乙烯是一种重要的化工原料,可由乙烷为原料制取。请回答下列问题:
(1)传统的热裂解法和现代的氧化裂解法的热化学方程式如下:
C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) ΔH1=+136kJ·mol-1
C2H6(g)+O2(g)=C2H4(g)+H2O(g) ΔH2=-110kJ·mol-1
已知水的汽化热为H2O(l)=H2O(g) ΔH3=+44kJ·mol-1
且反应相关的部分化学键键能数据如下:
①由此计算x=___ ,通过比较ΔH1和ΔH2,说明氧化裂解法中通入氧气的作用是___ 。
②其他条件相同,对于氧化裂化法制乙烯的反应中,实验测得在T1和P1与T2和P2条件下该反应的C2H6平衡转化率相同,若T1>T2,则P1___ P2(填“>”、“<”或“=”)。
③请求出下列反应的反应热:C2H6(g)+O2(g)=C2H4(g)+H2O(l) ΔH3=___ 。
(2)一定条件下,在体积为2L的密闭容器中,充入1molC2H6发生传统裂解法制乙烯。
①某温度下,10min后该反应达平衡,此时C2H6的物质的量浓度为0.2mol·L-1,从反应开始到平衡,乙烯的平均反应速率v(C2H4)=___ 。
②在其它条件不变的情况下,15min时升高体系温度,20min达到新平衡,请在下边的坐标系中画出0~25 min,c(C2H4)随时间变化曲线:____ 。
(3)乙烷的氧化裂解反应产物中除了C2H4外,还存在CH4、CO、CO2等副产物(副反应均为放热反应),图1为温度对乙烷氧化裂解反应性能的影响。乙烷的转化率随温度的升高而升高的原因是___ ;反应的最佳温度为___ (填选项序号)。
A.700℃ B.750℃ C.850℃ D.900℃
[乙烯选择性=;乙烯收率=乙烷转化率×乙烯选择性]
(4)烃类氧化反应中,氧气含量低会导致反应产生积炭,堵塞反应管。图2为n(C2H6)/n(O2)的值对乙烷氧化裂解反应性能的影响。判断乙烷氧化裂解过程中的最佳值是___ ;判断的理由是___ 。
(5)工业上,保持体系总压恒定为100kPa的条件下进行该反应,通常在乙烷和氧气的混合气体中掺混惰性气体(惰性气体的体积分数为70%),掺混惰性气体的目的是___ 。
(6)反应达平衡时,各组分的体积分数如下表:
计算该温度下的平衡常数Kp=___ (用平衡分压代替平衡浓度,平衡分压=总压×体积分数)
(1)传统的热裂解法和现代的氧化裂解法的热化学方程式如下:
C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) ΔH1=+136kJ·mol-1
C2H6(g)+O2(g)=C2H4(g)+H2O(g) ΔH2=-110kJ·mol-1
已知水的汽化热为H2O(l)=H2O(g) ΔH3=+44kJ·mol-1
且反应相关的部分化学键键能数据如下:
化学键 | H-H(g) | H-O(g) | O=O(g) |
键能(kJ·mol-1) | 436 | X | 496 |
①由此计算x=
②其他条件相同,对于氧化裂化法制乙烯的反应中,实验测得在T1和P1与T2和P2条件下该反应的C2H6平衡转化率相同,若T1>T2,则P1
③请求出下列反应的反应热:C2H6(g)+O2(g)=C2H4(g)+H2O(l) ΔH3=
(2)一定条件下,在体积为2L的密闭容器中,充入1molC2H6发生传统裂解法制乙烯。
①某温度下,10min后该反应达平衡,此时C2H6的物质的量浓度为0.2mol·L-1,从反应开始到平衡,乙烯的平均反应速率v(C2H4)=
②在其它条件不变的情况下,15min时升高体系温度,20min达到新平衡,请在下边的坐标系中画出0~25 min,c(C2H4)随时间变化曲线:
(3)乙烷的氧化裂解反应产物中除了C2H4外,还存在CH4、CO、CO2等副产物(副反应均为放热反应),图1为温度对乙烷氧化裂解反应性能的影响。乙烷的转化率随温度的升高而升高的原因是
A.700℃ B.750℃ C.850℃ D.900℃
[乙烯选择性=;乙烯收率=乙烷转化率×乙烯选择性]
(4)烃类氧化反应中,氧气含量低会导致反应产生积炭,堵塞反应管。图2为n(C2H6)/n(O2)的值对乙烷氧化裂解反应性能的影响。判断乙烷氧化裂解过程中的最佳值是
(5)工业上,保持体系总压恒定为100kPa的条件下进行该反应,通常在乙烷和氧气的混合气体中掺混惰性气体(惰性气体的体积分数为70%),掺混惰性气体的目的是
(6)反应达平衡时,各组分的体积分数如下表:
C2H6 | O2 | C2H4 | H2O | 其他物质 |
2.4% | 1.0% | 12% | 15% | 69.6% |
计算该温度下的平衡常数Kp=
更新时间:2019-12-21 14:21:21
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【推荐1】合成气(CO、H2)可由煤、天然气和生物质等非石油路线获得,由合成气制取甲醇是科研工作者的研究热点。回答下列问题:
(1)已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49kJ•mol-1
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41kJ•mol-1
则CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H3=______ 。
(2)在一恒温恒容的密闭容器中发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),下列说法不能说明该反应达到化学平衡状态的是______ (填字母)。
(3)用合成气制甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)(假设不发生其他反应)。四个容器中起始时容积相同,维持恒温,控制条件如表:
