科学家积极探索新技术对CO2进行综合利用。
Ⅰ.CO2可用FeO 吸收获得H2。
i. 6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) ΔHl =-76.0 kJ·mol-1
ⅱ. C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH2 = +113.4 kJ·mol-1
(1)3FeO(s)+H2O(g)=Fe3O4(s)+H2(g) ΔH3 =_________ kJ·mol-1。
(2)在反应i中,每放出38.0 kJ热量,有______ g FeO被氧化。
Ⅱ.CO2可用来生产燃料甲醇。
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1。在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应:测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
(3)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=________ mol·(L·min) -1。
(4)氢气的转化率=________________________ 。
(5)该反应的平衡常数为__________________________ (保留小数点后2位)。
(6)下列措施中能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是_____________________。
(7)当反应达到平衡时,H2的物质的量浓度为c1,然后向容器中再加入一定量H2,待反应再一次达到平衡后,H2的物质的量浓度为c2,则c1________ c2的关系(填“>”、“<”或“=”)。
III.CO2可用碱溶液吸收获得相应的原料。
利用100 mL 3 mol·L-1NaOH溶液吸收4.48 LCO2(标准状况),得到吸收液。
(8)将该吸收液蒸干,灼烧至恒重,所得固体的成分是_________ (填化学式)。
Ⅰ.CO2可用FeO 吸收获得H2。
i. 6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) ΔHl =-76.0 kJ·mol-1
ⅱ. C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH2 = +113.4 kJ·mol-1
(1)3FeO(s)+H2O(g)=Fe3O4(s)+H2(g) ΔH3 =
(2)在反应i中,每放出38.0 kJ热量,有
Ⅱ.CO2可用来生产燃料甲醇。
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1。在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应:测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
(3)从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=
(4)氢气的转化率=
(5)该反应的平衡常数为
(6)下列措施中能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是_____________________。
A.升高温度 | B.充入He(g),使体系压强增大 |
C.再充入1 mol H2 | D.将H2O(g)从体系中分离出去 |
III.CO2可用碱溶液吸收获得相应的原料。
利用100 mL 3 mol·L-1NaOH溶液吸收4.48 LCO2(标准状况),得到吸收液。
(8)将该吸收液蒸干,灼烧至恒重,所得固体的成分是
更新时间:2018-12-30 23:10:45
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适中
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【推荐1】Ⅰ.研究氮和碳的化合物对工业生产和防治污染有重要意义,回答下列问题:
(1)化学键键能数据如下:
合成氨反应的活化能,由此计算氨分解反应的活化能_______ 。
(2)利用的还原性可以消除氮氧化物的污染,其中除去的主要反应如下: 。某研究小组将、和一定量的充入密闭容器中,在催化剂表面发生上述反应,的转化率随温度变化的情况如图所示:
①温度从升高到用时,则此时段内的平均反应速率_______ ;
②在有氧条件下,温度之后生成的转化率降低的原因可能是_______ 。
Ⅱ. 目前有一种新的循环利用方案处理航天员呼吸产生的,是用反应 ,再电解水实现的循环利用。
(3)若要此反应自发进行_______ (填“高温”或“低温”)更有利。
(4)时,向体积为的恒容密闭容器中通入和发生以上反应,若反应起始和平衡时温度相同(均为),测得反应过程中压强随时间的变化如表所示:
①时反应的_______ (为用气体的分压表示的平衡常数,分压=气体的体积分数×体系总压)
②反应的速率方程:,(k是速率常数,只与温度有关)。
时,_______ (填“”“”或“”)
(5)工业上常用氨水吸收二氧化硫,通过计算判断常温下溶液的酸碱性并说明判断依据:_______ 。(已知:的;的,。)
(1)化学键键能数据如下:
化学键 | |||
436 | 946 | 391 |
(2)利用的还原性可以消除氮氧化物的污染,其中除去的主要反应如下: 。某研究小组将、和一定量的充入密闭容器中,在催化剂表面发生上述反应,的转化率随温度变化的情况如图所示:
①温度从升高到用时,则此时段内的平均反应速率
②在有氧条件下,温度之后生成的转化率降低的原因可能是
Ⅱ. 目前有一种新的循环利用方案处理航天员呼吸产生的,是用反应 ,再电解水实现的循环利用。
(3)若要此反应自发进行
(4)时,向体积为的恒容密闭容器中通入和发生以上反应,若反应起始和平衡时温度相同(均为),测得反应过程中压强随时间的变化如表所示:
时间/ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
压强 |
②反应的速率方程:,(k是速率常数,只与温度有关)。
时,
