已知:
又已知不同温度下,、的值如下:
(1)若时进行反应①,的起始浓度为,后建立平衡,则的转化率为__________ ,用表示的反应速率为__________ 。
(2)进行反应③,其平衡常数为为__________ (求具体数值),焓变__________ (填“>”“=”或“<”)0,若已知该反应仅在高温时正反应自发,则__________ (填“>”“=”或“<”)0。
(3)下列图象符合反应②的是__________ (填序号)。(图中v是速率,为混合物中的体积分数)
① | ||
② | ||
③ |
温度/℃ | ||
500 | ||
700 | ||
900 |
(2)进行反应③,其平衡常数为为
(3)下列图象符合反应②的是
更新时间:2018-11-30 23:06:58
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【推荐1】乙苯(C8H10)可生产塑料单体苯乙烯(C8H8),其反应原理是:
C8H10(g)C8H8(g)+H2(g) △H=+125kJ·mol-1
I、 某温度下,将0.40mol乙苯、充入1L真空密闭容器中发生反应,测定不同时间该容器内物质的量,得到数据如下表:
(1)当反应进行到20min时,该段时间内H2的平均反应速率是_________ 。
(2)该温度下,该反应的化学平衡常数是__________ (精确到小数点后三位)
(3)若保持其他条件不变,用0.40molH2(g)和0.40molC8H8(g)合成C8H10(g),当有25kJ热量放出时,该反应中H2的转化率是___________ 。此时,该反应是否达到了平衡状态?_________
II、工业上以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(不参与反应),C8H10(g)的平衡转化率与水蒸气的用量、体系的温度、压强的关系如图I、图II所示。
(4)由图I可知,T1____ T2(填“大于”、“小于”或“等于”)
(5)由图II可知,当其他条件不变时,水蒸气的用量越大,C8H10的平衡转化率将_____ (填“越大”、“越小”或“不变”,下同),平衡常数K将_________ 。
III、氢化热是指在一定条件下,1mol不饱和化合物加氢时放出的热量,表中是环己烯1,3——环己二烯和苯的氢化热数据:
(6)1,3环己二烯的稳定性_______ 苯(填“大于”、“小于”或“等于”)
(7)常温下,苯与等物质的量的H2发生加成反应的热化学方程式为_________ 。
(8)与环己烯互为同分异构体的无支链的链烃共有_____ 种。
(不考虑一个碳原子上连有两个双链,不考虑立体结构)
C8H10(g)C8H8(g)+H2(g) △H=+125kJ·mol-1
I、 某温度下,将0.40mol乙苯、充入1L真空密闭容器中发生反应,测定不同时间该容器内物质的量,得到数据如下表:
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
n(C8H10)/mol | 0.40 | 0.30 | 0.26 | n2 | n3 |
n(C8H8)/mol | 0.00 | 0.10 | n1 | 0.16 | 0.16 |
(1)当反应进行到20min时,该段时间内H2的平均反应速率是
(2)该温度下,该反应的化学平衡常数是
(3)若保持其他条件不变,用0.40molH2(g)和0.40molC8H8(g)合成C8H10(g),当有25kJ热量放出时,该反应中H2的转化率是
II、工业上以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(不参与反应),C8H10(g)的平衡转化率与水蒸气的用量、体系的温度、压强的关系如图I、图II所示。
(4)由图I可知,T1
(5)由图II可知,当其他条件不变时,水蒸气的用量越大,C8H10的平衡转化率将
III、氢化热是指在一定条件下,1mol不饱和化合物加氢时放出的热量,表中是环己烯1,3——环己二烯和苯的氢化热数据:
物质 | |||
氢化热(kJ/mol) | 119.7 | 232.7 | 208.4 |
(6)1,3环己二烯的稳定性
(7)常温下,苯与等物质的量的H2发生加成反应的热化学方程式为
(8)与环己烯互为同分异构体的无支链的链烃共有
(不考虑一个碳原子上连有两个双链,不考虑立体结构)
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【推荐2】实现碳达峰和碳中和目标的有效方式之一是二氧化碳直接加氢合成高附加值产品(烃类和烃的衍生物),回答下列问题:
(1)二氧化碳加氢合成甲醇:。
已知几种共价键的键能数据如下:
__________ 。
(2)加氢制备乙烯: 。在密闭容器中通入和发生上述反应,测得平衡常数K的自然对数与温度的关系如图1中直线______ (填“a”或“b”)。
(3)一定条件下发生反应: ,改变外界一个条件,反应速率与时间关系如图2所示。时改变的条件是__________ ,上述三个平衡状态中,原料转化率最大的是______ (填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”),判断依据是__________ 。
(4)一定条件下,向一密闭容器中投入和,此时压强为,发生如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
达到平衡时,的平衡转化率为80%,的选择性为60%。反应Ⅱ的平衡常数__________ (结果保留2位有效数字)。