达到平衡时,四个容器中甲醇的体积分数由大到小的顺序是_____ (填编号)。
(4)在一定条件下,在容积恒定为VL的密闭容器中充入1molCO与2molH2在催化剂作用下合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO转化率与温度、压强的关系如图所示:
①由图可知p1_____ (填“>”“<”或“=”)p2。
②图中b、c、d三点的化学平衡常数为Kb、Kc、Kd,从大到小的顺序为_____ 。
③比较体系中气体平均摩尔质量:M(b)______ (填“>”“<”或“=”)M(d)。
④下列措施中能够同时满足增大正反应速率和提高CO转化率的是_____ (填字母)。
A.使用高效催化剂 B.降低反应温度
C.再充入2molCO与4molH2 D.不断将甲醇从体系混合物中分离出来
(1)已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49kJ•mol-1
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41kJ•mol-1
则CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H3=
(2)在一恒温恒容的密闭容器中发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),下列说法不能说明该反应达到化学平衡状态的是
A.体系的压强保持不变 | B.混合气体的密度保持不变 |
C.2v(H2)正=v(CH3OH)逆 | D.CH3OH的浓度保持不变 |
编号 | 条件控制 | CO(g)/mol | H2(g)/mol | CH3OH(g)/mol |
A | 维持恒容 | 0.2 | 0.4 | 0 |
B | 维持恒容 | 0.1 | 0.2 | 0.1 |
C | 维持恒容 | 0.4 | 0.8 | 0 |
D | 维持恒压 | 0.4 | 0.8 | 0 |
达到平衡时,四个容器中甲醇的体积分数由大到小的顺序是
(4)在一定条件下,在容积恒定为VL的密闭容器中充入1molCO与2molH2在催化剂作用下合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO转化率与温度、压强的关系如图所示:
①由图可知p1
②图中b、c、d三点的化学平衡常数为Kb、Kc、Kd,从大到小的顺序为
③比较体系中气体平均摩尔质量:M(b)
④下列措施中能够同时满足增大正反应速率和提高CO转化率的是
A.使用高效催化剂 B.降低反应温度
C.再充入2molCO与4molH2 D.不断将甲醇从体系混合物中分离出来
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解题方法
【推荐2】对氮、碳及其化合物的研究具有重要意义。
(1)用肼为燃料,四氧化二氮做氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。已知: , ; , ;则______ (用、表示),该反应的化学平衡常数 ______ (用、表示)。
(2)汽车尾气转化反应:未配平,将NO和CO转化为和和,实现除污,每生成还原剂失去电子数为______ 。
(3)大气污染物氮氧化物可以用活性炭还原法处理。某研究小组向某2L的密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应。在时,反应进行到不同时间测得各物质的物质的量如下:
①0~10min内,NO的平均反应速率______ ;时,该反应的平衡常数 ______ 。
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是______ 填字母编号。
a.加入一定量的活性炭 b.通入一定量的NO
c.恒容时,充入一定量的氦气 d.加入合适的催化剂
(4)氨燃料电池使用的电解质溶液是的KOH溶液,电池反应为:。放电时,该电池正极的电极反应式为______ 。
(5)实验室中用NaOH溶液吸收,发生反应为。所得混合液中所有离子浓度由大到小的顺序为_________ 。
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(3)大气污染物氮氧化物可以用活性炭还原法处理。某研究小组向某2L的密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应。在时,反应进行到不同时间测得各物质的物质的量如下:
0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | |
NO | ||||||
0 | ||||||
0 |
①0~10min内,NO的平均反应速率
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是
a.加入一定量的活性炭 b.通入一定量的NO
c.恒容时,充入一定量的氦气 d.加入合适的催化剂
(4)氨燃料电池使用的电解质溶液是的KOH溶液,电池反应为:。放电时,该电池正极的电极反应式为
(5)实验室中用NaOH溶液吸收,发生反应为。所得混合液中所有离子浓度由大到小的顺序为
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【推荐3】十九大报告指出:“坚持全民共治、源头防治,持续实施大气污染防治行动,打赢蓝天保卫战!”以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。
汽车的排气管上安装“催化转化器”,发生反应①:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=-746.5 kJ·mol-1。