(5)工业上常用氨水吸收二氧化硫,通过计算判断常温下溶液的酸碱性并说明判断依据:
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【推荐2】中国科学家为实现“碳中和”目标而不断努力,以CO2为原料合成甲烷、乙醇等能源物质具有良好的发展前景。
(1)CO2在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ∆H1=-156.9kJ·mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ∆H2=+41.1kJ·mol-1
①已知2H2+O2(g)⇌2H2O(g) ∆H3=-483.6kJ·mol-1,1摩尔液态水完全汽化吸收热量44千焦,则CH4燃烧热∆H=_______ 。
②500℃时,向1L恒容密闭容器中充入4mol CO2和12mol H2,初始压强为p,20min时主、副反应都达到平衡状态,测得c(H2O)=5mol·L-1,体系压强为p,则0~20min内,v(CH4)=_______ mol·L-1·min-1,平衡时CH4选择性=_______ (CH4选择性=,保留3位有效数字)。
(2)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应为:2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H5OH(g)+3H2O(g) ∆H<0,设m为起始时的投料比,即m=。
①图1中投料比相同,温度从高到低的顺序为_______ 。
②图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为_______ 。
③该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图3中曲线a所示,已知Arhenius经验公式Rlnk=-+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。则该反应的活化能Ea=_______ kJ·mol-1。当改变外界条件时,实验数据如图3中的曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是_______ 。
(1)CO2在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ∆H1=-156.9kJ·mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ∆H2=+41.1kJ·mol-1
①已知2H2+O2(g)⇌2H2O(g) ∆H3=-483.6kJ·mol-1,1摩尔液态水完全汽化吸收热量44千焦,则CH4燃烧热∆H=
②500℃时,向1L恒容密闭容器中充入4mol CO2和12mol H2,初始压强为p,20min时主、副反应都达到平衡状态,测得c(H2O)=5mol·L-1,体系压强为p,则0~20min内,v(CH4)=
(2)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应为:2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H5OH(g)+3H2O(g) ∆H<0,设m为起始时的投料比,即m=。
①图1中投料比相同,温度从高到低的顺序为
②图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为
③该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图3中曲线a所示,已知Arhenius经验公式Rlnk=-+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。则该反应的活化能Ea=
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【推荐3】NH3、N2H4在工业生产和国防建设中都有广泛应用。回答下列问题:
(1)①N2H4 (g) N2(g)+2H2(g) △H1
②N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H2
③7N2H4(g) 8NH3(g)+3N2(g)+2H2(g) △H3
△H3=___________ (用含△H1和△H2的代数式表示)。
(2)纳米钴的催化作用下,N2H4可分解生成两种气体,其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。当反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示。
该反应的△H________ (填“>”或“<”)0,N2H4发生分解反应的化学方程式为___________ 。
(3)T℃时,向一体积为5L 的恒容密闭容器中充入总物质的量为2 mol的CO2和NH3,在一定条件下发生反应:2NH3(g)+CO2(g)====CO(NH2)2(s)+H2O(g)。混合气体中氨气的体积分数随反应时间的变化如图所示。
① 0~60s内,反应速率v(CO2)=________ mol/(L·s)
② T℃时,该反应的化学平衡常数K=________ 。
(1)①N2H4 (g) N2(g)+2H2(g) △H1
②N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H2
③7N2H4(g) 8NH3(g)+3N2(g)+2H2(g) △H3
△H3=
(2)纳米钴的催化作用下,N2H4可分解生成两种气体,其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。当反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示。
该反应的△H
(3)T℃时,向一体积为5L 的恒容密闭容器中充入总物质的量为2 mol的CO2和NH3,在一定条件下发生反应:2NH3(g)+CO2(g)====CO(NH2)2(s)+H2O(g)。混合气体中氨气的体积分数随反应时间的变化如图所示。
① 0~60s内,反应速率v(CO2)=
