党的十九大报告指出:要持续实施大气污染防治行动,打赢蓝天保卫战。当前空气质量检测的主要项目除了PM2.5外,还有CO、SO2、氮氧化物(NO和NO2)、O3等气体。
(1)汽车尾气中含有NO 和CO气体,可利用催化剂对CO、NO进行催化转化反应:
2CO(g) +2NO(g)
N2(g) +2CO2(g) △H
① 已知下列热化学方程式:
N2(g) +O2(g) =2NO(g) △H1 = + 180.5kJ/mol
2C(s) +O2(g) =2CO(g) △H2=-2210kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3=-393.5kJ/mol
则 △H=_________ 。
②在一定温度下,将2.0molNO、2.4molCO气体通入到固定容积为2 L的密闭容器中,反应过程中部分物质的浓度变化如下图所示。在0~15min,以N2 表示的该反应的平均速度v(N2)=________ 。若保持反应体系温度不变,20min时再容器中充入NO、N2 各0.4mol,化学平衡将_____ 移动 (填“向左”“向右”或“不”)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/22/1907779536748544/1908559076212736/STEM/955cf4fd-4840-4e06-8beb-83b3abada683.png?resizew=195)
(2)在相同温度下,两个体积均为1L 的恒容密闭容器中,发生CO、NO催化转化反应,有关物质的量如下表:
①容器I中平衡后气体的压强为开始时的0.875倍,则a=________ 。
②容器II平衡时的气体压强为p,用平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数K 为________ 。
(3)汽车使用乙醇汽油并不能破少NOx的排放。某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag-ZSW-5对CO、NO 催化转化进行研究。测得NO 转化为N 2的转化率随温度CO 混存量的变化情况如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/22/1907779536748544/1908559076212736/STEM/603e47d5-03bd-4758-bd8b-a7d666fba53d.png?resizew=324)
①在n(NO)/n(CO) =1条件下,最佳温度应控制在_______ 左右。
②若不使用CO,温度超过775 K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为________ 。
③加入CO后NO转化为N2 的转化率增大的原因是_______ (用平衡移动的原理解释)。
(4)以NO2、O2、熔融NaNO3 组成的燃料电池装置如右图所示,在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y,则该电极反应式为_______ 。
(1)汽车尾气中含有NO 和CO气体,可利用催化剂对CO、NO进行催化转化反应:
2CO(g) +2NO(g)
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① 已知下列热化学方程式:
N2(g) +O2(g) =2NO(g) △H1 = + 180.5kJ/mol
2C(s) +O2(g) =2CO(g) △H2=-2210kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3=-393.5kJ/mol
则 △H=
②在一定温度下,将2.0molNO、2.4molCO气体通入到固定容积为2 L的密闭容器中,反应过程中部分物质的浓度变化如下图所示。在0~15min,以N2 表示的该反应的平均速度v(N2)=
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(2)在相同温度下,两个体积均为1L 的恒容密闭容器中,发生CO、NO催化转化反应,有关物质的量如下表:
容器编号 | 起始物质的量/mol | 平衡物质的量/mol | |||
NO | CO | N2 | CO2 | CO2 | |
I | 0.2 | 0.2 | 0 | 0 | a |
II | 0.3 | 0.3 | b | 0.1 | 0.2 |
②容器II平衡时的气体压强为p,用平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数K 为
(3)汽车使用乙醇汽油并不能破少NOx的排放。某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag-ZSW-5对CO、NO 催化转化进行研究。测得NO 转化为N 2的转化率随温度CO 混存量的变化情况如图所示。
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①在n(NO)/n(CO) =1条件下,最佳温度应控制在
②若不使用CO,温度超过775 K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为
③加入CO后NO转化为N2 的转化率增大的原因是
(4)以NO2、O2、熔融NaNO3 组成的燃料电池装置如右图所示,在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y,则该电极反应式为
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更新时间:2018-03-23 21:56:17
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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【推荐1】冬季是雾霾天气高发的季节,其中汽车尾气和燃煤尾气是造成雾霾的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)
2CO2(g)+N2(g)
①在一定条件下,在一个容积固定为2L的密闭容器中充入0.8molNO和1.20molCO,开始反应至3min时测得CO的转化率为20%,则用N2表示的平均反应速率为V(N2)=__________ 。
②对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(CB)也可以表示平衡常数(记作Kp),则该反应平衡常数的表达式Kp=______________ 。
③该反应在低温下能自发进行,该反应的△H_______ 0,(选填“>”、“=”或“<”)
④在某一绝热,恒容的密闭容器中充入一定量的NO、CO发生上述反应,测得正反应的速率随时间变化的曲线如图所示(已知t2—t1=t3—t2)。则下列说法不正确的是__________ 。(填编号)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/2/28/1633807339913216/1636091554160640/STEM/e7c17af586014476ab4dc5a5a9ff9971.png?resizew=176)
A.反应在c点未达到平衡状态 B.反应速率a点小于b点
C.反应物浓度a点大于b点 D.NO的转化率t1—t2=t2—t3
(2)使用甲醇汽油可能减少汽车尾气对环境的污染,某化工厂用水煤气为原料合成甲醇,恒温条件下,在体积可变的密闭容器中发生反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),到达平衡时,测得CO、H2、CH3OH分别为1mol、1mol、1mol,容器的体积为3L,现往容器中继续通入3mol CO,此时v(正)____ v(逆)(选填‘‘>”、“<’’或“=”),判断的理由____________ 。
(3)二甲醚也是清洁能源,用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为:
2CO(g)+4H2(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g)
