实施以节约能源和减少废气排放为基本内容的节能减排政策,是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。试运用所学知识,回答下列问题:
(1)已知某温度下某反应的化学平衡常数表达式为:K=,它所对应的化学反应为:__________________ 。
(2)已知在一定温度下,
①C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH1=a kJ/mol 平衡常数K1;
②CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH2=b kJ/mol 平衡常数K2;
③C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH3 平衡常数K3。
则K1、K2、K3之间的关系是________ ,ΔH3=__________________ (用含a、b的代数式表示)。
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,发生如下反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如表所示:
该反应的正反应方向是______ 反应(填“吸热”或“放热”),若在500 ℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020 mol/L,在该条件下,CO的平衡转化率为________ 。
(4)高炉炼铁产生的废气中的可进行回收,使其在一定条件下和反应制备甲醇: 。请回答下列问题;
①若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下表:
则下列关系正确的是__________ 。
a. b. c. d.
e.该反应若生成1 ,则放出(热量
②若在一体积可变的密闭容器中充入1 、2 和1 ,达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍,则该反应向__________ (填“正”或“逆”)反应方向移动。
(1)已知某温度下某反应的化学平衡常数表达式为:K=,它所对应的化学反应为:
(2)已知在一定温度下,
①C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH1=a kJ/mol 平衡常数K1;
②CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH2=b kJ/mol 平衡常数K2;
③C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH3 平衡常数K3。
则K1、K2、K3之间的关系是
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,发生如下反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如表所示:
温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
(4)高炉炼铁产生的废气中的可进行回收,使其在一定条件下和反应制备甲醇: 。请回答下列问题;
①若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下表:
容器 | 反应物投入的量 | 反应物的转化率 | 的浓度 | 能量变化(、、均大于0) |
甲 | 1 和2 | 放出 热量 | ||
乙 | 1 | 放出 热量 | ||
丙 | 2 和4 | 放出 热量 |
a. b. c. d.
e.该反应若生成1 ,则放出(热量
②若在一体积可变的密闭容器中充入1 、2 和1 ,达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍,则该反应向
更新时间:2018-07-24 22:20:09
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【推荐1】碳和氮的化合物在生产、生活中广泛存在。请回答下列问题:
(1)甲醇是重要的化工原料,又可作为燃料,工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关反应的化学方程式及其在不同温度下的化学平衡常数如下表所示。
①下列措施能使反应③的平衡体系中增大的是_______ (填字母代号)。
A.将H2O(g)从体系中分离出去
B.恒容充入H2(g), 使体系压强增大
C.升高温度
D.恒容时再充入l mol H2(g)
②500℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、 CH3OH(g)、 H2O(g)的浓度分别为0.8 mol/L、0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.15 mol/L,则此时v(正)________ (填“>”“ =“或“<")v (逆)。
(2)如图表示反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0 在某一时间段反应速率与反应过程的曲线关系图:
①达到平衡后,若只改变一个条件,则t1条件为_____ ;t3条件为_____ ;t4条件为_____ ;
②则图中氨的百分含量最低的时间段是________ (填选项字母).
A. t0-t1 B. t2-t3 C. t3-t4 D. t5-t6 .
③请在上图中画出t6时刻既增加氢气浓度同时又减小氨气浓度的速率随时间的变化图____________ 。
(1)甲醇是重要的化工原料,又可作为燃料,工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关反应的化学方程式及其在不同温度下的化学平衡常数如下表所示。
化学反应 | 化学平衡常数 | 温度(℃) | ||
500 | 700 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(gCH3OH(g) △H | K1 | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) △H2 | K2 | 1.0 | 1.70 | 2.52 |
③3H2(g)+CO2(g)H3OH(g)+ H2O(g) △H3 | K3 |
①下列措施能使反应③的平衡体系中增大的是
A.将H2O(g)从体系中分离出去
B.恒容充入H2(g), 使体系压强增大
C.升高温度
D.恒容时再充入l mol H2(g)
②500℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、 CH3OH(g)、 H2O(g)的浓度分别为0.8 mol/L、0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.15 mol/L,则此时v(正)
(2)如图表示反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0 在某一时间段反应速率与反应过程的曲线关系图:
①达到平衡后,若只改变一个条件,则t1条件为
②则图中氨的百分含量最低的时间段是
A. t0-t1 B. t2-t3 C. t3-t4 D. t5-t6 .
③请在上图中画出t6时刻既增加氢气浓度同时又减小氨气浓度的速率随时间的变化图
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【推荐2】为积极有效应对CO2引起的全球气候变化问题。目前,我国科学实验微型监测数据对外开放共享,该数据有效提高了全球对碳循环过程的理论认识。请回答下列问题:
(1)某温度下有反应:
①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) △H1K1
②N2(g)+O2(g)2NO(g) △H2 K2
③2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H3K3
④CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H4K4
则△H4=__________ (用含△H1、△H2、△H3的代数式表示),K4=_________ (用含K1、K2、K3的代数式表示)。
(2)在某密闭容器中充入1 mol CH4(g)和2.4 mol NO2(g),发生如下反应:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H4<0。
①若改变温度和压强,平衡体系中CO2(g)的物质的量分数如图所示:
下列关于温度和压强的关系判断正确的是__________ (填标号)
A. p1> p2> p3>p4T1>T2>T3>T4 B. p1<p2<p3<p4T1>T2>T3>T4
C. p1> p2> p3>p4T1<T2<T3<T4 D. p1<p2<p3<p4 T1<T2<T3<T4
②测得某温度下,体积为2 L的密闭容器中数据如下表所示:
0~4min内的平均速率v(H2O)=__________ mol·L-1·min-1;该温度下,化学反应的平衡常数K=__________ (保留到小数点后两位,下同);平衡时,NO2的转化率为__________ %。
(1)某温度下有反应:
①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) △H1K1
②N2(g)+O2(g)2NO(g) △H2 K2
③2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H3K3
④CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H4K4
则△H4=
(2)在某密闭容器中充入1 mol CH4(g)和2.4 mol NO2(g),发生如下反应:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H4<0。
①若改变温度和压强,平衡体系中CO2(g)的物质的量分数如图所示:
下列关于温度和压强的关系判断正确的是
A. p1> p2> p3>p4T1>T2>T3>T4 B. p1<p2<p3<p4T1>T2>T3>T4
C. p1> p2> p3>p4T1<T2<T3<T4 D. p1<p2<p3<p4 T1<T2<T3<T4
②测得某温度下,体积为2 L的密闭容器中数据如下表所示:
时间/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 |
n(CH4)/mol | 1 | 0.6 | 0.4 | 0.3 | 0.3 |
n(NO2)/mol | 2.4 | 1.6 | 1.2 | x | y |
0~4min内的平均速率v(H2O)=
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【推荐3】运用化学反应原理知识研究如何利用CO、 SO2等污染物有重要意义。
(1)用CO可以合成甲醇。
已知: ①CO的燃烧热△H1=-283kJ•mol-1
②N2(g)+O2(g)⇌ 2NO(g) △H2=+183kJ•mol-1
则写出CO和NO反应生成无污染气体的热化学反应方程式________ 。
(2)一定压强下,在容积为2L的密闭容器中充入1molCO与2molH2 ,在催化剂作用下发生反应:CO(g)+2H2(g)⇌ CH3OH(g) △H ,CO转化率与温度和压强的关系如下图所示。
①反应的△H____ 0 ,p1___ p2(填>、< 或=)
②100℃时,反应进行了10秒达到平衡状态,用CO表示该反应的化学反应速率是______ ,该反应的化学平衡常数K=____ 。
③下列说法正确的是______ 。
A.若容器内气体密度恒定,反应达到平衡状态 B.若容器内各气体浓度恒定,反应达到平衡状态
C.上述反应中,△H>0 D.反应中,催化剂使平衡向正反应方向移动
(1)用CO可以合成甲醇。
已知: ①CO的燃烧热△H1=-283kJ•mol-1
②N2(g)+O2(g)⇌ 2NO(g) △H2=+183kJ•mol-1
则写出CO和NO反应生成无污染气体的热化学反应方程式
(2)一定压强下,在容积为2L的密闭容器中充入1molCO与2molH2 ,在催化剂作用下发生反应:CO(g)+2H2(g)⇌ CH3OH(g) △H ,CO转化率与温度和压强的关系如下图所示。
①反应的△H
②100℃时,反应进行了10秒达到平衡状态,用CO表示该反应的化学反应速率是
③下列说法正确的是
A.若容器内气体密度恒定,反应达到平衡状态 B.若容器内各气体浓度恒定,反应达到平衡状态
C.上述反应中,△H>0 D.反应中,催化剂使平衡向正反应方向移动
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【推荐1】丙烯是重要的化工原料,可用于生产丙醇、卤代烃和塑料。
(1)工业上用丙烯加成法制各1,2-二氯丙烷,主要副产物为3-氯丙烯。反应原理为:
Ⅰ.