(1)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中,若温度和体积不变,反应过程中(0~15min)NO的物质的量随时间变化如图。
①图中a,b分别表示在相同温度下,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,达到平衡过程中n(NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是__ 。(填“a”或“b”)
②T℃时,该反应的化学平衡常数K=__ ;平衡时若保持温度不变,再向容器中充入CO、CO2各0.2 mol,则平衡将__ 移动。(填“向左”、“向右”或“不”)
③15min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生图中所示变化,则改变的条件可能是___ (任答一条即可)。
④又已知:反应②N2(g)+O2(g)2NO(g) △H2=+180.5 kJ·mol-1,则CO的燃烧热△H=__ 。
(2)在密闭容器中充入5 mol CO和4 mol NO,发生上述反应①,如图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。
①温度:T1__ T2(填“<”或“>”)。
②若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的____ 点。
(3)目前,科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝原理,其脱硝率(脱硝率即NO的转化率)与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图所示。
为达到最佳脱硝效果,应采取的条件是________ 。
汽车的排气管上安装“催化转化器”,发生反应①:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=-746.5 kJ·mol-1。
(1)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中,若温度和体积不变,反应过程中(0~15min)NO的物质的量随时间变化如图。
①图中a,b分别表示在相同温度下,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,达到平衡过程中n(NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是
②T℃时,该反应的化学平衡常数K=
③15min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生图中所示变化,则改变的条件可能是
④又已知:反应②N2(g)+O2(g)2NO(g) △H2=+180.5 kJ·mol-1,则CO的燃烧热△H=
(2)在密闭容器中充入5 mol CO和4 mol NO,发生上述反应①,如图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。
①温度:T1
②若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的
(3)目前,科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝原理,其脱硝率(脱硝率即NO的转化率)与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图所示。
为达到最佳脱硝效果,应采取的条件是
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【推荐1】碳、氮、硫是中学化学重要的非金属元素,在工农业生产中有广泛的应用。
(1)CO与镍反应会造成含镍催化剂的中毒。为防止镍催化剂中毒,工业上常用SO2将CO氧化,二氧化硫转化为单质硫。已知:CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-Q1kJ•mol-1;S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-Q2kJ•mol-1;则SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g)△H=______ kJ•mol-1。
(2)298K时,在2L密闭容器中发生可逆反应:2NO2(g)N2O4(g)△H=-akJ•mol-1(a>0),N2O4的物质的量浓度随时间变化如图1所示。达平衡时,N2O4的浓度为NO2的2倍,回答下列问题:
①298K时,该反应的平衡常数为______ (精确到小数点后两位)。
②在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图2所示。下列说法正确的是______ 。
a.A、C两点的反应速率:A>C
b.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
c.由状态B到状态A,可以用加热的方法
③若反应在398K进行,某时刻测得n(NO2)=0.6mol,n(N2O4)=1.2mol,则此时v正______ v逆(填“>”“<”或“=”)。
(3)NH4HSO4在分析试剂、电子工业中用途广泛。现向100mL0.1mol•L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1mol•L-1NaOH溶液,得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图3所示。试分析图中a、b、c、d、e五个点。
①a-b发生反应的离子方程式为______ 。
②水的电离程度最大的是_____ 。(选填a、b、c、d、e五个点,下同)