注明:用分压计算的平衡常数为,分压=总压×物质的量分数。
(1)二氧化碳加氢合成甲醇:。
已知几种共价键的键能数据如下:
共价键 | C=O | H—C | C—O | H—O | H—H |
键能/ | 799 | 413 | 358 | 467 | 436 |
(2)加氢制备乙烯: 。在密闭容器中通入和发生上述反应,测得平衡常数K的自然对数与温度的关系如图1中直线
(3)一定条件下发生反应: ,改变外界一个条件,反应速率与时间关系如图2所示。时改变的条件是
(4)一定条件下,向一密闭容器中投入和,此时压强为,发生如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
达到平衡时,的平衡转化率为80%,的选择性为60%。反应Ⅱ的平衡常数
注明:用分压计算的平衡常数为,分压=总压×物质的量分数。
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【推荐3】氨是化学实验室及化工生产中的重要物质,应用广泛。
(1)已知25℃时:N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H1=+183 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H2=-571. 6 kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g) =4NO(g)+6H2O(1) △H3=-1164.4 kJ·mol-1
则合成氨的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=___________ kJ·mol-1。
(2)在恒温恒容容积为a L的密闭容器中进行合成氨的反应,起始加入N2 1.0 molH23.0 mol。
①该温度下合成氨反应的平衡常数表达式为__________________ ;
②经过2min达到化学平衡状态时测得H2的转化率为40%,则平均化学反应速率v(NH3)__________ ;
③若其它条件不变增大压强,则合成氨反应的化学平衡常数____________ (填“变大”、“变小或“不变”);
④L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时,合成氨反应中H2 (g)的平衡转化率随X的变化关系。
i .X代表的物理量是________________ ,
ii.判断L1、L2的大小关系____________ (填“>”“ <”或“ = ”),并简述理由:______________ 。
(1)已知25℃时:N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H1=+183 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H2=-571. 6 kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g) =4NO(g)+6H2O(1) △H3=-1164.4 kJ·mol-1
则合成氨的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=
(2)在恒温恒容容积为a L的密闭容器中进行合成氨的反应,起始加入N2 1.0 molH23.0 mol。
①该温度下合成氨反应的平衡常数表达式为
②经过2min达到化学平衡状态时测得H2的转化率为40%,则平均化学反应速率v(NH3)
③若其它条件不变增大压强,则合成氨反应的化学平衡常数
④L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时,合成氨反应中H2 (g)的平衡转化率随X的变化关系。
i .X代表的物理量是
ii.判断L1、L2的大小关系
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【推荐1】掺杂硒的纳米氧化亚铜催化剂可用于工业上合成甲醇。
反应原理:。
已知:,。
(1)若按的投料比将与充入VL的刚性恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测定的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①压强由大到小的顺序是___________ (选填编号)。
A. B.
②,若向该容器中充入和发生上述反应,后反应达到平衡(M点),则内,___________ 。
③N点的___________ 。X、Y、M、N四点,平衡常数从大到小关系是___________ 。
(2)若向起始温度为的刚性恒容密闭容器中充入和,发生反应,体系总压强(p)与时间(t)的关系如图中曲线I所示;曲线Ⅱ为只改变某一条件的变化曲线,曲线中平衡温度与起始温度相同。
①曲线Ⅱ所对应的改变的条件可能为___________ 。
②体系总压强先增大后减小的原因为___________ 。
③该条件下的平衡转化率为___________ %(保留一位小数)。
反应原理:。
已知:,。
(1)若按的投料比将与充入VL的刚性恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测定的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①压强由大到小的顺序是
