催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一,研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO,反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-53.7kJ•mol-1 I
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2 II
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1︰2.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:
[备注]Cat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比
已知:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ•mol-1和-285.8kJ•mol-1。
②H2O(l)=H2O(g) △H3=+44.0kJ•mol-1
请回答(不考虑温度对△H的影响):
(1)反应I的平衡常数表达式K=______ ;反应II的△H2=______ kJ•mol-1.
(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有__________ 。
A.使用催化剂Cat.1 B.使用催化剂Cat.2
C.降低反应温度 D.投料比不变,增加反应物的浓度
E.增大 CO2和H2的初始投料比
(3)表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是___________________________ 。
(4)在如图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图_________ 。
(5)研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在______ 极,该电极反应式是_________ 。
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-53.7kJ•mol-1 I
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2 II
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1︰2.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:
T(K) | 催化剂 | CO2转化率(%) | 甲醇选择性(%) |
543 | Cat.1 | 12.3 | 42.3 |
543 | Cat.2 | 10.9 | 72.7 |
553 | Cat.1 | 15.3 | 39.1 |
553 | Cat.2 | 12.0 | 71.6 |
已知:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ•mol-1和-285.8kJ•mol-1。
②H2O(l)=H2O(g) △H3=+44.0kJ•mol-1
请回答(不考虑温度对△H的影响):
(1)反应I的平衡常数表达式K=
(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有
A.使用催化剂Cat.1 B.使用催化剂Cat.2
C.降低反应温度 D.投料比不变,增加反应物的浓度
E.增大 CO2和H2的初始投料比
(3)表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是
(4)在如图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图
(5)研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应发生在
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更新时间:2016-12-09 15:44:09
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【推荐1】研究氮及其化合物对化工生产有重要意义。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H=+180kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H=-908kJ·mol-1
请写出氨气被一氧化氮氧化生成无毒气体的热化学方程式:____ 。
(2)工业合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。如图甲表示在一定体积的密闭容器中反应时N2的物质的量浓度随时间的变化,图乙表示在其他条件不变的情况下,改变起始投料中H2与N2的物质的量之比(设为k)对该平衡的影响。
①已知图甲中0~t1min内,v(H2)=0.03mol·L-1·min-1,则t1=____ min;若从t2min起仅改变一个反应条件,则所改变的条件可能是____ (填一种即可)。
②图乙中,b点时k=____ 。
③已知某温度下该反应的平衡常数K=10,在该温度下向容器中同时加入下列浓度的混合气体:c(H2)=0.1mol/L,c(N2)=0.5mol/L,c(NH3)=0.1mol/L,则在平衡建立过程中NH3的浓度变化趋势是____ (填“逐渐增大”“逐渐减小”或“恒定不变”)。
(3)联氨(又称肼,N2H4,无色液体)为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。(已知:N2H4+H+N2H5+)
①N2H5+的电子式为____ 。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为____ 。
②联氨是一种常用的还原剂。写出向装有少量AgCl的试管中加入联氨溶液的化学方程式____ 。
(4)尿素(CO(NH2)2)是目前使用量较大的一种化学氮肥,工业上利用如图所示装置(阴、阳极均为惰性电极)电解尿素的碱性溶液制取氢气。
①该装置中阳极的总电极反应式为____ 。
②若两极共收集到气体22.4L(标准状况),则消耗的尿素为____ g(忽略气体的溶解)。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H=+180kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H=-908kJ·mol-1
请写出氨气被一氧化氮氧化生成无毒气体的热化学方程式:
(2)工业合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。如图甲表示在一定体积的密闭容器中反应时N2的物质的量浓度随时间的变化,图乙表示在其他条件不变的情况下,改变起始投料中H2与N2的物质的量之比(设为k)对该平衡的影响。
①已知图甲中0~t1min内,v(H2)=0.03mol·L-1·min-1,则t1=
②图乙中,b点时k=
③已知某温度下该反应的平衡常数K=10,在该温度下向容器中同时加入下列浓度的混合气体:c(H2)=0.1mol/L,c(N2)=0.5mol/L,c(NH3)=0.1mol/L,则在平衡建立过程中NH3的浓度变化趋势是
(3)联氨(又称肼,N2H4,无色液体)为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。(已知:N2H4+H+N2H5+)
①N2H5+的电子式为
②联氨是一种常用的还原剂。写出向装有少量AgCl的试管中加入联氨溶液的化学方程式
