氨的合成原理为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)∆H=-92.4kJ·mol-1在500℃、20MPa时,将N2、H2置于一个容积为2L的密闭容器中发生反应,反应过程中各物质的物质的量变化如图。回答下列问题:
(1)10min内以NH3表示的平均反应速率为_________
(2)在10~20min内,NH3浓度变化的原因可能是_____________
A.加了催化剂
B.缩小容器体积
C.降低温度
D.增加NH3物质的量
(3)第1次平衡:平衡常数K1=__________ (带数据的表达式),第2次平衡时NH3的体积分数为_____________ 。
(4)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fc2O3的TiO2)表面与水发生下列反应:N2(g)+3H2O(l)⇌2NH3+1.5O2(g)∆H=akJ·mol-1,进一步研究NH3生成量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表:
①此合成反应的a______ 0,△S_______ 0;(填“>”、“<”或一”)
②已知N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)∆H=-92.4kJ·mol-1,2 H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) ∆H=-571.kJ·mol-1 则常温下氮气与水反应生成氨气与氧气的热化学方程式为_____________________________
(1)10min内以NH3表示的平均反应速率为
(2)在10~20min内,NH3浓度变化的原因可能是
A.加了催化剂
B.缩小容器体积
C.降低温度
D.增加NH3物质的量
(3)第1次平衡:平衡常数K1=
(4)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fc2O3的TiO2)表面与水发生下列反应:N2(g)+3H2O(l)⇌2NH3+1.5O2(g)∆H=akJ·mol-1,进一步研究NH3生成量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表:
T/K | 303 | 313 | 323 |
NH3生成量/(10-6mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
①此合成反应的a
②已知N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)∆H=-92.4kJ·mol-1,2 H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) ∆H=-571.kJ·mol-1 则常温下氮气与水反应生成氨气与氧气的热化学方程式为
更新时间:2019-10-28 23:24:15
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
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解题方法
【推荐1】甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为、、)在催化剂作用下合成甲醇,主要发生的反应有:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
回答下列问题:
(1)_______ (填“低温”“高温”或“任意温度”)有利于反应Ⅰ自发进行,反应Ⅰ的_______ (用含和的代数式表示),_______ (用含和的代数式表示)。
(2)在某一密闭容器中充入、和,同时发生上述三个反应,且平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。①反应速率:_______ (填“”“”或“”)。
②氧元素的物质的量分数:点_______ (填“”“”或“”)点。
③平衡转化率随温度升高而降低,其原因_______ 。
④,点时,测得体系中,则此时的物质的量为_____ ,该温度下点反应Ⅲ的平衡常数____ (分压物质的量分数总压)。
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
回答下列问题:
(1)
(2)在某一密闭容器中充入、和,同时发生上述三个反应,且平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。①反应速率:
②氧元素的物质的量分数:点
③平衡转化率随温度升高而降低,其原因
④,点时,测得体系中,则此时的物质的量为
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【推荐2】自从1902年德国化学家哈伯研究出合成氨的方法以来,氨在工农业生产中应用广泛,可由N2、H2合成NH3。
