研究CO2的综合利用对促进“低碳经济”的发展有重要意义。
(1)工业上以CO2、NH3为原料生产尿素[CO(NH2)2],反应实际为两步进行:
I:2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(s) △H1=-272kJ·mol-1
II:H2NCOONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+138kJ·mol-1
已知:H2O(l)==H2O(g) △H3=+44kJ·mol-1
①请写出以NH3、CO2为原料,合成尿素和液态水的热化学方程式______________ 。
②T1℃时,在1L的密闭容器中充入CO2和NH3模拟工业生产,n(NH3)/n(CO2)=x,如图是CO2平衡转化率()与x的关系。求图中A点NH3的平衡转化率=________ %。
③当x=1.0时,若起始的压强为p0kPa,水为液态,平衡时压强变为起始的1/2。则该反应的平衡常数Kp=_______ (kPa)-3(KP为以分压表示的平衡常数)。
(2)用CO2和H2合成甲醇:3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ·mol-1。在T℃时,甲、乙、丙三个2L的恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得平衡时有关数据如下:
①甲容器10s达到平衡时测得x=39.2,则甲中CO2的平均反应速率____________ 。
②下列说法正确的是________ (填字母编号)。
A.2c1<c3 B.z<2y C.p3>2p2 D.α1+α3>1
(3)用NaOH溶液做碳捕捉剂可获得化工产品Na2CO3。常温下若某次捕捉后得到pH=10的溶液,则溶液中c(CO32-):c(HCO3-)=_____ [K1(H2CO3)=4.4×10-7、K2(H2CO3)=5×10-11],溶液中c(Na+)_____ c(HCO3-)+2c(CO32-)(填“>”“=”或“<”)。
(1)工业上以CO2、NH3为原料生产尿素[CO(NH2)2],反应实际为两步进行:
I:2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(s) △H1=-272kJ·mol-1
II:H2NCOONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+138kJ·mol-1
已知:H2O(l)==H2O(g) △H3=+44kJ·mol-1
①请写出以NH3、CO2为原料,合成尿素和液态水的热化学方程式
②T1℃时,在1L的密闭容器中充入CO2和NH3模拟工业生产,n(NH3)/n(CO2)=x,如图是CO2平衡转化率()与x的关系。求图中A点NH3的平衡转化率=
③当x=1.0时,若起始的压强为p0kPa,水为液态,平衡时压强变为起始的1/2。则该反应的平衡常数Kp=
(2)用CO2和H2合成甲醇:3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ·mol-1。在T℃时,甲、乙、丙三个2L的恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得平衡时有关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 | |
起始反应物投入量 | 3mol H2(g) 1mol CO2(g) | 1mol CH3OH(g) 1mol H2O(g) | 2mol CH3OH(g) 2mol H2O(g) | |
平衡数据 | c(CH3OH)/mol·L-1 | c1 | c2 | c3 |
反应的能量变化kJ | x | y | z | |
体系压强/Pa | p1 | p2 | p3 | |
反应物转化率 | α1 | α2 | α3 |
②下列说法正确的是
A.2c1<c3 B.z<2y C.p3>2p2 D.α1+α3>1
(3)用NaOH溶液做碳捕捉剂可获得化工产品Na2CO3。常温下若某次捕捉后得到pH=10的溶液,则溶液中c(CO32-):c(HCO3-)=
更新时间:2019-05-24 12:53:37
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【推荐1】游离态氮称为惰性氮,游离态氮转化为化合态氮称之为氮的活化,在氮的循环系统中,氮的过量“活化”,则活化氮开始向大气和水体过量迁移,氮的循环平衡被打破,导致全球环境问题。
Ⅰ.氮的活化
工业合成氨是氮的活化重要途径之一,在一定条件下,将N2 和 H2通入到体积为0.5L的恒容容器中,反应过程中各物质的物质的量变化如右图所示:(1)10min内用NH3表示该反应的平均速率,(NH3)=____________ 。
(2)在第10min和第25min改变的条件可能分别是_________ 、________ (填字母)。
A.加了催化剂
B. 升高温度
C. 增加NH3的物质的量
D.压缩体积
E.分离出氨气
(3)下列说法能说明该可逆反应达到平衡状态的是__________ (填字母)。
A.容器中气体密度不变
B. 容器中压强不变
C.3v(H2)正=2v(NH3)逆
D. N2、H2、NH3分子数之比为1∶3∶2
Ⅱ.催化转化为惰性氮 已知:SO2、CO、NH3等都可以催化还原氮氧化物生成惰性氮。
(4)在25℃,101KPa时,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H1= -92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2= -571.6kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H3= +180kJ/mol
则NO与NH3反应生成惰性氮的热化学方程式______________________________ 。
