(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·L-1·s-1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):______
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
(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
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)
③100℃时达平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.0020mol·L-1·s-1的平均速率降低,经10s又达到平衡。
a.T
b.列式计算温度T时反应的平衡常数K2(写计算过程):
更新时间:2019-03-05 11:32:29
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(0.4)
解题方法
【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正________ (填“>”“<”或“=”)v逆,该时间段内反应速率v(H2)=____________________________________________________ 。
(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。_____________________
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=
(2)由CO合成甲醇时,以下有关该反应的说法正确的是
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正
物质 | H2 | CO2 | CH3OH | H2O |
浓度/mol·L-1 | 0.2 | 0.2 | 0.4 | 0.4 |
(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
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。
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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*)。
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=
(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
②二甲醚的选择性为
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
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(0.4)
【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:_____ (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_____ 。
实验原理:
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,汽车尾气中的和可发生反应,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。_____ ;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_____ 。
(1)反应Ⅲ为
(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
(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 | ||||
1 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 4.0 |
2 | 3.0 | 3.0 | 2.0 | 2.0 | 5.2 |
3 | 3.0 | V | 1.0 | 2.0 | 6.4 |
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,汽车尾气中的和可发生反应,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
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
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(0.4)
【推荐1】的资源化途径有多种,其中包括甲烷化、碳酸二甲酯化等。回答下列问题:
(1)甲烷化:利用与合成,主要涉及以下反应:
ⅰ.;
ⅱ.;
ⅲ.。
①上述反应的(为平衡常数)随温度的变化如图1所示,其中属于吸热反应的有_______ (填序号),_______ (用、表示)。②一定温度下,向某恒容、密闭容器中通入一定量的、,仅发生反应ⅰ。下列说法正确的是_______ (填字母)。
A升高温度,反应速率加快,活化能降低
B.使用高效的催化剂能提高单位时间内的产率
C.当混合气体的压强保持不变时,反应达到平衡状态
D.反应达到平衡后,其他条件不变,向该容器通入Ar,平衡正向移动