已知一定条件下,该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比
的变化曲线如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/2/28/1633807339913216/1636091554160640/STEM/49eafcf994ef4336af55f32bb88d8b9d.png?resizew=428)
①a、b、c按从大到小的顺序排序为___________ 。
②某温度下,将2.0mol CO(g)和4.0mol H2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如上图所示,关于温度和压强的关系判断正确的是___________ ;
A.P3>P2,T3>T2 B.P1>P3,T1>T3
C.P2>P4,T4>T2 D.P1>P4,T2>T3
③在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态.当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是___________ :
A.正反应速率先增大后减小
B.逆反应速率先增大后减小
C.化学平衡常数K值增大
D.反应物的体积百分含量增大
E.混合气体的密度减小
F.氢气的转化率减小
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)
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①在一定条件下,在一个容积固定为2L的密闭容器中充入0.8molNO和1.20molCO,开始反应至3min时测得CO的转化率为20%,则用N2表示的平均反应速率为V(N2)=
②对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(CB)也可以表示平衡常数(记作Kp),则该反应平衡常数的表达式Kp=
③该反应在低温下能自发进行,该反应的△H
④在某一绝热,恒容的密闭容器中充入一定量的NO、CO发生上述反应,测得正反应的速率随时间变化的曲线如图所示(已知t2—t1=t3—t2)。则下列说法不正确的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/2/28/1633807339913216/1636091554160640/STEM/e7c17af586014476ab4dc5a5a9ff9971.png?resizew=176)
A.反应在c点未达到平衡状态 B.反应速率a点小于b点
C.反应物浓度a点大于b点 D.NO的转化率t1—t2=t2—t3
(2)使用甲醇汽油可能减少汽车尾气对环境的污染,某化工厂用水煤气为原料合成甲醇,恒温条件下,在体积可变的密闭容器中发生反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g),到达平衡时,测得CO、H2、CH3OH分别为1mol、1mol、1mol,容器的体积为3L,现往容器中继续通入3mol CO,此时v(正)
(3)二甲醚也是清洁能源,用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为:
2CO(g)+4H2(g)
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已知一定条件下,该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比
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①a、b、c按从大到小的顺序排序为
②某温度下,将2.0mol CO(g)和4.0mol H2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如上图所示,关于温度和压强的关系判断正确的是
A.P3>P2,T3>T2 B.P1>P3,T1>T3
C.P2>P4,T4>T2 D.P1>P4,T2>T3
③在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态.当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是
A.正反应速率先增大后减小
B.逆反应速率先增大后减小
C.化学平衡常数K值增大
D.反应物的体积百分含量增大
E.混合气体的密度减小
F.氢气的转化率减小
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐2】工业上用CO、CO2均可以生产甲醇。CO在一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/27/909347ad-cb25-4e3e-92e2-4e9c08b2f79e.png?resizew=563)
(1)图1是反应时CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=___ ;
(2)图2表示该反应进行过程中能量的变化,请根据图象写出反应的热化学方程式:___ ;
(3)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为:4OH-―4e-=O2↑+2H2O,则阴极反应式为:___ ;
(4)一种甲醇燃料电池,使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/31/523073ef-dd3b-4b13-a363-bfe12200c7e8.png?resizew=473)
请写出加入(通入)a物质一极的电极反应式___ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/4/9/2437633207607296/2437728482721792/STEM/f4e6a8c791f94453b116262703cd3cf9.png?resizew=36)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/27/909347ad-cb25-4e3e-92e2-4e9c08b2f79e.png?resizew=563)
(1)图1是反应时CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=
(2)图2表示该反应进行过程中能量的变化,请根据图象写出反应的热化学方程式:
(3)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为:4OH-―4e-=O2↑+2H2O,则阴极反应式为:
(4)一种甲醇燃料电池,使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液。
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请写出加入(通入)a物质一极的电极反应式
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解答题-实验探究题
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(0.4)
解题方法
【推荐3】测定平衡常数对定量认识化学反应具有重要意义。已知:I2能与I-反应成I3-,并在溶液中建立如下平衡:I2+I-
I3-。通过测平衡体系中c(I2)、c(I-)和c(I3-),就可求得该反应的平衡常数。
I、某同学为测定上述平衡体系中c (I2),采用如下方法:取V1mL平衡混合溶液,用c mol/L的Na2S203溶液进行滴定(反应为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6),消耗V2mL的Na2S2O3溶液。根据V1、V2和c可求得c(I2)。
(1)上述滴定时,可采用____ 做指示剂,滴定终点的现象是____ 。
(2)下列对该同学设计方案的分析,正确的是______ 填字母)。
A.方案可行。能准确测定溶液中的c (I2)
B.不可行。因为I-能与Na2S2O3发生反应
C.不可行。只能测得溶液中c(I2)与c(I3-)之和
