甲烷是一种重要的化工原料和清洁能源,研究其再生及合理利用有重要意义。请回答:
(1)已知一定条件下发生如下反应:CO2(g)+2H2O(g)CH4(g)+2O2(g) △H=+802kJ·mol-1。将一定量的CO2(g)和H2O(g)充入10L密闭容器中,分别在催化剂M、N的作用下发生上述反应,CH4(g)的产量(n)与光照时间(t)和温度(T)变化的关系如图1所示。
①若甲烷的燃烧热(△H)为-890kJ·mol-1,则水的汽化热△H=________ 。(汽化热指1mol液体转化为气体时吸收的热量)
②T1℃、催化剂M作用下,0--20h内该反应速率v(H2O)=_______ 。
③根据图1判断,催化剂的催化效果:M________ N(填“强于”或“弱于”)。
(2)甲烷可用于制备合成气:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H。将CH4(g)和H2O(g)物质的量之比为1∶3充入盛有催化剂的刚性容器中发生该反应。相同时间段内测得CO的体积分数()与温度(T)的关系如图2所示。
①T0℃时,CO的体积分数最大的原因为__________ 。
②若T0℃时,容器内起始压强为p0,CO的平衡体积分数为10%,则反应的平衡常数Kp=____ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
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①若甲烷的燃烧热(△H)为-890kJ·mol-1,则水的汽化热△H=
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③根据图1判断,催化剂的催化效果:M
(2)甲烷可用于制备合成气:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H。将CH4(g)和H2O(g)物质的量之比为1∶3充入盛有催化剂的刚性容器中发生该反应。相同时间段内测得CO的体积分数()与温度(T)的关系如图2所示。
①T0℃时,CO的体积分数最大的原因为
②若T0℃时,容器内起始压强为p0,CO的平衡体积分数为10%,则反应的平衡常数Kp=
更新时间:2019-12-16 18:24:05
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【推荐1】碳化学为人类发展做出巨大的贡献的同时也给环境带来了重大的危害。
(1)环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题:
已知:(g) ①
②
对于反应: ③
则反应③___________ (填“低温自发”、“高温自发”或者“任意条件均自发”),理由为___________ 。
(2)目前,“低碳经济”备受关注,的转化和利用是一个热门的研究课题。
已知:。在两个密闭容器中分别投入和直接合成碳酸二甲酯,一定条件下,反应达到平衡时的转化率如图1所示,则:
①___________ 0(填“>”、“<”或“=”,下同),___________ 。
②A点对应容器体积为,A点的平衡常数___________ 。
③下列能说明此反应已达到平衡状态的是___________ (填标号)。
A. B.与的物质的量之比保持不变
C.恒压条件下,混合气体的密度保持不变 D.碳酸二甲酯的物质的量分数保持不变
(3)经催化加氢可以生成低碳烃,主要有以下两个竞争反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
为分析催化剂对反应的选择性,在密闭容器中充入和,测得有关物质的物质的量随温度变化如图2所示。该催化剂在较高温度时主要选择___________ (填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。时,反应达到平衡时气体压强为,则反应Ⅰ的平衡常数___________ 。(为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)
(4)有机电化学有条件温和,对环境友好,产品纯净等优点,其越来越受到人们的重视,一种以乙烯为原料一步合成乙醛的电化学装置如图3所示:
该装置负极上的电极反应式为___________ 。
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①
②A点对应容器体积为,A点的平衡常数
③下列能说明此反应已达到平衡状态的是
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C.恒压条件下,混合气体的密度保持不变 D.碳酸二甲酯的物质的量分数保持不变