(1)天然气蒸汽转化法是目前获取原料气中H2的主流方法。CH4经过两步反应完全转化为H2和CO2,其能量变化示意图如图:
结合图象,写出1molCH4通过蒸汽转化为CO2和H2的△H=___ kJ·mol-1。
(2)20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜作电极,通过电解实现高温常压下的电化学合成氨。其示意图如图所示,阴极的电极反应式为___ 。
(3)甲小组模拟工业合成氨在一恒温恒容的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。如t1min时达到平衡,在t2min时改变某一条件,其反应过程如图所示,下列说法正确的是____ 。
A.t2min时改变的条件可以是向密闭容器中加N2
B.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数:KⅠ<KⅡ
C.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡的标志可以是混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
(4)乙小组模拟不同条件下的合成氨反应,向容器中充入3mol N2和9mol H2,不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系如图。
①T1、T2、T3由大到小的排序为___ 。
②在T2、60MPa条件下,A点v正___ v逆(填“>”“<”或“=”),理由是__ 。
③计算T2、60MPa平衡体系的平衡常数Kp=___ MPa-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,结果保留两位有效数字)
(1)天然气蒸汽转化法是目前获取原料气中H2的主流方法。CH4经过两步反应完全转化为H2和CO2,其能量变化示意图如图:
结合图象,写出1molCH4通过蒸汽转化为CO2和H2的△H=
(2)20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜作电极,通过电解实现高温常压下的电化学合成氨。其示意图如图所示,阴极的电极反应式为
(3)甲小组模拟工业合成氨在一恒温恒容的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。如t1min时达到平衡,在t2min时改变某一条件,其反应过程如图所示,下列说法正确的是
A.t2min时改变的条件可以是向密闭容器中加N2
B.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数:KⅠ<KⅡ
C.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡的标志可以是混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
(4)乙小组模拟不同条件下的合成氨反应,向容器中充入3mol N2和9mol H2,不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系如图。
①T1、T2、T3由大到小的排序为
②在T2、60MPa条件下,A点v正
③计算T2、60MPa平衡体系的平衡常数Kp=
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【推荐3】回答下列问题。
(1)已知下列热化学方程式:
Ⅰ.
Ⅱ.
在相同条件下,的正反应的活化能为,则逆反应的活化能为___________ 。
(2)查阅资料得知,反应在含有少量I2的溶液中分两步进行:
第Ⅰ步反应为(慢反应);
第Ⅱ步为快反应。
增大I2的浓度___________ (填“能”或“不能”)明显增大总反应的平均速率,理由为___________ 。
(3)氯化铜晶体()常用作玻璃、陶瓷着色剂和饲料添加剂等。工业上用粗氧化铜粉(含杂质FeO和SiO2)制备无水氯化铜,制取流程如下:
___________ (填字母,下同)。
a.KMnO4溶液 b.氯水 c.溴水 d.H2O2溶液
②溶液C中加入试剂y可以调节溶液pH,从而除去而不引入杂质。试剂y可选用下列物质中的___________ 。
a.Cu b.CuO c. d.NaOH
③SOCl2与水反应的化学方程式为___________ 。
④SOCl2与混合并加热,可得到无水CuCl2的原因是___________ 。
(1)已知下列热化学方程式:
Ⅰ.
Ⅱ.
在相同条件下,的正反应的活化能为,则逆反应的活化能为
(2)查阅资料得知,反应在含有少量I2的溶液中分两步进行:
第Ⅰ步反应为(慢反应);
第Ⅱ步为快反应。
增大I2的浓度
(3)氯化铜晶体()常用作玻璃、陶瓷着色剂和饲料添加剂等。工业上用粗氧化铜粉(含杂质FeO和SiO2)制备无水氯化铜,制取流程如下:
开始沉淀的pH | 1.9 | 7.0 | 4.7 |
沉淀完全的pH | 3.2 | 9.0 | 6.7 |
已知:氯化亚砜()熔点-105℃,沸点78.8℃,易水解。
①为避免引入杂质,试剂x可选用a.KMnO4溶液 b.氯水 c.溴水 d.H2O2溶液
②溶液C中加入试剂y可以调节溶液pH,从而除去而不引入杂质。试剂y可选用下列物质中的
a.Cu b.CuO c. d.NaOH
③SOCl2与水反应的化学方程式为
④SOCl2与混合并加热,可得到无水CuCl2的原因是
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解题方法
【推荐1】环氧丙醇是重要的有机合成中间体,其制备过程如下:
Ⅰ.制备环氧丙醇:
① (l)+ (l)→ (l)+2CH3OH(l) ΔH<0
② (l)→ (l) + CO2(g) ΔH>0
③ (l)+ (l)→ (l)+CO2(g)+2CH3OH(1) ΔH<0
已知焓变是温度函数。上述三个反应的焓变与温度关系如图所示:
(1)400℃~600℃,图中a曲线表示的是反应_______ (填“①”“②”“③”)。
(2)600℃时反应③的ΔH=_______ kJ/mol
Ⅱ.用环氧丙醇可通过以下反应制得亚甲基丙二酸环氧丙醇酯
+ (aq)+H2O(l) ΔH=-26.65 kJ/mol
在催化剂作用下,浓度均为1mol/L的两种物质在反应器中反应4h,环氧丙醇的酯化率随温度变化如图所示(酯化率即参与酯化的醇的量与醇的总量的比值)
(3)若75℃时反应恰好平衡,此时平衡常数K1为_______ L/mol (三位有效数字)
(4)若温度升高到80℃,平衡常数K2_______ K1(填“>”“<”或“=”)
(5)温度高于75℃后,酯化率降低的原因可能是①_______ ;②_______ ;③_______ 。
(6)若要提高亚甲基丙二酸环氧丙醇酯的产率且提高生产效率,下列措施可行的是_______ 。
a.将温度升高到100℃
b.使用阻聚剂减少亚甲基丙二酸的聚合反应
c.增大亚甲基丙二酸的浓度
d.及时分离亚甲基丙二酸环氧丙醇酯
(7)改变催化剂会发生如下反应:
+2+2H2O(l)
在特定的生产条件下,保持温度不变、环氧丙醇的浓度不变,向反应釜中加水稀释体系,亚甲基丙二酸的平衡转化率会_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅰ.制备环氧丙醇:
① (l)+ (l)→ (l)+2CH3OH(l) ΔH<0
② (l)→ (l) + CO2(g) ΔH>0
③ (l)+ (l)→ (l)+CO2(g)+2CH3OH(1) ΔH<0
已知焓变是温度函数。上述三个反应的焓变与温度关系如图所示:
(1)400℃~600℃,图中a曲线表示的是反应
(2)600℃时反应③的ΔH=
Ⅱ.用环氧丙醇可通过以下反应制得亚甲基丙二酸环氧丙醇酯
+ (aq)+H2O(l) ΔH=-26.65 kJ/mol
在催化剂作用下,浓度均为1mol/L的两种物质在反应器中反应4h,环氧丙醇的酯化率随温度变化如图所示(酯化率即参与酯化的醇的量与醇的总量的比值)
(3)若75℃时反应恰好平衡,此时平衡常数K1为
(4)若温度升高到80℃,平衡常数K2
(5)温度高于75℃后,酯化率降低的原因可能是①
(6)若要提高亚甲基丙二酸环氧丙醇酯的产率且提高生产效率,下列措施可行的是
a.将温度升高到100℃
b.使用阻聚剂减少亚甲基丙二酸的聚合反应
c.增大亚甲基丙二酸的浓度
d.及时分离亚甲基丙二酸环氧丙醇酯
(7)改变催化剂会发生如下反应:
+2+2H2O(l)
在特定的生产条件下,保持温度不变、环氧丙醇的浓度不变,向反应釜中加水稀释体系,亚甲基丙二酸的平衡转化率会
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【推荐2】绿色能源是未来能源发展的重要方向,氢能是重要的绿色能源。
(1)氢气是一种环保的气体,不会污染大气且热值高。相关化学键的键能表示如下:
则氢气燃烧热的 =___________ kJ/mol(用含a、b、c代数式表示)
(2)催化制氢是目前大规模制取氢气的方法之一:
在℃时,将0.10molCO与0.40mol充入5L的容器中,反应平衡后的物质的量分数。
①CO的平衡转化率___________ %,反应平衡常数___________ 。(结果保留2位有效数字)
②保持K不变,提高CO平衡转化率措施有:___________ 。(任意一条)
③由℃时上述实验数据计算得到~x(CO)和~x()的关系可用如图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为___________ 。(填字母)
④研究表明,CO催化变换反应的速率方程为:式中,x(CO)、x()、x()、x)分别表示相应的物质的量分数,为平衡常数,k为反应的速率常数,温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时,CO催化变换反应的___________ (填“增大”或“减小”或“不变”)。根据速率方程分析,T>Tm时v逐渐减小的原因是___________ 。