Ⅱ、化学兴趣小组对上述方案进行改进,拟采用下述方法来测定该反应的平衡常数(室温条件下进行,溶液体积变化忽略不计):
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/2/21/1887283051044864/1889306098188288/STEM/29d6081e28ff4fbeb490fcf1c26fdd5d.png?resizew=563)
已知:①I-和I3-不溶于CC14;②一定温度下碘单质在四氯化碳和水混合液体中,碘单质的浓度比值即是一个常数(用Kd表示,称为分配系数),且室温条件下Kd=85。回答下列问题:
(3)操作I使用的玻璃仪器中,除烧杯、玻璃棒外,还需要的仪器是____ (填名称)。试指出该操作中应注意的事项为____ 。(任写一条)
(4)下层液体中碘单质的物质的量浓度是________ 。
(5)实验测得上层溶液中c(I3-)=0.049 mol/L,结合上述有关数据,计算室温条件下反应I2+I-
I3-的平衡常数K= ___ (用具体数据列出计算式即可)。
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I、某同学为测定上述平衡体系中c (I2),采用如下方法:取V1mL平衡混合溶液,用c mol/L的Na2S203溶液进行滴定(反应为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6),消耗V2mL的Na2S2O3溶液。根据V1、V2和c可求得c(I2)。
(1)上述滴定时,可采用
(2)下列对该同学设计方案的分析,正确的是
A.方案可行。能准确测定溶液中的c (I2)
B.不可行。因为I-能与Na2S2O3发生反应
C.不可行。只能测得溶液中c(I2)与c(I3-)之和
Ⅱ、化学兴趣小组对上述方案进行改进,拟采用下述方法来测定该反应的平衡常数(室温条件下进行,溶液体积变化忽略不计):
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已知:①I-和I3-不溶于CC14;②一定温度下碘单质在四氯化碳和水混合液体中,碘单质的浓度比值即是一个常数(用Kd表示,称为分配系数),且室温条件下Kd=85。回答下列问题:
(3)操作I使用的玻璃仪器中,除烧杯、玻璃棒外,还需要的仪器是
(4)下层液体中碘单质的物质的量浓度是
(5)实验测得上层溶液中c(I3-)=0.049 mol/L,结合上述有关数据,计算室温条件下反应I2+I-
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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解题方法
【推荐1】合成氨反应是重要的化工反应,请回答下列问题:
(1)①NH3(g)+
O2(g)
NO2(g)+
H2O(g) △H=-299.6kJ·mol-1
②H2(g)+
O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ·mol-1
③N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+33.9kJ·mol-1
由上述反应,可求出N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)的△H=___ 。
(2)对于反应①,在恒温恒容(H2O为气态)的容器中,下列选项表明反应已达到平衡的是___ 。
A.混合气体的平均摩尔质量不变
B.混合气体的密度不变
C.气体的颜色不再变化
D.体系内压强不再变化
E.每消耗1molNH3的同时生成1molNO2
(3)已知:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)反应的熵变△S=-0.081kJ·mol-1·K-1,则298K时,该反应___ (填“能”或“不能”)自发进行。
(4)如图为673K温度下,某合成氨塔里各气体组分压强变化图。
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①t1平衡时,氨气的体积分数为___ %(保留位小数)。
②在图中画出氨气组分压强变化图___ 。
③该温度下N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)反应的压力平衡常数Kp=___ (MPa)-2(保留1位小数,Kp为以气体分压表示反应的平衡常数)
(1)①NH3(g)+
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b8503f4706b8321e4e79a87eadea84.png)
②H2(g)+
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③N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+33.9kJ·mol-1
由上述反应,可求出N2(g)+3H2(g)
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(2)对于反应①,在恒温恒容(H2O为气态)的容器中,下列选项表明反应已达到平衡的是
A.混合气体的平均摩尔质量不变
B.混合气体的密度不变
C.气体的颜色不再变化
D.体系内压强不再变化
E.每消耗1molNH3的同时生成1molNO2
(3)已知:N2(g)+3H2(g)
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(4)如图为673K温度下,某合成氨塔里各气体组分压强变化图。
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①t1平衡时,氨气的体积分数为
②在图中画出氨气组分压强变化图
③该温度下N2(g)+3H2(g)
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解答题-原理综合题
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【推荐2】探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有
ⅰ.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3ebe795de7c84c3074a68c9b60ee24e3.png)
ⅱ.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7590ff3189251a9db3c905db3370c99c.png)
ⅲ.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2fdd78aba99582b8701b58caf9b221a2.png)
已知:
为用气体分压表示的平衡常数,分压=物质的量分数×总压。在
下,丙烷单独进料时,平衡体系中各组分的体积分数
见下表。
(1)比较反应自发进行(∆G=∆H-T∆S<0)的最低温度,反应ⅰ_____ 反应 ⅱ(填“>”或“<”)。
(2)①从初始投料到达到平衡,反应 ⅰ、ⅱ、ⅲ 的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为:_____ 。
②平衡体系中检测不到
,可认为存在反应:
,下列相关说法正确的是_____ (填标号)。
a.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a3b51aa598b2e16328eeb06bb192e211.png)
b.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2e47d62ea5d4d7af6366910053c1b309.png)
c.使用催化剂,可提高丙烯的平衡产率
d.平衡后再通入少量丙烷,可提高丙烯的体积分数
③由表中数据推算:丙烯选择性![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/58b266e38d1125a4dfcb967072d4817e.png)
_____ (列出计算式)。
(3)丙烷甲醇共进料时,还发生反应:ⅳ.