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【推荐2】甲醇催化重整制取氢气可以替代“电解水制氢”工艺,降低制氢成本。
(1)与在Pt催化剂下发生反应生成,主要涉及以下反应:
反应I:
反应II:
反应III:
①_______
②相同时间内向反应体系中投入一定量纳米CaO做对比实验,结果如图-1所示,加入纳米CaO的目的是_______ 。
(2)将、、按一定比例在铜基催化剂下反应制氢,原料进气比对产物的选择性(某产物的选择性越大,则其含量越多)的影响如图-2所示。当时,与发生的主要反应的化学方程式为_______ ;制备时,应控制最佳进气比为_______ 。
(3)催化剂可用于低温甲醇水相重整制氢,反应机理如下:
①过程I涉及的化学方程式为_______ 。
②制氢过程中发生副反应过程V,生成和化合物A,则A的结构式为_______ 。
③如图所示的过程III、IV可描述为_______ 。
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解题方法
【推荐3】苯硫酚(C6H5- SH)是一种用途广泛的有机合成中间体。工业上常用氯苯(C6H5-C1)和硫化氢(H2S)反应来制备苯硫酚,但会有副产物苯(C6H6)生成。
I.C6H5 -Cl(g)+H2S(g) C6H5-SH(g)+HCl(g) △H1=- 16.8 kJ/mol
II.C6H5-Cl(g)+H2S(g)=C6H6(g)+HCl(g)+S8(g) △H2
反应II的焓变不易测量,现查表得如下数据:
III.C6H5-SH(g) = C6H6(g)+S8(g) △H3=-29.0 kJ/mol
请回答:
(1)将一定量的 C6H5-Cl和H2S的混合气体充入恒容的密闭容器中,控制反应温度为T (假设只发生反应I),下列可以作为反应I达到平衡的判据是____________
A.气体的压强不变 B.平衡常数不变
C.正(H2S)=逆(HCl) D.容器内气体密度不变
(2)反应II为不可逆反应,请简述理由___________ 。
(3)现将一定量的 C6H5-Cl和H2S置于一固定容积的容器中模拟工业生产过程,在不同温度下均反应20分钟测定生成物的浓度,得到图1和图2。
①图1显示温度较低时C6H5-Cl浓度的增加程度大于C6H6的主要原因___________ 。
②结合图1和图2,该模拟工业生产制备C6H5-Cl的适宜条件为___________ 。
③590℃时,C6H5-Cl和H2S混合气体(体积比为2:5,总物质的量为a mol,在V L的固定容积中进行反应,达到平衡时,测得容器中C6H5-Cl的物质的量为mol,C6H6的物质的量为mol,则该温度下反应I的平衡常数为___________ (保留两位有效数字)。
④一定量的C6H5-Cl和H2S在恒温恒容条件下发生反应, 画出产物C6H5-SH的物质的量浓度随时间变化的曲线图_______ 。
I.C6H5 -Cl(g)+H2S(g) C6H5-SH(g)+HCl(g) △H1=- 16.8 kJ/mol
II.C6H5-Cl(g)+H2S(g)=C6H6(g)+HCl(g)+S8(g) △H2
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请回答:
(1)将一定量的 C6H5-Cl和H2S的混合气体充入恒容的密闭容器中,控制反应温度为T (假设只发生反应I),下列可以作为反应I达到平衡的判据是
A.气体的压强不变 B.平衡常数不变
C.正(H2S)=逆(HCl) D.容器内气体密度不变
(2)反应II为不可逆反应,请简述理由
(3)现将一定量的 C6H5-Cl和H2S置于一固定容积的容器中模拟工业生产过程,在不同温度下均反应20分钟测定生成物的浓度,得到图1和图2。
①图1显示温度较低时C6H5-Cl浓度的增加程度大于C6H6的主要原因
②结合图1和图2,该模拟工业生产制备C6H5-Cl的适宜条件为
③590℃时,C6H5-Cl和H2S混合气体(体积比为2:5,总物质的量为a mol,在V L的固定容积中进行反应,达到平衡时,测得容器中C6H5-Cl的物质的量为mol,C6H6的物质的量为mol,则该温度下反应I的平衡常数为
④一定量的C6H5-Cl和H2S在恒温恒容条件下发生反应, 画出产物C6H5-SH的物质的量浓度随时间变化的曲线图
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【推荐1】天然气中含有一定量的气体;天然气脱硫及的综合利用意义重大。
(1)在一定条件下可以发生如下反应:,
相关物质的燃烧热数据如下表所示:
___________ 。
(2)化石燃料燃烧产生的可以利用化会化转化为,从而实现变废为宝,反应方程式为;