(5)在有氧条件下,新型催化剂M能催化CO与NOx反应生成N2。现向某密闭容器中充入等物质的量浓度的NO2和CO气体,维持恒温恒容,在催化剂作用下发生反应:4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) △H<0,相关数据如下:
计算此温度下的化学平衡常数K=______ ,
②实验室模拟电解法吸收NOx装置如图,(图中电极均为石墨电极)。若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验(a<b),电解时NO2发生反应的电极反应式:_____________ 。
Ⅰ.氮的活化
工业合成氨是氮的活化重要途径之一,在一定条件下,将N2 和 H2通入到体积为0.5L的恒容容器中,反应过程中各物质的物质的量变化如右图所示:(1)10min内用NH3表示该反应的平均速率,(NH3)=
(2)在第10min和第25min改变的条件可能分别是
A.加了催化剂
B. 升高温度
C. 增加NH3的物质的量
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(3)下列说法能说明该可逆反应达到平衡状态的是
A.容器中气体密度不变
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(4)在25℃,101KPa时,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H1= -92.4kJ/mol
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则NO与NH3反应生成惰性氮的热化学方程式
(5)在有氧条件下,新型催化剂M能催化CO与NOx反应生成N2。现向某密闭容器中充入等物质的量浓度的NO2和CO气体,维持恒温恒容,在催化剂作用下发生反应:4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g) △H<0,相关数据如下:
0min | 5min | 10min | 15min | 20min | |
c(NO2) /mol·L-1 | 2.0 | 1.7 | 1.56 | 1.5 | 1.5 |
c(N2) /mol·L-1 | 0 | 0.15 | 0.22 | 0.25 | 0.25 |
计算此温度下的化学平衡常数K=
②实验室模拟电解法吸收NOx装置如图,(图中电极均为石墨电极)。若用NO2气体进行模拟电解法吸收实验(a<b),电解时NO2发生反应的电极反应式:
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(0.4)
解题方法
【推荐2】研究和深度开发氮氧化物、碳氧化物、硫及其化合物的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。
I.NO会加速臭氧层被破坏,其反应过程如图所示:
(1)NO的作用是___________ 。
(2)已知:O3(g)+O(g)⇌2O2 ΔH=-143kJ·mol-l
反应1:O3+NO⇌NO2+O2 ΔH1=-200.2kJ·mol-l
反应2:热化学方程式为___________ 。
II.已知反应:H2S(g)+CO(g)⇌COS(g)+H2(g) △H<0,
(1)写出COS(羰基硫)的电子式___________ ,
(2)在充有催化剂的恒压密闭容器中进行反应。设起始充入的n(CO)∶n(H2S)=m,相同时间内测得H2S转化率与m和温度(T)的关系如图所示。
①m1___________ m2.(填“>”、“<”或“=”)
②温度高于T0时,H2S转化率减小的可能原因为___________ 。
a.反应停止了 b.催化剂活性降低 c.反应达到平衡 d.反应的ΔH变大
③240°C时,将等物质的量的H2S(g)与CO(g)充入密闭容器中,测得H2(g)的平衡体积分数为25%。则此时该反应的平衡常数K=___________ ;
④在300°C、320°C时上述反应中H2S(g)和COS(g)的体积分数()随时间(t)的变化关系如图所示。起始密闭容器中[H2S(g)]和[CO(g)]、[COS(g)]和[H2(g)]分别相等。则300°C时[COS(g)]随时间变化的曲线为___________ ,320°C时[H2S(g)]随时间变化的曲线为___________ 。
I.NO会加速臭氧层被破坏,其反应过程如图所示:
(1)NO的作用是
(2)已知:O3(g)+O(g)⇌2O2 ΔH=-143kJ·mol-l
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反应2:热化学方程式为
II.已知反应:H2S(g)+CO(g)⇌COS(g)+H2(g) △H<0,
(1)写出COS(羰基硫)的电子式
(2)在充有催化剂的恒压密闭容器中进行反应。设起始充入的n(CO)∶n(H2S)=m,相同时间内测得H2S转化率与m和温度(T)的关系如图所示。
①m1
②温度高于T0时,H2S转化率减小的可能原因为
a.反应停止了 b.催化剂活性降低 c.反应达到平衡 d.反应的ΔH变大
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(0.4)
解题方法
【推荐3】铁单质及其化合物在生活生产中应用广泛。
(1)硫酸铁可作絮凝剂,常用于净水,其原理是(用离子方程式表示)______________________ 。
(2)已知25°C时,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,该温度下反应Fe(OH)3+3H+⇌Fe3++3H2O的平衡常数K=______________