,在
下,平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/17/fbe7cc81-3c1c-4c1e-acf2-06194bd23653.png?resizew=296)
①进料比n(丙烷):n(甲醇)
时,体系总反应:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/01796dd655033885a044c3483f598de0.png)
______
。
②随着甲醇投料增加,平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是______ 。
ⅰ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3ebe795de7c84c3074a68c9b60ee24e3.png)
ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7590ff3189251a9db3c905db3370c99c.png)
ⅲ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2fdd78aba99582b8701b58caf9b221a2.png)
已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/febe6ae46e15c2df1772464535e1ce23.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a074e558843805db9689ddd658daa37a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6581916f5a65edfea257c804efee007e.png)
物质 | 丙烯 | 乙烯 | 甲烷 | 丙烷 | 氢气 |
体积分数(%) | 21 | 23.7 | 55.2 | 0.1 | 0 |
(1)比较反应自发进行(∆G=∆H-T∆S<0)的最低温度,反应ⅰ
(2)①从初始投料到达到平衡,反应 ⅰ、ⅱ、ⅲ 的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为:
②平衡体系中检测不到
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/858311ce426469446b9ba40787f21e53.png)
a.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a3b51aa598b2e16328eeb06bb192e211.png)
b.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2e47d62ea5d4d7af6366910053c1b309.png)
c.使用催化剂,可提高丙烯的平衡产率
d.平衡后再通入少量丙烷,可提高丙烯的体积分数
③由表中数据推算:丙烯选择性
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/58b266e38d1125a4dfcb967072d4817e.png)
(3)丙烷甲醇共进料时,还发生反应:ⅳ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d76594f6c5eea9d1204d1217e83f80d4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a074e558843805db9689ddd658daa37a.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/17/fbe7cc81-3c1c-4c1e-acf2-06194bd23653.png?resizew=296)
①进料比n(丙烷):n(甲醇)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f90bae886c8ab958aa4c693bf8e0627d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/01796dd655033885a044c3483f598de0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
②随着甲醇投料增加,平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是
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【推荐3】脱硝通常指将烟气中的氮氧化物(NOx)转化为无害的物质。
(1)选择性催化还原技术(SCR)是目前最成熟的烟气脱硝技术,即在金属催化剂作用下,用还原剂(如NH3)选择性地与NOx反应生成N2和H2O。
①已知:4MH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g) △H=-905.5kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)
2NO(g) △H=+l80kJ •mol-1
完成该方法中主要反应的热化学方程式:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)
4N2(g)+6H2O(g) △H=__________ 。
②该方法应控制反应温度在315〜400℃之间,反应温度不宜过低也不宜过高的原因是_________________ 。
③氨氮比[
]会直接影响该方法的脱硝率,350℃时,只改变氨气的投放量,反应物X的转化率与氨氮比的关系如下图所示,则X是_______ (填学式)。氨氮比由0.5增加到1.0时,脱硝主要反应的平衡将向_______ 方向移动。当
>1.0时,烟气中NO浓度反而增大,主要原因是______ 。
(2)直接电解吸收也是脱硝的一种方法,用6%的稀硝酸吸收NOx生成HNO2(—元弱酸),再将吸收液导入电解槽电解,使之转化为硝酸。电解装置如上右图所示。
①图中b应连接电源的______ (填“正极”或“负极”)。
②将石墨电极设置成颗粒状的目的是___________________ 。
③阳极的电极反应式为_________________ 。
(1)选择性催化还原技术(SCR)是目前最成熟的烟气脱硝技术,即在金属催化剂作用下,用还原剂(如NH3)选择性地与NOx反应生成N2和H2O。
①已知:4MH3(g)+5O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/3/30/1654849681006592/1657178048520192/STEM/c062293b814c4697a426600be20f2cba.png?resizew=33)
N2(g)+O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/3/30/1654849681006592/1657178048520192/STEM/c062293b814c4697a426600be20f2cba.png?resizew=33)
完成该方法中主要反应的热化学方程式:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/3/30/1654849681006592/1657178048520192/STEM/c062293b814c4697a426600be20f2cba.png?resizew=33)
②该方法应控制反应温度在315〜400℃之间,反应温度不宜过低也不宜过高的原因是
③氨氮比[
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e7fe8b8e76b41ecdd92f01fa9cd607c4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e7fe8b8e76b41ecdd92f01fa9cd607c4.png)
(2)直接电解吸收也是脱硝的一种方法,用6%的稀硝酸吸收NOx生成HNO2(—元弱酸),再将吸收液导入电解槽电解,使之转化为硝酸。电解装置如上右图所示。
①图中b应连接电源的
②将石墨电极设置成颗粒状的目的是
③阳极的电极反应式为
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【推荐1】I.大气中CO2含量的增多会导致地球表面温度升高及海洋生态环境改变。