(2)向恒压(pMPa)、密闭容器中通入1mol和4mol,在催化剂的作用下仅发生反应ⅰ、ⅱ,平衡时、CO、的物质的量随温度的变化如图2所示。①图中曲线A代表的是_______ (填化学式);当温度高于℃,B物质的量随温度升高而减少的主要原因是_______ 。
②在℃时,平衡体系中_______ mol,反应ⅱ的压强平衡常数_______ (保留分数形式,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)碳酸二甲酯化:由催化合成碳酸二甲酯(DMC)的反应过程如图3所示。无O-H键断裂的步骤是_______ (填“a”“b”或“c”),合成DMC的总反应的化学方程式为_______ (标注同位素原子)。
(1)甲烷化:利用与合成,主要涉及以下反应:
ⅰ.;
ⅱ.;
ⅲ.。
①上述反应的(为平衡常数)随温度的变化如图1所示,其中属于吸热反应的有
A升高温度,反应速率加快,活化能降低
B.使用高效的催化剂能提高单位时间内的产率
C.当混合气体的压强保持不变时,反应达到平衡状态
D.反应达到平衡后,其他条件不变,向该容器通入Ar,平衡正向移动
(2)向恒压(pMPa)、密闭容器中通入1mol和4mol,在催化剂的作用下仅发生反应ⅰ、ⅱ,平衡时、CO、的物质的量随温度的变化如图2所示。①图中曲线A代表的是
②在℃时,平衡体系中
(3)碳酸二甲酯化:由催化合成碳酸二甲酯(DMC)的反应过程如图3所示。无O-H键断裂的步骤是
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(0.4)
【推荐2】环境问题,能源问题事关人类生存,社会可持续发展。回答下列问题:
(1)氮硫的氧化物的转化:
①已知:NO(g)+O2(g)⇌NO2(g) ∆H=-56.5kJ•mol-1;
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ∆H=-196.6kJ•mol-1;
则反应NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g) ∆H=___________ kJ•mol-1;
②一定条件下,将NO2与SO2以一定比例(不是等物质的量)置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应一定达到平衡状态的有___________ 。
a、混合气体的密度不变
b、反应速率v(NO2):v(SO2):v(SO3):v(NO)=1:1:1:1
c、NO2和SO2的浓度保持不变
d、混合气体颜色保持不变
(2)通常合成甲醇的主要反应为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H<0,起始时容器中只有1mol/LCO和2mol/LH2,平衡时测得混合气体中CH3OH的物质的量分数[φ(CH3OH)]与温度(T)、压强(p)之间的关系如图所示。
①压强为p1温度为T1和T2时对应的平衡常数分别为K1、K2,则K1___________ K2(填“>”、“<”、“=”)请说明理由___________ 。
②若在温度为T1、压强为p1的条件下向密闭容器中加入等物质的量的CO、H2气体,则反应开始时v(CO)正___________ v(CO)逆。(填“>”、“<”、“=”、“无法确定”)
(3)工业上常用氨水吸收含碳燃料燃烧中产生的温室气体CO2,其产物之一是NH4HCO3.常温下碳酸的电离常数Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.7×10-11,NH3•H2O的电离常数Kb=1.8×10-5,则NH4HCO3溶液中c(NH)___________ c(HCO)。(填“>”、“<”“=”)
(1)氮硫的氧化物的转化:
①已知:NO(g)+O2(g)⇌NO2(g) ∆H=-56.5kJ•mol-1;
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ∆H=-196.6kJ•mol-1;
则反应NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g) ∆H=
②一定条件下,将NO2与SO2以一定比例(不是等物质的量)置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应一定达到平衡状态的有
a、混合气体的密度不变
b、反应速率v(NO2):v(SO2):v(SO3):v(NO)=1:1:1:1
c、NO2和SO2的浓度保持不变
d、混合气体颜色保持不变
(2)通常合成甲醇的主要反应为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H<0,起始时容器中只有1mol/LCO和2mol/LH2,平衡时测得混合气体中CH3OH的物质的量分数[φ(CH3OH)]与温度(T)、压强(p)之间的关系如图所示。
①压强为p1温度为T1和T2时对应的平衡常数分别为K1、K2,则K1
②若在温度为T1、压强为p1的条件下向密闭容器中加入等物质的量的CO、H2气体,则反应开始时v(CO)正
(3)工业上常用氨水吸收含碳燃料燃烧中产生的温室气体CO2,其产物之一是NH4HCO3.常温下碳酸的电离常数Ka1=4.4×10-7、Ka2=4.7×10-11,NH3•H2O的电离常数Kb=1.8×10-5,则NH4HCO3溶液中c(NH)
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【推荐3】(1)已知碳单质的燃烧热为-393.5 kJ•mol-1,CO的燃烧热为-283kJ•mol-1,写出碳不完全燃烧生成CO的热化学方程式______________________________________ 。