(3)电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法,保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,刮去(或撇掉)浮渣层,即起到了浮选净化的作用。某研究小组设计装置如图所示。
①装置B中通入空气的电极反应是_______________
②装置A中,阳极的电极反应式分别为Fe-2e-=Fe2+、_______________
③实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,产生气泡速率缓慢,无法使悬浮物形成浮渣.此时,应向污水中加入适量的___________
a.H2SO4 b.BaSO4 c.Na2SO4 d.NaOH e.CH3CH2OH
(4)工业催化剂K3[Fe(C2O4)3]·3H2O是翠绿色晶体,在421~553℃时,分解为Fe2O3、K2CO3、CO、CO2、H2O。实验室由草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)、草酸钾(K2C2O4)、草酸(H2C2O4)和双氧水(H2O2)混合制备。
①制备过程要防止草酸被H2O2氧化,请写出草酸被H2O2氧化的化学方程式__________________ 。
②配合物的稳定性可以用稳定常数K来衡量,如Cu2+ + 4NH3 ⇌[Cu(NH3)4]2+,其稳定常数表达式为:。已知:[Fe(C2O4)3]3-的稳定常数K1=1020, Fe(SCN)3的稳定常数K2=2×103,请设计检验K3[Fe(C2O4)3]·3H2O中铁元素的方案_______________________ 。
(1)硫酸铁可作絮凝剂,常用于净水,其原理是(用离子方程式表示)
(2)已知25°C时,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,该温度下反应Fe(OH)3+3H+⇌Fe3++3H2O的平衡常数K=
(3)电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法,保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性,可吸附污物而沉积下来,具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层,刮去(或撇掉)浮渣层,即起到了浮选净化的作用。某研究小组设计装置如图所示。
①装置B中通入空气的电极反应是
②装置A中,阳极的电极反应式分别为Fe-2e-=Fe2+、
③实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,产生气泡速率缓慢,无法使悬浮物形成浮渣.此时,应向污水中加入适量的
a.H2SO4 b.BaSO4 c.Na2SO4 d.NaOH e.CH3CH2OH
(4)工业催化剂K3[Fe(C2O4)3]·3H2O是翠绿色晶体,在421~553℃时,分解为Fe2O3、K2CO3、CO、CO2、H2O。实验室由草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)、草酸钾(K2C2O4)、草酸(H2C2O4)和双氧水(H2O2)混合制备。
①制备过程要防止草酸被H2O2氧化,请写出草酸被H2O2氧化的化学方程式
②配合物的稳定性可以用稳定常数K来衡量,如Cu2+ + 4NH3 ⇌[Cu(NH3)4]2+,其稳定常数表达式为:。已知:[Fe(C2O4)3]3-的稳定常数K1=1020, Fe(SCN)3的稳定常数K2=2×103,请设计检验K3[Fe(C2O4)3]·3H2O中铁元素的方案
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(0.4)
解题方法
【推荐1】COS 、H2S是许多煤化工产品的原料气。已知
Ⅰ.COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H=X kJ·mol-1;
Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H =-42 kJ·mol-1;
(1)断裂1 mol分子中的化学键所需吸收的能量如下表所示:
X=___________ 。
(2)向10 L容积不变的密闭容器中充入1 mol COS(g)、1 mol H2(g)和1 mol H2O(g),进行上述两个反应,在T10C时达到平衡,体系内CO的体积分数为5%(如下图M点)。
请回答下列问题:
①请在图中画出以M为起点,从T1℃开始升温过程中CO的平衡体积分数随温度变化的曲线。_____
②T1℃时,测得平衡时体系中COS的物质的量为0.80 mol,则平衡时H2O的转化率为_________ 。
(3)现有两个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器M、N,在M中充入1 mol CO和1 mol H2O,在N中充入1 mol CO2和1 mol H2,均在700 ℃下开始按Ⅱ进行反应。达到平衡时,下列说法正确的是_______ 。
A.容器M、N中正反应速率相同
B.容器M中CO的物质的量比容器N中的多
C.容器M、N中反应的平衡常数相同
D.容器M中CO的转化率与容器N中CO2的转化率之和小于1
(4)氢硫酸、碳酸均为二元弱酸,其常温下的电离常数如下表:
煤的气化过程中产生的H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式为
______________________________________ ;常温下,用100mL 0.1mol·L-1NaOH溶液吸收224mL(标况)H2S气体,反应后离子浓度从大到小顺序为_____________________ 。
(5)25℃时,用Na2S沉淀Cu2+、Sn2+两种金属离子(M2+),所需S2-最低浓度的对数值lgc(S2-)与lgc(M2+)的关系如图所示:
①25℃时Ksp(CuS)=__________________ 。