已知:CO2(g)+CaO(s)
CaCO3 (s)
(1) 某研究小组在实验室探究不同温度对CaO吸收CO2效率的影响。在体积相同的密闭容器中,均充入一定量的生石灰和足量CO2,在不同温度下,保持其它初始实验条件不变,发生如上平衡分别在t秒时测定CO2的浓度(mol/L) 如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/4/1916862831697920/1918863985491968/STEM/4d9c6c846353459cb2292d9c3061960c.png?resizew=187)
①该反应在_______ 条件下能自发进行。
A.较高温度 B.较低温度 C.任何温度 D.任何温度下均不能
②A、B、C、D、E五点中,达到化学平衡状态的点是_______ 。
(2)在恒定温度下,一个体积固定为1L的容器中加入20gCaO和一定量的CO2气体,在10分钟达平衡的过程中CO2浓度变化如图所示,为提高CO2的吸收率,下列可以采取的措施有_______ 。
A.缩小反应容器的容积 B.升高温度
C.平衡体系中及时分离出部分CaCO3 D.使用合适的催化剂
若保持平衡时的温度不变,15分钟时将体积迅速增大至2L,在20分钟时重新达到平衡,请在下图中补充体积变化后CO2浓度变化示意图_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/4/1916862831697920/1918863985491968/STEM/5545f69d83dd45b1b9b906da19cf5bf2.png?resizew=190)
Ⅱ.在容积可变的密闭容器中发生反应:mA(g)+nB(g)
pC(g),在一定温度和不同压强下达到平衡时,分别得到A的物质的量浓度如下表
(3)当压强为1×106Pa时,此反应的平衡常数表达式:_______ 。
(4)电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法,右图是该方法处理污水的实验装置示意图,实验过程中,污水的pH始终保持在5.0-6.0之间。接通电源后,阴极产生的气体将污物带到水面形成浮渣而刮去,起到浮选净化作用;阳极产生的沉淀具有吸附性,吸附污物而沉积,起到凝聚净化作用。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/4/1916862831697920/1918863985491968/STEM/5360d0c00d6c4f19aace7d71e9a1c7a7.png?resizew=177)
阳极区生成沉淀的总电极反应为:_______ 。
已知:CO2(g)+CaO(s)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(1) 某研究小组在实验室探究不同温度对CaO吸收CO2效率的影响。在体积相同的密闭容器中,均充入一定量的生石灰和足量CO2,在不同温度下,保持其它初始实验条件不变,发生如上平衡分别在t秒时测定CO2的浓度(mol/L) 如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/4/1916862831697920/1918863985491968/STEM/4d9c6c846353459cb2292d9c3061960c.png?resizew=187)
①该反应在
A.较高温度 B.较低温度 C.任何温度 D.任何温度下均不能
②A、B、C、D、E五点中,达到化学平衡状态的点是
(2)在恒定温度下,一个体积固定为1L的容器中加入20gCaO和一定量的CO2气体,在10分钟达平衡的过程中CO2浓度变化如图所示,为提高CO2的吸收率,下列可以采取的措施有
A.缩小反应容器的容积 B.升高温度
C.平衡体系中及时分离出部分CaCO3 D.使用合适的催化剂
若保持平衡时的温度不变,15分钟时将体积迅速增大至2L,在20分钟时重新达到平衡,请在下图中补充体积变化后CO2浓度变化示意图
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/4/1916862831697920/1918863985491968/STEM/5545f69d83dd45b1b9b906da19cf5bf2.png?resizew=190)
Ⅱ.在容积可变的密闭容器中发生反应:mA(g)+nB(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
压强p/Pa | 2×105 | 5×105 | 1×106 |
c(A)mol·L-1 | 0.08 | 0.20 | 0.44 |
(4)电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法,右图是该方法处理污水的实验装置示意图,实验过程中,污水的pH始终保持在5.0-6.0之间。接通电源后,阴极产生的气体将污物带到水面形成浮渣而刮去,起到浮选净化作用;阳极产生的沉淀具有吸附性,吸附污物而沉积,起到凝聚净化作用。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/4/1916862831697920/1918863985491968/STEM/5360d0c00d6c4f19aace7d71e9a1c7a7.png?resizew=177)
阳极区生成沉淀的总电极反应为:
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【推荐2】碳中和的含义是减少含碳温室气体的排放,采用合适的技术固碳,最终达到平衡。
(1)下列措施对实现“碳中和”不具有直接贡献的一项是_______。
(2)二氧化碳加氢制备甲醇可有效缓解温室效应问题。
已知:(I)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1=+42.3kJ/mol
(II)CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g) ΔH2
(III)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=-49.4kJ/mol
①ΔH2=_______ 。
②在260°C、5MPa恒容条件下发生反应(III),原料气体积组成为V(CO2):V(H2):V(N2)=1:3:l,平衡时CO2的转化率为50%,则H2的压强为_______ MPa,反应(III)的平衡常数:Kp=_______ (MPa)-2(计算结果精确至小数点后两位,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)Ni-CeO2催化CO2加H2形成CH4的反应历程如图1所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注),含碳产物中CH4的物质的量百分数(Y)及CO2的转化率随温度的变化如图2所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/6/2973563340029952/2973726913404928/STEM/3d1b1537-f7b6-407d-8a0a-e466102e5079.png?resizew=631)
①下列对CO2甲烷化反应体系的说法不合理的有_______ 。
A.存在副反应CO2+H2
CO+H2O
B.存在反应CO2+4H2
CH4+2H2O
C.含碳副产物的产率均高于CH4
D.温度高于360°C后,升高温度,甲烷产率将继续保持不变
②CO2甲烷化的过程中,保持CO2与H2的体积比为1:5,反应气的总流量控制在36mL·min-1,260°C时测得CO2转化率为40%,则H2反应速率为_______ mL·min-1。
(1)下列措施对实现“碳中和”不具有直接贡献的一项是_______。
A.采取节能低碳生活方式 |
B.推行生活垃圾分类 |
C.植树造林增加绿色植被 |
D.燃煤锅炉改烧天然气 |
已知:(I)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1=+42.3kJ/mol
(II)CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g) ΔH2
(III)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=-49.4kJ/mol
①ΔH2=
②在260°C、5MPa恒容条件下发生反应(III),原料气体积组成为V(CO2):V(H2):V(N2)=1:3:l,平衡时CO2的转化率为50%,则H2的压强为