③其溶液中c(OH-)的数值最接近NH3•H2O的电离常数K数值的是_____ 。
(1)CO与镍反应会造成含镍催化剂的中毒。为防止镍催化剂中毒,工业上常用SO2将CO氧化,二氧化硫转化为单质硫。已知:CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-Q1kJ•mol-1;S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-Q2kJ•mol-1;则SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g)△H=
(2)298K时,在2L密闭容器中发生可逆反应:2NO2(g)N2O4(g)△H=-akJ•mol-1(a>0),N2O4的物质的量浓度随时间变化如图1所示。达平衡时,N2O4的浓度为NO2的2倍,回答下列问题:
①298K时,该反应的平衡常数为
②在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图2所示。下列说法正确的是
a.A、C两点的反应速率:A>C
b.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
c.由状态B到状态A,可以用加热的方法
③若反应在398K进行,某时刻测得n(NO2)=0.6mol,n(N2O4)=1.2mol,则此时v正
(3)NH4HSO4在分析试剂、电子工业中用途广泛。现向100mL0.1mol•L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1mol•L-1NaOH溶液,得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图3所示。试分析图中a、b、c、d、e五个点。
①a-b发生反应的离子方程式为
②水的电离程度最大的是
③其溶液中c(OH-)的数值最接近NH3•H2O的电离常数K数值的是
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【推荐2】氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理,对于消除环境污染有重要意义。回答下列问题:
(1)已知2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H的反应历程分两步:
①2NO(g)⇌N2O2(g)(快) △H1<0,v1正=k1正c2(NO),v1逆=k1逆c2(N2O2)
②N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g)(慢) △H2<0,v2正=k2正c2(N2O2)•c(O2),v2逆=k2逆c2(NO2)
比较反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小:E1__ E2(填“>”、“<”或“=”)其判断理由是______ ;2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的平衡常数K与上述反应速率常数k1正、k1逆、k2正、k2逆的关系式为______ ;已知反应速率常数k随温度升高而增大,若升高温度后k2正、k2逆分别增大a倍和b倍,则a_____ b(填“>”、“<”或“=”);一定条件下,2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)达平衡后,升高到某温度,再达平衡后v2正较原平衡减小,根据上述速率方程分析,合理的解释是___________ 。
(2)①以乙烯(C2H4)作为还原剂脱硝(NO),其脱硝机理如图1所示,若反应中n(NO):n(O2)=2:1,则总反应的化学方程式为_____ ;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,为达到最佳脱硝效果,应采用的条件是____ 。
②用NO可直接催化NO分解生成N2、O2,将其反应机理补充完整(Vo代表氧空穴):
2Ni2++2Vo+2NO→2Ni3++2O-+N22O-→O2-+1/2O2+Vo___________
(3)电解NO可制备NH4NO3,其工作原理如图所示,阴极的电极反应式为___ 。
(1)已知2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H的反应历程分两步:
①2NO(g)⇌N2O2(g)(快) △H1<0,v1正=k1正c2(NO),v1逆=k1逆c2(N2O2)
②N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g)(慢) △H2<0,v2正=k2正c2(N2O2)•c(O2),v2逆=k2逆c2(NO2)
比较反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小:E1
(2)①以乙烯(C2H4)作为还原剂脱硝(NO),其脱硝机理如图1所示,若反应中n(NO):n(O2)=2:1,则总反应的化学方程式为
②用NO可直接催化NO分解生成N2、O2,将其反应机理补充完整(Vo代表氧空穴):
2Ni2++2Vo+2NO→2Ni3++2O-+N22O-→O2-+1/2O2+Vo
(3)电解NO可制备NH4NO3,其工作原理如图所示,阴极的电极反应式为
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【推荐3】本次亚运会火炬燃料甲醇是利用焦炉气中的氢气(H2)与从工业尾气中捕集的二氧化碳(CO2)合成,并由远程甲醇动力重卡提供运输保障。回答下列问题:
(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:,该反应一般认为通过如下步骤来实现:
Ⅰ.