②25℃时向50.0mL Sn2+、Cu2+浓度均为0.01mol·L-1的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液到50.0mL时开始生成SnS沉淀,此时溶液中Cu2+浓度为__________ mol/L。
Ⅰ.COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H=X kJ·mol-1;
Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H =-42 kJ·mol-1;
(1)断裂1 mol分子中的化学键所需吸收的能量如下表所示:
分子 | COS(g) | H2(g) | CO(g) | H2S(g) | H2O(g) | CO2(g) |
能量/kJ·mol-1 | 1319 | 442 | 1076 | 678 | 930 | 1606 |
X=
(2)向10 L容积不变的密闭容器中充入1 mol COS(g)、1 mol H2(g)和1 mol H2O(g),进行上述两个反应,在T10C时达到平衡,体系内CO的体积分数为5%(如下图M点)。
请回答下列问题:
①请在图中画出以M为起点,从T1℃开始升温过程中CO的平衡体积分数随温度变化的曲线。
②T1℃时,测得平衡时体系中COS的物质的量为0.80 mol,则平衡时H2O的转化率为
(3)现有两个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器M、N,在M中充入1 mol CO和1 mol H2O,在N中充入1 mol CO2和1 mol H2,均在700 ℃下开始按Ⅱ进行反应。达到平衡时,下列说法正确的是
A.容器M、N中正反应速率相同
B.容器M中CO的物质的量比容器N中的多
C.容器M、N中反应的平衡常数相同
D.容器M中CO的转化率与容器N中CO2的转化率之和小于1
(4)氢硫酸、碳酸均为二元弱酸,其常温下的电离常数如下表:
H2CO3 | H2S | |
Ka1 | 4.4×10-7 | 1.3×10-7 |
Ka2 | 4.7×10-11 | 7.1×10-15 |
煤的气化过程中产生的H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式为
(5)25℃时,用Na2S沉淀Cu2+、Sn2+两种金属离子(M2+),所需S2-最低浓度的对数值lgc(S2-)与lgc(M2+)的关系如图所示:
①25℃时Ksp(CuS)=
②25℃时向50.0mL Sn2+、Cu2+浓度均为0.01mol·L-1的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液到50.0mL时开始生成SnS沉淀,此时溶液中Cu2+浓度为
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解题方法
【推荐2】(Ⅰ)某化学兴趣小组要完成中和热的测定。
(1)实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌棒、0.5 mol·L-1盐酸、0.55 mol·L-1NaOH溶液,实验尚缺少的玻璃用品是____ 、____ 。
(2)实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒?____ (填“能”或“否”),其原因是______________________________________________________________ 。
(3)他们记录的实验数据如下:
已知:Q=cm(t2-t1),反应后溶液的比热容c为4.18 kJ·℃-1·kg-1,各物质的密度均为1 g·cm-3。
①计算完成上表中的ΔH。
(4)若用KOH代替NaOH,对测定结果____ (填“有”或“无”)影响;若用醋酸代替HCl做实验,对测定结果____ (填“有”或“无”)影响。
(Ⅱ)、在一定温度下,把2 mol N2和6 mol H2通入一个体积不变的密闭容器 中,(如右图):容器中发生以下的反应:N2(g)+3 H2(g)2NH3 (g) (正反应为放热反应)。若反应达到平衡后,测得混和气体为7 mol ,据此回答下列问题:保持上述反应温度不变,使a、b、c分别代表初始加入的N2、H2和NH3的物质的量,如果反应达到平衡后混和气体中各物质的物质的量分数仍与上述平衡时完全相同,那么:
(1)若a=1 mol ,c=2 mol,则b=____ mol,在此情况下,反应起始时将向___ 方向进行(填 “正反应”或“逆反应”)
(2)若规定起始时反应向逆反应方向进行,则c的范围是_____ 。
(3)在上述装置中,若需控制平衡后的混和气体的物质的量为6.5 mol,则可采取的措施是_________
(III)、如图所示,温度不变时,把某容器分割成A、B两部分,A容器体积固定不变,B有可移动的活塞,现在A中充入2 mol SO2和1 mol O2,在B中充入2 mol SO3和 1 mol N2,在相同条件下发生可逆反应:2 SO2(g)+O2(g) 2 SO3(g)。根据下列要求填写空白:
(1)固定活塞位置在3处不动,达到平衡时,设A中压强为PA,B中压强为PB,则PA与PB的关系是PA_______ PB(填“<”、“=”、“>”)。
(2)若要使A与B中平衡状态相同,可移动活塞的位置应在____ 处。
(3)若活塞右移到5处,达到平衡后,B中SO3为xmol,A中SO3为ymol, 则x和y 的关系是x____ y. (填“<”、“=”、“>”)。
(1)实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌棒、0.5 mol·L-1盐酸、0.55 mol·L-1NaOH溶液,实验尚缺少的玻璃用品是
(2)实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒?