Ⅱ.
则_______ 。
(2)某研究小组向密闭容器中充入一定量的和,分别在A、B两种不同催化剂作用下发生反应Ⅰ,一段时间后测得的产率与温度的关系如下图所示。
①下列说法错误的是___________ (填代号)
A.使用催化剂A的最佳温度约为250℃
B.相同条件下,改变压强不影响的产率
C.两种催化剂均能降低反应的活化能,但不变
D.P点可能为对应温度下的平衡产率
②在催化剂A作用下,温度低于200℃时,的产率随温度升高变化不大,主要原因是___________ 。
(3)在不同温度下达到平衡,在总压强分别为和时,测得丙烷及丙烯的物质的量分数如图所示。
①a、d代表___________ (填“丙烷”或“丙烯”),该反应为___________ 反应(填“放热”或“吸热”)。
②起始时充入一定量丙烷,在恒压条件下发生反应,Q点对应温度下丙烷的转化率为___________ 。(保留1位小数),该温度下反应的平衡常数___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)丙烷氧化脱氢法制备丙烯的反应:,过程中还生成等副产物。的转化率和的产率随温度变化关系如图所示。从图可知,能提高选择性的措施是___________ 。()
(1)工业上用丙烯加成法制各1,2-二氯丙烷,主要副产物为3-氯丙烯。反应原理为:
Ⅰ.
Ⅱ.
则
(2)某研究小组向密闭容器中充入一定量的和,分别在A、B两种不同催化剂作用下发生反应Ⅰ,一段时间后测得的产率与温度的关系如下图所示。
①下列说法错误的是
A.使用催化剂A的最佳温度约为250℃
B.相同条件下,改变压强不影响的产率
C.两种催化剂均能降低反应的活化能,但不变
D.P点可能为对应温度下的平衡产率
②在催化剂A作用下,温度低于200℃时,的产率随温度升高变化不大,主要原因是
(3)在不同温度下达到平衡,在总压强分别为和时,测得丙烷及丙烯的物质的量分数如图所示。
①a、d代表
②起始时充入一定量丙烷,在恒压条件下发生反应,Q点对应温度下丙烷的转化率为
(4)丙烷氧化脱氢法制备丙烯的反应:,过程中还生成等副产物。的转化率和的产率随温度变化关系如图所示。从图可知,能提高选择性的措施是
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【推荐2】研究处理NOx对环境保护有着重要的意义。回答下列问题:
(1)如图是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,则E1__ (填“增大”“减小”或“不变”,下同),△H__ 。请写出NO2和CO反应的热化学方程式:___ 。
(2)一定条件下,用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ•mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160kJ•mol-1
下列选项正确的是__ (填标号)。
(3)利用反应C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g) △H=-34.0kJ•mol-1,一定条件下消除NO的污染。在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体,测得NO的转化率α(NO)随温度的变化如图所示:
①由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,原因是__ ;在1100K时,CO2的体积分数为__ 。
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=__ (已知:气体分压=气体总压×体积分数)。
(4)在汽车尾气的净化装置中CO和NO发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H2=-746.8kJ•mol-1。实验测得,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,只与温度有关)。
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若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则=__ (保留2位有效数字)。
(1)如图是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,则E1
(2)一定条件下,用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ•mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160kJ•mol-1
下列选项正确的是
A.CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ•mol-1 |
B.CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H3>△H1 |
C.若用0.2molCH4还原NO2至N2,则反应中放出的热量一定为173.4kJ |
D.若用标准状况下2.24LCH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子为1.6mol |
①由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,原因是
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=
