某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照以下方案完成实验。
(1)实验①和②的目的是___ 。
(2)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图1。分析图1能够得出的实验结论是__ 。
(3)加入0.1gMnO2粉末于50mLH2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图2所示。反应速率变化的原因是__ 。
实验编号 | 反应物 | 催化剂 |
① | 10mL2%H2O2溶液 | 无 |
② | 10mL5%H2O2溶液 | 无 |
③ | 10mL5%H2O2溶液 | 1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液 |
④ | 10mL5%H2O2溶液+少量HCl溶液 | 1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液 |
⑤ | 10mL5%H2O2溶液+少量NaOH溶液 | 1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液 |
(1)实验①和②的目的是
(2)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图1。分析图1能够得出的实验结论是
(3)加入0.1gMnO2粉末于50mLH2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图2所示。反应速率变化的原因是
更新时间:2019-12-20 19:18:25
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【推荐1】目前,科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理,其脱硝机理示意图如图1所示,脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图2所示。
(1)写出该脱硝原理总反应的化学方程式:____ 。
(2)为达到最佳脱硝效果,应采取的条件是____ 。
(1)写出该脱硝原理总反应的化学方程式:
(2)为达到最佳脱硝效果,应采取的条件是
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【推荐2】SO2与O2在催化剂作用下合成SO3的反应为:2SO2(g)+O2(g)⇋2SO3(g)。在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中均充入1mol O2和2mol SO2混合气体,控温。反应进行5min时,测得相关数据如下表:
(1)反应进行5min内,五个容器中平均反应速率最大的是_______________ (填容器编号);
(2)计算a容器中O2的反应速率_________________ ;
(3)写出该反应的平衡常数表达式K=___________________ ,比较上表中数据,推测可能达到平衡的容器是_____________ (填容器编号);
(4)该反应是________ (填“放热”、“吸热”)反应,在右图坐标中画出e容器中SO3的物质的量随时间的变化曲线_____ 。
容器温度 浓度 | a容器 400℃ | b容器 425℃ | c容器 450℃ | d容器 475℃ | e容器 500℃ |
c(O2) | 0.8 | 0.6 | 0.3 | 0.5 | 0.7 |
c(SO3) | 0.4 | 0.8 | 1.4 | 1.0 | 0.6 |
(1)反应进行5min内,五个容器中平均反应速率最大的是
(2)计算a容器中O2的反应速率
(3)写出该反应的平衡常数表达式K=
(4)该反应是
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【推荐3】在一恒温、恒容密闭容器中充入1mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH (g)+H2O(g) △H=-49.0 kJ/mol
某种反应物和生成物的浓度随时间变化如图所示。回答下列问题:
(1)Y的化学式是___________________ 。
(2)反应进行到3min时, v正___ v逆(填“>”或“<”、“=”)。反应前3min,H2的平均反应速率v(H2)=___________________ mol·L-1·min-1。
(3)不能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________________ 。
(4)上述反应达到平衡后,往容器中同时加入1molCO2和1mol H2O(g),此时平衡将_______ (填“向左”、“向右”或“不”)移动。
(5)上述温度下,反应CH3OH (g) + H2O(g) CO2(g) + 3H2(g)的平衡常数K=_________ (计算结果保留2位小数)。
CO2(g)+3H2(g) CH3OH (g)+H2O(g) △H=-49.0 kJ/mol
某种反应物和生成物的浓度随时间变化如图所示。回答下列问题:
(1)Y的化学式是
(2)反应进行到3min时, v正
(3)不能判断该反应达到化学平衡状态的依据是
A.容器内各气体的体积比保持不变 | B.混合气体密度不变 |
C.3v逆(CH3OH) =v正(H2) | D.H2转化率为75% |
(4)上述反应达到平衡后,往容器中同时加入1molCO2和1mol H2O(g),此时平衡将
(5)上述温度下,反应CH3OH (g) + H2O(g) CO2(g) + 3H2(g)的平衡常数K=
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解题方法
【推荐1】CO2加氢可缓解CO2带来的环境压力,同时带来巨大的经济效益。CO2加氢过程,主要发生的三个竞争反应为:
反应I:
反应II:
反应III:
回答下列问题:
(1)相同时间内,在不同催化剂下用CO2和H2合成甲醇(其他条件均相同),CO2的转化率随温度变化如图所示,其中活化能最低的反应所用的催化剂是催化剂___________ (填“A”、“B”或“C”)。
(2)在Pt/SiO2催化剂表面上反应II的前三步反应历程如图所示(吸附在Pt/SiO2催化剂表面用“”标注,Ts表示过渡态),则物质吸附在催化剂表面,形成过渡态的过程会___________ (填“放出热量”或 “吸收热量”),反应历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为___________ 。
(3)CH4超干重整CO2得到的CO经偶联反应可制得H2C2O4(草酸)。在水溶液中H2C2O4、和物质的量分数与pH关系如图所示,则c点溶液pH=___________ 。
反应I:
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(1)相同时间内,在不同催化剂下用CO2和H2合成甲醇(其他条件均相同),CO2的转化率随温度变化如图所示,其中活化能最低的反应所用的催化剂是催化剂
(2)在Pt/SiO2催化剂表面上反应II的前三步反应历程如图所示(吸附在Pt/SiO2催化剂表面用“”标注,Ts表示过渡态),则物质吸附在催化剂表面,形成过渡态的过程会
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真题
【推荐2】科学家一直致力研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105Pa、反应时间3 h):
相应的热化学方程式如下:
N2(g)+3H2O(1)=2NH3(g)+O2(g) ΔH=+765.2kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)请在坐标图中画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图,并进行必要标注________ 。