(3)他们记录的实验数据如下:
实验用品 | 溶液温度 | 中和热 | |||
t1 | t2 | ΔH | |||
① | 50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液 | 50 mL 0.5 mol·L-1 HCl溶液 | 20 ℃ | 23.3 ℃ | |
② | 50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液 | 50 mL 0.5 mol·L-1 HCl溶液 | 20 ℃ | 23.5 ℃ |
已知:Q=cm(t2-t1),反应后溶液的比热容c为4.18 kJ·℃-1·kg-1,各物质的密度均为1 g·cm-3。
①计算完成上表中的ΔH。
(4)若用KOH代替NaOH,对测定结果
(Ⅱ)、在一定温度下,把2 mol N2和6 mol H2通入一个体积不变的密闭容器 中,(如右图):容器中发生以下的反应:N2(g)+3 H2(g)2NH3 (g) (正反应为放热反应)。若反应达到平衡后,测得混和气体为7 mol ,据此回答下列问题:保持上述反应温度不变,使a、b、c分别代表初始加入的N2、H2和NH3的物质的量,如果反应达到平衡后混和气体中各物质的物质的量分数仍与上述平衡时完全相同,那么:
(1)若a=1 mol ,c=2 mol,则b=
(2)若规定起始时反应向逆反应方向进行,则c的范围是
(3)在上述装置中,若需控制平衡后的混和气体的物质的量为6.5 mol,则可采取的措施是
(III)、如图所示,温度不变时,把某容器分割成A、B两部分,A容器体积固定不变,B有可移动的活塞,现在A中充入2 mol SO2和1 mol O2,在B中充入2 mol SO3和 1 mol N2,在相同条件下发生可逆反应:2 SO2(g)+O2(g) 2 SO3(g)。根据下列要求填写空白:
(1)固定活塞位置在3处不动,达到平衡时,设A中压强为PA,B中压强为PB,则PA与PB的关系是PA
(2)若要使A与B中平衡状态相同,可移动活塞的位置应在
(3)若活塞右移到5处,达到平衡后,B中SO3为xmol,A中SO3为ymol, 则x和y 的关系是x
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解题方法
【推荐3】氨基甲酸铵(H2NCOONH4)为尿素生产过程的中间产物,易分解。
已知:
Ⅰ.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH1=-92kJ•mol-1
Ⅱ.C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-394kJ•mo1-1
Ⅲ.N2(g)+3H2(g)+C(s)+O2(g)H2NCOONH4(s) ΔH3=-646kJ•mol-1
Ⅳ.H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g) ΔH4
回答下列问题:
(1)NH3的空间构型为________ ,NH3的键角大于PH3,分析原因为________ 。
(2)ΔH4=________ ;T℃下在某密闭容器中加入H2NCOONH4(s),假设只发生反应Ⅳ,达平衡时测得NH3的浓度为c1,保持温度不变,加压(缩小容器的体积),测得新的平衡条件下NH3的浓度为c2,则c1________ c2(填“>”“<”或“=”)。反应Ⅳ在________ (填“高温”“低温”或“任意温度”)条件下能够自发进行。
(3)某温度下在一刚性的密闭容器中,充入等物质的量N2和H2发生反应Ⅰ,起始压强为1MPa,10min末达平衡,测得平衡时压强为0.8MPa,则10min内v(N2)=________ MPa/min,此时平衡常数Kp=________ 。对于该条件下的反应,下列说法错误的是________ 。
A.当H2的体积分数不变时,说明反应已经达到化学平衡状态
B.温度升高化学反应速率加快,化学平衡常数增大
C.其他条件不变时,若适当增加N2的用量,可以提高H2的平衡转化率
D.使用合适的催化剂可以加快化学反应速率,但ΔH1不变
(4)在一定的条件下,将AmolN2和BmolH2充入某体积固定的密闭容器中合成NH3,在不同的催化剂(甲或乙)下发生反应,反应相同时间后H2的转化率与温度的关系如图:
某学习小组的同学通过讨论得出结论:200℃时,a点对应的转化率(5%)不是使用催化剂甲、下H2的平衡转化率,判断依据是________ 。
已知:
Ⅰ.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH1=-92kJ•mol-1
Ⅱ.C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-394kJ•mo1-1
Ⅲ.N2(g)+3H2(g)+C(s)+O2(g)H2NCOONH4(s) ΔH3=-646kJ•mol-1
Ⅳ.H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g) ΔH4
回答下列问题:
(1)NH3的空间构型为
(2)ΔH4=
(3)某温度下在一刚性的密闭容器中,充入等物质的量N2和H2发生反应Ⅰ,起始压强为1MPa,10min末达平衡,测得平衡时压强为0.8MPa,则10min内v(N2)=
A.当H2的体积分数不变时,说明反应已经达到化学平衡状态
B.温度升高化学反应速率加快,化学平衡常数增大
C.其他条件不变时,若适当增加N2的用量,可以提高H2的平衡转化率
D.使用合适的催化剂可以加快化学反应速率,但ΔH1不变