(3)氨电解法制氢气
利用电解原理,将氨转化为高纯氢气,其装置如图所示。
阳极的电极反应式为___________ 。
(1)氢气是一种环保的气体,不会污染大气且热值高。相关化学键的键能表示如下:
化学键 | O=O | H-H | O-H |
键能E/() | a | b | c |
则氢气燃烧热的 =
(2)催化制氢是目前大规模制取氢气的方法之一:
在℃时,将0.10molCO与0.40mol充入5L的容器中,反应平衡后的物质的量分数。
①CO的平衡转化率
②保持K不变,提高CO平衡转化率措施有:
③由℃时上述实验数据计算得到~x(CO)和~x()的关系可用如图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为
④研究表明,CO催化变换反应的速率方程为:式中,x(CO)、x()、x()、x)分别表示相应的物质的量分数,为平衡常数,k为反应的速率常数,温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时,CO催化变换反应的
(3)氨电解法制氢气
利用电解原理,将氨转化为高纯氢气,其装置如图所示。
阳极的电极反应式为
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【推荐3】I. 已知:H2O2可看作二元弱酸。
(1)请写出H2O2与Ba(OH)2溶液反应生成的酸式盐的电子式________________ 。
某兴趣小组分析H2O2的催化分解原理。
(2)I-催化H2O2分解的原理分为两步,总反应可表示为:2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g) △H<0,若第一步反应的热化学方程式为:H2O2(aq)+I-(aq)=IO-(aq)+H2O(l) △H>0 慢反应,则第二步反应的热化学方程式为:___________ △H <0 快反应
(3)能正确表示I-催化H2O2分解原理的示意图为______ 。
II. 丙烯(C3H6)是重要的有机化工原料。丙烷脱氢制丙烯发生的主要反应及能量变化如下图,主反应为丙烷脱氢反应,副反应为丙烷裂解反应
已知主反应:v正= k正p(C3H8),v逆= k逆p(C3H6)·p(H2)。
其中v正、v逆 为正、逆反应速率,k正、k逆为速率常数,p为各组分的分压。
(4)下表中为各物质的燃烧热,计算丙烯的燃烧热为△H =______ kJ·mol-1。
副反应丙烷裂解制乙烯的过程中,其原子利用率为_______ (保留三位有效数字)。
(5)在T1、T2、T3不同温度下,向体积为1L的恒容密闭容器中充入1molC3H8,开始时容器的压强分别为p1、p2、p3,仅发生主反应,丙烷转化率(α)随时间(t)的变化关系如图所示:
①A、B、D三点中,k正/k逆 值最大的是_________ ,
②A、B、C、D四点中,v逆 最大的是_________ 。
(1)请写出H2O2与Ba(OH)2溶液反应生成的酸式盐的电子式
某兴趣小组分析H2O2的催化分解原理。
(2)I-催化H2O2分解的原理分为两步,总反应可表示为:2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g) △H<0,若第一步反应的热化学方程式为:H2O2(aq)+I-(aq)=IO-(aq)+H2O(l) △H>0 慢反应,则第二步反应的热化学方程式为:
(3)能正确表示I-催化H2O2分解原理的示意图为
II. 丙烯(C3H6)是重要的有机化工原料。丙烷脱氢制丙烯发生的主要反应及能量变化如下图,主反应为丙烷脱氢反应,副反应为丙烷裂解反应
已知主反应:v正= k正p(C3H8),v逆= k逆p(C3H6)·p(H2)。
其中v正、v逆 为正、逆反应速率,k正、k逆为速率常数,p为各组分的分压。
(4)下表中为各物质的燃烧热,计算丙烯的燃烧热为△H =
H2 | CH4 | C2H4 | |
△H /kJ·mol—1 | -285.8 | -890.3 | -1411.0 |
副反应丙烷裂解制乙烯的过程中,其原子利用率为
(5)在T1、T2、T3不同温度下,向体积为1L的恒容密闭容器中充入1molC3H8,开始时容器的压强分别为p1、p2、p3,仅发生主反应,丙烷转化率(α)随时间(t)的变化关系如图所示:
①A、B、D三点中,k正/k逆 值最大的是
②A、B、C、D四点中,v逆 最大的是
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【推荐1】NH3是一种重要的化工原料。
(1)液氨是重要的非水溶剂。和水类似,液氨的电离平衡为2NH3NH+NH。
①写出(NH4)2SO4与KNH2在液氨中恰好完全中和时的化学方程式:___________ 。