某温度时,在密闭容器中充入物质之比的和,保持温度不变,测得反应初始和平衡时的压强分别为和0.7,则平衡时,的转化率为____________ ,的体积分数为_________ ,____________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)热分解是有效利用的一种有开发前景的方法,反应原理为:。利用作图法可以计算某时刻的瞬时速率(在变化曲线上画出该时刻对应点的切线,切线的斜率就是该时刻的瞬时速率),反应初期,热分解反应的变化曲线如图所示,则A点的瞬时反应速率__________ ,随着反应的进行,瞬时反应速率的变化趋势是__________ 。
(4)电化学分解法也可以用来处理天然气中的气体,从而获得硫和氢气。原理如下图所示:
①a极上的反应式是_________ ;
②交换膜应选用________ (填“阳离子”、“阴离子”或“质子”)交换膜。
③氧化室发生反应的离子方程式是______________ 。
(1)在一定条件下可以发生如下反应:,
相关物质的燃烧热数据如下表所示:
物质 | ||
燃烧热 |
(2)化石燃料燃烧产生的可以利用化会化转化为,从而实现变废为宝,反应方程式为;
某温度时,在密闭容器中充入物质之比的和,保持温度不变,测得反应初始和平衡时的压强分别为和0.7,则平衡时,的转化率为
(3)热分解是有效利用的一种有开发前景的方法,反应原理为:。利用作图法可以计算某时刻的瞬时速率(在变化曲线上画出该时刻对应点的切线,切线的斜率就是该时刻的瞬时速率),反应初期,热分解反应的变化曲线如图所示,则A点的瞬时反应速率
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①a极上的反应式是
②交换膜应选用
③氧化室发生反应的离子方程式是
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【推荐2】氨在国民经济中占有重要地位。
(1)已知:
则的________ 。
(2)的活化能,则氨分解反应:的活化能________ 。
(3)我国科学家以为催化剂,在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨,其反应历程与相对能量模拟计算结果如图。
在________ 填“”或“”溶液中催化效果更好;在溶液与溶液中,反应中的________ 填“前者大”“后者大”或“一样大”。
(4)时,在一体积为2L的恒容刚性密闭容器中发生反应:。改变反应的一个条件,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
①内,________ 。
②时,第Ⅰ阶段的平衡常数为________ 保留2位有效数字。
③第Ⅱ阶段平衡时与的物质的量之比为________ 。
④比较第Ⅱ阶段平衡常数和第Ⅲ阶段平衡常数的大小:________ 填“”“”或“”,判断的依据是____________________ 。
(1)已知:
则的
(2)的活化能,则氨分解反应:的活化能
(3)我国科学家以为催化剂,在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨,其反应历程与相对能量模拟计算结果如图。
在
(4)时,在一体积为2L的恒容刚性密闭容器中发生反应:。改变反应的一个条件,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
①内,
②时,第Ⅰ阶段的平衡常数为
③第Ⅱ阶段平衡时与的物质的量之比为
④比较第Ⅱ阶段平衡常数和第Ⅲ阶段平衡常数的大小:
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【推荐3】丙烯(C3H6)用以生产合成树脂、合成橡胶及多种精细化学品等多种重要有机化工原料。丙烷直接脱氢制丙烯发生的主要反应及能量变化如图1所示。
已知:丙烷直接脱氢制丙烯必须在高温下进行,但温度越高副反应进行程度越大,同时还会降低催化剂的活性和选择性。
回答下列问题:
(1)为提供反应所需热量,若恒压时向原料气中掺入高温水蒸气,则主反应的平衡常数K_____ (填“增大”、“减小”或“不变”)。温度升高,副反应更容易发生的主要原因是__________ 。
(2)图2为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图中的压强分别为1×104 Pa和1×105 Pa)。
①1×104 Pa时,图2中表示丙烯的曲线是________ (填“ⅰ”、“ⅱ”、“ⅲ”或“ⅳ”)。
②1×105Pa、500℃时,若只发生上述主反应和副反应,则达平衡时,丙烷转化为丙烯的转化率为_____ 。
(3)为克服丙烷直接脱氢法的缺点,科学家探索出在相对适中的温度下,在无机膜反应器中进行丙烷脱氢制丙烯的技术。在膜反应器中,利用特定功能膜将生成的氢气从反应区一侧有选择性地及时移走。与丙烷直接脱氢法相比,该方法的优点是______ 。
