氢气既是一种优质的能源,又是一种重要化工原料,高纯氢的制备是目前的研究热点。
(1)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一,甲烷和水蒸气反应的热化学方程式是:
CH2(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H=+165.0kJ·mol-1
已知反应器中存在如下反应过程:
I.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+206.4kJ·mol-1
II.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2
根据上述信息计算:a=___ 、△H2=___ 。
(2)某温度下,4molH2O和lmolCH4在体积为2L的刚性容器内同时发生I、II反应,达平衡时,体系中n(CO)=bmol、n(CO2)=dmol,则该温度下反应I的平衡常数K值为___ (用字母表示)。
(3)欲增大CH4转化为H2的平衡转化率,可采取的措施有___ (填标号)。
A.适当增大反应物投料比武n(H2O):n(CH4)
B.提高压强
C.分离出CO2
(4)H2用于工业合成氨:N2+3H22NH3。将n(N2):n(H2)=1:3的混合气体,匀速通过装有催化剂的反应器反应,反应器温度变化与从反应器排出气体中NH3的体积分数φ(NH3)关系如图,反应器温度升高NH3的体积分数φ(NH3)先增大后减小的原因是___ 。
某温度下,n(N2):n(H2)=1:3的混合气体在刚性容器内发生反应,起始气体总压为2×l07Pa,平衡时总压为开始的90%,则H2的转化率为___ ,气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数,用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp),此温度下,该反应的化学平衡常数Kp=___ (分压列计算式、不化简)。
(1)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一,甲烷和水蒸气反应的热化学方程式是:
CH2(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H=+165.0kJ·mol-1
已知反应器中存在如下反应过程:
I.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+206.4kJ·mol-1
II.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2
根据上述信息计算:a=
(2)某温度下,4molH2O和lmolCH4在体积为2L的刚性容器内同时发生I、II反应,达平衡时,体系中n(CO)=bmol、n(CO2)=dmol,则该温度下反应I的平衡常数K值为
(3)欲增大CH4转化为H2的平衡转化率,可采取的措施有
A.适当增大反应物投料比武n(H2O):n(CH4)
B.提高压强
C.分离出CO2
(4)H2用于工业合成氨:N2+3H22NH3。将n(N2):n(H2)=1:3的混合气体,匀速通过装有催化剂的反应器反应,反应器温度变化与从反应器排出气体中NH3的体积分数φ(NH3)关系如图,反应器温度升高NH3的体积分数φ(NH3)先增大后减小的原因是
某温度下,n(N2):n(H2)=1:3的混合气体在刚性容器内发生反应,起始气体总压为2×l07Pa,平衡时总压为开始的90%,则H2的转化率为
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更新时间:2020-01-02 10:36:55
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【推荐1】我国力争实现2030年前“碳达峰”、2060年前“碳中和”的目标,的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。我国科学家利用合成了淀粉,其中关键步骤是与合成。该步骤同时发生下列反应:
①
②
回答下列问题:
(1)请写出与反应合成的热化学方程式:_____ 。
(2)恒温下,和在恒容密闭容器发生反应①②,下列能表明上述反应已达到平衡状态的有_____(填字母)。
(3)在密闭容器中投入1和2.75发生反应①:,在不同条件下发生反应,实验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_____ (填“>”或“<”),M、N两点的化学反应速率:_____ 填“>”或“<”),判断理由是_____ 。
②为提高的转化率,除可以改变温度和压强外,还可以采取的措施有_____ 、_____ 。
③若506K时,在10L密闭容器中反应,达平衡时恰好处于图中M点,则N点对应的平衡常数_____ (计算结果保留两位小数)。
①
②
回答下列问题:
(1)请写出与反应合成的热化学方程式:
(2)恒温下,和在恒容密闭容器发生反应①②,下列能表明上述反应已达到平衡状态的有_____(填字母)。
A.每断裂1键,同时生成2键 |
B.混合气体的压强不变 |
C.混合气体的平均相对分子质量不变 |
D. |
(3)在密闭容器中投入1和2.75发生反应①:,在不同条件下发生反应,实验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
②为提高的转化率,除可以改变温度和压强外,还可以采取的措施有