(4)在汽车尾气的净化装置中CO和NO发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H2=-746.8kJ•mol-1。实验测得,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,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数
②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则=
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【推荐3】当前,我国公布了实现“碳达峰、碳中和”目标的具体时间。因此,含碳化合物的综合利用,有效缓解温室效应成为研究热点。回答下列问题:
(1)CO2可与 H2制甲醇:
在催化剂作用下,发生以下反应:
I. CO2(g)+3 H2 (g) CH3OH(g)+H2O(g) H1 = - 49 kJ·mol-1
II. CO2(g)+ H2 (g) CO(g)+ H2O(g) H2 = + 41 kJ·mol-1
则:III. CO (g) + 2H2(g) CH3OH(g) H =___________ 。若将等物质的量的 CO 和 H2 充入恒温恒容密闭容器中进行反应III,下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是 ___________ 。
A.生成 CH3OH 的速率与生成 H2的速率相等
B.CO 的体积分数保持不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.CO和 H2 的物质的量之比为 1: 2
(2)在钯基催化剂表面上,甲醇制氢的反应历程如图所示,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。该历程中最大能垒(活化能)Ea =___________ kJ·mol-1,写出该步骤的化学方程式:___________ 。
(3)利用 CO2和 CH4重整也是实现“碳中和”目标的重要途径: CO2 (g)+CH4 (g)2CO(g)+2H2(g) H > 0,在密闭容器中通入物质的量均为 0.1 mol 的 CH4和CO2,在一定条件下发生上述反应, CH4的平衡转化率与温度及压强(单位:Pa)的关系如图所示。
①结合图示,p1___________ p2,在p2下,y点时v正 ___________ v逆 (填“>”“<”或“=”)
②用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数 Kp,则x点对应温度下反应的平衡常数Kp =__________ (已知:气体分压 = 气体总压 X 气体的物质的量分数)。
(1)CO2可与 H2制甲醇:
在催化剂作用下,发生以下反应:
I. CO2(g)+3 H2 (g) CH3OH(g)+H2O(g) H1 = - 49 kJ·mol-1
II. CO2(g)+ H2 (g) CO(g)+ H2O(g) H2 = + 41 kJ·mol-1
则:III. CO (g) + 2H2(g) CH3OH(g) H =
A.生成 CH3OH 的速率与生成 H2的速率相等
B.CO 的体积分数保持不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.CO和 H2 的物质的量之比为 1: 2
(2)在钯基催化剂表面上,甲醇制氢的反应历程如图所示,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。该历程中最大能垒(活化能)Ea =
(3)利用 CO2和 CH4重整也是实现“碳中和”目标的重要途径: CO2 (g)+CH4 (g)2CO(g)+2H2(g) H > 0,在密闭容器中通入物质的量均为 0.1 mol 的 CH4和CO2,在一定条件下发生上述反应, CH4的平衡转化率与温度及压强(单位:Pa)的关系如图所示。
①结合图示,p1
②用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数 Kp,则x点对应温度下反应的平衡常数Kp =
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【推荐1】可用以下方法处理尾气中的
方法一:活性炭还原法:,一定条件下,各物质浓度与时间的关系如图:
(1)该反应的平衡常数表达式为K=________ ,第一次达到平衡的时间是第_____ min。
(2)0~20min化学反应速率表示υ(SO2)=_________ 。
(3)30min时平衡发生移动的条件是__________________ 。
方法二:亚硫酸钠吸收法
(1)溶液吸收的离子方程式为_______________________ 。
(2)常温下,当完全转化为时,溶液中相关离子浓度关系为:
______ (填“>”、“=”或“<”)
______ (填“>”、“=”或“<”)
方法一:活性炭还原法:,一定条件下,各物质浓度与时间的关系如图:
(1)该反应的平衡常数表达式为K=
(2)0~20min化学反应速率表示υ(SO2)=
(3)30min时平衡发生移动的条件是
方法二:亚硫酸钠吸收法
(1)溶液吸收的离子方程式为
(2)常温下,当完全转化为时,溶液中相关离子浓度关系为:
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【推荐2】合理利用资源,加强环境保护,降低碳的排放,实施低碳经济是今后经济生活主流。
(1)下列措施不利于有效减少二氧化碳排放的是___________。
(2)科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究,如将CO2和H2以1∶4比例混合通入反应器,在适当条件下反应可获得一种重要能源。请完成以下化学方程式:
CO2+4H2___________ +2H2O。
(3)CO2合成生产燃料甲醇(CH3OH)是碳减排的新方向。现进行如下实验:某温度下在体积为1 L的密闭容器中,充入2 mol CO2和6 mol H2,发生反应: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)能判断该反应已达化学反应限度的标志是___________ (填字母)。
A.CO2百分含量保持不变
B.容器中H2浓度与CO2浓度之比为3:1
C.容器中混合气体的质量保持不变
D.CO2的生成速率与CH3OH的生成速率相等
现测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=___________ mol/(L·min)。该反应平衡常数的表达式___________ 。
(4)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1275.6kJ∙mol-1
②H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ∙mol-1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式___________ 。
(1)下列措施不利于有效减少二氧化碳排放的是___________。
A.植树造林,保护森林,保护植被 |
B.加大对煤和石油的开采,并鼓励使用石油液化气 |
C.大力发展风能、水力、潮汐能发电和核电,大力推行太阳能的综合开发 |
D.推广使用节能灯和节能电器,使用空调时夏季温度不宜设置过低,冬天不宜过高E.倡导出行时多步行和骑自行车,建设现代物流信息系统,减少运输工具空驶率 |
CO2+4H2
(3)CO2合成生产燃料甲醇(CH3OH)是碳减排的新方向。现进行如下实验:某温度下在体积为1 L的密闭容器中,充入2 mol CO2和6 mol H2,发生反应: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)能判断该反应已达化学反应限度的标志是
A.CO2百分含量保持不变
B.容器中H2浓度与CO2浓度之比为3:1
C.容器中混合气体的质量保持不变
D.CO2的生成速率与CH3OH的生成速率相等
现测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=
(4)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1275.6kJ∙mol-1
②H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ∙mol-1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式
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【推荐3】减少氮的氧化物和碳的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。
(1)已知:N2(g) +O2(g) =2NO (g)△H=+180.5kJ·mol-1
C (s) +O2(g) =CO2(g)△H=-393.5 kJ·mol-1
2C (s) +O2(g) =2CO (g)△H=-221 kJ·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__ ,该反应(填高温、低温)__ 能自发进行。
(2)在密闭容器中充入5molCO和4molNO,发生上述(1)中某反应,如图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。回答下列问题:
①温度:T1______ T2(填“<”或“>”)。
②某温度下,若反应进行到10分钟达到平衡状态D点时,容器的体积为2L,则此时的平衡常数K=___ L/mol(保留两位有效数字);用CO的浓度变化表示的平均反应速率(CO)=____ 。
③若在D点对反应容器升温的同时扩大体积至体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的_______ 点。
(3)N2O5在一定条件下可发生分解:2N2O54NO2(g)+O2(g),一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是_____ (填字母)。
a.NO2和O2的浓度比保持不变b.容器中压强不再变化
c.2V正(NO2)=V逆(N2O5)d.气体的密度保持不变
(4)用CH4催化还原NOx可以消除污染,若将反应CH4+2NO2=CO2+2H2O+N2设计为原电池,电池内部是掺杂氧化钇的氧化锆晶体,可以传导O2-,则电池的正极反应式为______ 。
(1)已知:N2(g) +O2(g) =2NO (g)△H=+180.5kJ·mol-1
C (s) +O2(g) =CO2(g)△H=-393.5 kJ·mol-1