A. B.
②,若向该容器中充入和发生上述反应,后反应达到平衡(M点),则内,
③N点的
(2)若向起始温度为的刚性恒容密闭容器中充入和,发生反应,体系总压强(p)与时间(t)的关系如图中曲线I所示;曲线Ⅱ为只改变某一条件的变化曲线,曲线中平衡温度与起始温度相同。
①曲线Ⅱ所对应的改变的条件可能为
②体系总压强先增大后减小的原因为
③该条件下的平衡转化率为
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【推荐2】CO在工农业生产中有广泛用途。
(1)工业上可用C与水蒸气在高温下制CO,反应原理为:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H>0。写出该反应的平衡常数表达式K=_______ 。
(2)向1L容积不变的密闭容器中,加入24gC,并使之均匀地平铺在容器底部,然后再加入18gH2O(g),发生上述反应。达到平衡后,测得H2的浓度为0.75mol/L。若按如下配比改变起始加入量,则达到平衡后,H2的浓度仍为0.75mol/L的是_______(填字母)。
(3)工业上可用CO制备甲醇(CH3OH)。
原理为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H
①达到平衡后,若保持容器体积恒定,充入氦气,则平衡_______ (填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”,下同);若保持容器压强恒定,充入氦气,则平衡_______ 。
②在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中充入相同的CO和H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变,在其它条件相同的情况下,实验测得反应均进行到tmin时CH3OH(g)的体积分数如图I所示,此时Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定处于化学平衡状态的是_______ (填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”);据此判断上述反应的△H_______ 0(填“>”或“<”)。
(4)CO可用于工业炼铁:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)。在T℃、2L恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示的物质的量加入各物质,反应经过一段时间后达到平衡。
若甲容器中CO的平衡转化率为60%,则T℃时,乙容器中CO的平衡转化率为_______ 。
(1)工业上可用C与水蒸气在高温下制CO,反应原理为:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H>0。写出该反应的平衡常数表达式K=
(2)向1L容积不变的密闭容器中,加入24gC,并使之均匀地平铺在容器底部,然后再加入18gH2O(g),发生上述反应。达到平衡后,测得H2的浓度为0.75mol/L。若按如下配比改变起始加入量,则达到平衡后,H2的浓度仍为0.75mol/L的是_______(填字母)。
A.8gC(s)+18gH2O(g) |
B.2molCO+2molH2 |
C.0.5molCO+0.5molH2 |
D.27gC(s)+9gH2O+0.5molCO+0.5molH2 |
原理为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H
①达到平衡后,若保持容器体积恒定,充入氦气,则平衡
②在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中充入相同的CO和H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变,在其它条件相同的情况下,实验测得反应均进行到tmin时CH3OH(g)的体积分数如图I所示,此时Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定处于化学平衡状态的是
(4)CO可用于工业炼铁:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)。在T℃、2L恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示的物质的量加入各物质,反应经过一段时间后达到平衡。
Fe2O3 | CO | Fe | CO2 | |
甲/mol | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
乙/mol | 1.0 | 1.5 | 1.0 | 1.0 |
若甲容器中CO的平衡转化率为60%,则T℃时,乙容器中CO的平衡转化率为
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【推荐3】氨气是重要化工产品之一。传统的工业合成氨技术的反应原理是:N2(g)+3H2(g)NH3(g)ΔH=-92.4 kJ/mol。在500 ℃、20 MPa时,将N2、H2置于一个固定容积的密闭容器中发生反应,反应过程中各种物质的量变化如图所示,回答下列问题:
(1)计算反应在第一次平衡时的平衡常数K=_______ 。(保留二位小数)
(2)产物NH3在5~10 min、25~30min和45~50 min时平均反应速率(平均反应速率分别以v1、v2、v3表示)从大到小排列次序为_________________ 。
(3)H2在三次平衡阶段的平衡转化率分别以α1、α2、α3表示,其中最小的是 。
(4)由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是_______ ,采取的措施是________ 。
(5)请在下图中用实线表示25~60min 各阶段化学平衡常数K的变化图象。_________
(1)计算反应在第一次平衡时的平衡常数K=
(2)产物NH3在5~10 min、25~30min和45~50 min时平均反应速率(平均反应速率分别以v1、v2、v3表示)从大到小排列次序为