③若506K时,在10L密闭容器中反应,达平衡时恰好处于图中M点,则N点对应的平衡常数
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【推荐2】近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究,实现可持续发展。
(1)已知:CO2(g)+H2(g)⇌H2O(g)+CO(g) ΔH1=+41.1kJ•mol-1
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH2=-90.0kJ•mol-1
写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式:___________ 。
(2)为提高CH3OH产率,理论上应采用的条件是___________ (填字母)。
a.高温高压 b.低温低压 c.高温低压 d.低温高压
(3)温度不变的密闭容器中发生上述反应,下列可以作为反应达到平衡的判据是___________ 。
A.气体的压强不变 B.3v正(H2)=v逆(CH3OH) C.K不变
D.容器内气体的密度不变 E.容器内颜色不变 F.混合气体的平均相对分子质量不变
(4)250℃、在恒容密闭容器中由CO2(g)催化氢化合成CH3OH(g),下图为不同投料比[n(H2)/n(CO2)]时某反应物X平衡转化率变化曲线。
反应物X是___________ (填“CO2”或“H2”)。
(5)250℃、在体积为2.0L的恒容密闭容器中加入6molH2、2molCO2和催化剂,10min时反应达到平衡,测得c(CH3OH)=0.75mol·L-1。
①化学平衡常数K=___________ 。
②催化剂和反应条件与反应物转化率和产物的选择性有高度相关。控制相同投料比和相同反应时间,四组实验数据如下:
根据上表所给数据,用CO2生产甲醇的最优选项为___________ (填字母)。
(1)已知:CO2(g)+H2(g)⇌H2O(g)+CO(g) ΔH1=+41.1kJ•mol-1
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH2=-90.0kJ•mol-1
写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式:
(2)为提高CH3OH产率,理论上应采用的条件是
a.高温高压 b.低温低压 c.高温低压 d.低温高压
(3)温度不变的密闭容器中发生上述反应,下列可以作为反应达到平衡的判据是
A.气体的压强不变 B.3v正(H2)=v逆(CH3OH) C.K不变
D.容器内气体的密度不变 E.容器内颜色不变 F.混合气体的平均相对分子质量不变
(4)250℃、在恒容密闭容器中由CO2(g)催化氢化合成CH3OH(g),下图为不同投料比[n(H2)/n(CO2)]时某反应物X平衡转化率变化曲线。
反应物X是
(5)250℃、在体积为2.0L的恒容密闭容器中加入6molH2、2molCO2和催化剂,10min时反应达到平衡,测得c(CH3OH)=0.75mol·L-1。
①化学平衡常数K=
②催化剂和反应条件与反应物转化率和产物的选择性有高度相关。控制相同投料比和相同反应时间,四组实验数据如下:
实验编号 | 温度(K) | 催化剂 | CO2转化率(%) | 甲醇选择性(%) |
A | 543 | Cu/ZnO纳米棒 | 12.3 | 42.3 |
B | 543 | Cu/ZnO纳米片 | 11.9 | 72.7 |
C | 553 | Cu/ZnO纳米棒 | 15.3 | 39.1 |
D | 553 | Cu/ZnO纳米片 | 12.0 | 70.6 |
根据上表所给数据,用CO2生产甲醇的最优选项为
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【推荐3】机动车排放的污染物主要有碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物等。
I.汽油燃油车上安装三元催化转化器,可有效降低汽车尾气污染。
(1)已知: C(s)+O2(g) = CO2(g) △H1=− 393.5kJ·mol−1
2C(s)+O2(g) = 2CO(g) △H2=− 221.0 kJ·mol−1
N2(g)+O2(g) = 2NO(g) △H 3 =+180.5 kJ·mol−1
CO和NO两种尾气在催化剂作用下生成N2的热化学方程式是_______ 。
(2)研究CO和NO的催化反应,用气体传感器测得在某温度下、一定体积的密闭容器中,不同时间NO和CO浓度如下表:
① 前4 s内的平均反应速率υ(CO) =______ mol·L−1·s−1。
② L、X可分别代表压强或温度。下图A表示L一定时,NO(g)的平衡转化率随X的变化关系。X代表的物理量是___________ 。判断L1、L2的大小关系,并简述理由:_________ 。
(3)实验测得,v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v逆=k逆·c(N2) ·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数_________ (填“>”、“<”或 “=”)k逆增大的倍数。
②若在2 L的密闭容器中充入1 mol CO和1 mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则k正︰k逆 =_____________ 。(保留一位小数)
I.汽油燃油车上安装三元催化转化器,可有效降低汽车尾气污染。