(4)在一定的条件下,将AmolN2和BmolH2充入某体积固定的密闭容器中合成NH3,在不同的催化剂(甲或乙)下发生反应,反应相同时间后H2的转化率与温度的关系如图:
某学习小组的同学通过讨论得出结论:200℃时,a点对应的转化率(5%)不是使用催化剂甲、下H2的平衡转化率,判断依据是
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解答题-原理综合题
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【推荐1】化学链燃烧技术的基本原理是将传统燃料与空气接触反应的燃烧借助载氧剂(如,FeO等)的作用分解为几个气固反应,燃料与空气无须接触,由载氧剂将空气中的氧气传递给燃料。回答下列问题:
(1)用Fe0作载氧剂,部分反应的1g Kp与温度的关系如图所示。[已知:平衡常数Kp是用平衡分压代替平衡浓度(平衡分压=总压×物质的量分数)]
①图中涉及的反应中,属于吸热反应的是反应___________ (填字母a、b或c)。
②R点对应温度下,向某恒容密闭容器中通入1mol CO,并加入足量的FeO,只发生反应,则CO的平衡转化率为___________ 。
(2)在T℃下,向某恒容密闭容器中加入2mol (g)和8mol FeO(s)进行反应:。反应起始时压强为,达到平衡状态时,容器的气体压强是起始压强的2倍。
①反应达平衡时,容器内气体的总物质的量为___________ mol;
②T℃下,该反应的Kp=___________ 。
(3)一种微胶囊吸收剂,将煤燃烧排放的以安全、高效的方式处理掉,胶囊内部充有溶液,其原理如图所示。
①这种微胶囊吸收的原理是___________ (用离子方程式表示)。
②将解吸后的催化加氢可制取乙烯。
已知:
___________ 。
(1)用Fe0作载氧剂,部分反应的1g Kp与温度的关系如图所示。[已知:平衡常数Kp是用平衡分压代替平衡浓度(平衡分压=总压×物质的量分数)]
①图中涉及的反应中,属于吸热反应的是反应
②R点对应温度下,向某恒容密闭容器中通入1mol CO,并加入足量的FeO,只发生反应,则CO的平衡转化率为
(2)在T℃下,向某恒容密闭容器中加入2mol (g)和8mol FeO(s)进行反应:。反应起始时压强为,达到平衡状态时,容器的气体压强是起始压强的2倍。
①反应达平衡时,容器内气体的总物质的量为
②T℃下,该反应的Kp=
(3)一种微胶囊吸收剂,将煤燃烧排放的以安全、高效的方式处理掉,胶囊内部充有溶液,其原理如图所示。
①这种微胶囊吸收的原理是
②将解吸后的催化加氢可制取乙烯。
已知:
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【推荐2】氢能是极具发展潜力的清洁能源﹐以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。回答下列问题:
(1)已知:
。
则表示燃烧热的热化学方程式为___________ 。
(2)通过如图所示的电解装置可获得。电解时,阳极电极反应式为___________ 。电解后,KOH的物质的量___________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)乙醇—水催化重整可获得,主要反应为:
Ⅰ. ;
Ⅱ. 。
①已知 ,向重整体系中加入适量多孔CaO的作用有___________ (答出两点即可)。
②在,时,平衡时的产率随温度的升高先增大后减小的原因是___________ 。
③TK时,向2L恒容密闭的容器中充入2mol (g)和6mol (g),发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,5min后达到平衡状态,测得(g)的转化率为80%,容器内CO(g)的体积分数为10%,则5min内v(CH3CH2OH)=___________ mol⋅L−1⋅min−1,TK温度下,反应Ⅱ的平衡常数K=___________ (保留3位小数)。
(1)已知:
。
则表示燃烧热的热化学方程式为
(2)通过如图所示的电解装置可获得。电解时,阳极电极反应式为
(3)乙醇—水催化重整可获得,主要反应为:
Ⅰ. ;
Ⅱ. 。
①已知 ,向重整体系中加入适量多孔CaO的作用有
②在,时,平衡时的产率随温度的升高先增大后减小的原因是
③TK时,向2L恒容密闭的容器中充入2mol (g)和6mol (g),发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,5min后达到平衡状态,测得(g)的转化率为80%,容器内CO(g)的体积分数为10%,则5min内v(CH3CH2OH)=
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解答题-原理综合题
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【推荐3】将CO2转化为有经济价值的产物,可以推动经济高质量发展和生态环境质量的持续改善,实现“碳中和”。请回答:
(1)CO2转化为甲醇有利于实现碳中和,该过程经历以下两步:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ/mol
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90kJ/mol
①写出CO2(g)合成CH3OH(g)总反应的热化学方程式___________ 。
②能说明反应CO(g)合成CH3OH(g)总反应已达平衡状态的是___________ (填字母)。
A.CO2、H2、CH3OH分子数之比为1:3:1的状态