(4)尿素(CO(NH2)2)是目前使用量较大的一种化学氮肥,工业上利用如图所示装置(阴、阳极均为惰性电极)电解尿素的碱性溶液制取氢气。
①该装置中阳极的总电极反应式为
②若两极共收集到气体22.4L(标准状况),则消耗的尿素为
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【推荐2】Ⅰ、2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。
已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH=-99kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1)E的大小对该反应的反应热_______ (填“有”或“无”)影响。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点_______ (填“升高”还是“降低”)。
(2)完成SO2氧化为SO3的热化学方程式_______ 。
II、氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题,请回答:
(3)若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的N2和0.6mol的H2在一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2mol。则前5分钟的平均反应速率v(N2)=_______ 。平衡时H2的转化率为_______ %。
(4)平衡后,若提高H2的转化率,可以采取的措施有_______ (任写一项)。
(5)若在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示。请完成下列问题:
①试比较K1、K2的大小,K1_______ K2(填“<、>、=”)
②400℃时,反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为_______ 。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3mol、2mol和1mol时,则该反应的v(N2)正_______ v(N2)逆(填“<、>、=”)。
已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH=-99kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1)E的大小对该反应的反应热
(2)完成SO2氧化为SO3的热化学方程式
II、氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题,请回答:
(3)若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的N2和0.6mol的H2在一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2mol。则前5分钟的平均反应速率v(N2)=
(4)平衡后,若提高H2的转化率,可以采取的措施有
(5)若在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示。请完成下列问题:
T/℃ | 200 | 300 | 400 |
K | K1 | K2 | 0.5 |
①试比较K1、K2的大小,K1
②400℃时,反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为
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解题方法
【推荐3】Ⅰ下图为H2和Cl2生成HCl过程中的能量变化:
请回答下列有关问题:
(1)H2+Cl2═2HCl是_______ (填“吸热”或“放热”)反应,反应物的总能量_______ (填“>”,“=”或“<”)生成物的总能量;
(2)当有1molHCl生成时,反应_________ (填“吸收”或“放出”)的能量为________ KJ。
Ⅱ 一个完整的氧化还原反应方程式可拆写成两个半反应式,一个为氧化反应式,一个为还原反应式。
(1)已知某一反应的半反应式分别为CH4+10OH-—8e-=CO32-+7H2O和O2+2H2O+4e-=4OH-请写出该反应的总反应式:________________________ 。
(2)下图为氢氧燃料电池的构造示意图:
X极为电池的______________ (填“正”或“负”)极,X极的电极反应式为_____________________ ;若电池工作过程中有5.6LO2(标准状况下)参与反应,则转移电子的物质的量为_______________ 。
请回答下列有关问题:
(1)H2+Cl2═2HCl是
(2)当有1molHCl生成时,反应
Ⅱ 一个完整的氧化还原反应方程式可拆写成两个半反应式,一个为氧化反应式,一个为还原反应式。
(1)已知某一反应的半反应式分别为CH4+10OH-—8e-=CO32-+7H2O和O2+2H2O+4e-=4OH-请写出该反应的总反应式:
(2)下图为氢氧燃料电池的构造示意图:
X极为电池的
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【推荐1】回答下列问题。
(1)汽车行驶时,和在电火花作用下产生NO,各物质所含化学键键能数据如下表:
相同条件下,、、NO三种物质中最稳定的是___________ 。___________ 。
(2)CO与NO在催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应。该催化反应过程可用下图表示:
①过程Ⅰ为___________ (填“吸热”或“放热”)过程。过程Ⅱ生成的化学键有___________ (填“极性键”、“非极性键”或“极性键和非极性键”)。
②在、25℃时,由元素最稳定的单质生成化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成焓。已知、、的标准摩尔生成焓分别为、、,则该催化反应的热化学方程式为___________ 。
(3)研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅲ:
反应Ⅱ的热化学方程式:___________ 。
(1)汽车行驶时,和在电火花作用下产生NO,各物质所含化学键键能数据如下表:
物质 | NO | ||
键能/() | 946 | 498 | 632 |
(2)CO与NO在催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应。该催化反应过程可用下图表示:
①过程Ⅰ为
②在、25℃时,由元素最稳定的单质生成化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成焓。已知、、的标准摩尔生成焓分别为、、,则该催化反应的热化学方程式为
(3)研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅲ:
反应Ⅱ的热化学方程式:
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【推荐2】I.在25 ℃、101 kPa下:①2Na(s)+O2(g)=Na2O(s) ΔH1=-414 kJ·mol-1;②2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s) ΔH2=-511 kJ·mol-1;25℃、101 kPa下,Na2O2(s)与Na(s)反应生成Na2O(s)的热化学方程式为______ 。
II.在2L密闭容器内,800℃时反应:2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