(2)以CO为燃料,可以制成燃料电池。以CO为燃料,熔融碳酸盐为电解质的燃料电池正极通入的气体是_____________ ,负极的电极反应式____________________________ 。
(3)CO是汽车尾气之一,严重污染空气,在汽车上安装尾气处理器,发生反应:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。
现在固定容积为2L的密闭容器中通入NO和CO各2mol发生上述反应,随温度(T)、压强(P)和时间(t)的变化曲线如图所示。请回答下列问题:
①曲线I、II、III对应反应从开始到平衡时用CO2表示的平均反应速率分别为V(I)、V(II)、V(III),则三者大小关系为______________ 。
②该反应△H__________ 0(填“>”、“=”或“<”);曲线II对应平衡常数K=_________ ;
曲线II对应的反应达平衡后,再通入2molNO和2molCO并保持温度不变,则再达平衡时NO的转化率将_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
③若维持温度为T2压强为P2的条件下,按下列四种方法改变起始物质的用量,达到平衡后,CO2的浓度为0.8 mol·L-1的是______________________________ 。
A.4mol NO+4 mol CO B.2 mol N2+2 mol CO2
C.1mol NO+1mol CO+1 mol N2+2 mol CO2 D.1mol NO+2mol N2+2 mol CO2
(2)以CO为燃料,可以制成燃料电池。以CO为燃料,熔融碳酸盐为电解质的燃料电池正极通入的气体是
(3)CO是汽车尾气之一,严重污染空气,在汽车上安装尾气处理器,发生反应:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。
现在固定容积为2L的密闭容器中通入NO和CO各2mol发生上述反应,随温度(T)、压强(P)和时间(t)的变化曲线如图所示。请回答下列问题:
①曲线I、II、III对应反应从开始到平衡时用CO2表示的平均反应速率分别为V(I)、V(II)、V(III),则三者大小关系为
②该反应△H
曲线II对应的反应达平衡后,再通入2molNO和2molCO并保持温度不变,则再达平衡时NO的转化率将
③若维持温度为T2压强为P2的条件下,按下列四种方法改变起始物质的用量,达到平衡后,CO2的浓度为0.8 mol·L-1的是
A.4mol NO+4 mol CO B.2 mol N2+2 mol CO2
C.1mol NO+1mol CO+1 mol N2+2 mol CO2 D.1mol NO+2mol N2+2 mol CO2
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解题方法
【推荐1】催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH 和CO。反应的热化学方程式如下:
I.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-53.7kJ·mol-1
I.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1: 2.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:
[备注]XCat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比。
已知:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ/mol和一285.8kJ/mol;
②H2O(l)==H2O(g) △H3=+44.0kJ·mol-1
请回答下列问题(不考虑温度对△H的影响):
(1)反应I在_________ (填“低温”或“高温”)下自发进行;反应II每生成9g水蒸气放出热量为___________ 。
(2)恒容条件下,有利于提高CO2转化为CH3OH 的平衡转化率的措施有_____ (填字母代号)。
A.延长反应时间 B.使用催化剂Cat.2 C.降低反应温度
D.投料比不变,增加反应物的浓度 E.增大CO2和H2的初始投料比
(3)由表中实验数据可以得出的结论是_______________________ 。
(4)553 K,使用催化剂Cat.2,在该时刻H2的转化率为______ (填字母代号)。
A.5.5% B.13.3% C.16.4% D.29.3%
(5)在下图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程~能量”示意图。________
(6)研究证实,CO2也可在硫酸溶液中用情性电解生成甲醇,则生成甲醇的电极反应式是_________ ,另一极的电解产物为______________________ 。
I.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-53.7kJ·mol-1
I.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1: 2.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:
T(K) | 催化剂 | CO2转化率(%) | 甲醇选择性(%) |
543 | Cat.l | 12.3 | 42.3 |
543 | Cat.2 | 10.9 | 72.7 |