② T℃时,该反应的化学平衡常数K=
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【推荐1】100℃时,在1 L恒温恒容的密闭容器中,通入0.1molN2O4,发生反应:N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+57.0kJ·mol-1,NO2和N2O4的浓度随时间变化情况如图所示。
Ⅰ.(1)在0~60 s内,以N2O4表示的平均反应速率为____ mol·L-1·s-1。
(2)根据图中有关数据,计算100℃时该反应的平衡常数K1=____ 。若其他条件不变,升高温度至120℃,达到新平衡时的平衡常数是K2,则K1_____ K2(填“>”、“<”或“=”)。
(3)反应进行到100s时,若只有一项条件发生变化,则变化的条件可能是____ 。
A.降低温度 B.通入氦气 C.又往容器中充入N2O4 D.增大容器容积
(4)已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+67.2kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.7kJ·mol-1
N2O4(g)=2NO2(g) ΔH=+57.0kJ·mol-1
则2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=____ kJ·mol-1。
Ⅱ.向容积为2 L的密闭容器中通入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)。
(5)下列说法能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是____ (填字母序号)。
A.容器内CO、H2O、CO2、H2的浓度之比为1∶1∶1∶1
B.CO的消耗速率与H2的消耗速率相等
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
(6)保持其他条件不变:
①若向平衡体系中再通入0.20molH2O(g),平衡将___ (填“向右”、“向左”或“不”)移动,达到新的平衡状态后,H2O(g)的体积分数将____ (“变大”、“变小”或“不变”);
②在VL密闭容器中通入10molCO和10molH2O(g)发生上述反应,在T℃达到平衡,然后急速除去水蒸气(除水蒸气时其他各成分的物质的量不变),将混合气体燃烧,测得放出的热量为2842kJ(已知CO的燃烧热为283kJ·mol-1,H2的燃烧热为286kJ·mol-1),则T℃平衡常数K=____ 。(精确到小数点后两位)
Ⅰ.(1)在0~60 s内,以N2O4表示的平均反应速率为
(2)根据图中有关数据,计算100℃时该反应的平衡常数K1=
(3)反应进行到100s时,若只有一项条件发生变化,则变化的条件可能是
A.降低温度 B.通入氦气 C.又往容器中充入N2O4 D.增大容器容积
(4)已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+67.2kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.7kJ·mol-1
N2O4(g)=2NO2(g) ΔH=+57.0kJ·mol-1
则2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=
Ⅱ.向容积为2 L的密闭容器中通入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)。
(5)下列说法能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是
A.容器内CO、H2O、CO2、H2的浓度之比为1∶1∶1∶1
B.CO的消耗速率与H2的消耗速率相等
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
(6)保持其他条件不变:
①若向平衡体系中再通入0.20molH2O(g),平衡将
②在VL密闭容器中通入10molCO和10molH2O(g)发生上述反应,在T℃达到平衡,然后急速除去水蒸气(除水蒸气时其他各成分的物质的量不变),将混合气体燃烧,测得放出的热量为2842kJ(已知CO的燃烧热为283kJ·mol-1,H2的燃烧热为286kJ·mol-1),则T℃平衡常数K=
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【推荐2】在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子称为活化分子,使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫做活化能,其单位通常用kJ•mol-1表示。请认真观察图像,然后回答问题:
(1)对于同一反应,图中虚线(II)与实线(I)相比,活化能大大降低,活化分子的百分数增多,反应速率加快,你认为最可能的原因是______ 。
(2)已知红磷比白磷稳定,则反应:
P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH1;
4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH2;
ΔH1和ΔH2的关系是ΔH1______ ΔH2(填“>”“<”或“=”)。
(3)在298K、101kPa时,已知:
2H2O(g)=O2(g)+2H2(g) ΔH1
Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g) ΔH2
2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2之间的关系正确的是______ (填字母)。
(4)已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g) ΔH=-72kJ•mol-1,蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30kJ,其他相关数据如表:
则表中a=______ 。