(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提
高其反应速率且增大NH3生成量的建议:______________ 。
(3)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60mol N2(g)和1.60 mol H2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为。计算
①该条件下N2的平衡转化率______ ;
②该条件下反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数______ 。
T/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
NH3生成量/(10-6mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
相应的热化学方程式如下:
N2(g)+3H2O(1)=2NH3(g)+O2(g) ΔH=+765.2kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)请在坐标图中画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图,并进行必要标注
(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提
高其反应速率且增大NH3生成量的建议:
(3)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60mol N2(g)和1.60 mol H2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为。计算
①该条件下N2的平衡转化率
②该条件下反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数
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解题方法
【推荐3】雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如下图所示。
据此判断:
①该反应的ΔH___________ 0(填“>”或“<”),ΔS___________ 0(填“>”或“<”)
②在T1温度下,0~2 s内的平均反应速率v(N2)=___________ 。
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学 反应速率。若增大催化剂的表面积,则CO转化率___________ (填“增大”,“减少”或“不变”)
(2)工业上可采用CH3OHCO + 2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。我国研究人员采用量子力学方法,通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用 * 标注。下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图:
该历程中最大能垒(活化能)E正=___________ kJ·mol−1,该历程中,放热最多的步骤的化学方程式为___________ 。
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如下图所示。
据此判断:
①该反应的ΔH
②在T1温度下,0~2 s内的平均反应速率v(N2)=
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学 反应速率。若增大催化剂的表面积,则CO转化率
(2)工业上可采用CH3OHCO + 2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。我国研究人员采用量子力学方法,通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用 * 标注。下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图:
该历程中最大能垒(活化能)E正=
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【推荐1】草酸在工业上可作漂白剂、鞣革剂,也是实验室常用试剂。室温下利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究外界条件对反应速率的影响,设计方案如下:
(1)上述反应的离子方程式为__ 。
(2)分析数据可得到的结论是__ 。
(3)该实验中若n(Mn2+)随时间变化趋势如图1所示,请于图2中画出t2后生成CO2的速率图象(从a点开始作图)___ ,并说明理由:__ 。
实验编号 | 所加试剂及用量/mL | 溶液颜色褪至无色所需时间/min | |||
0.6mol/L H2C2O4溶液 | H2O | 0.01mol/L KMnO4溶液 | 3moL/L稀H2SO4 | ||
1 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 4.0 |
2 | 2.0 | 3.0 | 3.0 | 2.0 | 5.2 |
3 | 1.0 | 4.0 | 3.0 | 2.0 | 6.4 |
(1)上述反应的离子方程式为
(2)分析数据可得到的结论是
(3)该实验中若n(Mn2+)随时间变化趋势如图1所示,请于图2中画出t2后生成CO2的速率图象(从a点开始作图)
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适中
(0.65)
【推荐2】浸出过程中时间和液固比对锰浸出率的影响分别如图甲、图乙所示。
则适宜的浸出时间和液固比分别为_______ 、_______
则适宜的浸出时间和液固比分别为
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适中
(0.65)
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【推荐3】某化学反应2AB+D在四种不同条件下进行,B、D起始浓度为0.反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
根据上述数据,完成下列填空:
(1)在实验1,反应在10至20分钟时间内平均速率为______ 。
(2)在实验2,A的初始浓度c2=______ ,反应经20分钟就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是______ 。
(3)设实验3的反应速率为v3,实验1的反应速率为v1,则v3______ v1(填“>”“<”“=”),且c3______ 1.0mol/L(填“>”“<”“=”)。
实验 序号 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | |
1 | 800℃ | 1.0 | 0.80 | 0.67 | 0.57 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
2 | 800℃ | c2 | 0.60 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
3 | 800℃ | c3 | 0.92 | 0.75 | 0.63 | 0.63 | 0.60 | 0.60 |
4 | 820℃ | 1.0 | 0.40 | 0.25 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
(1)在实验1,反应在10至20分钟时间内平均速率为
(2)在实验2,A的初始浓度c2=
(3)设实验3的反应速率为v3,实验1的反应速率为v1,则v3
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