553 | Cat.l | 15.3 | 39.1 |
553 | Cat.2 | 12.0 | 71.6 |
已知:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ/mol和一285.8kJ/mol;
②H2O(l)==H2O(g) △H3=+44.0kJ·mol-1
请回答下列问题(不考虑温度对△H的影响):
(1)反应I在
(2)恒容条件下,有利于提高CO2转化为CH3OH 的平衡转化率的措施有
A.延长反应时间 B.使用催化剂Cat.2 C.降低反应温度
D.投料比不变,增加反应物的浓度 E.增大CO2和H2的初始投料比
(3)由表中实验数据可以得出的结论是
(4)553 K,使用催化剂Cat.2,在该时刻H2的转化率为
A.5.5% B.13.3% C.16.4% D.29.3%
(5)在下图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程~能量”示意图。
(6)研究证实,CO2也可在硫酸溶液中用情性电解生成甲醇,则生成甲醇的电极反应式是
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【推荐2】“绿水青山就是金山银山”,近年来,绿色发展、生态保护成为中国的新名片。
Ⅰ.已知25℃和101kPa下:
①
②
③
(1)表示燃烧热的热化学方程式为___________ 。
Ⅱ.和在一定条件下反应可制得合成气,在1L密闭容器中分别通入和,发生反应: 。
(2)该反应在___________ (填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。
(3)下列能判断达到平衡状态的是___________(填序号)。
Ⅲ.已知催化加氢合成乙醇的反应原理为:,设m为起始时的投料比,即。
(4)图1中m1、m2、m3从大到小的顺序为___________ 。
(5)图2表示在总压为5MPa的恒压条件下,且m=3时,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系,则曲线d代表的物质为___________ (填化学式)。
Ⅳ.工业上可用丙烯加成法制备1,2-二氯丙烷(),主要副产物为3-氯丙烯(),反应原理为:
①
②
一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的和发生反应,容器内气体的压强随时间的变化如表所示:
(6)用单位时间内气体分压的变化表示反应①的反应速率,即,则前120min内平均反应速率___________ 。
(7)该温度下,若平衡时HCl的体积分数为12.5%,反应①的平衡常数___________ (为以分压表示的平衡常数,保留小数点后2位)。
Ⅰ.已知25℃和101kPa下:
①
②
③
(1)表示燃烧热的热化学方程式为
Ⅱ.和在一定条件下反应可制得合成气,在1L密闭容器中分别通入和,发生反应: 。
(2)该反应在
(3)下列能判断达到平衡状态的是___________(填序号)。
A.一定温度下,容积固定的容器中,密度保持不变 |
B.容积固定的绝热容器中,温度保持不变 |
C.一定温度和容积固定的容器中,平均相对分子质量不变 |
D.和的物质的量之比不再改变 |
Ⅲ.已知催化加氢合成乙醇的反应原理为:,设m为起始时的投料比,即。
(4)图1中m1、m2、m3从大到小的顺序为
(5)图2表示在总压为5MPa的恒压条件下,且m=3时,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系,则曲线d代表的物质为
Ⅳ.工业上可用丙烯加成法制备1,2-二氯丙烷(),主要副产物为3-氯丙烯(),反应原理为:
①
②
一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的和发生反应,容器内气体的压强随时间的变化如表所示:
时间/min | 0 | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 360 |
压强/kPa | 80 | 74.2 | 69.2 | 65.2 | 61.6 | 57.6 | 57.6 |
(6)用单位时间内气体分压的变化表示反应①的反应速率,即,则前120min内平均反应速率
(7)该温度下,若平衡时HCl的体积分数为12.5%,反应①的平衡常数
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【推荐3】地热能的开发利用(如下图)过程中需要研究管道的腐蚀与结构问题。
资料:地热水储藏在地下数百米的高压环境中,温度高达250℃以上,其中溶解有CO2、H2S、SiO2以及Na+、Ca2+、、Cl-等。(1)室温下测得蒸汽冷凝液pH=2.9。
①输送蒸汽的钢制管道与蒸汽冷凝液接触时,主要发生_______ (填“析氢”或“吸氧”)腐蚀,负极发生的电极反应是_______ 。
②蒸汽冷凝液中有H2SO4,是由蒸汽与O2反应生成的,该反应的化学方程式是_______ 。
(2)地热水沿地热井管道上升时,随压强减小,达到某一高度(汽化位置)时剧烈汽化。由 △H1>0可知,“热水”与“地热水”相比,温度会_______ (填“升高”或“降低”)。
(3)汽化位置的管道中结垢最严重,主要成分是CaCO3,其形成与如下平衡有关。
△H2
已知CaCO3溶解度与CO2压强(p)和温度(T)的关系如下图所示。①△H2_______ 0(填“>”或“<”)。
②比较p1和p2大小并说明理由:_______ 。
③汽化位置最易析出CaCO3的因素:压强减小,水剧烈汽化,导致_______ 。