(4)利用CO2的弱氧化性,开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺。该工艺可采用铬的氧化物为催化剂,其反应机理如图3。已知: CO和H2的燃烧热分别为△H=﹣283.0 kJ/mol、△H=﹣285.8 kJ/mol。
①反应(i)的化学方程式为___________ 。
②25℃时,该工艺总反应的热化学方程式为____________ 。
③该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭,维持催化剂活性,原因是______ 。
已知:丙烷直接脱氢制丙烯必须在高温下进行,但温度越高副反应进行程度越大,同时还会降低催化剂的活性和选择性。
回答下列问题:
(1)为提供反应所需热量,若恒压时向原料气中掺入高温水蒸气,则主反应的平衡常数K
(2)图2为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图中的压强分别为1×104 Pa和1×105 Pa)。
①1×104 Pa时,图2中表示丙烯的曲线是
②1×105Pa、500℃时,若只发生上述主反应和副反应,则达平衡时,丙烷转化为丙烯的转化率为
(3)为克服丙烷直接脱氢法的缺点,科学家探索出在相对适中的温度下,在无机膜反应器中进行丙烷脱氢制丙烯的技术。在膜反应器中,利用特定功能膜将生成的氢气从反应区一侧有选择性地及时移走。与丙烷直接脱氢法相比,该方法的优点是
(4)利用CO2的弱氧化性,开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺。该工艺可采用铬的氧化物为催化剂,其反应机理如图3。已知: CO和H2的燃烧热分别为△H=﹣283.0 kJ/mol、△H=﹣285.8 kJ/mol。
①反应(i)的化学方程式为
②25℃时,该工艺总反应的热化学方程式为
③该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭,维持催化剂活性,原因是
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【推荐1】甲醇合成反应为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。工业上用天然气为原料,分为两阶段:
Ⅰ、制备合成气:
用天然气和水制取原料气的方程式为:____________________ 。
原料气中常添加CO2以解决合成气中H2过量CO不足问题,请用方程式解释原因_____________________ 。为了使合成气配比最佳,理论上原料气中甲烷与二氧化碳体积比为_________ 。
Ⅱ、合成甲醇:
(1)反应过程中物质能量变化如图所示。写出合成甲醇的热化学方程式____ 。
实验室在1L密闭容器中进行模拟合成实验。将1molCO和2molH2通入容器中,分别恒温在3000C和5000C反应,每隔一定时间测得容器中甲醇的浓度如下:
(2)在3000C反应开始10分钟内,H2的平均反应速率_____________ 。
(3)5000C平衡常数K=___________ 。
(4)在另一体积不变的容器中,充入1.2molCO和2.0molH2,一定条件下达到平衡,测得容器内压强为起始的一半。计算该条件下H2转化率为________ 。
Ⅰ、制备合成气:
用天然气和水制取原料气的方程式为:
原料气中常添加CO2以解决合成气中H2过量CO不足问题,请用方程式解释原因
Ⅱ、合成甲醇:
(1)反应过程中物质能量变化如图所示。写出合成甲醇的热化学方程式
实验室在1L密闭容器中进行模拟合成实验。将1molCO和2molH2通入容器中,分别恒温在3000C和5000C反应,每隔一定时间测得容器中甲醇的浓度如下:
10min | 20min | 30min | 40min | 50min | 60min | |
3000C | 0.40 | 0.60 | 0.75 | 0.84 | 0.90 | 0.90 |
5000C | 0.60 | 0.75 | 0.78 | 0.80 | 0.80 | 0.80 |
(3)5000C平衡常数K=
(4)在另一体积不变的容器中,充入1.2molCO和2.0molH2,一定条件下达到平衡,测得容器内压强为起始的一半。计算该条件下H2转化率为
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解题方法
【推荐2】工业上常用如下反应消除氮氧化物的污染:CH4(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH<0
(1)书写该反应的平衡常数表达式K=___________ 。
(2)反应达到平衡后,为提高反应速率的同时提高NO2的转化率,可采取的措施有___________。