Ⅱ.
若反应Ⅰ为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___________ (填标号)。
(2)甲醇可作为燃料使用,下图是一个电化学过程的装置示意图。
①甲池中通入的电极电极反应方程式为___________ 。
②丙池中总反应的离子方程式为___________ 。
③当乙池中Ag极的质量增加1.08g时,甲池中理论上消耗___________ (标准状况)。
(3)回收并利用一直是科研人员研究的热点。中科院天津工业生物技术研究所成果“无细胞化学酶系统催化合成淀粉”在国际学术期刊《自然》上发表。其中一步核心反应如图所示,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是___________(填标号)。
(4)利用两种金属催化剂,在水溶液体系中将分别转化为和的反应过程示意图如图所示。
下列说法错误的是___________(填标号)。
(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:,该反应一般认为通过如下步骤来实现:
Ⅰ.
Ⅱ.
若反应Ⅰ为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是
(2)甲醇可作为燃料使用,下图是一个电化学过程的装置示意图。
①甲池中通入的电极电极反应方程式为
②丙池中总反应的离子方程式为
③当乙池中Ag极的质量增加1.08g时,甲池中理论上消耗
(3)回收并利用一直是科研人员研究的热点。中科院天津工业生物技术研究所成果“无细胞化学酶系统催化合成淀粉”在国际学术期刊《自然》上发表。其中一步核心反应如图所示,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是___________(填标号)。
A.反应①中消耗,转移电子数为 |
B.淀粉与纤维素的分子式相同,互为同分异构体 |
C.与的混合物中所含氧原子数为 |
D.反应③中cat为催化剂,实验室常用催化该反应 |
(4)利用两种金属催化剂,在水溶液体系中将分别转化为和的反应过程示意图如图所示。
下列说法错误的是___________(填标号)。
A.在转化为的路径中,只涉及碳氧键的断裂和氧氢键的形成 |
B.在转化为的路径中,被氧化为 |
C.两个转化路径均无非极性键的形成 |
D.上述反应过程说明催化剂具有选择性 |
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【推荐1】俗称“笑气”,可用于手术麻醉剂。
(1)恒温恒容密闭容器中,发生分解反应:,实验测得的部分数据如表所示。
①0~40min内的平均反应速率为_______ 。
②的平衡转化率为_______ 。
(2)还原,发生的反应为 。在催化剂Cat1、Cat2作用下,测得单位时间内的转化率与温度的关系如图所示。
b点_______ (填“是”或“不是”)平衡点,理由是_______ 。
(3)也可以还原,发生的反应为。400℃时,向2L恒容密闭容器中充入和,测得的平衡体积分数与x的关系如图所示。
①在a、b、c三点中,的平衡转化率最大的是_______ 。
②该温度下,上述反应的平衡常数K为_______ (用含m的代数式表示)。
(1)恒温恒容密闭容器中,发生分解反应:,实验测得的部分数据如表所示。
0 | 20 | 40 | 60 | 80 | |
0.100 | 0.065 | 0.040 | 0.020 | 0.020 |
②的平衡转化率为
(2)还原,发生的反应为 。在催化剂Cat1、Cat2作用下,测得单位时间内的转化率与温度的关系如图所示。
b点
(3)也可以还原,发生的反应为。400℃时,向2L恒容密闭容器中充入和,测得的平衡体积分数与x的关系如图所示。
①在a、b、c三点中,的平衡转化率最大的是
②该温度下,上述反应的平衡常数K为
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【推荐2】烷烃裂化的研究是石油化工中的重要课题。其中正丁烷的裂化反应如下:
反应ⅰ:
反应Ⅱ:
已知:部分物质的燃烧热如表
回答下列问题:
(1)反应ⅰ的反应热_____ ;已知,随温度变化的三种趋势如图甲中线条所示,能用来表示反应ⅰ的变化趋势的线条为_____ (填“a”“b”或“c”)。
(2)一定条件下,实验测得反应Ⅱ的反应速率关系为,,其中、为速率常数;CHI3CH2CH2CH3(g)与CH3CH=CH2(g)平衡时的体积分数随温度、压强(分别为p1、p2且p1<p2)的变化关系如图乙所示。
①反应ⅱ的平衡常数K=_____ (用含和的表达式表示),随着温度的升高,会逐渐_____ (填“增大”或“减小”)。
②在p1压强下,CH3CH=CH2(g);平衡时的体积分数随温度变化的曲线为_____ (填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)。
③a、b、c三点反应ⅱ的平衡常数、、的大小关系为_____ 。
(3)一定温度下,向某刚性密闭容器中充入一定量CH3CH2CH2CH3(g),同时发生反应ⅰ和反应ⅱ。若初始时容器内压强为p0kPa,tmin时达到平衡,此时测得C2H6(g)和CH4(g)的分压分别为0.30p0kPa、0.50p0kPa.则:
①0~tmin内,_____ 。
②反应ⅱ的压强平衡常数_____ 。
反应ⅰ:
反应Ⅱ:
已知:部分物质的燃烧热如表
化合物 | 正丁烷 | 乙烷 | 乙烯 |
燃烧热/() | 2878.0 | 1560.8 | 1411.0 |
(1)反应ⅰ的反应热
(2)一定条件下,实验测得反应Ⅱ的反应速率关系为,,其中、为速率常数;CHI3CH2CH2CH3(g)与CH3CH=CH2(g)平衡时的体积分数随温度、压强(分别为p1、p2且p1<p2)的变化关系如图乙所示。
①反应ⅱ的平衡常数K=
②在p1压强下,CH3CH=CH2(g);平衡时的体积分数随温度变化的曲线为
③a、b、c三点反应ⅱ的平衡常数、、的大小关系为
(3)一定温度下,向某刚性密闭容器中充入一定量CH3CH2CH2CH3(g),同时发生反应ⅰ和反应ⅱ。若初始时容器内压强为p0kPa,tmin时达到平衡,此时测得C2H6(g)和CH4(g)的分压分别为0.30p0kPa、0.50p0kPa.则:
①0~tmin内,
②反应ⅱ的压强平衡常数
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(0.4)
解题方法
【推荐3】(1)已知常温常压下:
①CH3OH(l)+O2(g)═CO(g)+2H2O(g) △H=-359.8kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-556.0kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0kJ·mol-1
写出体现甲醇燃烧热的热化学方程式为________________________________ 。
(2)某温度时,将2 mol CO与5 mol H2的混合气体充入容积为2 L的密闭容器中,在催化剂的作用下发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。
①经过5 min后,反应达到平衡,此时转移电子6 mol。该反应的平衡常数为________ 。v(H2)=________ mol/(L·min)。若保持体积不变,再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH,此时v(正)________ v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
②在其他条件不变的情况下,再增加2 mol CO与5 mol H2,达到新平衡时,CO的转化率________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
③下列不能说明该反应已达到平衡状态的是________ 。