(1)已知: C(s)+O2(g) = CO2(g) △H1=− 393.5kJ·mol−1
2C(s)+O2(g) = 2CO(g) △H2=− 221.0 kJ·mol−1
N2(g)+O2(g) = 2NO(g) △H 3 =+180.5 kJ·mol−1
CO和NO两种尾气在催化剂作用下生成N2的热化学方程式是
(2)研究CO和NO的催化反应,用气体传感器测得在某温度下、一定体积的密闭容器中,不同时间NO和CO浓度如下表:
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO)/(10−4mol·L−1) | 10.0 | 4.50 | 2.50 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
c(CO)/(10−3mol·L−1) | 3.60 | 3.05 | 2.85 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
① 前4 s内的平均反应速率υ(CO) =
② L、X可分别代表压强或温度。下图A表示L一定时,NO(g)的平衡转化率随X的变化关系。X代表的物理量是
(3)实验测得,v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v逆=k逆·c(N2) ·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数
②若在2 L的密闭容器中充入1 mol CO和1 mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则k正︰k逆 =
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【推荐1】研究化学能与热能、电能的转化具有重要价值。回答下列问题:
电能是现代社会中应用最广泛的二次能源。
(1)下列装置中能够实现化学能转化为电能的是_______(填字母)。
(2)(1)中的原电池装置中,正极反应方程是_______ 。
(3)若装置中转移了0.2mol电子,负极减少的质量是_______ 。
(4)有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性强弱,两人均使用镁片与铝片作电极,但甲同学将电极放入6mol•L-1的H2SO4溶液中,乙同学将电极放入6mol•L-1的NaOH溶液中,如图所示:①写出甲中的现象:_______ 。
②乙中作负极材料是_______ ,总反应的离子方程式:_______ 。
③如果甲同学与乙同学均认为“构成原电池的电极材料都是金属时,则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”,由此他们会得出不同的实验结论,依据该实验得出的结论中,正确的是_______ (填标号)。
A.镁的金属性不一定比铝的金属性强
B.该实验说明金属活动性顺序表已过时,没有实用价值了
C.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的电解质溶液
D.该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大,因此具体问题应具体分析
(5)下列化学反应过程中的能量变化符合图示的是_______ (填序号)。
③金属钠与水反应 ④酒精燃烧
⑤灼热的碳与二氧化碳反应 ⑥与反应
(6)已知键能是表征化学键强度的物理量,可以用键断裂时所需的能量大小来衡量,键能越大,化学键越牢固,含有该键的分子越稳定。某些化学键的键能如下表所示():
①在中燃烧,_______ (填吸收或放出)的热量为_______ 。
②表中所列化学键形成的单质分子中,最稳定的是_______ (填化学式)。
电能是现代社会中应用最广泛的二次能源。
(1)下列装置中能够实现化学能转化为电能的是_______(填字母)。
A. | B. | C. | D. |
(3)若装置中转移了0.2mol电子,负极减少的质量是
(4)有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性强弱,两人均使用镁片与铝片作电极,但甲同学将电极放入6mol•L-1的H2SO4溶液中,乙同学将电极放入6mol•L-1的NaOH溶液中,如图所示:①写出甲中的现象:
②乙中作负极材料是
③如果甲同学与乙同学均认为“构成原电池的电极材料都是金属时,则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”,由此他们会得出不同的实验结论,依据该实验得出的结论中,正确的是
A.镁的金属性不一定比铝的金属性强
B.该实验说明金属活动性顺序表已过时,没有实用价值了
C.利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的电解质溶液
D.该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大,因此具体问题应具体分析
(5)下列化学反应过程中的能量变化符合图示的是
①酸碱中和反应 ②碳酸钙分解
③金属钠与水反应 ④酒精燃烧
⑤灼热的碳与二氧化碳反应 ⑥与反应
(6)已知键能是表征化学键强度的物理量,可以用键断裂时所需的能量大小来衡量,键能越大,化学键越牢固,含有该键的分子越稳定。某些化学键的键能如下表所示():
共价键 | |||
键能 | 247 | 431 | 436 |
②表中所列化学键形成的单质分子中,最稳定的是