(3)Ni-CeO2催化CO2加H2形成CH4的反应历程如图1所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注),含碳产物中CH4的物质的量百分数(Y)及CO2的转化率随温度的变化如图2所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/6/2973563340029952/2973726913404928/STEM/3d1b1537-f7b6-407d-8a0a-e466102e5079.png?resizew=631)
①下列对CO2甲烷化反应体系的说法不合理的有
A.存在副反应CO2+H2
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
B.存在反应CO2+4H2
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
C.含碳副产物的产率均高于CH4
D.温度高于360°C后,升高温度,甲烷产率将继续保持不变
②CO2甲烷化的过程中,保持CO2与H2的体积比为1:5,反应气的总流量控制在36mL·min-1,260°C时测得CO2转化率为40%,则H2反应速率为
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【推荐3】近日,我国科学家根据Co3O4在HZSM-5载体上的单层分散行为设计催化剂用于NH3选择性还原NOx。
已知:①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/06abe6776cbd38d2c2fe4821fc1392b0.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/81ca909e9c72632f57bf8e574b03c934.png)
回答下列问题:
(1)反应
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
_____
。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入
和
,发生反应①。下列叙述正确的是_____(填字母)。
(3)在恒容密闭容器中充入1molNO、2molNO2和4molNH3,在不同组成的催化剂作用下发生上述反应,相同时间内氮氧化物的转化率与温度关系如图所示。_____ 。
②
段变化的原因是_____ 。
③M点_____ (填“达到”或“未达到”)平衡状态,判断依据是_____ 。
段变化的原因可能是_____ 。
(4)一定温度下,在
恒容密闭容器中充入
和
,在催化剂作用下发生反应:①
;②![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/20288f02031645460a1090b0140e6134.png)
。达到平衡时,
的转化率为
,
的选择性为50%[
的选择性
]。则平衡时,
的浓度为_____
,该温度下,反应①的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09b51ee6fe038c30ffb16019af67a9fe.png)
_____ (只列计算式即可):
已知:①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4964257a595fdc3ec99f69b8f9533d57.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/06abe6776cbd38d2c2fe4821fc1392b0.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f085fb5b6673a202129104b6da1ce7d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/81ca909e9c72632f57bf8e574b03c934.png)
回答下列问题:
(1)反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/26f95351b26c6c0124ca1cd7930df9d1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eb3f6e7949a1a34aafd973ea2c01702d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c75d4b9ef6815d804228f575debf4b1.png)
A.混合气体的压强不随时间变化时达到平衡状态 |
B.达到平衡后,充入![]() |
C.达到平衡时,反应放出的热量为![]() |
D.加入高效催化剂,达到平衡前,单位时间内NO的转化率增大 |
(3)在恒容密闭容器中充入1molNO、2molNO2和4molNH3,在不同组成的催化剂作用下发生上述反应,相同时间内氮氧化物的转化率与温度关系如图所示。
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b4400fa462b1ffe3eb8596669c7ef0c3.png)
③M点
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/290227f7aa7a98968dd4bbf787aa6419.png)
(4)一定温度下,在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b54fef3fe3968e7c106ee83221f17fe4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c12edb523184c8bda83b5183f06d67b5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/139638bdfb14bdbbb7cda7cdc02b2668.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4964257a595fdc3ec99f69b8f9533d57.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/20288f02031645460a1090b0140e6134.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/91b81b5042495688ce3688aa25be0157.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9110e80d125190c4b5bed606e1fc2220.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/65d9d0d66a7f8fc34082cf8c45f64839.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c4d9129b79ac985bc46c88b092aeb02.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09b51ee6fe038c30ffb16019af67a9fe.png)
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【推荐1】氨和氨的金属配合物在许多方面有重要应用。回答下列问题:
(1)哈伯·博施(Haber—Bosch)法合成氨反应的能量变化如图所示,则合成氨的热化学方程式为:___________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/17/317ce619-ae29-4c6b-9724-a38ef6e38699.png?resizew=279)
(2)合成氨反应的速率方程为:
,在合成氨过程中,需要不断分离出氨,可能的原因有_____________ 。反应在不同条件下达到平衡,设体系中氨气的物质的量分数为
,在
下的
与p的关系、在
下的
与T的关系如图所示,则____________ (填“曲线a”或“曲线b”)表示的是
下的
与p的关系图像。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/17/f88bf504-54fa-4472-b1df-b889ce9830da.png?resizew=333)