(3)H2在三次平衡阶段的平衡转化率分别以α1、α2、α3表示,其中最小的是 。
(4)由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是
(5)请在下图中用实线表示25~60min 各阶段化学平衡常数K的变化图象。
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解题方法
【推荐1】回答下列问题:
(1)在容积的刚性恒温容器中充入和,发生反应,,反应过程中测得容器内压强的变化如表所示。
①20min后,充入惰性气体增大压强,_____________ (填写“>”“=”“<”);20min后转化率为_____________ (只写结果),浓度平衡常数=_____________ (只写结果)
②25min时,再向容器中通入、各1mol,平衡_____________ 移动(填写“正向”“不”“逆向”)
(2)某研究小组为探究催化剂对尾气中、转化的影响,将含和的尾气在不同温度下,以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应: ,测量相同时间内逸出气体中的含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即的转化率),结果如图所示。
①该反应自发进行的条件是_____________ (填“低温”“高温”或“任意温度”),同时提高该反应速率和脱氮率的一种方法是______________________________
②若低于200°C,图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是__________________________
(1)在容积的刚性恒温容器中充入和,发生反应,,反应过程中测得容器内压强的变化如表所示。
反应时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
压强/Mpa | 12.6 | 10.8 | 9.5 | 8.7 | 8.4 | 8.4 |
②25min时,再向容器中通入、各1mol,平衡
(2)某研究小组为探究催化剂对尾气中、转化的影响,将含和的尾气在不同温度下,以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应: ,测量相同时间内逸出气体中的含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即的转化率),结果如图所示。
①该反应自发进行的条件是
②若低于200°C,图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是
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解题方法
【推荐2】生产、生活中产生的废水、废气是环境污染的重要源头。在环境治理方面人们可利用I2O5和Na2SO3等化工产品实现对废水和废气的治理。 利用I2O5也可消除CO的污染,其反应原理为I2O5(s)+5CO(g)⇌5CO2(g)+I2(s) ΔH。已知在不同温度(T1、T2)下,向装有足量I2O5固体的2 L恒容密闭容器中通入2 mol CO,测得CO2气体的体积分数φ(CO2)随时间t的变化曲线如图所示。
(1)温度为T2时,0~2 min 内,CO2的平均反应速率υ(CO2)=__________________ 。
(2)b点时CO的转化率为__________ ,化学反应的平衡常数K=_______ (填表达式)。
(3)反应:I2O5(s)+5CO(g)⇌5CO2(g)+I2(s)的ΔH______ 0(填“>”“<”或“=”)。
(4)上述反应在T1下达到平衡时,再向容器中充入物质的量均为2 mol的CO和CO2气体,则化学平衡________ (填“向左”“向右”或“不”)移动。
(5)下列现象,可以表示上述反应达到平衡状态的是____________ (填字母)。
A.容器内的压强不再变化
B.混合气的平均相对分子质量不再变化
C.混合气的密度不再变化
D.单位时间内消耗CO和生成CO2的物质的量之比为1∶1
(1)温度为T2时,0~2 min 内,CO2的平均反应速率υ(CO2)=
(2)b点时CO的转化率为
(3)反应:I2O5(s)+5CO(g)⇌5CO2(g)+I2(s)的ΔH
(4)上述反应在T1下达到平衡时,再向容器中充入物质的量均为2 mol的CO和CO2气体,则化学平衡
(5)下列现象,可以表示上述反应达到平衡状态的是
A.容器内的压强不再变化
B.混合气的平均相对分子质量不再变化
C.混合气的密度不再变化
D.单位时间内消耗CO和生成CO2的物质的量之比为1∶1
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【推荐3】N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备备受人们的关注。
(1)一定温度下,在2L恒容密闭的容器中充入2.0molN2O5发生反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)。在三种不同的条件下进行实验,N2O5的浓度随时间的变化如图所示。
①已知:2N2O5(g)===2N2O4(g)+O2(g) △H1=-4.4kJ/mol
2NO2(g)===N2O4(g) △H2=-55.3 kJ/mol
则反应2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)的△H=________ 。
②下列不能说明该反应已达平衡状态的是___ (填序号)。
A.v正(N2O5)=2v逆(O2)
B.混合气体密度不变
C.混合体平均摩尔质量
D.NO2的体积分数不变
③该反应自发进行的条件是____ (填“高温”或“低温”),实验Ⅲ中:a点v逆(O2)____ (填“<”或“>”)b点v逆(O2)。
④实验Ⅱ从反应开始至平衡时,v(O2)=____ mol/(L·min)。
⑤列式并计算该反应在800℃时的平衡常数K=_______ 。
