在2 L的密闭容器中,某化学反应2AB+D在四种不同条件下进行,A、B、D都为气体,且B、D起始浓度为0,反应物A的物质的量(mol)随反应时间(min)的变化情况如下表:
根据上述数据,回答以下问题:
(1)实验1中,10至30分钟时间内A的平均反应速率为________ mol·L-1·min-1,达平衡时B物质的浓度为________ ,A的转化率为________ 。
(2)实验2中,隐含的反应条件可能是________ 。
(3)实验3中,A的起始的物质的量________ (填“>”“<”或“=”)1.0 mol,实验3和实验1的起始速率v3________ (填“>”“<”或“=”)v1,由实验1和实验5可确定上述反应为________ (填“放热”或“吸热”) 反应,实验4中,该反应温度下其平衡常数为________ 。
(4)若开始时在实验2的密闭容器中充入1.0molB,1.0molD,达平衡时A物质的浓度为________ 。
根据上述数据,回答以下问题:
(1)实验1中,10至30分钟时间内A的平均反应速率为
(2)实验2中,隐含的反应条件可能是
(3)实验3中,A的起始的物质的量
(4)若开始时在实验2的密闭容器中充入1.0molB,1.0molD,达平衡时A物质的浓度为
更新时间:2018-01-19 20:55:58
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【推荐1】某温度时,在一个容积为2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图1所示。根据图中数据,试填写下列空白:
(1)该反应的化学方程式为____ 。
(2)若X、Y、Z均为气体,反应恰好达到平衡时:
①用Z表示的平均反应速率为____ 。
②若此时将容器的体积缩小为原来的倍,达到平衡时,容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为____ 反应(填“放热”或“吸热”)。
(3)在一密闭容器中发生反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g) △H>0,达到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应时间的关系如图2所示。
①t2、t3、t5时刻分别改变一个条件,则t5时刻改变的条件是____ (填字母代号)。
A.增大压强 B.升高温度 C.降低温度 D.恒温恒容时充入氮气
②依据上述①中的结论,下列时间段中,氨的百分含量最低的是____ (填字母代号)。
A.t0~t1 B.t2~t3 C.t4~t5 D.t5~t6
(4)在一个容积为1L的密闭容器中充入2molNO(g)和1molCl2(g)发生反应2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g),在温度分别为T1℃、T2℃时测得NO的物质的量(单位:mol)与时间的关系如表所示:
①T1和T2温度较高的是____ 。
②温度为T2℃时,起始时容器内的压强为P0,则该反应的平衡常数Kp=____ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)(化为最简式)。
若在温度T2℃时,某时刻测得NO、Cl2和ClNO的物质的量浓度均 为1mol•L-1时,则上述反应v正____ v逆(填“<”、“>”或“=”)
(1)该反应的化学方程式为
(2)若X、Y、Z均为气体,反应恰好达到平衡时:
①用Z表示的平均反应速率为
②若此时将容器的体积缩小为原来的倍,达到平衡时,容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为
(3)在一密闭容器中发生反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g) △H>0,达到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应时间的关系如图2所示。
①t2、t3、t5时刻分别改变一个条件,则t5时刻改变的条件是
A.增大压强 B.升高温度 C.降低温度 D.恒温恒容时充入氮气
②依据上述①中的结论,下列时间段中,氨的百分含量最低的是
A.t0~t1 B.t2~t3 C.t4~t5 D.t5~t6
(4)在一个容积为1L的密闭容器中充入2molNO(g)和1molCl2(g)发生反应2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g),在温度分别为T1℃、T2℃时测得NO的物质的量(单位:mol)与时间的关系如表所示:
t/min 温度/℃ | 0 | 5 | 8 | 13 |
T1 | 2 | 1.5 | 1.3 | 1.0 |
T2 | 2 | 1.15 | 1.0 | 1.0 |
②温度为T2℃时,起始时容器内的压强为P0,则该反应的平衡常数Kp=
若在温度T2℃时,某时刻测得NO、Cl2和ClNO的物质的量浓度
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【推荐2】在一定温度下将2molA气体和4molB气体在2L密闭容器中混合并发生反应:A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)(吸热反应)。若经2min后达到平衡,测得C的平衡浓度为0.6mol/L,回答下列问题:
(1)用物质A表示的反应速率为_________ 。
(2)2min时物质B的浓度为________ ,B的平衡转化率为________ 。
(3)当下列哪些项不再发生变化时,表明上述反应已达到平衡状态_______ 。
A. 混合气体的压强
B. 混合气体的密度
C. 混合气体的总物质的量
D. 单位时间内消耗1molB同时生成1.5molC