2C (s) +O2(g) =2CO (g)△H=-221 kJ·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)在密闭容器中充入5molCO和4molNO,发生上述(1)中某反应,如图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。回答下列问题:
①温度:T1
②某温度下,若反应进行到10分钟达到平衡状态D点时,容器的体积为2L,则此时的平衡常数K=
③若在D点对反应容器升温的同时扩大体积至体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的
(3)N2O5在一定条件下可发生分解:2N2O54NO2(g)+O2(g),一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是
a.NO2和O2的浓度比保持不变b.容器中压强不再变化
c.2V正(NO2)=V逆(N2O5)d.气体的密度保持不变
(4)用CH4催化还原NOx可以消除污染,若将反应CH4+2NO2=CO2+2H2O+N2设计为原电池,电池内部是掺杂氧化钇的氧化锆晶体,可以传导O2-,则电池的正极反应式为
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【推荐1】I.二甲醚是一种重要的清洁燃料,可以通过CH3OH分子间脱水制得:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-23.5 kJ· mol-1。在t1℃,恒容密闭容器中建立上述平衡,体系中各组分浓度随时间变化如图所示。
(1)在t1℃时,达到平衡时n(CH3OCH3) ∶n(CH3OH) ∶n(H2O)=___________ 。
(2)相同条件下,若改变起始浓度,某时刻各组分浓度依次为c(CH3OH)=0.4 mol·L-1、c(H2O)=0.6 mol·L-1、c(CH3OCH3)=2.4 mol·L-1,此时正、逆反应速率的大小:v正___________ v逆(填“>”、“<”或“=”),反应向___________ 反应方向进行(填“正”或“逆”)。
II.已知可逆反应:M(g)+N(g)⇌P(g)+Q(g) ΔH>0,请回答下列问题:
(3)在某温度下,反应物的起始浓度分别为c(M)=1 mol·L-1,c(N)=2.4 mol·L-1.达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为___________ 。
(4)若反应温度升高,M的转化率___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为c(M)=4 mol·L-1,c(N)=amol·L-1;达到平衡后,c(P)=2 mol·L-1,a=___________ 。
(1)在t1℃时,达到平衡时n(CH3OCH3) ∶n(CH3OH) ∶n(H2O)=
(2)相同条件下,若改变起始浓度,某时刻各组分浓度依次为c(CH3OH)=0.4 mol·L-1、c(H2O)=0.6 mol·L-1、c(CH3OCH3)=2.4 mol·L-1,此时正、逆反应速率的大小:v正
II.已知可逆反应:M(g)+N(g)⇌P(g)+Q(g) ΔH>0,请回答下列问题:
(3)在某温度下,反应物的起始浓度分别为c(M)=1 mol·L-1,c(N)=2.4 mol·L-1.达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为
(4)若反应温度升高,M的转化率
(5)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为c(M)=4 mol·L-1,c(N)=amol·L-1;达到平衡后,c(P)=2 mol·L-1,a=
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【推荐2】工业上可用“氨催化氧化法”生产NO,主要副产物为N2.请回答下列问题:
(1)以氨气、氧气为原料,在催化剂存在下生成NO和副产物N2的热化学方程式如下:
①4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
②4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)
③N2(g)+O2(g)2NO(g)
则上述反应热效应之间的关系式为=___________ 。
(2)某化学研究性学习小组模拟工业合成NO的反应。在1110K时,向一恒容密闭容器内充入1molNH3和2.8molO2,加入合适催化剂(催化剂的体积大小可忽略不计),保持温度不变,只发生反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) <0。
①下列各项能说明反应已达到化学平衡状态的是___________ (填字母序号)。
a.5c(NH3)=4c(O2)
b.NH3的生成速率与NO的生成速率相等
c.混合气体的压强不变
d.混合气体的密度不变
②若其他条件不变,将容器改为恒容的绝热容器,在达到平衡后的体系温度下的化学平衡常数为K1,则K1___________ K(填“>”“<”或“=”)。
(3)对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程如下:
第一步:2NO(g)→N2O2(g)(快速平衡),第二步:N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢反应),其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡,第一步反应中:v正=k1正•c2(NO),v逆=k1逆•c(N2O2),k1正、k1逆为速率常数,仅受温度影响。下列叙述正确的是___________ 。
a.整个反应的速率由第一步反应速率决定
b.第一步反应的平衡常数K=
c.第二步反应速率慢,因而平衡转化率也低
d.第二步反应的活化能比第一步反应的活化能高
(4)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOX的排放,某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag﹣ZSW﹣5催化,测得NO分解转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。
①在=1条件下,最佳温度应控制在___________ 左右。
②用平衡移动原理解释加入CO后NO转化为N2的转化率增大的原因:___________ 。
(1)以氨气、氧气为原料,在催化剂存在下生成NO和副产物N2的热化学方程式如下:
①4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
②4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)
③N2(g)+O2(g)2NO(g)
则上述反应热效应之间的关系式为=
(2)某化学研究性学习小组模拟工业合成NO的反应。在1110K时,向一恒容密闭容器内充入1molNH3和2.8molO2,加入合适催化剂(催化剂的体积大小可忽略不计),保持温度不变,只发生反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) <0。
①下列各项能说明反应已达到化学平衡状态的是
a.5c(NH3)=4c(O2)
b.NH3的生成速率与NO的生成速率相等
c.混合气体的压强不变
d.混合气体的密度不变
②若其他条件不变,将容器改为恒容的绝热容器,在达到平衡后的体系温度下的化学平衡常数为K1,则K1
(3)对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程如下:
第一步:2NO(g)→N2O2(g)(快速平衡),第二步:N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢反应),其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡,第一步反应中:v正=k1正•c2(NO),v逆=k1逆•c(N2O2),k1正、k1逆为速率常数,仅受温度影响。下列叙述正确的是
a.整个反应的速率由第一步反应速率决定
b.第一步反应的平衡常数K=
c.第二步反应速率慢,因而平衡转化率也低
d.第二步反应的活化能比第一步反应的活化能高
(4)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOX的排放,某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag﹣ZSW﹣5催化,测得NO分解转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。
①在=1条件下,最佳温度应控制在
②用平衡移动原理解释加入CO后NO转化为N2的转化率增大的原因:
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【推荐3】一氧化碳是一种重要的工业原料,以下是利用一氧化碳大规模制取氢气的方法: 。
(1)欲提高CO的平衡转化率,理论上可以采取的措施为_______。
(2)800℃时,该反应的平衡常数,在容积为1L的密闭容器中进行反应,测得某一时刻混合物中CO、、、的物质的量分别为1mol、1mol、3mol、1mol。
①写出该反应的平衡常数表达式_______ 。
②该时刻反应_______ (填“正向进行”“逆向进行”或“达平衡”)。
(3)830℃时,该反应的平衡常数,在容积为2L的密闭容器中,将2molCO与混合加热到830℃,反应达平衡时CO的转化率为_______ 。
(4)下图表示不同温度条件下,CO平衡转化率随着的变化趋势。、和的大小关系是_______ ,请说明理由_______ 。
(5)实验发现,其它条件不变,在相同时间内,向反应体系中投入一定量的CaO可以增大的体积分数,实验结果如下图所示。(已知:1微米米,1纳米米)。
投入纳米CaO比微米CaO,的体积分数更高的原因是_______ 。
(1)欲提高CO的平衡转化率,理论上可以采取的措施为_______。
A.升高温度 | B.增大压强 |
C.通入过量 | D.加入催化剂 |
(2)800℃时,该反应的平衡常数,在容积为1L的密闭容器中进行反应,测得某一时刻混合物中CO、、、的物质的量分别为1mol、1mol、3mol、1mol。
①写出该反应的平衡常数表达式
②该时刻反应
(3)830℃时,该反应的平衡常数,在容积为2L的密闭容器中,将2molCO与混合加热到830℃,反应达平衡时CO的转化率为
(4)下图表示不同温度条件下,CO平衡转化率随着的变化趋势。、和的大小关系是
(5)实验发现,其它条件不变,在相同时间内,向反应体系中投入一定量的CaO可以增大的体积分数,实验结果如下图所示。(已知:1微米米,1纳米米)。
投入纳米CaO比微米CaO,的体积分数更高的原因是
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