B.在恒温恒容的容器中,混合气体的平均摩尔质量保持不变
C.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化
D.在恒温恒压的容器中,气体的密度不再变化
③在一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生CO2合成CH3OH的总反应,测得10min达到平衡时氢气的平均速率为0.12mol/(L·min),则该反应的平衡常数为___________ (保留一位小数)。
(2)CO2催化加氢生成乙烯也是CO2的热点研究领域。2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H<0。
①达到平衡后,欲增加乙烯的产率,并提高反应的速率,可采取的措施___________ (写出其中符合条件的一种)。
②如图所示,关闭活塞,向甲乙两个密闭容器分别充入lmolCO2和3molH2,发生反应CO2催化加氢生成乙烯,起始温度体积相同(T1℃、4L密闭容器)。达到平衡时,乙的容器容积为2.8L,则平衡时甲容器中CO2的物质的量___________ 0.2mol(填“大于、小于、等于、无法确定”)。
(1)CO2转化为甲醇有利于实现碳中和,该过程经历以下两步:
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ/mol
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H=-90kJ/mol
①写出CO2(g)合成CH3OH(g)总反应的热化学方程式
②能说明反应CO(g)合成CH3OH(g)总反应已达平衡状态的是
A.CO2、H2、CH3OH分子数之比为1:3:1的状态
B.在恒温恒容的容器中,混合气体的平均摩尔质量保持不变
C.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化
D.在恒温恒压的容器中,气体的密度不再变化
③在一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生CO2合成CH3OH的总反应,测得10min达到平衡时氢气的平均速率为0.12mol/(L·min),则该反应的平衡常数为
(2)CO2催化加氢生成乙烯也是CO2的热点研究领域。2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H<0。
①达到平衡后,欲增加乙烯的产率,并提高反应的速率,可采取的措施
②如图所示,关闭活塞,向甲乙两个密闭容器分别充入lmolCO2和3molH2,发生反应CO2催化加氢生成乙烯,起始温度体积相同(T1℃、4L密闭容器)。达到平衡时,乙的容器容积为2.8L,则平衡时甲容器中CO2的物质的量
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解答题-实验探究题
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【推荐1】我国规定:室内甲醛含量不得超过。某研究性学习小组欲利酸性溶液测定空气中甲醛的含量,(部分装置如图),其反应原理及步骤如下:
步骤:①量取,溶液于洗气瓶中,并滴入几滴稀,加水稀释备用。
②取草酸标准溶液于酸式滴定管中备用。
⑧用注射器抽取新装修室内空气.再将注射器气体推入洗气瓶中充分反应.再重复4次。
④将洗气瓶中溶液转移到锥形瓶中(包括洗涤液),再用标准草酸溶液进行滴定,记录滴定所消耗的草酸溶液的体积。
⑤再重复实验2次(每次取高锰酸钾溶液)。3次实验消耗草酸溶液的体积平均值为。
回答下列问题
(1)此实验用指示剂______ (填字母)。
a.甲基橙 b.酚酞 c.淀粉 d.无需另外添加试剂
(2)量取溶液应用_______ 滴定管。
(3)下列操作能引起室内甲醛浓度偏高的是________ 。
a.滴定终点俯视读数
b.滴定前有气泡滴定后无气泡
c.在高锰酸钾溶液中加入少量水
d.装草酸的滴定管未润洗
(4),草酸是二元中强酸,草酸氢钠溶液显酸性。常温下,如果向溶液中滴加溶液
①当加入的溶液体积为,请你写出溶液中质子守恒关系式________ 。
②当加入的溶液体积为,请你写出溶液中离子的浓度大小关系_______ 。
步骤:①量取,溶液于洗气瓶中,并滴入几滴稀,加水稀释备用。
②取草酸标准溶液于酸式滴定管中备用。
⑧用注射器抽取新装修室内空气.再将注射器气体推入洗气瓶中充分反应.再重复4次。
④将洗气瓶中溶液转移到锥形瓶中(包括洗涤液),再用标准草酸溶液进行滴定,记录滴定所消耗的草酸溶液的体积。
⑤再重复实验2次(每次取高锰酸钾溶液)。3次实验消耗草酸溶液的体积平均值为。
回答下列问题
(1)此实验用指示剂
a.甲基橙 b.酚酞 c.淀粉 d.无需另外添加试剂
(2)量取溶液应用
(3)下列操作能引起室内甲醛浓度偏高的是
a.滴定终点俯视读数
b.滴定前有气泡滴定后无气泡
c.在高锰酸钾溶液中加入少量水
d.装草酸的滴定管未润洗
(4),草酸是二元中强酸,草酸氢钠溶液显酸性。常温下,如果向溶液中滴加溶液
①当加入的溶液体积为,请你写出溶液中质子守恒关系式
②当加入的溶液体积为,请你写出溶液中离子的浓度大小关系
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【推荐2】氯化铵(NH4Cl)是一种重要的化工产品。请回答:
(1)室温下,0.1mol·L-1的NH4Cl溶液pH=5。NH4Cl溶液呈酸性的原因是____ (用离子方程式表示),10-5—10-9=____ (用微粒符号式表示)。