(3)在体积一定的容器中进行上述反应并达到平衡,保持其它条件不变,通入一定量的CH4,下列说法正确的是___________。
(1)书写该反应的平衡常数表达式K=
(2)反应达到平衡后,为提高反应速率的同时提高NO2的转化率,可采取的措施有___________。
A.改用高效催化剂 | B.升高温度 |
C.缩小容器的体积 | D.增加CH4的浓度 |
A.正反应速率先增大后减小 | B.混合气体的平均密度增大 |
C.化学平衡常数增大 | D.达到新平衡时增大 |
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【推荐3】为促进碳中和,科研工作者利用化学链技术将CO2转化为燃料CO,回答下列问题:
(1)化学链技术分为两个过程:
过程一:还原器中,低价态金属氧化物(FeO,Ce2O3、NbO2)载氧体将CO2,还原为CO,选用FeO作还原剂时,可能发生的反应有:
反应I:3FeO(s)+CO2(g)=Fe3O4(s)+CO(g) ΔH1=-9.8kJ·mol-1
反应Ⅱ:6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) ΔH2=-189.0kJ·mol-1
反应Ⅲ:C(s)+CO2(g)=2CO(g) ΔH3
根据盖斯定理,计算ΔH3=___________ kJ·mol-1。
过程二:再生反应器中,可能发生以下两种路径(仅表示转化过程):
直接再生:MOy→MOx+O2
间接再生:MOy+C→MOx+CO
压强101kPa下,不同金属氧化物直接再生路径和间接再生路径的ΔG随温度变化如图1和图2所示,则在研究温度内,直接再生路径不可行的主要原因是___________ 。
(2)间接再生时,化学平衡常数随温度变化见图3,则间接再生反应均为___________ (填“吸热”或“放热”)反应,根据图3,化学链技术将CO2还原为CO的最优载氧体系为Fe3O4/FeO,其主要原因是___________ 。
(3)为确定过程一的最佳反应温度,在还原器中按n(FeO):n(CO2)=3:1投料,达平衡时各组分的物质的量如图4所示。
①结合(1)中过程一的反应分析,800℃之前,n(CO))随温度升高而增大的原因是_____________ 。
②800℃之后的高温条件下,n(CO2)和n(CO)趋于稳定,说明温度对反应I、Ⅱ、Ⅲ的平衡影响不大,但n(FeO)仍在增大,则主要发生的化学方程式为___________ 。
③800℃达平衡时,容器内总压为pkPa.n(CO2)=0.66mol。n(CO)=0.33mol,则消碳反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp=___________ kPa(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(1)化学链技术分为两个过程:
过程一:还原器中,低价态金属氧化物(FeO,Ce2O3、NbO2)载氧体将CO2,还原为CO,选用FeO作还原剂时,可能发生的反应有:
反应I:3FeO(s)+CO2(g)=Fe3O4(s)+CO(g) ΔH1=-9.8kJ·mol-1
反应Ⅱ:6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) ΔH2=-189.0kJ·mol-1
反应Ⅲ:C(s)+CO2(g)=2CO(g) ΔH3
根据盖斯定理,计算ΔH3=
过程二:再生反应器中,可能发生以下两种路径(仅表示转化过程):
直接再生:MOy→MOx+O2
间接再生:MOy+C→MOx+CO
压强101kPa下,不同金属氧化物直接再生路径和间接再生路径的ΔG随温度变化如图1和图2所示,则在研究温度内,直接再生路径不可行的主要原因是
(2)间接再生时,化学平衡常数随温度变化见图3,则间接再生反应均为
(3)为确定过程一的最佳反应温度,在还原器中按n(FeO):n(CO2)=3:1投料,达平衡时各组分的物质的量如图4所示。
①结合(1)中过程一的反应分析,800℃之前,n(CO))随温度升高而增大的原因是
②800℃之后的高温条件下,n(CO2)和n(CO)趋于稳定,说明温度对反应I、Ⅱ、Ⅲ的平衡影响不大,但n(FeO)仍在增大,则主要发生的化学方程式为
③800℃达平衡时,容器内总压为pkPa.n(CO2)=0.66mol。n(CO)=0.33mol,则消碳反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp=
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【推荐1】Ⅰ.研究的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