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【推荐2】环己烯是工业常用的化工品。工业上通过热铂基催化剂重整将环己烷脱氢制备环己烯,其热化学方程式为C6H12(g)C6H10(g)+H2(g) +123kJ·mol-1。
(1)几种共价键的键能数据如下:
则______ ;
(2)在恒温恒容密闭容器中充入环己烷气体,仅发生上述反应。下列叙述错误的是______ (填字母);
a.混合气体的密度不随时间变化时说明该反应达到平衡状态
b.平衡后再充入环己烷气体,平衡向右移动
c.加入高效催化剂,单位时间内环己烯的产率可能会增大
d.增大固体催化剂的质量,一定能提高正、逆反应速率
(3)环己烷的平衡转化率和环己烯的选择性(选择性)随温度的变化如图所示
①随着温度升高,环己烷平衡转化率增大的原因是______ ;
②当温度高于时,可能的副产物有______ (任写一种结构简式);
(4)在、条件下,向反应器中充入氩气和环己烷的混合气体,仅发生反应:。
①环己烷的平衡转化率随的增大而______ (填“升高”或“降低”或“不变”),其原因是______ ;
②当时,达到平衡所需时间为,环己烷的平衡转化率为,则平衡时环己烷的分压为______ ,该环己烷脱氢反应的压强平衡常数______ (均保留2位小数)[注:用分压计算的平衡常数为压强平衡常数,分压总压物质的量分数
(1)几种共价键的键能数据如下:
共价键 | ||||
键能 | 436 | 413 | 348 |
(2)在恒温恒容密闭容器中充入环己烷气体,仅发生上述反应。下列叙述错误的是
a.混合气体的密度不随时间变化时说明该反应达到平衡状态
b.平衡后再充入环己烷气体,平衡向右移动
c.加入高效催化剂,单位时间内环己烯的产率可能会增大
d.增大固体催化剂的质量,一定能提高正、逆反应速率
(3)环己烷的平衡转化率和环己烯的选择性(选择性)随温度的变化如图所示
①随着温度升高,环己烷平衡转化率增大的原因是
②当温度高于时,可能的副产物有
(4)在、条件下,向反应器中充入氩气和环己烷的混合气体,仅发生反应:。
①环己烷的平衡转化率随的增大而
②当时,达到平衡所需时间为,环己烷的平衡转化率为,则平衡时环己烷的分压为
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【推荐3】甲醇是有机化学工业的基本原料,工业上以CO和H2为原料制取甲醇的反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=-122 kJ/mol
(1)相关化学键的键能数据如下表:(CO的结构式为C≡O)
由此计算x=___________ 。
(2)向某密闭容器中充入一定量的CO和H2,测得逆反应速率随时间的变化如图甲所示。t1时改变的条件可能是___________ 。
(3)T ℃时,向恒容和恒压两容器中均充入1 mol CO和2 mol H2,起始体积相同,测得恒容容器中c(CH3OH)随时间变化如图乙中曲线Ⅰ所示。
①恒压容器中c(CH3OH)随时间变化如曲线___________ (填“Ⅱ”、“Ⅲ”或“Ⅳ”)。
②恒压容器中,能说明该反应已经达到平衡状态的是___________ (填字母)。
A.v(CO)正=v(H2)逆
B.容器内气体密度保持不变
C.n(CO)∶n(H2)∶n(CH3OH)=1∶2∶1
D.CO的体积分数保持不变
(4)向密闭容器中充入一定量的CO和H2,测得CO的平衡转化率与条件Y、投料比n( )的关系如图丙所示。条件Y是___________ (填“温度”或“压强”),n1、n2、n3中最大的是___________ 。
(1)相关化学键的键能数据如下表:(CO的结构式为C≡O)
化学键 | C≡O | H-H | C-H | C-O | H-O |
E/(kJ/mol) | 1076 | 436 | 414 | 364 | x |
(2)向某密闭容器中充入一定量的CO和H2,测得逆反应速率随时间的变化如图甲所示。t1时改变的条件可能是
(3)T ℃时,向恒容和恒压两容器中均充入1 mol CO和2 mol H2,起始体积相同,测得恒容容器中c(CH3OH)随时间变化如图乙中曲线Ⅰ所示。
①恒压容器中c(CH3OH)随时间变化如曲线
②恒压容器中,能说明该反应已经达到平衡状态的是
A.v(CO)正=v(H2)逆
B.容器内气体密度保持不变
C.n(CO)∶n(H2)∶n(CH3OH)=1∶2∶1
D.CO的体积分数保持不变
(4)向密闭容器中充入一定量的CO和H2,测得CO的平衡转化率与条件Y、投料比n( )的关系如图丙所示。条件Y是
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【推荐1】雾霾由多种污染物形成,其中包含颗粒物(包括PM2.5在内)、氮氧化物(NOx)、CO、SO2等。化学在解决雾霾污染中有着重要的作用。
(1)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-113.0 kJ·mol-1
则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)ΔH=______ kJ·mol-1。
一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的有___________ 。
a.体系密度保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变
d.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:5,则平衡常数K=____________ 。