Ⅱ.NH4Cl作氮肥会导致土壤酸化及Cl-含量超标,前景越来越差。化工专家提出用MgO将NH4Cl转化为附加值更高的NH3和HCl。
(2)有研究认为转化过程分两步完成,原理如下:
水化:MgO(s)+H2O(l)=Mg(OH)2(s)
蒸氨:Mg(OH)2(s)+2NH(aq)=Mg2+(aq)+2NH3·H2O(aq)
已知Kb(NH3·H2O)=2×10-5,Ksp[Mg(OH)2]=5×10-12,。“装氨”反应的平衡常数K=____ 。
加热有利于提高蒸氨率,原因是____ 。
(3)最新研究发现,MgO比Mg(OH)2更有利于蒸氨,结果如图所示:
①“蒸氨率”测定:加热混合物,蒸出的NH3用过量H2SO4吸收,稀释吸收液并定容至250mL,取出25mL用NaOH标准溶液滴定至终点。滴定前的下列操作的正确顺序是____ (填字母)。
a.盛装NaOH标准溶液
b.用NaOH标准溶液润洗
c.读数、记录
d.查漏、清洗
e.排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面
②下列操作会造成所测“蒸氨率”偏大的是____ (填字母)。
a.滴定终点时俯视读数
b.锥形瓶用稀释后的吸收液润洗
c.滴定前有气泡,滴定后没有气泡
d.定容250mL吸收液时,有少量溶液溅出
③研究者认为:前30min,由于MgO表面存在:MgO(s)+H2O(l)→Mg(OH)+(s)+OH—(aq),比Mg(OH)2固体产生了更多的OH—,提高了“蒸氨率”。请设计实验证明:___ 。
(4)煅烧副产物MgCl2·6H2O实现MgO再生,其反应方程式为___ 。
(1)室温下,0.1mol·L-1的NH4Cl溶液pH=5。NH4Cl溶液呈酸性的原因是
Ⅱ.NH4Cl作氮肥会导致土壤酸化及Cl-含量超标,前景越来越差。化工专家提出用MgO将NH4Cl转化为附加值更高的NH3和HCl。
(2)有研究认为转化过程分两步完成,原理如下:
水化:MgO(s)+H2O(l)=Mg(OH)2(s)
蒸氨:Mg(OH)2(s)+2NH(aq)=Mg2+(aq)+2NH3·H2O(aq)
已知Kb(NH3·H2O)=2×10-5,Ksp[Mg(OH)2]=5×10-12,。“装氨”反应的平衡常数K=
加热有利于提高蒸氨率,原因是
(3)最新研究发现,MgO比Mg(OH)2更有利于蒸氨,结果如图所示:
①“蒸氨率”测定:加热混合物,蒸出的NH3用过量H2SO4吸收,稀释吸收液并定容至250mL,取出25mL用NaOH标准溶液滴定至终点。滴定前的下列操作的正确顺序是
a.盛装NaOH标准溶液
b.用NaOH标准溶液润洗
c.读数、记录
d.查漏、清洗
e.排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面
②下列操作会造成所测“蒸氨率”偏大的是
a.滴定终点时俯视读数
b.锥形瓶用稀释后的吸收液润洗
c.滴定前有气泡,滴定后没有气泡
d.定容250mL吸收液时,有少量溶液溅出
③研究者认为:前30min,由于MgO表面存在:MgO(s)+H2O(l)→Mg(OH)+(s)+OH—(aq),比Mg(OH)2固体产生了更多的OH—,提高了“蒸氨率”。请设计实验证明:
(4)煅烧副产物MgCl2·6H2O实现MgO再生,其反应方程式为
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【推荐3】按要求回答下列问题:
(1)已知常温下CN—的水解常数Kh=1.61×10—5。常温下,含等物质的量浓度的HCN与NaCN的混合溶液显_______ (填“酸性”、“碱性”或“中性”),c(CN—)____ c(HCN)(填“>”、“<”或“=”)。该溶液中各离子浓度由大到小的顺序____
(2)常温下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液,试计算溶液中=____ 。(常温下H2SO3的电离平衡常数Ka1=1.0×10—2,Ka2=6.0×10—8)
(3)用标准浓度的酸性KMnO4溶液滴定草酸(H2C2O4)溶液测定其物质的量浓度。
①滴定达到终点的标准是:_______
②滴定时发生的离子方程式:_______
③实验中,下列操作(其它操作正确)一定会造成测定结果偏高的是_______
A.称取草酸晶体(7.2g)时,将草酸晶体放在托盘天平右盘
B.锥形瓶水洗后用草酸溶液润洗
C.读取KMnO4溶液体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
D.盛KMnO4溶液的酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
(1)已知常温下CN—的水解常数Kh=1.61×10—5。常温下,含等物质的量浓度的HCN与NaCN的混合溶液显
(2)常温下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液,试计算溶液中=
(3)用标准浓度的酸性KMnO4溶液滴定草酸(H2C2O4)溶液测定其物质的量浓度。
①滴定达到终点的标准是:
②滴定时发生的离子方程式:
③实验中,下列操作(其它操作正确)一定会造成测定结果偏高的是
A.称取草酸晶体(7.2g)时,将草酸晶体放在托盘天平右盘
B.锥形瓶水洗后用草酸溶液润洗
C.读取KMnO4溶液体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
D.盛KMnO4溶液的酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
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