E. 混合气体的平均相对分子质量
F. 用A、B、C表示的速率比为1:2:3
(4)提高A的转化率,可以采取的措施有_______________ 。
NO2(红棕色)和N2O4(无色)之间发生反应:N2O4(g)NO2(g)。将一定量N2O4气体充入体积为2L的恒容密闭容器中,控制反应温度为T。
(5)该反应为吸热反应,则反应物的化学键断裂要吸收的能量______ (填“>”“<”或“=”)生成物的化学键形成要放出的能量。
(6)下列可以说明该反应达到平衡的是______。
(7)在温度为T的条件下,向该恒容密闭容器中充入0.04mol/L,随时间的变化曲线如图所示:
①在图中画出0~16min时间段内,随时间的变化曲线。
②1~4四个点中,v正=v逆的点有__________ 。
(1)用物质A表示的反应速率为
(2)2min时物质B的浓度为
(3)当下列哪些项不再发生变化时,表明上述反应已达到平衡状态
A. 混合气体的压强
B. 混合气体的密度
C. 混合气体的总物质的量
D. 单位时间内消耗1molB同时生成1.5molC
E. 混合气体的平均相对分子质量
F. 用A、B、C表示的速率比为1:2:3
(4)提高A的转化率,可以采取的措施有
NO2(红棕色)和N2O4(无色)之间发生反应:N2O4(g)NO2(g)。将一定量N2O4气体充入体积为2L的恒容密闭容器中,控制反应温度为T。
(5)该反应为吸热反应,则反应物的化学键断裂要吸收的能量
(6)下列可以说明该反应达到平衡的是______。
A. | B. |
C.容器内气体的颜色不再变化 | D.混合气体的压强不再变化 |
①在图中画出0~16min时间段内,随时间的变化曲线。
②1~4四个点中,v正=v逆的点有
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解题方法
【推荐3】合成氨是目前转化空气中氮最有效的工业方法,其反应历程和能量变化的简图如图:(图中ad表示物质吸附在催化剂表面时的状态)(1)由图可知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的△H=______ kJ•mol-1,对总反应速率影响较大的是步骤_______ 。(填写编号)
(2)若改变某一条件,使合成氨的化学反应速率加快,下列解释正确的是_______ 。
(3)下列关于硫酸工业和合成氨工业说法错误的是_______ 。
合成氨厂的CO2可用于合成重要化工原料CH3OH,主要反应为:3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。向两个容积固定为2L的密闭容器中分别充入比例相同,但总量不同的H2和CO2气体,H2的平衡转化率与初始充入物质的量(n)、反应温度(T)的关系如图所示。(4)若T1时,向容器中充入n1mol气体(3molH2和1molCO2),反应至5min时达到平衡,则0~5min内CO2的平均反应速率v(CO2)=_______ mol•L-1•min-1。
(5)由图可判断该反应是_______ (选填“吸热”或“放热”)反应,在______ (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(6)判断图中n1、n2相对大小:n1______ n2。(选填“<”或“>”)
(2)若改变某一条件,使合成氨的化学反应速率加快,下列解释正确的是
A.升高温度,使单位体积内活化分子百分数增加 |
B.增加反应物的浓度,使活化分子百分数增加 |
C.使用催化剂,能降低反应活化能,使单位体积内活化分子数增加 |
D.增大压强,能降低反应的活化能,使单位体积内活化分子数增加 |
(3)下列关于硫酸工业和合成氨工业说法错误的是
A.都采用了高压 | B.都使用了催化剂 |
C.生产流程中都有造气和净化 | D.都使用了热交换器 |
合成氨厂的CO2可用于合成重要化工原料CH3OH,主要反应为:3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。向两个容积固定为2L的密闭容器中分别充入比例相同,但总量不同的H2和CO2气体,H2的平衡转化率与初始充入物质的量(n)、反应温度(T)的关系如图所示。(4)若T1时,向容器中充入n1mol气体(3molH2和1molCO2),反应至5min时达到平衡,则0~5min内CO2的平均反应速率v(CO2)=
(5)由图可判断该反应是
(6)判断图中n1、n2相对大小:n1
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解答题-工业流程题
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【推荐1】硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料,在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫酸锌可由菱锌矿制备菱锌矿的主要成分为ZnCO3,杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如图:
该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
回答下列问题:
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为____ 。
(2)为了提高锌的浸取效果,可采取的措施有____ (填写一种措施即可)。
(3)加入物质X调溶液pH=5,最适宜使用的X是____ (填字母代号)。
A.NH3•H2O B.Ca(OH)2 C.NaOH
滤渣①的主要成分是____ 、____ 、____ (填化学式)。
(4)向80~90℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤,滤渣②中有MnO2,该步反应的离子方程式为____ 。