(1)对于同一反应,图中虚线(II)与实线(I)相比,活化能大大降低,活化分子的百分数增多,反应速率加快,你认为最可能的原因是
(2)已知红磷比白磷稳定,则反应:
P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH1;
4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH2;
ΔH1和ΔH2的关系是ΔH1
(3)在298K、101kPa时,已知:
2H2O(g)=O2(g)+2H2(g) ΔH1
Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g) ΔH2
2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2之间的关系正确的是
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 | B.ΔH3=ΔH1+ΔH2 |
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 | D.ΔH3=ΔH1-ΔH2 |
物质 | H2(g) | Br2(g) | HBr(g) |
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ | 436 | 200 | a |
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【推荐3】尽管NOx、SO2、CO都是有毒气体,但是它们在生产、医学领域中都有重要应用。合理利用或转化CO、NOx等污染性气体是人们共同关注的课题。回答下列问题:
(1)已知:
①CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41.0kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.0kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ·mol-1
CO和NO按一定比例混合,在适当催化剂作用下可生成无毒气体实现安全排放,该反应的热化学方程式为_______ 。
(2)研究发现CO和水蒸气在双功能催化剂(能吸附不同粒子)作用发生反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H<0,反应变化过程示意图如下:
下列说法正确的是_______(填序号)
(3)直接电解吸收NOx制备硝酸。用稀硝酸吸收NOx生成HNO2,再将吸收液导入电解槽电解,使之转化为硝酸。电解装置如下图所示。图中a极的电极反应式为_______ ,若b极放出的气体可直接排放到空气中,b电极反应式为_______ 。
(4)利用NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时对 NO、SO2进行氧化得到硝酸和硫酸而除去。在温度一定时,n(H2O2)/n(NaClO2)、溶液 pH对脱硫脱硝的影响如下图所示:
从图 a 和图 b 中可知脱硫脱硝最佳条件是_______ 。图b中 SO2的去除率随 pH 的增大而增大,而 NO 的去除率在 pH>5.5 时反而减小,请解释 NO 去除率减小的可能原因是_______ 。
(1)已知:
①CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41.0kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.0kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ·mol-1
CO和NO按一定比例混合,在适当催化剂作用下可生成无毒气体实现安全排放,该反应的热化学方程式为
(2)研究发现CO和水蒸气在双功能催化剂(能吸附不同粒子)作用发生反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H<0,反应变化过程示意图如下:
下列说法正确的是_______(填序号)
A.过程I和过程II碳氧键均没有断裂 |
B.过程III既有氢氧键断裂,也有氢氧键生成 |
C.使用催化剂可降低水煤气变换反应的△H |
D.使用催化剂可提高CO的平衡转化率 |
(4)利用NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时对 NO、SO2进行氧化得到硝酸和硫酸而除去。在温度一定时,n(H2O2)/n(NaClO2)、溶液 pH对脱硫脱硝的影响如下图所示:
从图 a 和图 b 中可知脱硫脱硝最佳条件是
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【推荐1】氮及其化合物在生产生活中有重要作用。
(1)已知:①氢气的燃烧热为285 kJ/mol ②N2(g) + 2O2(g) = 2NO2(g) ΔH=+133 kJ/mol。试写出H2还原NO2生成液态水和另一种无毒物质的热化学方程式_________________ 。
(2)一氯胺(NH2Cl)的电子式为_______________ ,一氯胺是重要的水消毒剂,其原因是一氯胺在水中会部分水解,生成具有强烈杀菌作用的物质,该反应的化学方程式为______________ 。
(3)用Cl2和NH3反应制备二氯胺的方程式为2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g),向容积均为1 L的甲、乙两个恒温(反应温度分别为400℃、T℃)容器中分别加入2 mol Cl2和2 mol NH3,测得各容器中n(Cl2)随反应时间t的变化情况如下表所示:
①该反应的ΔH______ 0(填“>”或“<”) ,乙容器中,0~40 min内用Cl2的浓度变化表示的平均反应速率v(Cl2)=_______________________ 。
②对该反应,下列说法不正确的是________________ (填选项字母)。
A.若甲容器内气体密度不变,则表明反应达到平衡状态
B.若乙容器内Cl2和NH3物质的量之比不变,则表明反应达到平衡状态
C.反应达到平衡后,分离出少量产物NHCl2,有助于提高Cl2的转化率