(1)工业上还可用和在230℃催化剂条件下生成甲醇。现在10L恒容密闭容器中投入和,发生反应:,在不同条件下测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示:
①能判断该反应达到化学平衡状态的是_______ (填标号)。
A. B.容器内氢气的体积分数不再改变
C.容器内气体的密度不再改变 D.容器内压强不再改变
②上述反应的_______ 0(填“>”或“<”),图中压强P1_______ P2(填“>”或“<”)。
③N、M、Q三点的平衡常数关系是N_______ M_______ Q(填“>”或“<”或“=”)。
④经测定知Q点时容器的压强是反应前压强的,据此计算Q点的转化率为_______ 。
Ⅱ.有效去除大气中的和水体中的氮是环境保护的重要课题。
(2)已知:①
②
反应_______ 。
(3)磷酸铵镁(MgNH4PO4)沉淀法可去除水体中的氨氮(和)。实验室中模拟氨氮处理:1L的模拟氨氮废水(主要含),置于搅拌器上,设定反应温度为25℃。先后加入和溶液,用NaOH调节反应pH,投加絮凝剂;开始搅拌,反应30min后,取液面下2cm处清液测定氨氮质量浓度。
①生成磷酸铵镁沉淀的离子反应方程式为_______ 。
②测得反应pH对氨氮去除率的影响如图所示,当pH从7.5增至9.0的过程中,水中氨氮的去除率明显增加,原因是_______ 。
③当反应pH为9.0时,该沉淀法对氨氮的去除率达到最高,当pH继续增至10.0时,氨氮的去除率下降,原因是_______ 。
(1)工业上还可用和在230℃催化剂条件下生成甲醇。现在10L恒容密闭容器中投入和,发生反应:,在不同条件下测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示:
①能判断该反应达到化学平衡状态的是
A. B.容器内氢气的体积分数不再改变
C.容器内气体的密度不再改变 D.容器内压强不再改变
②上述反应的
③N、M、Q三点的平衡常数关系是N
④经测定知Q点时容器的压强是反应前压强的,据此计算Q点的转化率为
Ⅱ.有效去除大气中的和水体中的氮是环境保护的重要课题。
(2)已知:①
②
反应
(3)磷酸铵镁(MgNH4PO4)沉淀法可去除水体中的氨氮(和)。实验室中模拟氨氮处理:1L的模拟氨氮废水(主要含),置于搅拌器上,设定反应温度为25℃。先后加入和溶液,用NaOH调节反应pH,投加絮凝剂;开始搅拌,反应30min后,取液面下2cm处清液测定氨氮质量浓度。
①生成磷酸铵镁沉淀的离子反应方程式为
②测得反应pH对氨氮去除率的影响如图所示,当pH从7.5增至9.0的过程中,水中氨氮的去除率明显增加,原因是
③当反应pH为9.0时,该沉淀法对氨氮的去除率达到最高,当pH继续增至10.0时,氨氮的去除率下降,原因是
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【推荐2】甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇。
(1)已知H2(g)、CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为285.8kJ/mol、283.0kJ/mol和726.5kJ/mol,则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为___ 。
(2)某研究性学习小组在容积固定为2L的密闭容器内充入1molCO和2molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后进行反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH<0。
①下列措施中有利于增大该反应的反应速率且提高转化率的是__ (填字母序号)
A.随时将CH3OH与反应混合物分离 B.降低反应温度
C.使用高效催化剂 D.增大体系压强
②实验过程中用压力计监测容器内压强的变化如下:
则从反应开始到20min时,以H2表示的平均反应速率=__ mol/(L·min),该温度下平衡常数k=__ 。
③若在恒温恒压条件下进行上述反应,达到平衡后,往体系中通入一定量的稀释剂(水蒸气),CO的转化率__ (填"增大"、"减小"或"不变")。
(3)现在容积均为1L的a、b、c三个密闭容器中分别充入1molCO和2molH2的混合气体,控制温度,进行反应,测得相关数据的关系如图所示。b中甲醇体积分数大于a中的原因是__ 。达到平衡时,a、b、c中CO的转化率大小关系为__ 。
(1)已知H2(g)、CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为285.8kJ/mol、283.0kJ/mol和726.5kJ/mol,则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为