(5)滤液②中加入锌粉的目的是____ 。
(6)滤渣④与浓H2SO4反应可以释放HF并循环利用,同时得到的副产物是____ 、____ (填化学式)。
该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
金属离子 | Fe3+ | Fe2+ | Mg2+ | Cu2+ | Zn2+ |
开始沉淀pH | 1.9 | 7.0 | 8.1 | 5.1 | 6.0 |
完全沉淀pH | 3.2 | 9.0 | 9.4 | 6.4 | 8.0 |
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为
(2)为了提高锌的浸取效果,可采取的措施有
(3)加入物质X调溶液pH=5,最适宜使用的X是
A.NH3•H2O B.Ca(OH)2 C.NaOH
滤渣①的主要成分是
(4)向80~90℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤,滤渣②中有MnO2,该步反应的离子方程式为
(5)滤液②中加入锌粉的目的是
(6)滤渣④与浓H2SO4反应可以释放HF并循环利用,同时得到的副产物是
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解答题-实验探究题
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【推荐2】硫代硫酸钠俗称保险粉,实验室用SO2通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中来制备硫代硫酸钠。
(1)用图2所示装置制取Na2S2O3,其中盛放Na2SO3固体的玻璃仪器名称是____________ ,三颈烧瓶中发生反应的化学方程式______________ 。
(2)保险粉样品中Na2S2O3·5H2O的纯度(质量分数)可通过氧化还原滴定法测定,相关反应方程式为2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6。准确称取W g样品于锥形瓶中,用适量蒸馏水溶解,并滴加淀粉溶液作指示剂。用0.1000 mol·L-1碘的标准溶液进行滴定。请回答:
①到达滴定终点的标志_______________ 。
②滴定起始和终点的液面位置如图3,则消耗碘的标准溶液体积为____ mL,产品的纯度为______________ (设Na2S2O3·5H2O相对分子质量为M)。
③若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则会使样品中Na2S2O3·5H2O的纯度的测量结果___________ (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(3)某研究小组以硫代硫酸钠与硫酸反应来探究外界条件对反应速率的影响,设计实验如下:
下列有关说法不正确的是__________________
A.该同学在实验中采用的研究方法是实验比较法
B实验①和②探究其他条件不变时Na2S2O3浓度对相关反应速率的影响
C.实验①和③溶液变浑浊的时间相同
D.其他条件不变时,探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验③和⑤
(1)用图2所示装置制取Na2S2O3,其中盛放Na2SO3固体的玻璃仪器名称是
(2)保险粉样品中Na2S2O3·5H2O的纯度(质量分数)可通过氧化还原滴定法测定,相关反应方程式为2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6。准确称取W g样品于锥形瓶中,用适量蒸馏水溶解,并滴加淀粉溶液作指示剂。用0.1000 mol·L-1碘的标准溶液进行滴定。请回答:
①到达滴定终点的标志
②滴定起始和终点的液面位置如图3,则消耗碘的标准溶液体积为
③若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则会使样品中Na2S2O3·5H2O的纯度的测量结果
(3)某研究小组以硫代硫酸钠与硫酸反应来探究外界条件对反应速率的影响,设计实验如下:
实验 编号 | 实验温度 /℃ | Na2S2O3 | H2SO4 | 蒸馏水体积 /mL | ||
体积/mL | 浓度/mol/L | 体积/mL | 浓度/mol/L | |||
① | 25 | 10 | 0.1 | 10 | 0.1 | 0 |
② | 25 | 5 | 0.1 | 10 | 0.1 | 5 |
③ | 25 | 5 | 0.2 | 10 | 0.2 | 5 |
④ | 50 | 5 | 0.1 | 10 | 0.1 | 5 |
⑤ | 50 | 10 | 0.2 | 5 | 0.2 | 5 |
A.该同学在实验中采用的研究方法是实验比较法
B实验①和②探究其他条件不变时Na2S2O3浓度对相关反应速率的影响
C.实验①和③溶液变浑浊的时间相同
D.其他条件不变时,探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验③和⑤
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解答题-实验探究题
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(0.4)
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【推荐3】某实验小组利用下图装置探究H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液的反应(夹持装置略去)。
查阅资料:①H2C2O4为二元弱酸。
②溶液浓度越大,越不利于气体的扩散。