②以KNH2的液氨溶液为电解液,通过电解可得高纯氢气[原理如图(a)所示]导线中电子移动方向为___________ (用A、D 表示)。阴极反应式为___________ 。理论上生成1molN2的同时,可得标准状况下___________ LH2。
(2)NH3热分解也可制得H2:2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ΔH>0,将一定量NH3(g)置于恒压密闭容器中,不同温度(T)下平衡混合物中N2物质的量分数随压强的变化曲线如图(b)所示。
T1_________ T2(填“>”“<”或“=”)。
②若A点的温度瞬间从T2变为T1,则此时浓度商Q___________ K(T₁)(填 “>” “<”或 “=” )。
③Kx(A):Kx(B)=___________ ;[对于反应mM(g)+nN(g)pO(g)+qP(g),Kx=,x为物质的量分数]。
④Kp(A):Kp(B)=___________ ;(Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
⑤NH3热分解反应速率方程为式中为正反应的速率常数(只与温度有关)。将C点增大压强后,平衡发生移动,直至达到新的平衡,的变化情况为___________ (填序号)。
a.逐渐减小直至不变 b.逐渐增大直至不变
c.先减小,后逐渐增大直至不变 d.先增大,后逐渐减小直至不变
(1)液氨是重要的非水溶剂。和水类似,液氨的电离平衡为2NH3NH+NH。
①写出(NH4)2SO4与KNH2在液氨中恰好完全中和时的化学方程式:
②以KNH2的液氨溶液为电解液,通过电解可得高纯氢气[原理如图(a)所示]导线中电子移动方向为
(2)NH3热分解也可制得H2:2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ΔH>0,将一定量NH3(g)置于恒压密闭容器中,不同温度(T)下平衡混合物中N2物质的量分数随压强的变化曲线如图(b)所示。
T1
②若A点的温度瞬间从T2变为T1,则此时浓度商Q
③Kx(A):Kx(B)=
④Kp(A):Kp(B)=
⑤NH3热分解反应速率方程为式中为正反应的速率常数(只与温度有关)。将C点增大压强后,平衡发生移动,直至达到新的平衡,的变化情况为
a.逐渐减小直至不变 b.逐渐增大直至不变
c.先减小,后逐渐增大直至不变 d.先增大,后逐渐减小直至不变
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(0.4)
解题方法
【推荐2】将和两种气体转化为合成气(和CO),可以实现能量综合利用,对环境保护具有十分重要的意义。甲烷及二氧化碳重整涉及以下反应:
I. 平衡常数
Ⅱ. 平衡常数
Ⅲ. 平衡常数
(1)为标准摩尔生成焓,其定义为标准状态下,由稳定相态的单质生成1 mol该物质的焓变。对于稳定相态单质,其为零。根据下表数据,计算反应Ⅱ的反应热___________ ,该反应正反应活化能___________ 逆反应活化能(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)平衡常数___________ (用、表示)。
(3)一定温度下,维持压强,向一密闭容器中通入等物质的量的和发生反应。已知反应Ⅱ的速率方程可表示为,,其中、分别为正、逆反应的速率常数,则以物质的分压表示的反应Ⅱ的平衡常数___________ (用、表示),另lgk与的关系如图所示,①、②、③、④四条直线中,表示的是___________ (填序号),温度时,图中A、B、C、D点的纵坐标分别为、、、,达到平衡时,测得的转化率为60%,且体系中,则___________ ,以物质的分压表示的反应I的平衡常数___________ 。(用含的代数式表示,已知:lg5=0.7)
I. 平衡常数
Ⅱ. 平衡常数
Ⅲ. 平衡常数
(1)为标准摩尔生成焓,其定义为标准状态下,由稳定相态的单质生成1 mol该物质的焓变。对于稳定相态单质,其为零。根据下表数据,计算反应Ⅱ的反应热
物质 | CO | |||
() |
(3)一定温度下,维持压强,向一密闭容器中通入等物质的量的和发生反应。已知反应Ⅱ的速率方程可表示为,,其中、分别为正、逆反应的速率常数,则以物质的分压表示的反应Ⅱ的平衡常数
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(0.4)
【推荐3】甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为、和)在催化剂作用下可合成甲醇,发生的主要反应如下:
Ⅰ.;
Ⅱ.;
Ⅲ.。
(1)a=___________ 。
(2)将和通入容积为3L的恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应Ⅱ,测得的平衡转化率与温度的关系如图1所示。
①时反应达到平衡所需的时间为,则反应从起始至内,用表示该反应的平均反应速率为___________ ;平衡后向容器中再通入,平衡___________ (填“正向”“逆向”或“不”)移动。