(3)银氨溶液可以显著提高镀银液的稳定性。测得常温下,向![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ec7d5deafeeb338c390c86c1a153242e.png)
溶液中逐滴加入一定浓度的氨水,先出现沉淀,继续滴加氨水至沉淀溶解。测得该过程溶液的酸度值(
)与加入氨水的体积V(氨水)关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/17/49258d09-8f3f-43bc-a9f3-26a4b3efc694.png?resizew=301)
已知e点对应的溶液迅速由浑浊变得澄清,且此时溶液中的
与
均约为
。则b点对应溶液中:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0538b1c9a401ac4a7ba137a3a52cb789.png)
__________
(选填“>”“=”或“<”);常温下,若忽略
的水解,由e点可计算出
的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be67926dcdcae9406c284c19b51258b9.png)
__________ (计算结果保留一位有效数字)。
(4)氨硼烷化合物成储氢材料新星。
(氨硼烷)中H-N-H的键角__________
中H-N-H的键角(选填“>”“=”或“<”)。某储氢材料晶胞如图,八面体中心为金属离子
,顶点均为配体
;四面体中心为硼原子,顶点均为氢原子。该晶体属立方晶系,晶胞棱边夹角均为
,棱长为anm。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/17/06dec432-7314-478a-9924-9fa5aab8bc9e.png?resizew=413)
则晶体的密度为_____________
(只列出计算式,
为阿伏加德罗常数的值)。
(1)哈伯·博施(Haber—Bosch)法合成氨反应的能量变化如图所示,则合成氨的热化学方程式为:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/17/317ce619-ae29-4c6b-9724-a38ef6e38699.png?resizew=279)
(2)合成氨反应的速率方程为:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3a4b41d1fa146d721a9bc15b7e46f58f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/38f73c1bd617cceae5a2d0ce5a233b01.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f99d8eecc059a6ba08bc72d4673960f7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/38f73c1bd617cceae5a2d0ce5a233b01.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/611d32f3241d4879fc76e2b37ef91ca5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/38f73c1bd617cceae5a2d0ce5a233b01.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/38f73c1bd617cceae5a2d0ce5a233b01.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/17/f88bf504-54fa-4472-b1df-b889ce9830da.png?resizew=333)
(3)银氨溶液可以显著提高镀银液的稳定性。测得常温下,向
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ec7d5deafeeb338c390c86c1a153242e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0d3f4b28e32ef69b9918b93092236bc2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/202715aa30a9f84c9bfe5d679840244a.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/17/49258d09-8f3f-43bc-a9f3-26a4b3efc694.png?resizew=301)
已知e点对应的溶液迅速由浑浊变得澄清,且此时溶液中的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cb3b6ba7b338e2fb48434ed24c1e5a08.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e12f2ff9643569e86beb15fd1c77dcfa.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/95e81bf3b5df079d0909900e380c0207.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/972dc7ae14f4a8be0b064f2607692161.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be67926dcdcae9406c284c19b51258b9.png)
(4)氨硼烷化合物成储氢材料新星。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/245c85ce5ebbb2cbf6b32c9792b9cd5d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1163bc05a73653778b05c45aed88addc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/78074858e37b7253065c0e364414a94a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1163bc05a73653778b05c45aed88addc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/06ba22238cdff318a4bd9d4d746b3229.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/17/06dec432-7314-478a-9924-9fa5aab8bc9e.png?resizew=413)
则晶体的密度为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/94319cb7785ab458c2ef329ae536b926.png)
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解题方法
【推荐2】为了达到碳中和,研发二氧化碳的利用技术成为热点。
(1)用二氧化碳氧化乙烷制乙烯,其反应步骤如下:
①C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) ΔH=+136kJ·mol-1
②CO2(g)=CO(g)+
O2(g) ΔH=+283kJ·mol-1
③H2(g)+
O2(g)=H2O(l) ΔH=-285kJ·mol-1
该工艺总反应的热化学方程式为___________ 。
(2)用二氧化碳和甲烷反应可以制工业合成气(CO、H2)。T℃,在1L的密闭容器中分别投入0.2molCO2和0.2molCH4,发生反应:CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g),经5min达到平衡,测得生成CO为0.2mol,则:
①0~5min内用CO2表示的反应速率为___________ 。
②平衡时CH4的转化率为___________ 。
③保持体积不变,其他条件相同时,开始投入0.4molCO2和0.4molCH4,反应达到平衡后生成CO的物质的量___________ 0.4mol(填“>”、“<”或“=”)。