(2)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,选择此压强的理由是________ 。
(3)下图是一种用NH3脱除烟气中NO的原理。
①该脱硝原理中,NO最终转化为H2O和_____ (填化学式)。
②当消耗1 mol NH3和0.5 molO2时,除去的NO在标准状况下的体积为____ L。
(4)NO直接催化分解(生成N2和O2)也是一种脱硝途径。在不同条件下,NO的分解产物不同。在高压下,NO在40℃下分解生成两种化合物,体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图所示,写出NO分解的化学方程式_______________ 。
(1)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-113.0 kJ·mol-1
则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)ΔH=
一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的有
a.体系密度保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变
d.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:5,则平衡常数K=
(2)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,选择此压强的理由是
(3)下图是一种用NH3脱除烟气中NO的原理。
①该脱硝原理中,NO最终转化为H2O和
②当消耗1 mol NH3和0.5 molO2时,除去的NO在标准状况下的体积为
(4)NO直接催化分解(生成N2和O2)也是一种脱硝途径。在不同条件下,NO的分解产物不同。在高压下,NO在40℃下分解生成两种化合物,体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图所示,写出NO分解的化学方程式
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解题方法
【推荐2】“绿水青山就是金山银山”。为了打赢碳中和、碳达峰这场战役,科学家们提出设想,将空气中的CO2与H2反应转化为可再生能源。
(1)已知CO(g)和H2(g)的燃烧热分别为、。CO与H2合成甲醇过程中的能量变化如图所示:
则用CO2(g)和H2(g)制备液态甲醇的热化学方程式为_______ 。
(2)将一定量的CO2(g)和H2(g)充入到一恒容密闭容器中,测得在不同催化剂作用下,相同时间内CO2的转化率随温度的变化如图所示:
催化效果最好的是催化剂_______ (填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(3)已知2CO2(g)+ 6H2(g)⇌ C2H4(g)+ 4H2O(g) △H,在两个固定容积均为2L的密闭容器中以不同的充入H2(g)和CO2(g),CO2(g)的平衡转化率a(CO2)与温度的关系如图所示。
① X_______ (填“>”“<”或“=”)2.0。
② 若起始加入的CO2(g)、H2(g)的物质的量分别为1mol和2mol,计算P点时的化学平衡常数K=_______ 。
③ 比较P点和Q点的化学平衡常数:KP_______ KQ (填“>”“<”或“=”)。
(4)以稀硫酸为电解质溶液,惰性材料为电极,利用太阳能电池将CO2(g)转化为低碳烯烃的工作原理如图所示。
① 电极b为太阳能电池的_______ (填“正极”或“负极”);
② 产生丙烯的电极反应式为_______ 。
(1)已知CO(g)和H2(g)的燃烧热分别为、。CO与H2合成甲醇过程中的能量变化如图所示:
则用CO2(g)和H2(g)制备液态甲醇的热化学方程式为
(2)将一定量的CO2(g)和H2(g)充入到一恒容密闭容器中,测得在不同催化剂作用下,相同时间内CO2的转化率随温度的变化如图所示:
催化效果最好的是催化剂
(3)已知2CO2(g)+ 6H2(g)⇌ C2H4(g)+ 4H2O(g) △H,在两个固定容积均为2L的密闭容器中以不同的充入H2(g)和CO2(g),CO2(g)的平衡转化率a(CO2)与温度的关系如图所示。
① X
② 若起始加入的CO2(g)、H2(g)的物质的量分别为1mol和2mol,计算P点时的化学平衡常数K=
③ 比较P点和Q点的化学平衡常数:KP
(4)以稀硫酸为电解质溶液,惰性材料为电极,利用太阳能电池将CO2(g)转化为低碳烯烃的工作原理如图所示。
① 电极b为太阳能电池的
② 产生丙烯的电极反应式为
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【推荐3】I.在25 ℃、101 kPa下:①2Na(s)+O2(g)=Na2O(s) ΔH1=-414 kJ·mol-1;②2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s) ΔH2=-511 kJ·mol-1;25℃、101 kPa下,Na2O2(s)与Na(s)反应生成Na2O(s)的热化学方程式为______ 。
II.在2L密闭容器内,800℃时反应:2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
(1)写出该反应的平衡常数表达式:K=______ 。