(2)时,反应Ⅱ的平衡常数___________ 。
(3)甲醇会对水质造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理如下:通电后,将氧化成,然后以作氧化剂,将水中的甲醇氧化成而净化。实验室用如图2装置模拟上述过程。
①写出阳极的电极反应式:___________ 。
②写出除去甲醇的离子方程式:___________ 。
Ⅰ.;
Ⅱ.;
Ⅲ.。
(1)a=
(2)将和通入容积为3L的恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应Ⅱ,测得的平衡转化率与温度的关系如图1所示。
①时反应达到平衡所需的时间为,则反应从起始至内,用表示该反应的平均反应速率为
(2)时,反应Ⅱ的平衡常数
(3)甲醇会对水质造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理如下:通电后,将氧化成,然后以作氧化剂,将水中的甲醇氧化成而净化。实验室用如图2装置模拟上述过程。
①写出阳极的电极反应式:
②写出除去甲醇的离子方程式:
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(0.4)
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解题方法
【推荐1】(1)甲醇(CH3OH)是重要的溶剂和替代燃料,工业上用CO和H2在一定条件下制备CH3OH的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在体积为1L的恒容密闭容器中,充入2molCO和4molH2,一定条件下发生上述反应,测得CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图一所示。
①从反应开始到5min,用CO表示的平均反应速率v(CO)=________ 。
②下列说法正确的是____________ (填字母序号)。
A.达到平衡时,H2的转化率为65%
B.5min后容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.达到平衡后,再充入氩气,反应速率减小
D.2min前v(正)>v(逆),2min后v(正)<v(逆)
(2)碳与水蒸气反应制取H2的相关反应如下:
Ⅰ:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.0kJ/mol
Ⅱ:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H= - 43kJ/mol
Ⅲ:CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(S) △H= - 178.3kJ/mol
①计算反应ⅣC(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g)的△H=_______ kJ/mol;
若K1、K2、K3分别为反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数,则反应Ⅳ平衡常数K=__________ (用K1、K2、K3表示)。
②对于可逆反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g),采取以下措施可以提高H2产率的是________ 。(填字母)
A.降低体系的温度 B.压缩容器的体积 C.增加CaO的量 D.选用适当的催化剂
(3)对于可逆反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g),该反应_______ (填“能”或“不能”)自发进行。
①从反应开始到5min,用CO表示的平均反应速率v(CO)=
②下列说法正确的是
A.达到平衡时,H2的转化率为65%
B.5min后容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.达到平衡后,再充入氩气,反应速率减小
D.2min前v(正)>v(逆),2min后v(正)<v(逆)
(2)碳与水蒸气反应制取H2的相关反应如下:
Ⅰ:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.0kJ/mol
Ⅱ:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H= - 43kJ/mol
Ⅲ:CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(S) △H= - 178.3kJ/mol
①计算反应ⅣC(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g)的△H=
