(1)利用CO2和CH4重整不仅可以获得合成气(主要成分为CO、H2),还可减少温室气体的排放(1)已知重整过程中部分反应的热化方程式为:
①CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH>0
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH>0
③CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g) ΔH<0
固定n(CO2)=n(CH4),改变反应温度,CO2和CH4的平衡转化率见图甲。
同温度下CO2的平衡转化率________ (填“大于”“小于”或“等于”)CH4的平衡转化率。
(2)在密闭容器中通入物质的量均为0.1mol的CH4和CO2,在一定条件下发生反应CO2(g) + CH4(g) 2CO(g) + 2H2(g),CH4的平衡转化率与温度及压强(单位Pa)的关系如图乙所示。y点:v(正)_____ v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”)。已知气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体的物质的量分数。用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp,求x点对应温度下反应的平衡常数Kp=__________________ 。
①CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH>0
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH>0
③CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g) ΔH<0
固定n(CO2)=n(CH4),改变反应温度,CO2和CH4的平衡转化率见图甲。
同温度下CO2的平衡转化率
(2)在密闭容器中通入物质的量均为0.1mol的CH4和CO2,在一定条件下发生反应CO2(g) + CH4(g) 2CO(g) + 2H2(g),CH4的平衡转化率与温度及压强(单位Pa)的关系如图乙所示。y点:v(正)
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(已下线)2020届高三《新题速递·化学》2月第01期(考点10-12)
更新时间:2020-02-07 15:42:04
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相似题推荐
解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】NO2与SO2能发生反应:NO2+SO2SO3+NO,某研究小组对此进行相关实验探究。
(1)已知:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-113.0kJ•mol-1
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6kJ•mol-1
则NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=______________________ 。
(2)实验中,尾气可以用碱溶液吸收。NaOH溶液吸收NO2时,发生的反应为:2NO2+2OH-=NO2-+NO3-+H2O,反应中的还原剂是__________ ;用NaOH溶液吸收少量SO2的离子方程式为______________________________ 。
(3)在固定体积的密闭容器中,使用某种催化剂,改变原料气配比[n0(NO2)∶n0(SO2)]进行多组实验(各次实验的温度可能相同,也可能不同),测定NO2的平衡转化率[a(NO2)]。部分实验结果如图所示:
①当容器内_____ (填标号)不再随时间的变化而改变时,可以判断反应达到了化学平衡状态。
a.气体的压强b.气体的平均摩尔质量
c.气体的密度d.NO2的体积分数
②如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态,应采取的措施是______________ 。
③若A点对应实验中,SO2(g)的起始浓度为c0mol•L-1,经过t min达到平衡状态,该时段化学反应速率v(NO2)=______________ mol·L-1·min-1。
④图中C、D两点对应的实验温度分别为Tc和Td,通过计算判断:Tc____ Td(填“>”、“=”或“<”)。
(1)已知:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-113.0kJ•mol-1
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6kJ•mol-1
则NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=
(2)实验中,尾气可以用碱溶液吸收。NaOH溶液吸收NO2时,发生的反应为:2NO2+2OH-=NO2-+NO3-+H2O,反应中的还原剂是
(3)在固定体积的密闭容器中,使用某种催化剂,改变原料气配比[n0(NO2)∶n0(SO2)]进行多组实验(各次实验的温度可能相同,也可能不同),测定NO2的平衡转化率[a(NO2)]。部分实验结果如图所示:
①当容器内
a.气体的压强b.气体的平均摩尔质量
c.气体的密度d.NO2的体积分数
②如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态,应采取的措施是
③若A点对应实验中,SO2(g)的起始浓度为c0mol•L-1,经过t min达到平衡状态,该时段化学反应速率v(NO2)=
④图中C、D两点对应的实验温度分别为Tc和Td,通过计算判断:Tc
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐2】碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题:
NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3(IO被还原成I-)氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,写出I2析出时发生反应的离子方程式:__ 。依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率,将浓度均为0.020mol·L-1NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0mL混合,记录10~55℃间溶液变蓝时间,55℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如图。
(1)图中a点对应的NaHSO3反应速率为__ mol·L-1·s-1。b、c两点对应的NaHSO3反应速率v(b)__ v(c)(填“>”、“=”、“<”)。
(2)在1L真空密闭容器中加入amolNH4I固体,t℃时发生如下反应:
NH4I(s)=NH3(g)+HI(g)①
2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)②
2HI(g)=I2(g)+H2(g)③
达平衡时,体系中n(HI)=bmol,n(I2)=cmol,n(H2)=dmol,则n(N2)=__ mol,t℃时反应①的平衡常数K值为__ (用字母表示)。
NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3(IO被还原成I-)氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,写出I2析出时发生反应的离子方程式:
(1)图中a点对应的NaHSO3反应速率为
(2)在1L真空密闭容器中加入amolNH4I固体,t℃时发生如下反应:
NH4I(s)=NH3(g)+HI(g)①
2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)②
2HI(g)=I2(g)+H2(g)③
达平衡时,体系中n(HI)=bmol,n(I2)=cmol,n(H2)=dmol,则n(N2)=
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解答题-原理综合题
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(0.65)
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【推荐3】习近平总书记在世界领导人气候峰会上指出,中国将在2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”。这是中国基于推动构建人类命运共同体的责任担当和实现可持续发展的内在要求作出的重大战略决策。因此CO2的捕集、创新利用与封存成为科学家研究的重要课题。
Ⅰ.最近有科学家提出“绿色自由”构想:先把空气吹入饱和碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,并使之变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如图:
(1)在合成塔中,CO2与H2反应,生成气态的H2O和CH3OH。
已知:i.
ii.
