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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:516 题号:7683983
(1)对于反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g),在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下温度变化的曲线如图:
         
①比较p1、p2的大小关系:________
②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是________(“增大”或“减小”)。
(2)在容积为1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:
①反应的ΔH______0(填“大于”或“小于”);100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为__________________;平衡时混合气体中NO2的体积分数为_______
②100℃时达平衡后,向容器中迅速充入含0.08mol的NO2和0.08mol N2O4的混合气体,此时速率关系v(正)____v(逆)。(填“大于”,“等于”,或“小于”)
③100℃时达平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.0020mol·L1·s1的平均速率降低,经10s又达到平衡。
a.T________100℃(填“大于”或“小于”),判断理由是____________________
b.列式计算温度T时反应的平衡常数K2(写计算过程):______

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【推荐1】煤气化和液化是现代能源工业中重点考虑的能源综合利用方案。最常见的气化方法为用煤生产水煤气,而当前比较流行的液化方法为用煤生产CH3OH。已知制备甲醇的有关化学反应及平衡常数如下:
①CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)   ΔH1=-90.8 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)   ΔH2=-41.2 kJ·mol-1
③CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3
850 ℃平衡常数分别为K1=160、K2=243、K3=160,甲醇可以与乙酸反应制香料CH3OH(l)+CH3COOH(l) CH3COOCH3(l)+H2O(l)。
(1)则反应ΔH3____________,制香料反应的K的表达式________________
(2)由CO合成甲醇时,以下有关该反应的说法正确的是________(填字母)。
A.恒温、恒容条件下,若容器内的压强不发生变化,则可逆反应达到平衡
B.一定条件下,H2 的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时,可逆反应达到平衡
C.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH 的产率
D.某温度下,将2 mol CO和6 mol H2 充入2 L密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2   mol·L-1,则CO的转化率为80%
(3)850 ℃时,在密闭容器中进行反应①,开始时只加入CO2、H2,反应10 min后测得各组分的浓度如下表。比较正、逆反应的速率的大小:v________(填“>”“<”或“=”)v,该时间段内反应速率v(H2)=____________________________________________________
物质H2CO2CH3OHH2O
浓度/mol·L-10.20.20.40.4

(4)在一定条件下3 L恒容密闭容器中,充入一定量的H2和CO2仅发生反应①,实验测得反应物在不同起始投入量下,反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线,如图1所示。

①H2和CO2的起始的投入量以A和B两种方式投入
A:n(H2)=3 mol,n(CO2)=1.5 mol,
B:n(H2)=3 mol,n(CO2)=2 mol,曲线Ⅰ代表哪种投入方式________(用A、B表示)。
②在温度为500 K的条件下,按照A方式充入3 mol H2和1.5 mol CO2,该反应10 min时达到平衡,在此条件下,系统中CH3OH的浓度随反应时间的变化趋势如图2所示,当反应时间达到3 min时,迅速将体系温度升至600 K,请在图2中画出3~10 min内容器中CH3OH浓度的变化趋势曲线。_____________________
2017-08-13更新 | 403次组卷
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【推荐2】二甲醚(CH3OCH3)不仅是一种重要的化工原料,也被称为“21世纪的燃料”利用二甲醚代替当前的有机燃料具有广阔的前景,我国科技工作者研发出一种“催化精馏甲醇制备二甲醚”的新工艺,该工艺具有二甲醚产率高,环保、经济效益高等特点,该工艺涉及的反应如下:
主反应Ⅰ:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) H1
副反应Ⅱ:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) H2=+100.46kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)已知反应Ⅲ:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) H3=-221.51kJ•mol-1
则2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的H1=__kJ•mol-1
(2)230℃时,γ—Al2O3作催化剂,向体积为1L的恒容密闭容器中充入2molCH3OH(g),发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,10min末达到平衡状态,测得达到平衡时CH3OH(g)的转化率为95%,c(H2)=0.2mol•L-1
①0~10min内,用CH3OH(g)的浓度变化表示的平均反应速率为___mol•L-1•min-1
②二甲醚的选择性为___(二甲醚的选择性=×100%,保留三位有效数字),反应Ⅱ的平衡常数K=___mol2•L-2
③其他条件一定,欲提高二甲醚的平衡产率,应采取的措施是低温高压,理由为___
(3)研究表明气态物质在固体催化剂表面反应要经历:吸附→表面反应→脱附三个阶段,CH3OH(g)在γ—Al2O3固体表面发生反应Ⅰ的机理如图所示。

发生脱附过程的是历程___(填序号),分别写出历程2和历程4的化学方程式:______(吸附态用*标注,例如CH3O*)。
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【推荐3】研究化学反应的原理,对掌握物质的应用有重要的意义。硅是太阳能电池的重要材料。“精炼硅”反应历程中的能量变化如图所示:

   

(1)反应Ⅲ为_____(选填“吸热”或“放热”)反应。变成,放出_____的热量。
(2)氢氧燃料电池具有清洁高效等优点,简易装置如图所示。该电池的负极为_____(选填“a”或“b”),电池的正极反应为_____

   

(3)某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
实验原理:
实验编号室温下,试管中所加试剂及其用量/mL溶液颜色褪至无色所需时间
0.6mol/L
溶液
0.2mol/L
溶液
13.02.03.02.04.0
23.03.02.02.05.2
33.0V1.02.06.4
①探究实验中,提供的酸是_____(填化学式)。
②实验3中,_____
③根据上表中的实验数据,可以得到的结论是_____
④利用实验1中数据计算,用的浓度变化表示的平均反应速率:_____
(4)在催化转化器中,汽车尾气中的可发生反应,若在容积为10L的密闭容器中进行该反应,起始时充入,反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。

      

①实验从开始至平衡时的反应速率_____;达平衡时各物质浓度关系式:_____(保留3位有效数字)。
②实验a中平衡时NO的物质的量为_____
③与实验相比,实验改变的条件是_____
2023-07-18更新 | 444次组卷
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