(4)地热水中的SiO2以Si(OH)4形式存在,其溶解-析出过程可表示为:结合化学键变化分析SiO2溶解过程中能量变化很小的原因可能是_______ 。
资料:地热水储藏在地下数百米的高压环境中,温度高达250℃以上,其中溶解有CO2、H2S、SiO2以及Na+、Ca2+、、Cl-等。(1)室温下测得蒸汽冷凝液pH=2.9。
①输送蒸汽的钢制管道与蒸汽冷凝液接触时,主要发生
②蒸汽冷凝液中有H2SO4,是由蒸汽与O2反应生成的,该反应的化学方程式是
(2)地热水沿地热井管道上升时,随压强减小,达到某一高度(汽化位置)时剧烈汽化。由 △H1>0可知,“热水”与“地热水”相比,温度会
(3)汽化位置的管道中结垢最严重,主要成分是CaCO3,其形成与如下平衡有关。
△H2
已知CaCO3溶解度与CO2压强(p)和温度(T)的关系如下图所示。①△H2
②比较p1和p2大小并说明理由:
③汽化位置最易析出CaCO3的因素:压强减小,水剧烈汽化,导致
(4)地热水中的SiO2以Si(OH)4形式存在,其溶解-析出过程可表示为:结合化学键变化分析SiO2溶解过程中能量变化很小的原因可能是
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】消除尾气中的NO是环境科学研究的热点课题。
I.NO氧化机理
已知:2NO(g)+O2(g)===2NO2(g)△H=-110kJ·mol-1;25℃时,将NO和O2按物质的量之比为2:1充入刚性反应容器中,用测压法研究其反应的进行情况。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示(忽略NO2与N2O4的转化)
(1)0~80min,v(O2)=_____ kPa/min;随着反应进行,反应速率逐渐减小的原因是____ 。用压强代替浓度所得到的平衡常数用K(p)表示,25℃时,K(p)的值为____ (保留3位有效数字)。
(2)查阅资料,对于总反应2NOg)+O2(g)=2NO2(g)有如下两步历程
第一步2NO(g)====N2O2(g) 快速反应
第二步N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g) 慢反应
总反应速率主要由第______ 步决定;若利用分子捕获器适当减少反应容器中的N2O2,总反应的平衡常数K(p)将___ (填“增大”、“减小”或“不变”);若提高反应温度至35℃,则体系压强p∞(35℃)______ p∞(25℃)(填“大于”、“等于”或“小于”)。
II.NO的工业处理
(3)H2还原法:2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g);△H=a;已知在标准状况,由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的焓变叫标准摩尔生成焓。NO(g)和H2O(g)的标准摩尔生成焓分别为+90kJ/mol、-280kJ/mol,则a=_____ 。
(4)O3-CaSO3联合处理法
NO可以先经O3氧化,再用CaSO3水悬浮液吸收生成的NO2,转化为HNO2,则悬浮液吸收NO2的化学方程式为__________ ;CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高SO32-对NO2的吸收速率。请用平衡移动原理解释其主要原因_________________ (结合化学用语和文字)
I.NO氧化机理
已知:2NO(g)+O2(g)===2NO2(g)△H=-110kJ·mol-1;25℃时,将NO和O2按物质的量之比为2:1充入刚性反应容器中,用测压法研究其反应的进行情况。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示(忽略NO2与N2O4的转化)
t/min | 0 | 80 | 160 | |
p/kpa | 75.0 | 63.0 | 55.0 | 55.0 |
(1)0~80min,v(O2)=
(2)查阅资料,对于总反应2NOg)+O2(g)=2NO2(g)有如下两步历程
第一步2NO(g)====N2O2(g) 快速反应
第二步N2O2(g)+O2(g)=2NO2(g) 慢反应
总反应速率主要由第
II.NO的工业处理
(3)H2还原法:2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g);△H=a;已知在标准状况,由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的焓变叫标准摩尔生成焓。NO(g)和H2O(g)的标准摩尔生成焓分别为+90kJ/mol、-280kJ/mol,则a=
(4)O3-CaSO3联合处理法
NO可以先经O3氧化,再用CaSO3水悬浮液吸收生成的NO2,转化为HNO2,则悬浮液吸收NO2的化学方程式为
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐2】一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物,具有强氧化性,可与金属直接反应,也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题:
(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体,由于性质相似,Liebig误认为是ICl,从而错过了一种新元素的发现,该元素是_______ 。
(2)氯铂酸钡()固体加热时部分分解为、和,376.8℃时平衡常数,在一硬质玻璃烧瓶中加入过量,抽真空后,通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭),在376.8℃,碘蒸气初始压强为。376.8℃平衡时,测得烧瓶中压强为,则_______ ,反应的平衡常数K=_______ (列出计算式即可)。
