醚(MTBE)是一种高辛烷值汽油添加剂,可由甲醇和异丁烯(以IB表示)在催化剂作用下合成:CH3OH(g)+IB(g)MTBE(g) ∆H。回答下列问题:
(1)反应过程中反应物首先被催化剂吸附,再经历过渡态,最终得到产物,相对能量与反应历程的关系如图1所示(其中N1表示甲醇和异丁烯同时被吸附,N2表示甲醇先被吸附,N,表示异丁烯先被吸附),该反应的∆H=____ kJ·mol-1,下列说法错误的是____ 。
A.过渡态1比另两种过渡态稳定
B.三种反应历程中,N3反应速率最快
C.降低温度和增大压强都有利于提高反应物平衡转化率
D.起始投料在刚性容器中分别采用三种途径反应相同时间,三种途径MTBE的产率一定相同
(2)向刚性密闭容器中充入等物质的量的甲醇和异丁烯,在催化剂作用下,分别在T1和T2两个温度反应,异丁烯的转化率随时间的变化关系如图2所示。
①T2时,反应90min后到达点B,此时甲醇的体积分数为____ (保留3位有效数字)
②A、B、M三点中,正反应速率最大的是____ ,逆反应速率最小的是____ 。
③比较A、B、M三点的平衡常数K(A)、K(B)、K(M),从大到小的顺序是____ 。
④已知对于反应dD(g)+eE(g)gG(g)+hH(g),标准平衡常数Kθ=,其中PG、PH、PD、PE为各组分的平衡分压,分压=总压×该组分物质的量分数,pθ=100kPa。在T1时,将等物质的量的甲醇和异丁烯充入恒容密闭容器中(初始压强为200kPa),甲醇的平衡分压为____ ,反应的标准平衡常数Kθ=____ 。
(1)反应过程中反应物首先被催化剂吸附,再经历过渡态,最终得到产物,相对能量与反应历程的关系如图1所示(其中N1表示甲醇和异丁烯同时被吸附,N2表示甲醇先被吸附,N,表示异丁烯先被吸附),该反应的∆H=
A.过渡态1比另两种过渡态稳定
B.三种反应历程中,N3反应速率最快
C.降低温度和增大压强都有利于提高反应物平衡转化率
D.起始投料在刚性容器中分别采用三种途径反应相同时间,三种途径MTBE的产率一定相同
(2)向刚性密闭容器中充入等物质的量的甲醇和异丁烯,在催化剂作用下,分别在T1和T2两个温度反应,异丁烯的转化率随时间的变化关系如图2所示。
①T2时,反应90min后到达点B,此时甲醇的体积分数为
②A、B、M三点中,正反应速率最大的是
③比较A、B、M三点的平衡常数K(A)、K(B)、K(M),从大到小的顺序是
④已知对于反应dD(g)+eE(g)gG(g)+hH(g),标准平衡常数Kθ=,其中PG、PH、PD、PE为各组分的平衡分压,分压=总压×该组分物质的量分数,pθ=100kPa。在T1时,将等物质的量的甲醇和异丁烯充入恒容密闭容器中(初始压强为200kPa),甲醇的平衡分压为
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