(1)H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为___________ 。
(2)仪器A的名称为___________ 。
(3)检查装置气密性的方法为___________ 。
(4)若以单位时间内生成的气体体积作为反应速率的观测指标,则量筒中的试剂为___________。
(5)探究H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液的浓度对反应速率的影响,实验数据如下表所示:
①c1=___________ 。
②某同学从实验1和2的褪色时间分析出实验2的反应速率小于实验1,请分析该结论是否正确,并说明原因:___________ 。
③结合实验数据,下列说法错误的是___________ 。(填标号)
A.其他条件不变时,c(H2C2O4)浓度越高,反应速率越快
B.其他条件不变时,当c(H2C2O4)为0.8mol·L-1,褪色时间一定介于163s至360s之间
C.实验5中v(H2C2O4)=0.15mol·L-1·min-1
D.其他条件不变时,当c(H2C2O4)>0.9mol·L-1,溶液浓度增大,不利于CO2扩散,可能导致褪色时间延长
(6)H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液生成的Mn2+对该反应有催化作用。请以实验1为对照组,设计实验方案证明Mn2+的催化作用___________ 。
查阅资料:①H2C2O4为二元弱酸。
②溶液浓度越大,越不利于气体的扩散。
(1)H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为
(2)仪器A的名称为
(3)检查装置气密性的方法为
(4)若以单位时间内生成的气体体积作为反应速率的观测指标,则量筒中的试剂为___________。
A.饱和NaHCO3溶液 | B.饱和NaCl溶液 | C.水 | D.饱和Na2CO3溶液 |
实验 序号 | KMnO4溶液 | H2C2O4溶液 | H2SO4溶液 | 褪色时间 | ||
c/(mol·L-1) | V/mL | c/(mol·L-1) | V/mL | c/(mol·L-1) | t/s | |
1 | 0.005 | 4.0 | 0.2 | 2.0 | 0.120 | 307 |
2 | 0.020 | 4.0 | 0.2 | 2.0 | 0.120 | 545 |
3 | 0.010 | 4.0 | 0.5 | 2.0 | 0.120 | 201 |
4 | 0.010 | 4.0 | 0.7 | 2.0 | 0.120 | 163 |
5 | 0.010 | 4.0 | 0.9 | 2.0 | 0.120 | 360 |
6 | 0.010 | 4.0 | 1.0 | 2.0 | c1 | 512 |
②某同学从实验1和2的褪色时间分析出实验2的反应速率小于实验1,请分析该结论是否正确,并说明原因:
③结合实验数据,下列说法错误的是
A.其他条件不变时,c(H2C2O4)浓度越高,反应速率越快
B.其他条件不变时,当c(H2C2O4)为0.8mol·L-1,褪色时间一定介于163s至360s之间
C.实验5中v(H2C2O4)=0.15mol·L-1·min-1
D.其他条件不变时,当c(H2C2O4)>0.9mol·L-1,溶液浓度增大,不利于CO2扩散,可能导致褪色时间延长
(6)H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液生成的Mn2+对该反应有催化作用。请以实验1为对照组,设计实验方案证明Mn2+的催化作用
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【推荐1】丙烯是一种重要的化工原料。可在一固定容积的密闭容器中由丙烷催化脱氢制备。
(1)已知: ①C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) _______。
②
③
反应①的___________ 。
(2)欲提高①反应中的平衡转化率,可采取的措施有___________(填标号)。
(3)能表明该反应①达到平衡状态的是___________(填字母)。
(4)某温度下,在体积不变的密闭容器内发生反应①,起始总压强为,平衡时总压增加了20%。则达到平衡时,的转化率为___________ 。该反应的平衡常数___________ Pa.(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(5)甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇。反应:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)。写出该反应的化学平衡常数表达式:K=___________ ;保持恒温恒容,将反应的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍,则化学平衡___________ (填“正向”逆向”或“不”)移动,平衡常数K___________ (填“变大”变小”或“不变”)。
(1)已知: ①C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) _______。
②
③
反应①的
(2)欲提高①反应中的平衡转化率,可采取的措施有___________(填标号)。
A.增大的浓度 | B.提高温度 | C.恒容下通入惰性气体 | D.使用高效催化剂 |
A.C3H8的转化率等于H2的产率 | B.混合气体的平均相对分子质量不变 |
C.v(C3H8)与的比值不变 | D.混合气体的密度不变 |