(2)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,反应得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体,该反应的化学方程式为_______ 。
(3)N2O5也可采用“电解法”制备,装置如图所示。
则N2O5在电解池的____ (填“阴极”或“阳极”)室生成,其电极反应式为_____ 。
(1)一定温度下,在2L恒容密闭的容器中充入2.0molN2O5发生反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)。在三种不同的条件下进行实验,N2O5的浓度随时间的变化如图所示。
①已知:2N2O5(g)===2N2O4(g)+O2(g) △H1=-4.4kJ/mol
2NO2(g)===N2O4(g) △H2=-55.3 kJ/mol
则反应2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)的△H=
②下列不能说明该反应已达平衡状态的是
A.v正(N2O5)=2v逆(O2)
B.混合气体密度不变
C.混合体平均摩尔质量
D.NO2的体积分数不变
③该反应自发进行的条件是
④实验Ⅱ从反应开始至平衡时,v(O2)=
⑤列式并计算该反应在800℃时的平衡常数K=
(2)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,反应得到N2O5。该反应的氧化产物是一种气体,该反应的化学方程式为
(3)N2O5也可采用“电解法”制备,装置如图所示。
则N2O5在电解池的
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【推荐1】氢能源是最具应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。在1L固定容积密闭容器中投入1.8molCH4和3.6molH2O(g),若只发生反应:CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H1=+165.0kJ·mol-1,测得CH4、H2O及某一生成物X的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示(反应中条件有变化时,只考虑改变一个条件)。
(1)①CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g),说明该反应自发进行的原因:__ 。
②反应在10min时的平衡常数K=__ (列出数学计算式,不必算出结果)。
(2)第6min时改变的条件是__ 。
(3)画出X物质4min~9min之间的变化图象___ 。
(4)反应的过程中发生副反应CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g) △H2=-32.2kJ•mol-1,反应所用的时间和CO2、CH3COOH的产率如图2所示,t时刻后,CO2的产率比CH3COOH低,其原因是__ 。
(5)我国提出在2030年前实现碳达峰,为了回收CO2有人设计了图3流程,体现了“绿色化学”思想,写出步骤Ⅲ的化学方程式:__ 。
(1)①CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g),说明该反应自发进行的原因:
②反应在10min时的平衡常数K=
(2)第6min时改变的条件是
(3)画出X物质4min~9min之间的变化图象
(4)反应的过程中发生副反应CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g) △H2=-32.2kJ•mol-1,反应所用的时间和CO2、CH3COOH的产率如图2所示,t时刻后,CO2的产率比CH3COOH低,其原因是
(5)我国提出在2030年前实现碳达峰,为了回收CO2有人设计了图3流程,体现了“绿色化学”思想,写出步骤Ⅲ的化学方程式:
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【推荐2】(Ⅰ)汽车尾气是城市主要空气污染物,研究控制汽车尾气成为保护环境的重要任务。
(1)汽车内燃机工作时发生反应:N2(g) + O2(g)2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。T ℃时,向一体积固定的密闭容器中充入6.5mol N2和7.5mol O2,在5 min时反应达到平衡状态,测得此时容器中NO的物质的量为5mol。
①反应开始至达到平衡的过程中,容器中下列各项发生变化的是___ (填序号)。
a.混合气体的密度 b.混合气体的压强
c.正反应速率 d.单位时间内,N2和NO的消耗量之比
②假设容器体积为5L,则5min内该反应的平均速率υ(NO) =___ ;
(2)H2或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的。
①已知:N2(g) + O2(g) = 2NO(g) △H= +180.5 kJ·mol-1
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H=-571.6 kJ·mol-1
则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是___ ;判断该反应自发进行的条件:___ 。
②当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时,反应:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g) + N2(g)中NO的浓度[c(NO)]随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。则该反应的△H___ 0(填“>”或“<”)。若催化剂的表面积S1>S2 ,在该图中画出c(NO)在T1、 S2条件下达到平衡过程中的变化曲线___ 。
(3)某小组往一恒温恒压容器充入9mol N2和23mol H2模拟合成氨反应,图C为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系图.若体系在T2、60MPa下达到平衡.