(1)写出该反应的平衡常数表达式:K=______ 。
(2)如图中表示NO2的变化的曲线是______ 。用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=______
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是______ 。
a.v(NO2)=2v(O2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器内密度保持不变
(4)某同学查阅资料得知,该反应K300℃>K350℃;25℃时,生成1molNO2,热量变化为56.4kJ。但是该同学由于疏忽,忘记注明“+”、“-”。根据题目信息,该反应的热化学方程式为______ 。
(5)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是______ 。
a.及时分离除NO2气体 b.适当升高温度 c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
II.在2L密闭容器内,800℃时反应:2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)(mol) | 0.020 | 0.011 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
(1)写出该反应的平衡常数表达式:K=
(2)如图中表示NO2的变化的曲线是
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是
a.v(NO2)=2v(O2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器内密度保持不变
(4)某同学查阅资料得知,该反应K300℃>K350℃;25℃时,生成1molNO2,热量变化为56.4kJ。但是该同学由于疏忽,忘记注明“+”、“-”。根据题目信息,该反应的热化学方程式为
(5)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是
a.及时分离除NO2气体 b.适当升高温度 c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
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【推荐3】I.能源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应 I:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1
反应 II:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H2
下表所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数(K)
①由表中数据判断△H2____ 0(填“>”、“<”或“=”)
②若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是____
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.使用合适的催化剂 D.充入He,使体系总压强增大
E.按原比例再充入CO和H2
③某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的恒容密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO) =0.2mol/L,则CO的转化率为______ ,此时的温度为___ (从上表中选择);
④恒温下,1 molCO和nmolH2在一个容积可变的密闭容器中反应达到平衡后,生成 amolCH3OH。若起始时放入3molCO、3nmolH2,则达平衡时生成CH3OH_______ mol。
II.25℃时,电离平衡常数:
(1)下列四种离子结合质子的能力由大到小的顺序是__________ ;(填编号)
A.CO32- B.ClO- C.CH3COO- D.HCO3-
(2)下列反应不能发生的是:________
A.CO32-+CH3COOH=CH3COO-+CO2↑+H2O
B.ClO-+CH3COOH=CH3COO-+HClO
C.CO32-+HClO=CO2↑ +H2O +ClO-
D.2ClO-+CO2+H2O=CO32-+2HClO
(3)用蒸馏水稀释0.10 mol/L的醋酸,则下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是_____ ;
A. B. C. D.
(4)体积为10mLpH=2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000mL,稀释过程 pH 变化如图,则HX的电离平衡常数_______ (填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的平衡常数,稀释后,HX溶液中水电离出来的c(H+)______ 醋酸溶液中水电离出来的 c(H+)(填“大于”、“等于”或“小于”)
III.以CH3OH燃料电池为电源电解法制取ClO2。二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。
①CH3OH燃料电池放电过程中,通入O2的电极附近溶液的pH_____ (填“增大”、“减小”或“不变”),负极反应式为________ 。
②图中电解池用石墨作电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。阳极产生ClO2的反应式为_________ 。
③电解一段时间,从阴极处收集到的气体比阳极处收集到气体多6.72L时(标准状况,忽略生成的气体溶解),停止电解,通过阳离子交换膜的阳离子为_________ mol。
④在阴极室中加入少量的NaOH的作用是__________ 。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应 I:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1
反应 II:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H2
下表所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
①由表中数据判断△H2
②若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.使用合适的催化剂 D.充入He,使体系总压强增大
E.按原比例再充入CO和H2
③某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的恒容密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO) =0.2mol/L,则CO的转化率为
④恒温下,1 molCO和nmolH2在一个容积可变的密闭容器中反应达到平衡后,生成 amolCH3OH。若起始时放入3molCO、3nmolH2,则达平衡时生成CH3OH
II.25℃时,电离平衡常数:
化学式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO |
电离平衡常数 | 1.8×10-5 | K1 4.3×10-7 K2 5.6×10-11 | 3.0×10-8 |
(1)下列四种离子结合质子的能力由大到小的顺序是
A.CO32- B.ClO- C.CH3COO- D.HCO3-
(2)下列反应不能发生的是:
