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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:335 题号:6013851
氮的化合物在生产生活中广泛存在。
(1)①氯胺(NH2Cl)的电子式为________。可通过反应NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g)+HCl(g)制备氯胺,已知部分化学键的键能如右表所示(假定不同物质中同种化学键的键能一样),则上述反应的ΔH=_________
化学键键能/(kJ·mol-1)
N-H391.3
Cl-Cl243.0
N-Cl191.2
H-Cl431.8
②NH2Cl与水反应生成强氧化性的物质,可作长效缓释消毒剂,该反应的化学方程式为________
(2)用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为400℃、400℃、T℃)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示:
t/min04080120160
n(NO)(甲容器)/mol2.001.501.100.800.80
n(NO)(乙容器)/mol1.000.800.650.530.45
n(NO)(丙容器)/mol2.001.451.001.001.00
①该反应为____________(填“放热”或“吸热”)反应。
②乙容器在200min达到平衡状态,则0~200min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=_________
(3)用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1molNO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:

①A、B两点的浓度平衡常数关系:Kc(A)_____Kc(B)(填“<”或“>”或“=”)。
②A、B、C三点中NO2的转化率最高的是______(填“A”或“B”或“C”)点。
③计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=______(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。

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【推荐1】碳及其化合物广泛应用在工业生产中。回答下列问题:
I.真空碳热冶铝法包含很多反应,其中的三个反应如下:
Al2O3(s)+3C(s)=Al2OC(s)+2CO(g) ΔH=a kJ·mol-1
2Al2OC(s)+3C(s)=Al4C3(s)+2CO(g) ΔH=b kJ·mol-1
2Al2O3(s)+9C(s)=Al4C3(s)+6CO(g) ΔH3
(1)ΔH3=___________kJ·mol-1(用a、b表示)。
(2)Al4C3遇水剧烈反应,生成最简单的烃,该反应的化学方程式为_______
II.
(3)用还原法也可以处理氮氧化合物,发生的反应为:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.8kJ·mol-1,在一恒压绝热的密闭容器中,不能表示上述反应达到平衡状态的是___(填字母代号)。
A.单位时间内断裂1mol N≡N键的同时生成4mol C=O键
B.c(NO)∶c(N2)∶c(CO2)=2∶1∶2
C.混合气体的密度保持不变
D.容器内的总压强保持不变
E.容器内温度保持不变
F.混合气体的平均摩尔质量保持不变
(4)为探究温度及不同催化剂对反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的影响,分别在不同温度、不同催化剂(甲、乙)下,保持其他初始条件不变,重复实验,在相同时间内测得NO的转化率与温度的关系如图所示,结合图象,最合适的反应条件为___________

Ⅲ.
(5)工业上合成甲醇时常以Cu2O作催化剂。合成原理:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ∆H<0,研究表明,反应体系中少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变,请结合平衡移动原理分析其原因是_______(写出相关的化学方程式并辅以必要的文字说明)
(6)向一恒容密闭容器中充入3mol CO和4mol H2,开始测得气体的总压为7MPa,在一定温度下合成甲醇,10min后达到平衡,测得H2的转化率为50%,该反应的平衡常数KP=______MPa-2(保留三位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(7)CO2与H2合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)最近采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒,在发展非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇方向取得重要进展,该反应历程如图所示。

容易得到的副产物有CO和CH2O,其中相对较多的副产物为___________
2022-01-07更新 | 80次组卷
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【推荐2】甲醇制烯烃(MTO)是煤制烯烃工艺路线的核心技术。煤制烯烃主要包括煤的气化、液化、烯烃化三个阶段。
(1)煤的液化发生的主要反应之一为2H2(g)+CO(g)=CH3OH (g) ΔH=a kJ·mol−1,在不同温度下,K(500℃)=2.5 L2·mol−2,K(700℃)=0.2 L2·mol−2
①ΔH________0(填“>”、“<”、“=”)。
②若反应在容积为2L的密闭容器中进行,500℃测得某一时刻体系内H2、CO、CH3OH物质的量分别为2 mol、1 mol、3mol,则此时生成CH3OH的速率____消耗CH3OH的速率(填“>”、“<”、“=”)。
(2)通过研究外界条件对反应的影响,尽可能提高甲醇生成乙烯或丙烯的产率。
甲醇制烯烃的主要反应有:
i 2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g) ΔH1=-20.9 kJ·mol−1
ii3CH3OH(g)=C3H6(g)+3H2O(g) ΔH2=-98.1 kJ·mol−1
iii 4CH3OH(g)=C4H8(g)+4H2O(g) ΔH3=-118.1 kJ·mol−1
①C3H6转化为C2H4的热化学方程式为iv:2C3H6(g)3C2H4 (g) ΔH4____
②加入N2作为稀释剂,反应i中C2H4的产率将_____(增大、减小、不变)。
(3)为研究不同条件对反应的影响,测得不同温度下平衡时C2H4、C3H6和C4H8的物质的量分数变化,如图所示:
   
①随着温度的升高,C3H6的物质的量分数呈现先增大后减小的趋势。温度高于400℃时,原因是_____________________________;当温度低于400℃时,原因是________________________
②体系总压为0.1MPa,400℃时反应iv的平衡常数Kp________(列式计算,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
③为了获得更高的C2H4在产物中的比例,除控制较高温度的条件外,以下较适宜的是______
A.增加水醇比       B.降低水醇比
2019-11-04更新 | 174次组卷
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【推荐3】二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质。高效利用能源,能够减少二氧化碳的排放。

I.在一定温度下的2 L固定容积的密闭容器中,通入2 mol CO2和3 mol H2,发生的反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-a kJ·mol1(a>0),测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

不能说明该反应已达平衡状态的是__________。(填编号)

A.CO2的体积分数在混合气体中保持不变

B.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化

C.单位时间内每消耗1.2 mol H2,同时消耗0.4 mol H2O

D.反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1∶1,且保持不变

②从0 min到10 min,v(H2)=______________________

③下列措施中不能使增大的是______(填编号)。

A.降低温度                                      B.将H2O(g)从体系中分离

C.恒温恒容下充入He(g)                    D.恒温恒容再充入2 mol CO2和3 mol H2


④计算该温度下此反应的平衡常数K_____________________(保留两位有效数字)。
II.为进一步探究CO2与NaCN溶液反应的产物,查得数据如下:

化学式

电离平衡常数(25℃)

HCN

K=4.9×1010

H2CO3

K1=4.3×107、K2=5.6×1011
25℃时,测得HCN和NaCN的混合溶液的pH=11,则c(HCN)/c(CN)=_________(可用分数表示)。
向NaCN溶液中通入少量CO2,则发生反应的离子方程式为:_____________________
III.(1)有一种利用CO2生产甲醇燃料的方法:
已知:CO2(g)+3H2(g) ===CH3OH(g)+H2O(l)   ΔH=-a kJ·mol1

CH3OH(g)===CH3OH(l) ΔH=-b kJ·mol1

2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-c kJ·mol1


则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为____________________________________
(2)某甲醇燃料电池原理如图所示。

①M区发生反应的电极反应式为_______________________________
②用上述电池做电源,用如图装置电解饱和食盐水(电极均为惰性电极),假设溶液体积为300mL(体积变化忽略),当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),理论上消耗甲醇的质量为_______g。
2017-05-26更新 | 510次组卷
共计 平均难度:一般