(2)某研究性学习小组在容积固定为2L的密闭容器内充入1molCO和2molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后进行反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH<0。
①下列措施中有利于增大该反应的反应速率且提高转化率的是
A.随时将CH3OH与反应混合物分离 B.降低反应温度
C.使用高效催化剂 D.增大体系压强
②实验过程中用压力计监测容器内压强的变化如下:
反应时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
压强/MPa | 12.6 | 10.8 | 9.5 | 8.7 | 8.4 | 8.4 |
则从反应开始到20min时,以H2表示的平均反应速率=
③若在恒温恒压条件下进行上述反应,达到平衡后,往体系中通入一定量的稀释剂(水蒸气),CO的转化率
(3)现在容积均为1L的a、b、c三个密闭容器中分别充入1molCO和2molH2的混合气体,控制温度,进行反应,测得相关数据的关系如图所示。b中甲醇体积分数大于a中的原因是
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【推荐3】研究表明,在Cu-ZnO2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:
反应Ⅰ.△H1=-49.0kJ·mol-1,K1;
反应Ⅱ.△H2=+41.2kJ·mol-1,K2。
(1)CO和H2合成甲醇的热化学方程式为___________ 。
(2)一定条件下,将n(CO2):n(H2)=1:1的混合气体充入绝热恒容密闭容器中发生反应Ⅰ。下列事实可以说明反应Ⅰ达到平衡状态的是_______ (填选项字母)。
A.容器内的气体密度保持不变 B.CO2的体积分数保持不变
C.该反应的平衡常数保持不变 D.混合气体的平均相对分子质量不变
(3)反应的平衡常数K3=____ (用含K1、K2的代数式表示)。
(4)恒压密闭容器中,CO2和H2发生反应Ⅰ合成甲醇,在其他条件不变的情况下,下列措施能提高CO2平衡转化率的是_____ (填选项字母)。
A.降低反应温度
B.投料比不变,增加反应物的物质的量
C.增大CO2与H2的初始投料比
D.混合气体中掺入一定量的惰性气体(不参与反应)
(5)T1时,将1.00 mol CO2和3.00 mol H2充人体积为1.00 L的恒容密闭容器中发生反应Ⅰ,容器起始压强为p0。
①充分反应达到平衡后,若CO2的转化率为a,则容器的压强与起始压强之比为_____ (用含a的代数式表示)。
②若经过3h反应达到平衡,平衡后,混合气体的物质的量为3.00 mol,则该过程中H2的平均反应速率为_______ ;平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示,即用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数。则上述反应的平衡常数KP=________ (用含p0的代数式表示)。
(6)研究证实,CO2可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇一极的电极反应式为______ 。当生成16g甲醇时,理论上电路中转移电子的物质的量为___________ 。
反应Ⅰ.△H1=-49.0kJ·mol-1,K1;
反应Ⅱ.△H2=+41.2kJ·mol-1,K2。
(1)CO和H2合成甲醇的热化学方程式为
(2)一定条件下,将n(CO2):n(H2)=1:1的混合气体充入绝热恒容密闭容器中发生反应Ⅰ。下列事实可以说明反应Ⅰ达到平衡状态的是
A.容器内的气体密度保持不变 B.CO2的体积分数保持不变
C.该反应的平衡常数保持不变 D.混合气体的平均相对分子质量不变
(3)反应的平衡常数K3=
(4)恒压密闭容器中,CO2和H2发生反应Ⅰ合成甲醇,在其他条件不变的情况下,下列措施能提高CO2平衡转化率的是
A.降低反应温度
B.投料比不变,增加反应物的物质的量
C.增大CO2与H2的初始投料比
D.混合气体中掺入一定量的惰性气体(不参与反应)
(5)T1时,将1.00 mol CO2和3.00 mol H2充人体积为1.00 L的恒容密闭容器中发生反应Ⅰ,容器起始压强为p0。
①充分反应达到平衡后,若CO2的转化率为a,则容器的压强与起始压强之比为
②若经过3h反应达到平衡,平衡后,混合气体的物质的量为3.00 mol,则该过程中H2的平均反应速率为
(6)研究证实,CO2可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇一极的电极反应式为
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