A.CO32-+CH3COOH=CH3COO-+CO2↑+H2O
B.ClO-+CH3COOH=CH3COO-+HClO
C.CO32-+HClO=CO2↑ +H2O +ClO-
D.2ClO-+CO2+H2O=CO32-+2HClO
(3)用蒸馏水稀释0.10 mol/L的醋酸,则下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是
A. B. C. D.
(4)体积为10mLpH=2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1000mL,稀释过程 pH 变化如图,则HX的电离平衡常数
III.以CH3OH燃料电池为电源电解法制取ClO2。二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。
①CH3OH燃料电池放电过程中,通入O2的电极附近溶液的pH
②图中电解池用石墨作电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。阳极产生ClO2的反应式为
③电解一段时间,从阴极处收集到的气体比阳极处收集到气体多6.72L时(标准状况,忽略生成的气体溶解),停止电解,通过阳离子交换膜的阳离子为
④在阴极室中加入少量的NaOH的作用是
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【推荐1】NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题,研究NOx之间的转化也具有重要意义。
用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:
(1)2NO2(g)+H2O(l)=HNO3(aq)+HNO2(aq)ΔH=-116.1kJ·mol-1
3HNO2(aq)=HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)ΔH=+75.9kJ·mol-1
反应3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH=____ kJ·mol-1。
(2)已知反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数)。一定条件下进行该反应,测得CO的平衡转化率与温度、起始投料比m=的关系如图所示。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数__ (填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍数。
②下列说法正确的是___ 。
A.投料比:m1<m2<m3
B.汽车排气管中的催化剂可提高NO的平衡转化率
C.当投料比m=2时,NO转化率比CO转化率小
D.当体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变时,反应达到平衡状态
(3)已知:N2O4(g)2NO2(g)ΔH>0将一定量N2O4气体充入刚性密闭容器中,控制反应温度为T1。t1时刻反应达到平衡,混合气体平衡总压强为p,N2O4气体的平衡转化率为75%,则反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数Kp=___ (对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp,如p(B)=p·x(B),p为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。
(4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(如图所示)。
反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。
在50~250℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率先迅速上升的主要原因是___ ;后来上升缓慢的主要原因是___ ;当反应温度高于380℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是___ 。
用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:
(1)2NO2(g)+H2O(l)=HNO3(aq)+HNO2(aq)ΔH=-116.1kJ·mol-1
3HNO2(aq)=HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)ΔH=+75.9kJ·mol-1
反应3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH=
(2)已知反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数)。一定条件下进行该反应,测得CO的平衡转化率与温度、起始投料比m=的关系如图所示。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数
②下列说法正确的是
A.投料比:m1<m2<m3
B.汽车排气管中的催化剂可提高NO的平衡转化率
C.当投料比m=2时,NO转化率比CO转化率小
D.当体系中CO2和CO物质的量浓度之比保持不变时,反应达到平衡状态
(3)已知:N2O4(g)2NO2(g)ΔH>0将一定量N2O4气体充入刚性密闭容器中,控制反应温度为T1。t1时刻反应达到平衡,混合气体平衡总压强为p,N2O4气体的平衡转化率为75%,则反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数Kp=
(4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(如图所示)。
反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。
在50~250℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率先迅速上升的主要原因是
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(0.65)
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解题方法
【推荐2】I. 合成气(CO+H2)广泛用于合成有机物,工业上常采用天然气与水蒸气反应等方法来制取合成气。