③恒温条件下,测得平衡时Cl2和HCl的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示,则A、B、C三点中Cl2转化率最高的是_________ (填“A”“B”或“C”)。
(1)已知:①氢气的燃烧热为285 kJ/mol ②N2(g) + 2O2(g) = 2NO2(g) ΔH=+133 kJ/mol。试写出H2还原NO2生成液态水和另一种无毒物质的热化学方程式
(2)一氯胺(NH2Cl)的电子式为
(3)用Cl2和NH3反应制备二氯胺的方程式为2Cl2(g)+NH3(g)NHCl2(l)+2HCl(g),向容积均为1 L的甲、乙两个恒温(反应温度分别为400℃、T℃)容器中分别加入2 mol Cl2和2 mol NH3,测得各容器中n(Cl2)随反应时间t的变化情况如下表所示:
t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
n(Cl2)(甲容器)/mol | 2.00 | 1.50 | 1.10 | 0.80 | 0.80 |
n(Cl2) (乙容器)/mol | 2.00 | 1.45 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
①该反应的ΔH
②对该反应,下列说法不正确的是
A.若甲容器内气体密度不变,则表明反应达到平衡状态
B.若乙容器内Cl2和NH3物质的量之比不变,则表明反应达到平衡状态
C.反应达到平衡后,分离出少量产物NHCl2,有助于提高Cl2的转化率
③恒温条件下,测得平衡时Cl2和HCl的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示,则A、B、C三点中Cl2转化率最高的是
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【推荐2】羰基硫(COS)作为一种粮食熏蒸剂广泛应用于农药工业。利用工厂废气中的H2S和CO反应可以合成COS,回答下列问题:
(1)已知:①CO的燃烧热为283kJ•mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1=-484kJ•mol-1
③COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) ΔH2=-18kJ•mol-1
④CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g) ΔH3
则ΔH3=_______ kJ•mol-1。
(2)以FeOOH作催化剂,由H2S和CO合成COS的反应分两步进行。下列示意图能正确体现上述反应能量变化的是_______ (填“甲”或“乙”)。
关于该反应的下列叙述正确的是_______ (填标号)。
A.步骤①是慢反应,活化能较大 B.总反应的速率由步骤②决定
C.反应进程中S2属于中间产物 D.更换催化剂可改变E和ΔH
(3)在240℃,将等物质的量H2S和CO充入恒压(100kPa)的密闭容器中发生反应:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)。已知正反应速率v正=k正×p(CO)×p(H2S),v逆=k逆×p(COS)×p(H2),其中p为分压,该温度下k正=5.0×10-4kPa-1•s-1,反应达平衡时v逆=kPa-1•s-1测得,则H2S的转化率为______ ,COS的体积分数为______ 。在240℃下,要同时提高CO和H2S的转化率,可采取的措施是______ 。
(4)在两个密闭容器中都加入CO、H2S、COS、H2四种气体,起始时气体体积分数φ(CO)=φ(H2S),φ(COS)=p(H2),分别在300℃和320℃时反应,容器中H2S(g)和COS(g)的体积分数(φ)随时间(t)的变化关系如图所示。
320℃时,φ(COS)随时间变化关系的曲线是______ ,判断的理由是_______ 。
(1)已知:①CO的燃烧热为283kJ•mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1=-484kJ•mol-1
③COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) ΔH2=-18kJ•mol-1
④CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g) ΔH3
则ΔH3=
(2)以FeOOH作催化剂,由H2S和CO合成COS的反应分两步进行。下列示意图能正确体现上述反应能量变化的是
关于该反应的下列叙述正确的是
A.步骤①是慢反应,活化能较大 B.总反应的速率由步骤②决定
C.反应进程中S2属于中间产物 D.更换催化剂可改变E和ΔH
(3)在240℃,将等物质的量H2S和CO充入恒压(100kPa)的密闭容器中发生反应:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)。已知正反应速率v正=k正×p(CO)×p(H2S),v逆=k逆×p(COS)×p(H2),其中p为分压,该温度下k正=5.0×10-4kPa-1•s-1,反应达平衡时v逆=kPa-1•s-1测得,则H2S的转化率为
(4)在两个密闭容器中都加入CO、H2S、COS、H2四种气体,起始时气体体积分数φ(CO)=φ(H2S),φ(COS)=p(H2),分别在300℃和320℃时反应,容器中H2S(g)和COS(g)的体积分数(φ)随时间(t)的变化关系如图所示。
320℃时,φ(COS)随时间变化关系的曲线是
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】科学家积极探索新技术对进行综合利用。
Ⅰ.可用吸收获得。
(1)_______
Ⅱ.可用来生产燃料甲醇。
。在体积为1L的恒容密闭容器中,充入和,一定条件下发生上述反应,测得的浓度随时间的变化如表所示:
(2)的平衡转化率=_______ 。该条件下上述反应的平衡常数K=_______ 。
(3)下列措施中能使平衡体系中增大且不减慢化学反应速率的是_______。
(4)当反应达到平衡时,的物质的量浓度为,然后向容器中再加入一定量,待反应再一次达到平衡后,的物质的量浓度为,则_______ (填“>”、“<”或“=”)。