(2)如图中表示NO2的变化的曲线是______ 。用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=______
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是______ 。
a.v(NO2)=2v(O2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器内密度保持不变
(4)某同学查阅资料得知,该反应K300℃>K350℃;25℃时,生成1molNO2,热量变化为56.4kJ。但是该同学由于疏忽,忘记注明“+”、“-”。根据题目信息,该反应的热化学方程式为______ 。
(5)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是______ 。
a.及时分离除NO2气体 b.适当升高温度 c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
II.在2L密闭容器内,800℃时反应:2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)(mol) | 0.020 | 0.011 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
(1)写出该反应的平衡常数表达式:K=
(2)如图中表示NO2的变化的曲线是
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是
a.v(NO2)=2v(O2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器内密度保持不变
(4)某同学查阅资料得知,该反应K300℃>K350℃;25℃时,生成1molNO2,热量变化为56.4kJ。但是该同学由于疏忽,忘记注明“+”、“-”。根据题目信息,该反应的热化学方程式为
(5)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是
a.及时分离除NO2气体 b.适当升高温度 c.增大O2的浓度 d.选择高效催化剂
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
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解题方法
【推荐1】丙烯是重要的化工原料,可用于生产丙醇、卤代烃和塑料。回答下列问题:
(1)工业上用丙烯加成法制备1,2-二氯丙烷,主要副产物为3-氯丙烯,反应原理为:
①
②
已知:的活化能为,则该反应的活化能为___________ 。
(2)某研究小组向密闭容器中充入一定量的和,分别在、两种不同催化剂作用下发生反应①,一段时间后测得的产率与温度的关系如下图所示。①下列说法错误的是___________ (填代号)。
A.使用催化剂的最佳温度约为
B.相同条件下,改变压强不影响的产率
C.两种催化剂均能降低反应的活化能,但不变
D.P点是对应温度下的平衡产率
②在催化剂作用下,温度低于时,的产率随温度升高变化不大,主要原因是___________ 。
(3)在不同温度下达到平衡,在总压强分别为和时,测得丙烷及丙烯的物质的量分数如图所示。①a.d代表___________ (填“丙烷”或“丙烯”),___________ (填“大于”、“小于”或“等于”)。
②起始时充入一定量丙烷,在恒压条件下发生反应,点对应温度下丙烷的转化率为___________ (保留1位小数),该反应的平衡常数___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数)。
(1)工业上用丙烯加成法制备1,2-二氯丙烷,主要副产物为3-氯丙烯,反应原理为:
①
②
已知:的活化能为,则该反应的活化能为
(2)某研究小组向密闭容器中充入一定量的和,分别在、两种不同催化剂作用下发生反应①,一段时间后测得的产率与温度的关系如下图所示。①下列说法错误的是
A.使用催化剂的最佳温度约为
B.相同条件下,改变压强不影响的产率
C.两种催化剂均能降低反应的活化能,但不变
D.P点是对应温度下的平衡产率
②在催化剂作用下,温度低于时,的产率随温度升高变化不大,主要原因是
(3)在不同温度下达到平衡,在总压强分别为和时,测得丙烷及丙烯的物质的量分数如图所示。①a.d代表
②起始时充入一定量丙烷,在恒压条件下发生反应,点对应温度下丙烷的转化率为
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解答题-原理综合题
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适中
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【推荐2】甲醇是重要的化工原料,又可作燃料。回答下列问题:
(1)利用CO生产甲醇的反应为。已知:,其中v正、v逆为正、逆反应速率,k正、k逆为速率常数,x为各组分的体积分数。在密闭容器中按物质的量之比为2∶1充入和CO,测得平衡混合物中的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图所示。
①该反应的∆H_______ 0(填“>”或“<”);B点与C点的平衡常数关系为_______ (填“>”“<”或“=”).向平衡体系中加入高效催化剂,将_______ (填“增大”“减小”或“不变”);再次增大体系压强,的值将_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