(1)已知:5.6L(标况下)CH4与水蒸气完全反应,吸收51.5KJ的热量,请写出该反应的热化学方程式_______________________________________________ 。
(2)在150℃时2L的密闭容器中,将2 mol CH4和2 mol H2O(g)混合,经过15min达到平衡,此时CH4的转化率为60%。回答下列问题:
①从反应开始至平衡,用氢气的变化量来表示该反应速率v(H2)=____________ 。
②在该温度下,计算该反应的平衡常数K=________________________ (保留两位小数)。
③下列选项中能表示该反应已达到平衡状态的是__________________________
A.v(H2)逆=3v (CO)正 B.密闭容器中混合气体的密度不变
C.密闭容器中总压强不变 D.C (CH4) = C (CO)
(3)合成气中的氢气也用于合成氨气:N2 + 3H22NH3。保持温度和体积不变, 在甲、乙、丙三个容器中建立平衡的相关信息如下表。则下列说法正确的是___________ 。
A.n1=n2=3.2 B.φ甲=φ丙>φ乙 C.ν乙>ν丙>ν甲 D.P乙>P甲=P丙
II.(1)常温下,在x mol·L-1氨水中加入等体积的y mol·L-1硫酸得混合溶液M恰好显中性。
①M溶液中所有离子浓度由大到小的顺序为_________________ 。
②常温下,NH3·H2O的电离常数K=_____ (用含x和y的代数式表示,忽略溶液混合前后的体积变化)。
(2)利用电解法处理高温空气中稀薄的NO(O2浓度约为NO浓度的10倍),装置示意图如下,固体电解质可传导O2-
阴极的电极反应式为___________________________ 。
②消除一定量的NO所消耗的电量远远大于理论计算量,可能的原因是(不考虑物理因素)________ 。
(1)已知:5.6L(标况下)CH4与水蒸气完全反应,吸收51.5KJ的热量,请写出该反应的热化学方程式
(2)在150℃时2L的密闭容器中,将2 mol CH4和2 mol H2O(g)混合,经过15min达到平衡,此时CH4的转化率为60%。回答下列问题:
①从反应开始至平衡,用氢气的变化量来表示该反应速率v(H2)=
②在该温度下,计算该反应的平衡常数K=
③下列选项中能表示该反应已达到平衡状态的是
A.v(H2)逆=3v (CO)正 B.密闭容器中混合气体的密度不变
C.密闭容器中总压强不变 D.C (CH4) = C (CO)
(3)合成气中的氢气也用于合成氨气:N2 + 3H22NH3。保持温度和体积不变, 在甲、乙、丙三个容器中建立平衡的相关信息如下表。则下列说法正确的是
容 器 | 体积 | 起始物质 | 平衡时NH3的物质的量 | 平衡时N2的 体积分数 | 反应开始时的速率 | 平衡时容器内压强 |
甲 | 1L | 1molN2+3molH2 | 1.6mol | φ甲 | ν甲 | P甲 |
乙 | 1L | 2molN2+6molH2 | n1 mol | φ乙 | ν乙 | P乙 |
丙 | 2L | 2molN2+6molH2 | n2 mol | φ丙 | ν丙 | P丙 |
A.n1=n2=3.2 B.φ甲=φ丙>φ乙 C.ν乙>ν丙>ν甲 D.P乙>P甲=P丙
II.(1)常温下,在x mol·L-1氨水中加入等体积的y mol·L-1硫酸得混合溶液M恰好显中性。
①M溶液中所有离子浓度由大到小的顺序为
②常温下,NH3·H2O的电离常数K=
(2)利用电解法处理高温空气中稀薄的NO(O2浓度约为NO浓度的10倍),装置示意图如下,固体电解质可传导O2-
阴极的电极反应式为
②消除一定量的NO所消耗的电量远远大于理论计算量,可能的原因是(不考虑物理因素)
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【推荐3】一定条件下,CO2与H2反应可合成甲烷,反应的热化学方程式为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H=akJ·mol-1。回答下列问题:
(1)已知H2(g)、CH4(g)的燃烧热分别是-285.8kJ·mol-1、-890.3kJ·mol-1,H2O(g)=H2O(1)△H=-44.0kJ·mol-1。上述反应中a=_______ 。
(2)T° C时,向2L恒容密闭容器内充入1 mol CO2和4 molH2发生上述反应,并用压力计监测到容器内压强随时间的变化如下图所示:
①反应后平衡体系中,c(H2O) =_______ mol·L-1
②从反应开始到40 min时,CO2的平均反应速率为_______ mol·L-1·min-1
③平衡体系中CH4的分压p(CH4) =_______ MPa。
(3)在密闭容器中按通入H2和CO2,分别在0.1 MPa和1 MPa下进行反应,在发生上述反应的同时还发生反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+42.3kJ·mol-1。通过研究分析,平衡时CO和CH4在CO2、CO、CH4三种物质组成的体系中的体积分数与温度的关系如图所示。
①曲线d所表示的压强及物质是_______ ,判断理由是_______ 。
②当达到平衡点Q时,该温度下反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常数K为=_______ 。
(1)已知H2(g)、CH4(g)的燃烧热分别是-285.8kJ·mol-1、-890.3kJ·mol-1,H2O(g)=H2O(1)△H=-44.0kJ·mol-1。上述反应中a=
(2)T° C时,向2L恒容密闭容器内充入1 mol CO2和4 molH2发生上述反应,并用压力计监测到容器内压强随时间的变化如下图所示:
①反应后平衡体系中,c(H2O) =
②从反应开始到40 min时,CO2的平均反应速率为
③平衡体系中CH4的分压p(CH4) =
(3)在密闭容器中按通入H2和CO2,分别在0.1 MPa和1 MPa下进行反应,在发生上述反应的同时还发生反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+42.3kJ·mol-1。通过研究分析,平衡时CO和CH4在CO2、CO、CH4三种物质组成的体系中的体积分数与温度的关系如图所示。
①曲线d所表示的压强及物质是
②当达到平衡点Q时,该温度下反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的平衡常数K为=
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