(5)甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇。反应:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)。写出该反应的化学平衡常数表达式:K=
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【推荐2】NO是大气污染物之一,能催化O3分解,破坏大气臭氧层,在空气中参与产生光化学烟雾。科学家研究用负载Cu的ZSM-5分子筛作催化剂对NO催化分解,获得了良好效果,利用催化剂分解NO进行脱硝的原理为2NO(g)N2(g)+O2(g) ∆H回答下列问题:
(1)已知:NO(g) = N(g)+O(g) ΔH1=+631.8kJ•mol-1
N2(g) = 2N(g) ΔH2=+941.7kJ•mol-1
O2(g) = 2O(g) ΔH3=+493.7kJ•mol-1
则NO分解反应的ΔH=_______ 。
(2)由NO和He组成的实验混合气112mL(标况),其中NO体积分数为4.0%,在催化剂作用下于密闭容器中,在50kPa恒压条件下进行反应,催化剂表面活性中心(M)的含量为8×10-6mol。如图是NO平衡转化率和分解反应选择性随温度的变化曲线。
①脱硝反应的温度选定在300℃,原因是_________ 。
②反应20s,测得平均每个活性中心上NO分解的分子数为5.25,此时分解反应的转化率为_______ 。
③研究表明,脱硝分解反应中,正反应速率 ,逆反应速率 。300℃时,分解反应达到平衡,此时=______ (p分=p总×物质的量分数)。
(3)研究者对NO在该催化剂上的分解反应提出如下反应机理,分解产生的O2浓度增大易占据催化剂活性中心M。
Ⅰ:NO+M→NO-M 快
Ⅱ:2NO-M→N2+2O-M 慢
Ⅲ:2O-MO2+2M 快
三个反应中,活化能较高的是______ (填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”),反应要及时分离出O2,目的是_______ 。
(1)已知:NO(g) = N(g)+O(g) ΔH1=+631.8kJ•mol-1
N2(g) = 2N(g) ΔH2=+941.7kJ•mol-1
O2(g) = 2O(g) ΔH3=+493.7kJ•mol-1
则NO分解反应的ΔH=
(2)由NO和He组成的实验混合气112mL(标况),其中NO体积分数为4.0%,在催化剂作用下于密闭容器中,在50kPa恒压条件下进行反应,催化剂表面活性中心(M)的含量为8×10-6mol。如图是NO平衡转化率和分解反应选择性随温度的变化曲线。
①脱硝反应的温度选定在300℃,原因是
②反应20s,测得平均每个活性中心上NO分解的分子数为5.25,此时分解反应的转化率为
③研究表明,脱硝分解反应中,正反应速率 ,逆反应速率 。300℃时,分解反应达到平衡,此时=
(3)研究者对NO在该催化剂上的分解反应提出如下反应机理,分解产生的O2浓度增大易占据催化剂活性中心M。
Ⅰ:NO+M→NO-M 快
Ⅱ:2NO-M→N2+2O-M 慢
Ⅲ:2O-MO2+2M 快
三个反应中,活化能较高的是
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解题方法
【推荐3】接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。回答下列问题:
(1)已知相关物质的标准生成焓△fH(由压强为100kPa,温度298K下最稳定单质生成标准状况下1mol物质的热效应或焓变)如表:
则反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=______ 。
(2)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下,SO2平衡转化率a随温度的变化如图所示。反应在0.5MPa、550℃时的a=______ 。
(3)设Kpr为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0=100kPa)。在温度T、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中通入2molSO2(g)、1molO2(g)和5molN2,只进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡时,测得压强为90kPa,则SO2转化率为______ ,平衡常数Kpr=______ 。若保持温度、体积和n(SO2)、n(O2)不变,增大n(N2)使总压变大,测得SO2平衡转化率不变,解释原因:______ 。
(4)对反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达平衡后,其他条件不变时,为了同时提高反应速率和SO2的平衡转化率,可采取的措施是______ (填字母序号)。
(5)若该反应的净反应速率方程:v=k正c2(SO2)•c(O2)-k逆c2(SO3)(k正、k逆为速率常数,只与温度、催化剂、接触面积有关,与浓度无关)。温度为T1℃时,k正=810k逆,温度为T2℃时,k正=7220k逆,则T1______ T2(填“>”“<”或“=”)。
(1)已知相关物质的标准生成焓△fH(由压强为100kPa,温度298K下最稳定单质生成标准状况下1mol物质的热效应或焓变)如表:
物质的化学式 | SO2(g) | O2(g) | SO3(g) |
标准生成焓△fH(kJ•mol-1) | -297.0 | 0 | -395.7 |
(2)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下,SO2平衡转化率a随温度的变化如图所示。反应在0.5MPa、550℃时的a=