Ⅰ.可用吸收获得。
(1)
Ⅱ.可用来生产燃料甲醇。
。在体积为1L的恒容密闭容器中,充入和,一定条件下发生上述反应,测得的浓度随时间的变化如表所示:
时间/ | 0 | 3 | 5 | 10 | 15 |
浓度/ | 0 | 0.3 | 0.45 | 0.5 | 0.5 |
(3)下列措施中能使平衡体系中增大且不减慢化学反应速率的是_______。
A.升高温度 | B.充入,使体系压强增大 |
C.再充入 | D.将从体系中分离出去 |
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【推荐1】2020年9月22日,中国国家主席习近平在第七十五届联合国大会上庄严宣布,中国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。研究CO2的转化及高值化利用具有重要意义。
I.已知CO2溶于水的过程及其平衡常数可表示为:
,表示CO2的平衡压强,,,
(1)天然雨水的pH<7,用电离方程式解释其原因___________ 。
(2)将CO2通入NaClO水溶液中,发生的主要反应为。写出该反应的平衡常数表达式:K=___________ [用、和的式子表示]
(3)根据平衡常数计算说明 CO2通入NaClO水溶液中,主要反应并非:
:___________ 。
II.在双功能催化剂作用下。由CO2加氢可以合成二甲醚。涉及以下主要反应。
反应1(甲醇合成):
反应2(甲醇脱水):
反应3(逆水汽变换):
相关物质变化的焓变示意图如下:
双功能催化剂通常由甲醇合成活性中心和甲醇脱水活性中心组成。在一定条件下,将CO2与H2以1:3体积比通过双功能催化剂,测定含碳产物的物质的量分数随时间变化如图1所示。
(4)写出反应3的热化学方程式___________ 。
(5)在图2中画出采用双功能催化剂由CO2加氢合成二甲醚的能量变化图_____ 。
(6)下列说法正确的是___________ 。
A.为提高工业生产效率,合成二甲醚的适宜条件是高温高压
B.可通过监测反应体系中CH3OCH3和H2O浓度比判断是否达到平衡
C.反应达平衡时,若缩小容器体积,反应3平衡不发生移动
D.一定温度、压强下,寻找活性更高的催化剂,是提高CO2平衡转化率的研究方向
I.已知CO2溶于水的过程及其平衡常数可表示为:
,表示CO2的平衡压强,,,
(1)天然雨水的pH<7,用电离方程式解释其原因
(2)将CO2通入NaClO水溶液中,发生的主要反应为。写出该反应的平衡常数表达式:K=
(3)根据平衡常数
:
II.在双功能催化剂作用下。由CO2加氢可以合成二甲醚。涉及以下主要反应。
反应1(甲醇合成):
反应2(甲醇脱水):
反应3(逆水汽变换):
相关物质变化的焓变示意图如下:
双功能催化剂通常由甲醇合成活性中心和甲醇脱水活性中心组成。在一定条件下,将CO2与H2以1:3体积比通过双功能催化剂,测定含碳产物的物质的量分数随时间变化如图1所示。
(4)写出反应3的热化学方程式
(5)在图2中画出采用双功能催化剂由CO2加氢合成二甲醚的能量变化图
(6)下列说法正确的是
A.为提高工业生产效率,合成二甲醚的适宜条件是高温高压
B.可通过监测反应体系中CH3OCH3和H2O浓度比判断是否达到平衡
C.反应达平衡时,若缩小容器体积,反应3平衡不发生移动
D.一定温度、压强下,寻找活性更高的催化剂,是提高CO2平衡转化率的研究方向
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【推荐2】碳、氮及其化合物与生活密切相关。请根据要求回答下列问题:
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ/mol
②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-l160kJ/mol
③H2O(g)= H2O(l) △H=-44kJ/mol
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O( 1)的热化学方程式_________ 。
(2)已知:反应I: 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H < 0
反应II: 4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H < 0
①在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2,在催化剂的作用下进行反应I,则下列有关叙述中正确的是___ (填字母序号)。
A.增大压强,Kp(用压强表示的化学平衡常数)增大
B.若测得容器内3v正(NH3)=2v逆(H2O)时,说明反应已达平衡
C.升高温度,NH3的转化率增大
D.达到平衡时体系的压强不再变化
②氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1molNH3和2molO2,得有关物质的量关系如图,该催化剂在高温时选择反应_____ (填“I”或“II”)。
③520℃时,4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)的平衡常数K=_______ (只需列出数字计算式)。提高NH3转化为N2平衡转化率的措施有______ (填字母序号)
A.降低反应温度B.将反应生成的H2O(g)及时移出
C.增大NH3和O2的初始投料比D.投料比不变,增加反应物的浓度
(3)已知25℃时HCN和H2CO3的电离常数(Ka.)如下表:
25℃时,测得HCN和NaCN的混合溶液pH=11,则c(HCN)/c(CN-)=____ 。向NaCN溶液中通入少量CO2,则发生反应的离子方程式为:__________ 。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ/mol
②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-l160kJ/mol
③H2O(g)= H2O(l) △H=-44kJ/mol
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O( 1)的热化学方程式