②C点对应的平衡常数_______ (为以分压表示的平衡常数,气体分压=气体总压×体积分数)。
③一定温度下,将和按物质的量之比1∶1、1∶2和2∶1进行初始投料。则达到平衡后,初始投料比为_______ 时,转化率最大。
(2)甲醇水蒸气重整制氢系统可作为电动汽车燃料电池的理想氢源,系统中的两个反应如下:
主反应:
副反应:
单位时间内,转化率与CO生成率随温度的变化如图所示:
升温过程中实际反应转化率不断接近平衡状态转化率的原因是_______ ;温度升高,CO实际反应生成率并没有不断接近平衡状态的生成率,其原因可能是_______ (填标号)。
A.副反应逆向进行
B.部分CO转化为
C.催化剂对副反应的选择性低
D.升温提高了副反应的焓变
(1)利用CO生产甲醇的反应为。已知:,其中v正、v逆为正、逆反应速率,k正、k逆为速率常数,x为各组分的体积分数。在密闭容器中按物质的量之比为2∶1充入和CO,测得平衡混合物中的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图所示。
①该反应的∆H
②C点对应的平衡常数
③一定温度下,将和按物质的量之比1∶1、1∶2和2∶1进行初始投料。则达到平衡后,初始投料比为
(2)甲醇水蒸气重整制氢系统可作为电动汽车燃料电池的理想氢源,系统中的两个反应如下:
主反应:
副反应:
单位时间内,转化率与CO生成率随温度的变化如图所示:
升温过程中实际反应转化率不断接近平衡状态转化率的原因是
A.副反应逆向进行
B.部分CO转化为
C.催化剂对副反应的选择性低
D.升温提高了副反应的焓变
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【推荐3】研究氮及其化合物对化工生产有重要意义。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H=+180kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H=-908kJ·mol-1
请写出氨气被一氧化氮氧化生成无毒气体的热化学方程式:____ 。
(2)工业合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。如图甲表示在一定体积的密闭容器中反应时N2的物质的量浓度随时间的变化,图乙表示在其他条件不变的情况下,改变起始投料中H2与N2的物质的量之比(设为k)对该平衡的影响。
①已知图甲中0~t1min内,v(H2)=0.03mol·L-1·min-1,则t1=____ min;若从t2min起仅改变一个反应条件,则所改变的条件可能是____ (填一种即可)。
②图乙中,b点时k=____ 。
③已知某温度下该反应的平衡常数K=10,在该温度下向容器中同时加入下列浓度的混合气体:c(H2)=0.1mol/L,c(N2)=0.5mol/L,c(NH3)=0.1mol/L,则在平衡建立过程中NH3的浓度变化趋势是____ (填“逐渐增大”“逐渐减小”或“恒定不变”)。
(3)联氨(又称肼,N2H4,无色液体)为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。(已知:N2H4+H+N2H5+)
①N2H5+的电子式为____ 。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为____ 。
②联氨是一种常用的还原剂。写出向装有少量AgCl的试管中加入联氨溶液的化学方程式____ 。
(4)尿素(CO(NH2)2)是目前使用量较大的一种化学氮肥,工业上利用如图所示装置(阴、阳极均为惰性电极)电解尿素的碱性溶液制取氢气。
①该装置中阳极的总电极反应式为____ 。
②若两极共收集到气体22.4L(标准状况),则消耗的尿素为____ g(忽略气体的溶解)。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H=+180kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H=-908kJ·mol-1
请写出氨气被一氧化氮氧化生成无毒气体的热化学方程式:
(2)工业合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。如图甲表示在一定体积的密闭容器中反应时N2的物质的量浓度随时间的变化,图乙表示在其他条件不变的情况下,改变起始投料中H2与N2的物质的量之比(设为k)对该平衡的影响。
①已知图甲中0~t1min内,v(H2)=0.03mol·L-1·min-1,则t1=
②图乙中,b点时k=
③已知某温度下该反应的平衡常数K=10,在该温度下向容器中同时加入下列浓度的混合气体:c(H2)=0.1mol/L,c(N2)=0.5mol/L,c(NH3)=0.1mol/L,则在平衡建立过程中NH3的浓度变化趋势是
(3)联氨(又称肼,N2H4,无色液体)为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。(已知:N2H4+H+N2H5+)
①N2H5+的电子式为
②联氨是一种常用的还原剂。写出向装有少量AgCl的试管中加入联氨溶液的化学方程式
(4)尿素(CO(NH2)2)是目前使用量较大的一种化学氮肥,工业上利用如图所示装置(阴、阳极均为惰性电极)电解尿素的碱性溶液制取氢气。
①该装置中阳极的总电极反应式为
②若两极共收集到气体22.4L(标准状况),则消耗的尿素为
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