若K1、K2、K3分别为反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数,则反应Ⅳ平衡常数K=
②对于可逆反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g),采取以下措施可以提高H2产率的是
A.降低体系的温度 B.压缩容器的体积 C.增加CaO的量 D.选用适当的催化剂
(3)对于可逆反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g),该反应
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(0.4)
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【推荐2】1913年德国化学家哈伯发明了以低成本制造大量氨的方法,从而大大满足了当时日益增长的人口对粮食的需求。图1是哈伯法的流程图,图2是反应历程。
(1)写出合成的热化学方程式___________ ,已知该反应的,计算298K下:___________ ,(保留2位小数点),但实际上该反应常温下很难发生,请从分子结构角度解释原因___________ 。
(2)步骤③采用的催化剂是___________ ,使用催化剂后___________ (填“增大”、“减小”或“不变”);步骤③中选择500℃的主要原因___________ ,步骤①的目的是___________ 。
(3)图1中为提高原料转化率而采取的措施是___________。
(4)500℃、20MPa时,将和置于一容积为2L的密闭容器中发生反应。反应过程中、和物质的量变化如图所示,回答下列问题:
①反应开始到第10min,的平均反应速率为___________ 。
②反应进行到10min至20min时改变的条件可能是___________ 。
A.增大容器体积 B.升温 C.使用了催化剂 D.加入了
③在25min改变条件后,平衡___________ (填“正”或“逆”)向移动,达到新平衡后的体积分数比原平衡___________ (填“大”或“小”)。
(1)写出合成的热化学方程式
(2)步骤③采用的催化剂是
(3)图1中为提高原料转化率而采取的措施是___________。
A.①②③ | B.②④⑤ | C.①③⑤ | D.②③④ |
①反应开始到第10min,的平均反应速率为
②反应进行到10min至20min时改变的条件可能是
A.增大容器体积 B.升温 C.使用了催化剂 D.加入了
③在25min改变条件后,平衡
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(0.4)
【推荐3】国际空间站是在轨运行最大的空间平台,是一个拥有现代化科研设备、开展大规模、多学科基础和应用科学研究的空间实验室。在空间站中常常利用反应I处理二氧化碳,同时伴有反应Ⅱ和Ⅲ发生。
反应I.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
回答下列问题:
(1)在、容器中充入和,若只发生反应Ⅱ,吸收能量,若、容器中充入和,放出能量,则反应Ⅱ___________ 。
(2)为了进一步探究反应发生可行性,测反应I、Ⅱ、Ⅲ的(自由能变化)随温度的变化关系如图所示。
表示反应I的直线是___________ (填“a、b、c”),在时,上述三个反应的自发趋势大小关系是___________ (填“反应I、反应Ⅱ、反应Ⅲ”)。
(3)在℃、时,在容积固定的密闭容器中充入和模拟空间站二氧化碳再处理,平衡后,测得、和体积分数分别为12%、6%、6%,则转化率为___________ ,甲烷的产率为___________ ,反应Ⅰ的___________ (列计算式)。
(4)向某恒容密闭容器中充入和,研究相同时间内甲烷产率与催化剂、温度关系如图所示。
①根据图像可知,相同温度时,催化效果:催化剂A___________ B(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②在催化剂B作用下,甲烷产率随温度变化的原因是___________ 。
反应I.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
回答下列问题:
(1)在、容器中充入和,若只发生反应Ⅱ,吸收能量,若、容器中充入和,放出能量,则反应Ⅱ
(2)为了进一步探究反应发生可行性,测反应I、Ⅱ、Ⅲ的(自由能变化)随温度的变化关系如图所示。
表示反应I的直线是
(3)在℃、时,在容积固定的密闭容器中充入和模拟空间站二氧化碳再处理,平衡后,测得、和体积分数分别为12%、6%、6%,则转化率为
(4)向某恒容密闭容器中充入和,研究相同时间内甲烷产率与催化剂、温度关系如图所示。
①根据图像可知,相同温度时,催化效果:催化剂A
②在催化剂B作用下,甲烷产率随温度变化的原因是
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