①能判断N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)达到平衡的是___ (填序号).
a.容器内压强不再发生变化 b.混合气体的密度不再发生变化
c.v正(N2)=3v逆(H2) d.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②此时N2的平衡分压为__ MPa.(分压=总压×物质的量分数)。计算出此时的平衡常数Kp=___ (用平衡分压代替平衡浓度计算,结果保留2位有效数字)。
(1)汽车内燃机工作时发生反应:N2(g) + O2(g)2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。T ℃时,向一体积固定的密闭容器中充入6.5mol N2和7.5mol O2,在5 min时反应达到平衡状态,测得此时容器中NO的物质的量为5mol。
①反应开始至达到平衡的过程中,容器中下列各项发生变化的是
a.混合气体的密度 b.混合气体的压强
c.正反应速率 d.单位时间内,N2和NO的消耗量之比
②假设容器体积为5L,则5min内该反应的平均速率υ(NO) =
(2)H2或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的。
①已知:N2(g) + O2(g) = 2NO(g) △H= +180.5 kJ·mol-1
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H=-571.6 kJ·mol-1
则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是
②当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。下图表示在其他条件不变时,反应:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g) + N2(g)中NO的浓度[c(NO)]随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。则该反应的△H
(3)某小组往一恒温恒压容器充入9mol N2和23mol H2模拟合成氨反应,图C为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系图.若体系在T2、60MPa下达到平衡.
①能判断N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)达到平衡的是
a.容器内压强不再发生变化 b.混合气体的密度不再发生变化
c.v正(N2)=3v逆(H2) d.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②此时N2的平衡分压为
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(0.4)
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解题方法
【推荐3】甲醇水蒸气重整制氢(SRM)是用于驱动电动汽车的质子交换膜燃料电池的理想氢源,当前研究主要集中在提高催化剂活性和降低尾气中CO含量,以免使燃料电池Pt电极中毒。重整过程发生的反应如下:
反应I CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ΔH1
反应ⅡCH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH2
反应ⅢCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3
其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,其中K2、K3随温度变化如下表所示:
请回答:
(1)反应Ⅱ能够自发进行的条件_______ (填“低温”、“高温”或“任何温度”),ΔH1____ ΔH3(填“>”、“<”或“=”)。
(2)相同条件下,甲醇水蒸气重整制氢较甲醇直接分解制氢(反应Ⅱ)的先进之处在于___________________________________________________________________ 。
(3)在常压、Cat.1催化下,CH3OH和H2O混和气体(体积比1∶1.2,总物质的量2.2mol)进行反应,tl时刻测得CH3OH转化率及CO、CO2选择性随温度变化情况分别如图所示(CO、CO2的选择性:转化的CH3OH中生成CO、CO2的百分比)。
注:曲线a表示CH3OH的转化率,曲线b表示CO的选择性,曲线c表示CO2的选择性
①下列说法不正确 的是__________ 。
A.反应适宜温度为300℃
B.工业生产通常在负压条件下进行甲醇水蒸气重整
C.已知Cat.2催化剂具有更高催化活性,可提高甲醇平衡转化率
D.添加CaO的复合催化剂可提高氢气产率
② 260℃时H2物质的量随时间的变化曲线如图所示。画出300℃时至t1时刻H2物质的量随时间的变化曲线。________________
(4)副产物CO2可以在酸性水溶液中电解生成甲酸,生成甲酸的电极反应式是:___________ 。
反应I CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ΔH1
反应ⅡCH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH2
反应ⅢCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3
其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,其中K2、K3随温度变化如下表所示:
125℃ | 225℃ | 325℃ | |
K2 | 05535 | 1858 | 9939.5 |
K3 | 1577 | 137.5 | 28.14 |
请回答:
(1)反应Ⅱ能够自发进行的条件
(2)相同条件下,甲醇水蒸气重整制氢较甲醇直接分解制氢(反应Ⅱ)的先进之处在于
(3)在常压、Cat.1催化下,CH3OH和H2O混和气体(体积比1∶1.2,总物质的量2.2mol)进行反应,tl时刻测得CH3OH转化率及CO、CO2选择性随温度变化情况分别如图所示(CO、CO2的选择性:转化的CH3OH中生成CO、CO2的百分比)。
注:曲线a表示CH3OH的转化率,曲线b表示CO的选择性,曲线c表示CO2的选择性
①下列说法
A.反应适宜温度为300℃
B.工业生产通常在负压条件下进行甲醇水蒸气重整
C.已知Cat.2催化剂具有更高催化活性,可提高甲醇平衡转化率
D.添加CaO的复合催化剂可提高氢气产率
② 260℃时H2物质的量随时间的变化曲线如图所示。画出300℃时至t1时刻H2物质的量随时间的变化曲线。
(4)副产物CO2可以在酸性水溶液中电解生成甲酸,生成甲酸的电极反应式是:
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