(3)设Kpr为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0=100kPa)。在温度T、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中通入2molSO2(g)、1molO2(g)和5molN2,只进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡时,测得压强为90kPa,则SO2转化率为
(4)对反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达平衡后,其他条件不变时,为了同时提高反应速率和SO2的平衡转化率,可采取的措施是
A.使用高效催化剂 | B.升高温度 |
C.缩小反应容器的体积 | D.增大SO2的物质的量 |
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(0.4)
【推荐1】用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。
反应A:4HCl+O22Cl2+2H2O
(1)已知:ⅰ.反应A中,4 molHCl被氧化,放出115.6 kJ的热量。
ⅱ.
①反应A的热化学方程式是______________________________________ 。
②根据断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量的差异,可知H2O中H—O键比HCl中H—Cl键(填“强”或“弱”)________ 。
(2)对于反应A,下图是在 n(HCl):n(O2)的投料比分别为1:1、2:1、 4:1、 6:1下,反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。
①曲线b对应的投料比是________ 。
②当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时,对应的反应温度与投料比的关系是____________________________ 。
③投料比为2:1、温度为400℃时,平衡混合气中Cl2的物质的量分数是________ 。
反应A:4HCl+O22Cl2+2H2O
(1)已知:ⅰ.反应A中,4 molHCl被氧化,放出115.6 kJ的热量。
ⅱ.
①反应A的热化学方程式是
②根据断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量的差异,可知H2O中H—O键比HCl中H—Cl键(填“强”或“弱”)
(2)对于反应A,下图是在 n(HCl):n(O2)的投料比分别为1:1、2:1、 4:1、 6:1下,反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。
①曲线b对应的投料比是
②当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时,对应的反应温度与投料比的关系是
③投料比为2:1、温度为400℃时,平衡混合气中Cl2的物质的量分数是
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(0.4)
解题方法
【推荐2】金属钒被誉为“合金的维生素”,常用于催化剂和新型电池。钒(V)在溶液中主要以VO43-(黄色)、VO2+(浅黄色)、VO2+ (蓝色)、V3+(绿色)、V2+(紫色)等形式存在。回答下列问题:
(1)已知:4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) △H1 4V(s)+5O2(g)=2V2O5(s) △H2
写出V2O5与Al 反应制备金属钒的热化学方程式__________________ 。(反应热用△H1、△H2表示)
(2) V2O5具有强氧化性,溶于浓盐酸可以得到蓝色溶液(含有VO2+),试写出V2O5与浓盐酸
反应的化学反应方程式:_________________________________ 。
(3)VO43-和V2O74-在pH≥13的溶液中可相互转化。室温下,1.0mol·L-1的Na3VO4溶液中c(VO43-)随c(H+)的变化如图所示。溶液中c(H+)增大,VO43-的平衡转化率_________ (填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据,计算该转化反应的平衡常数的数值为________ 。
(4)全钒液流电池是一种优良的新型蓄电储能设备,其工作原理如图2所示:
①放电过程中,A电极的反应式为___________________ 。
②充电过程中,B电极附近溶液颜色变化为___________________ 。
③若该电池放电时的电流强度I=2.0A,电池工作10分钟,电解精炼铜得到铜mg,则电流利用率为______________ (写出表达式,不必计算出结果。已知:电量Q=It,t为时间/秒;电解时Q=znF,z为每摩尔物质得失电子摩尔数,n为物质的量,法拉第常数F=96500C/mol,电流利用效率=×100%)
(1)已知:4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) △H1 4V(s)+5O2(g)=2V2O5(s) △H2
写出V2O5与Al 反应制备金属钒的热化学方程式
(2) V2O5具有强氧化性,溶于浓盐酸可以得到蓝色溶液(含有VO2+),试写出V2O5与浓盐酸
反应的化学反应方程式:
(3)VO43-和V2O74-在pH≥13的溶液中可相互转化。室温下,1.0mol·L-1的Na3VO4溶液中c(VO43-)随c(H+)的变化如图所示。溶液中c(H+)增大,VO43-的平衡转化率
(4)全钒液流电池是一种优良的新型蓄电储能设备,其工作原理如图2所示:
①放电过程中,A电极的反应式为
②充电过程中,B电极附近溶液颜色变化为