a.CH3OH的质量不变 b.混合气体的平均相对分子质量不再改变 c.v逆(CO)=2v正(H2) d.混合气体的密度不再发生改变
①CH3OH(l)+O2(g)═CO(g)+2H2O(g) △H=-359.8kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-556.0kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0kJ·mol-1
写出体现甲醇燃烧热的热化学方程式为
(2)某温度时,将2 mol CO与5 mol H2的混合气体充入容积为2 L的密闭容器中,在催化剂的作用下发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。
①经过5 min后,反应达到平衡,此时转移电子6 mol。该反应的平衡常数为
②在其他条件不变的情况下,再增加2 mol CO与5 mol H2,达到新平衡时,CO的转化率
③下列不能说明该反应已达到平衡状态的是
a.CH3OH的质量不变 b.混合气体的平均相对分子质量不再改变 c.v逆(CO)=2v正(H2) d.混合气体的密度不再发生改变
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(0.4)
【推荐1】水体中的是高毒性的重金属离子,可用Cr(Ⅵ)衣示。处理含Cr(Ⅵ)废水的方法有沉淀法、还原法等。
(1)钡盐沉淀法:已知水溶液中存在。向含Cr(Ⅵ)的酸性废水中加入钡盐,可生成难溶于水的沉淀,其他条件一定,使用等物质的量的或,反应足够长的时间,使用时Cr(Ⅵ)的沉铬率要优于使用的原因是___________ 。
(2)纳米铁粉还原法:纳米铁粉可将水体中Cr(Ⅵ)还原为,再通过调节溶液,可使转化为沉淀而被除去。
①在氮气气氛保护下,向一定量的溶液中逐滴加入一定量的溶液,可制得纳米铁粉,反应的离子方程式为,已知电负性,每生成纳米铁粉,被氧化的的物质的量为___________ 。
②实验发现,其他条件相同,含铁的物质的量相同,用纳米铁粉和铁-铜粉分别处理的含Cr(Ⅵ)废水,废水中Cr(Ⅵ)的去除率随时间变化关系如图所示,用铁-铜粉处理含Cr(Ⅵ)废水的效果更好,原因是___________ 。
(3)亚硫酸氢钠-石灰乳还原沉淀法:向初始pH不等的几份酸性含铬(总浓度为)废水中加入等量,将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),再加入石灰乳可将Cr(Ⅲ)转化为沉淀。
①已知溶液中含铬物种浓度随pH的变化如图所示,时,溶液中主要含Cr(Ⅵ)粒子与反应的离子方程式为___________ 。
②废水中残留Cr(Ⅵ)与反应时间的关系变化关系如图所示,实际反应中,控制废水为2.5的原因是___________ 。
(1)钡盐沉淀法:已知水溶液中存在。向含Cr(Ⅵ)的酸性废水中加入钡盐,可生成难溶于水的沉淀,其他条件一定,使用等物质的量的或,反应足够长的时间,使用时Cr(Ⅵ)的沉铬率要优于使用的原因是
(2)纳米铁粉还原法:纳米铁粉可将水体中Cr(Ⅵ)还原为,再通过调节溶液,可使转化为沉淀而被除去。
①在氮气气氛保护下,向一定量的溶液中逐滴加入一定量的溶液,可制得纳米铁粉,反应的离子方程式为,已知电负性,每生成纳米铁粉,被氧化的的物质的量为
②实验发现,其他条件相同,含铁的物质的量相同,用纳米铁粉和铁-铜粉分别处理的含Cr(Ⅵ)废水,废水中Cr(Ⅵ)的去除率随时间变化关系如图所示,用铁-铜粉处理含Cr(Ⅵ)废水的效果更好,原因是
(3)亚硫酸氢钠-石灰乳还原沉淀法:向初始pH不等的几份酸性含铬(总浓度为)废水中加入等量,将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),再加入石灰乳可将Cr(Ⅲ)转化为沉淀。
①已知溶液中含铬物种浓度随pH的变化如图所示,时,溶液中主要含Cr(Ⅵ)粒子与反应的离子方程式为
②废水中残留Cr(Ⅵ)与反应时间的关系变化关系如图所示,实际反应中,控制废水为2.5的原因是