(2)已知:反应I: 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H < 0
反应II: 4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H < 0
①在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2,在催化剂的作用下进行反应I,则下列有关叙述中正确的是
A.增大压强,Kp(用压强表示的化学平衡常数)增大
B.若测得容器内3v正(NH3)=2v逆(H2O)时,说明反应已达平衡
C.升高温度,NH3的转化率增大
D.达到平衡时体系的压强不再变化
②氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1molNH3和2molO2,得有关物质的量关系如图,该催化剂在高温时选择反应
③520℃时,4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)的平衡常数K=
A.降低反应温度B.将反应生成的H2O(g)及时移出
C.增大NH3和O2的初始投料比D.投料比不变,增加反应物的浓度
(3)已知25℃时HCN和H2CO3的电离常数(Ka.)如下表:
物质 | 电离常数(Ka) |
HCN | Ka=5×10-10 |
H2CO3 | Ka1=4.5×10-7;Ka2=4.7× 10-11 |
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】数十年来,化学工作者对氮的氧化物、碳的氧化物做了广泛深入的研究并取得一些重要成果。
(1)已知2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应历程分两步:
第一步:2NO(g) N2O2(g)(快) ΔH1<0; v1正=k1正c2(NO);v1逆=k1逆c(N2O2)
第二步:N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g)(慢) ΔH2<0; v2正=k2正c(N2O2)c(O2);v2逆=k2逆c2(NO2)
①2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应速率主要是由_______ (填“第一步”或“第二步”)反应决定。
②一定温度下,反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)达到平衡状态,请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K=_______ ;
(2)利用CO2和CH4重整不仅可以获得合成气(主要成分为CO、H2),还可减少温室气体的排放。
①已知重整过程中部分反应的热化学方程式为:
CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH>0
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH>0
CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g) ΔH<0
固定n(CO2)=n(CH4),改变反应温度,CO2和CH4的平衡转化率见图甲。同温度下CO2的平衡转化率_______ (填“大于”“小于”或“等于”)CH4的平衡转化率。
②在密闭容器中通入物质的量均为0.1 mol的CH4和CO2,在一定条件下发生反应CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g),CH4的平衡转化率与温度及压强(单位Pa)的关系如图乙所示。y点:v(正)_______ v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。已知气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体的物质的量分数。用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp,求x点对应温度下反应的平衡常数Kp=_______ 。
(1)已知2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应历程分两步:
第一步:2NO(g) N2O2(g)(快) ΔH1<0; v1正=k1正c2(NO);v1逆=k1逆c(N2O2)
第二步:N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g)(慢) ΔH2<0; v2正=k2正c(N2O2)c(O2);v2逆=k2逆c2(NO2)
①2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应速率主要是由
②一定温度下,反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)达到平衡状态,请写出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式K=
(2)利用CO2和CH4重整不仅可以获得合成气(主要成分为CO、H2),还可减少温室气体的排放。
①已知重整过程中部分反应的热化学方程式为:
CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH>0
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH>0
CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g) ΔH<0
固定n(CO2)=n(CH4),改变反应温度,CO2和CH4的平衡转化率见图甲。同温度下CO2的平衡转化率
②在密闭容器中通入物质的量均为0.1 mol的CH4和CO2,在一定条件下发生反应CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g),CH4的平衡转化率与温度及压强(单位Pa)的关系如图乙所示。y点:v(正)
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