③若该电池放电时的电流强度I=2.0A,电池工作10分钟,电解精炼铜得到铜mg,则电流利用率为
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(0.4)
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解题方法
【推荐3】“一碳化学”是指以研究分子中只含有一个碳原子的化合物(如CO、CO2、CH3OH等)为原料合成一系列化工产品的化学。
(1)CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。制取CO和H2的有关化学反应能量变化如下所示。
ⅰ.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ∆H1=-846.3kJ/mol
ⅱ.CO2(g)=CO(g)+O2(g) ∆H2=+282kJ/mol
ⅲ.O2(g)+H2(g)=H2O(g) ∆H3=+241.8kJ/mol
①写出CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式______
②CO和H2可以合成二甲醚,化学方程式为:3CO(g)+3H2(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g) ∆H<0。如果改变温度使反应的平衡常数K值变大,则该反应______ (选填编号)。
A.一定向正反应方向移动 B.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
C.一定向逆反应方向移动 D.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(2)工业上,在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H,向2L恒容密闭容器中通入1molCO(g)和2molH2(g),发生反应合成甲醇,反应过程中n(CH3OH)与时间(t)及温度的关系如图所示。在500℃恒压条件下,请在图中画出反应体系中n(CH3OH)与时间(t)变化总趋势图______ 。
(3)CO2和H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生以下两个反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=-48.5kJ/mol
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ∆H2=+41.2kJ/mol
①控制CO2和H2初始投料比为1:3时,温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO的产率的影响如图所示:
由图可知温度升高CO产率上升,其主要原因是______ 。
②控制CO2和H2初始投料比为1:1.6,在300℃时,反应Ⅰ已达到平衡状态,CO2的转化率为50%,甲醇的选择性为60%,此时容器体积为1.0L,若CO2初始加入量为2.0mol,则反应Ⅰ的平衡常数是______
(1)CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。制取CO和H2的有关化学反应能量变化如下所示。
ⅰ.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ∆H1=-846.3kJ/mol
ⅱ.CO2(g)=CO(g)+O2(g) ∆H2=+282kJ/mol
ⅲ.O2(g)+H2(g)=H2O(g) ∆H3=+241.8kJ/mol
①写出CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式
②CO和H2可以合成二甲醚,化学方程式为:3CO(g)+3H2(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g) ∆H<0。如果改变温度使反应的平衡常数K值变大,则该反应
A.一定向正反应方向移动 B.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
C.一定向逆反应方向移动 D.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(2)工业上,在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H,向2L恒容密闭容器中通入1molCO(g)和2molH2(g),发生反应合成甲醇,反应过程中n(CH3OH)与时间(t)及温度的关系如图所示。在500℃恒压条件下,请在图中画出反应体系中n(CH3OH)与时间(t)变化总趋势图
(3)CO2和H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生以下两个反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=-48.5kJ/mol
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ∆H2=+41.2kJ/mol
①控制CO2和H2初始投料比为1:3时,温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO的产率的影响如图所示:
由图可知温度升高CO产率上升,其主要原因是
②控制CO2和H2初始投料比为1:1.6,在300℃时,反应Ⅰ已达到平衡状态,CO2的转化率为50%,甲醇的选择性为60%,此时容器体积为1.0L,若CO2初始加入量为2.0mol,则反应Ⅰ的平衡常数是
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