(3)用二氧化碳与氢气催化加氢制乙醇,其反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)=CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH<0.经实验测定在不同投料比x1、x2、x3时CO2的平衡转化率与温度的关系如图曲线所示[x=
]:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/2/25/2923957909839872/2956695705665536/STEM/6dd4fd4f5cf3460c8f7a0511f171e3cc.png?resizew=259)
①x1、x2、x3由大到小的顺序___________ 。
②从平衡角度分析,随温度升高,不同投料比时CO2的平衡转化率趋于相近的原因是___________ 。
③在x=
,温度为T,体积恒定的密闭容器中投入1molCO2时,初始压强为po,经一段时间反应达到平衡,CO2的转化率为50%,列式表示该反应的压强平衡常数Kp=___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压x物质的量分数)。
(1)用二氧化碳氧化乙烷制乙烯,其反应步骤如下:
①C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) ΔH=+136kJ·mol-1
②CO2(g)=CO(g)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cfa1e7ffae662aefb49a44c52d4954d.png)
③H2(g)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cfa1e7ffae662aefb49a44c52d4954d.png)
该工艺总反应的热化学方程式为
(2)用二氧化碳和甲烷反应可以制工业合成气(CO、H2)。T℃,在1L的密闭容器中分别投入0.2molCO2和0.2molCH4,发生反应:CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g),经5min达到平衡,测得生成CO为0.2mol,则:
①0~5min内用CO2表示的反应速率为
②平衡时CH4的转化率为
③保持体积不变,其他条件相同时,开始投入0.4molCO2和0.4molCH4,反应达到平衡后生成CO的物质的量
(3)用二氧化碳与氢气催化加氢制乙醇,其反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)=CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH<0.经实验测定在不同投料比x1、x2、x3时CO2的平衡转化率与温度的关系如图曲线所示[x=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/24a81273b87e4d6247485215d92cf947.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/2/25/2923957909839872/2956695705665536/STEM/6dd4fd4f5cf3460c8f7a0511f171e3cc.png?resizew=259)
①x1、x2、x3由大到小的顺序
②从平衡角度分析,随温度升高,不同投料比时CO2的平衡转化率趋于相近的原因是
③在x=
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解答题-原理综合题
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较难
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解题方法
【推荐3】CO2作为未来的重要碳源,其选择性加氢合成CH3OH一直是研究热点。在CO2加氢合成CH3OH的体系中,同时发生以下反应:
反应ⅰ:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1<0
反应ⅱ:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H2>0
(1)原料CO2可通过捕获技术从空气或工业尾气中获取,下列物质能作为CO2捕获剂的是__ (填标号)。
A. Na2CO3溶液 B. NaOH溶液 C. CH3CH2OH D. NH4Cl溶液
(2)在特定温度下,由稳定态单质生成1mol化合物的焓变叫该物质在此温度下的标准生成焓(△fH
)。下表为几种物质在298K的标准生成焓,则反应ⅱ的△H2=__ kJ•mol-1。
(3)在CO2加氢合成CH3OH的体系中,下列说法错误 的是__ (填标号)。
A. 增大H2浓度有利于提高CO2的转化率
B. 若气体的平均相对分子质量保持不变,说明反应体系已达平衡
C. 体系达平衡后,若压缩体积,则反应ⅰ平衡正向移动,反应ⅱ平衡不移动
D. 选用合适的催化剂可以提高CH3OH在单位时间内的产量
(4)某温度下,向容积为1L的密闭容器中通入1molCO2(g)和5molH2(g),10min后体系达到平衡,此时CO2的转化率为20%,CH3OH的选择性为50%。
已知:CH3OH的选择性χ=
×100%
①用CO2表示0~10min内平均反应速率v(CO2)=___ 。
②反应ⅰ的平衡常数K=___ (写出计算式即可)。
(5)维持压强和投料不变,将CO2和H2按一定流速通过反应器,二氧化碳的转化率α(CO2)和甲醇的选择性χ(CH3OH)随温度变化的关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/2/d80cf2d3-e61a-4bb3-a317-d00bdccf9b63.png?resizew=353)
已知催化剂活性受温度影响变化不大。结合反应ⅰ和反应ⅱ,分析235℃后曲线变化的原因。
①甲醇的选择性随温度升高而下降的原因是___ ;
②二氧化碳的转化率随温度升高也在下降的可能原因是___ 。
反应ⅰ:CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
反应ⅱ:CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
(1)原料CO2可通过捕获技术从空气或工业尾气中获取,下列物质能作为CO2捕获剂的是
A. Na2CO3溶液 B. NaOH溶液 C. CH3CH2OH D. NH4Cl溶液
(2)在特定温度下,由稳定态单质生成1mol化合物的焓变叫该物质在此温度下的标准生成焓(△fH
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c587e1e031517704eb59086af6bfeb1.png)
物质 | H2(g) | CO2(g) | CO(g) | H2O(g) |
△fH![]() | 0 | -394 | -111 | -242 |
A. 增大H2浓度有利于提高CO2的转化率
B. 若气体的平均相对分子质量保持不变,说明反应体系已达平衡
C. 体系达平衡后,若压缩体积,则反应ⅰ平衡正向移动,反应ⅱ平衡不移动
D. 选用合适的催化剂可以提高CH3OH在单位时间内的产量
(4)某温度下,向容积为1L的密闭容器中通入1molCO2(g)和5molH2(g),10min后体系达到平衡,此时CO2的转化率为20%,CH3OH的选择性为50%。
已知:CH3OH的选择性χ=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/458e3e1abb6b434e88c833ba6e4ed4f3.png)
①用CO2表示0~10min内平均反应速率v(CO2)=
②反应ⅰ的平衡常数K=
(5)维持压强和投料不变,将CO2和H2按一定流速通过反应器,二氧化碳的转化率α(CO2)和甲醇的选择性χ(CH3OH)随温度变化的关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/2/d80cf2d3-e61a-4bb3-a317-d00bdccf9b63.png?resizew=353)
已知催化剂活性受温度影响变化不大。结合反应ⅰ和反应ⅱ,分析235℃后曲线变化的原因。
①甲醇的选择性随温度升高而下降的原因是
②二氧化碳的转化率随温度升高也在下降的可能原因是
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