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(0.4)
【推荐2】哈伯法合成氨需要高温高压,为降低能耗,过渡金属催化合成氨被认为是前景巨大的替代方法。催化过程一般有吸附、解离、反应、脱附等过程,以下图示为和在过渡金属催化剂表面合成氨反应历程的势能图(部分数据略),其中“*”表示被催化剂吸附。
(1)mol (g)、mol(g)变成活化分子需要吸收
(2)合成氨的捷姆金和佩热夫速率方程式为:(w为反应的瞬时总速率,为正反应和逆反应速率之差,、是正、逆反应速率常数)。合成氨反应的平衡常数
(3)若将2.0mol 和6.0mol 通入体积为2L的密闭容器中,分别在和温度下进行反应,下图曲线分别只表示X的浓度(或Y的物质的量)随时间的变化(X、Y分别代表某一种反应物或生成物)。
①X表示的物质是
②温度下,合成氨反应的平衡常数的数值是
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(0.4)
名校
【推荐3】NH3在生产生活中应用广泛,人们对其相关物质深入研究。
(1)氨硼烷(NH3BH3)可作燃料电池,其工作原理如图所示。氨硼烷电池工作时H+通过质子交换膜进入_____ 室(填“左”或“右”),写出负极的电极反应式:_____ 。
(2)国内常用的氨气处理技术包括吸收法、吸附法、选择催化氧化法等。NH3可通过催化氧化转化为N2,但存在副反应。
4NH3+3O22N2+6H2O △H1<0
4NH3+5O24NO+6H2O △H2<0
2NH3+2O2N2O+3H2O △H3<0
将一定比例的NH3、O2和N2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,NH3的转化率、生成N2的选择性与温度的关系如图所示。
①其他条件不变,升高温度,4NH3+3O22N2+6H2O,该逆反应速率_____ (填“变大”“变小”或“不变”),NH3的平衡转化率_____ (填“变大”“变小”或“不变”)。
②催化氧化除去尾气中的NH3应选择的反应温度约为_____ ,并解释其原因:_____ 。
(3)T℃、pkPa条件下,NO2发生反应2NO2(g)N2O4(g),该反应的v正=k正c2(NO2),v逆=k逆c(N2O4),(k正、k逆为速率常数),且速率与浓度关系如图所示。
①T℃、pkPa条件下,该反应的平衡常数为_____ L/mol。
②T℃、起始压强为pkPa,在恒定容积容器中充入一定量NO2,经过一段时间达到化学平衡,测得c(N2O4)为1.6mol/L,NO2的转化率为_____ (结果保留一位小数),则平衡常数Kp=_____ (用含p的代数式表示,分压表示物质的量浓度,分压=总压×物质的量分数)。
(1)氨硼烷(NH3BH3)可作燃料电池,其工作原理如图所示。氨硼烷电池工作时H+通过质子交换膜进入
(2)国内常用的氨气处理技术包括吸收法、吸附法、选择催化氧化法等。NH3可通过催化氧化转化为N2,但存在副反应。
4NH3+3O22N2+6H2O △H1<0
4NH3+5O24NO+6H2O △H2<0
2NH3+2O2N2O+3H2O △H3<0
将一定比例的NH3、O2和N2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,NH3的转化率、生成N2的选择性与温度的关系如图所示。
①其他条件不变,升高温度,4NH3+3O22N2+6H2O,该逆反应速率
②催化氧化除去尾气中的NH3应选择的反应温度约为
(3)T℃、pkPa条件下,NO2发生反应2NO2(g)N2O4(g),该反应的v正=k正c2(NO2),v逆=k逆c(N2O4),(k正、k逆为速率常数),且速率与浓度关系如图所示。
①T℃、pkPa条件下,该反应的平衡常数为
②T℃、起始压强为pkPa,在恒定容积容器中充入一定量NO2,经过一段时间达到化学平衡,测得c(N2O4)为1.6mol/L,NO2的转化率为
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