(3)McMorris测定和计算了在136~180℃范围内下列反应的平衡常数。
得到和均为线性关系,如下图所示:
①由图可知,NOCl分解为NO和反应的_______ 0(填“大于”或“小于”)
②反应的K=_______ (用、表示):该反应的_______ 0(填“大于”或“小于”),写出推理过程_______ 。
(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化学分解反应,在一定频率(v)光的照射下机理为:
其中表示一个光子能量,表示NOCl的激发态。可知,分解1mol的NOCl需要吸收_______ mol光子。
(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体,由于性质相似,Liebig误认为是ICl,从而错过了一种新元素的发现,该元素是
(2)氯铂酸钡()固体加热时部分分解为、和,376.8℃时平衡常数,在一硬质玻璃烧瓶中加入过量,抽真空后,通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭),在376.8℃,碘蒸气初始压强为。376.8℃平衡时,测得烧瓶中压强为,则
(3)McMorris测定和计算了在136~180℃范围内下列反应的平衡常数。
得到和均为线性关系,如下图所示:
①由图可知,NOCl分解为NO和反应的
②反应的K=
(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化学分解反应,在一定频率(v)光的照射下机理为:
其中表示一个光子能量,表示NOCl的激发态。可知,分解1mol的NOCl需要吸收
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(0.4)
解题方法
【推荐3】石油产品中除含有H2S外,还含有各种形态的有机硫,如COS、CH3SH等。
回答下列问题:
(1)CH3SH(甲硫醇)的电子式为__________ 。
(2)CO和H2S反应可产生羰基硫( COS)。在一恒容密闭容器中发生反应:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)并达到平衡,数据如下表所示:
①该反应是________ 反应(填“吸热”或“放热”)。
②实验1达平衡时,CO的转化率为_______ 。
③实验2达到平衡时,a_______ 7.0(填“大于”“小于”或“等于”)。
④实验3达平衡后,再充入1.0 molH2,平衡常数值____ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)COS是大气污染物。在酸性溶液中可用H2O2氧化COS生成一种强酸脱硫。该脱除反应的化学方程式为_______________ 。
(4)有一种脱硫工艺为:真空K2CO3一克劳斯法。
①K2CO3溶液吸收H2S的反应为K2CO3 +H2S =KHS +KHCO3,该反应的平衡常数的对数值为lgK=_____ (已知:H2CO3 lgK1=-6.4,lgK,2=- 10.3;H2S lgKl=-7.0,lgK2=- 19.0)。
②已知下列热化学方程式:
a. 2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(1) △H1=-1172kJ/mol
b. 2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(1) △H2 = 632 kJ/mol
克劳斯法回收硫的反应为SO2和H2S气体反应生成S(s),则该反应的热化学方程式为_________ 。
回答下列问题:
(1)CH3SH(甲硫醇)的电子式为
(2)CO和H2S反应可产生羰基硫( COS)。在一恒容密闭容器中发生反应:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)并达到平衡,数据如下表所示:
实验 | 温度/℃ | 起始时 | 平衡时 | |||
n(CO)/mol | n(H2S)/mol | n(COS)/mol | n(H2)/mol | n(CO)/mol | ||
1 | 150 | 10.0 | 10.0 | 0 | 0 | 7.0 |
2 | 150 | 7.0 | 8.0 | 2.0 | 4.5 | a |
3 | 400 | 20.0 | 20.0 | 0 | 0 | 16.0 |
①该反应是
②实验1达平衡时,CO的转化率为
③实验2达到平衡时,a
④实验3达平衡后,再充入1.0 molH2,平衡常数值
(3)COS是大气污染物。在酸性溶液中可用H2O2氧化COS生成一种强酸脱硫。该脱除反应的化学方程式为
(4)有一种脱硫工艺为:真空K2CO3一克劳斯法。
①K2CO3溶液吸收H2S的反应为K2CO3 +H2S =KHS +KHCO3,该反应的平衡常数的对数值为lgK=
②已知下列热化学方程式:
a. 2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(1) △H1=-1172kJ/mol
b. 2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(1) △H2 = 632 kJ/mol
克劳斯法回收硫的反应为SO2和H2S气体反应生成S(s),则该反应的热化学方程式为
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