①写出合成塔中反应的热化学方程式 _______ 。
②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)在一定条件下,在某催化剂作用下,向2L恒容密闭容器中充入2mol CO2和3molH2发生以上制备甲醇的反应,测得在相同时间内,不同温度下H2的转化率如图所示,已知T2时已达平衡状态。
①a点v正________ v逆 (填“>”,“<”,“=”);
②b点的转化率比c点高的原因是_______ ;
③T2时,若平衡时压强为1.7MPa,Kp=_______ MPa-2(计算结果保留三位有效数字,Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
Ⅱ. 在一定条件下,和可以直接化合生成甲酸(HCOOH)。
(3)温度为t1℃时,将等物质的量的CO2和H2充入体积为1L的密闭容器中发生反应: ,K=2。实验测得:、,、为速率常数。t1℃时,_______ ;温度为t2℃时,,则t2℃_______ (填“>”“<”或“=”) t1℃。
Ⅰ.最近有科学家提出“绿色自由”构想:先把空气吹入饱和碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,并使之变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如图:
(1)在合成塔中,CO2与H2反应,生成气态的H2O和CH3OH。
已知:i.
ii.
①写出合成塔中反应的
②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)在一定条件下,在某催化剂作用下,向2L恒容密闭容器中充入2mol CO2和3molH2发生以上制备甲醇的反应,测得在相同时间内,不同温度下H2的转化率如图所示,已知T2时已达平衡状态。
①a点v正
②b点的转化率比c点高的原因是
③T2时,若平衡时压强为1.7MPa,Kp=
Ⅱ. 在一定条件下,和可以直接化合生成甲酸(HCOOH)。
(3)温度为t1℃时,将等物质的量的CO2和H2充入体积为1L的密闭容器中发生反应: ,K=2。实验测得:、,、为速率常数。t1℃时,
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【推荐1】氮氧化物(NOx )是大气污染物的主要成分,对人体健康和环境危害极大。利用H2催化消除NO,生成N2及副产物N2O的热化学方程式如下:
I: 2NO(g)+4H2 (g)+O2(g) N2 (g)+4H2O(g) ΔH1=- 574 kJ· mol-1
II: 2NO(g)+3H2(g) +O2(g)N2O(g)+3H2O(g) ΔH2=-412 kJ ·mol-1
回答下列问题:
(1)写出H2与N2O反应生成两种无毒物质的热化学方程式_______ 。
(2)催化剂a (Pt/TiO2 )和催化剂b (Pt/TiO2-M)在不同温度下催化效果如图所示,选用催化剂______ (填“a”或“b”)的效果更好,理由是_______ 。
(3)TiO2的晶胞如图所示,Ti4+在晶胞中配位数为_______ ;晶胞的密度为_______ g/cm3 (列出计算表达式即可)。
(4)在VL恒容密闭容器中充入lmolNO、2molH2、1molO2,此时起始压强为P0,反应达到平衡时,测得容器内N2O、H2O的物质的量分别为0.1mol、1.5mol。 (N2的选择性=)
则NO的平衡效转化率=_______ ; N2的选择性=_______ ;反应II的平衡常数Kp_______ 。
I: 2NO(g)+4H2 (g)+O2(g) N2 (g)+4H2O(g) ΔH1=- 574 kJ· mol-1
II: 2NO(g)+3H2(g) +O2(g)N2O(g)+3H2O(g) ΔH2=-412 kJ ·mol-1
回答下列问题:
(1)写出H2与N2O反应生成两种无毒物质的热化学方程式
(2)催化剂a (Pt/TiO2 )和催化剂b (Pt/TiO2-M)在不同温度下催化效果如图所示,选用催化剂
(3)TiO2的晶胞如图所示,Ti4+在晶胞中配位数为
(4)在VL恒容密闭容器中充入lmolNO、2molH2、1molO2,此时起始压强为P0,反应达到平衡时,测得容器内N2O、H2O的物质的量分别为0.1mol、1.5mol。 (N2的选择性=)
则NO的平衡效转化率=
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【推荐2】乙烯是世界上产量最大的化学产品之一,乙烯工业是石油化工产业的核心.
(1)甲醇制备乙烯的主要反应:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
转化为的热化学方程式iv:_____________ ,该反应能自发进行的条件是_____________ (填“较低”“较高”或“任意”)温度.
(2)乙炔在Pd表面选择加氢生成乙烯的反应机理如图.其中吸附在Pd表面上的物种用*标注.该历程中最大能垒(活化能)为_____________ ,该步骤的化学方程式为_____________ .
(3)Warker法是目前工业上生产乙醛的最重要方法.其反应如下:
某温度下,物质的量之比为的和在刚性容器内发生该反应,若起始总压为,反应达到平衡时总压减少了,用各物质的平衡分压表示该反应的平衡常数,则_____________ (只要列出计算式,无需化简,分压=总压×物质的量分数).
(4)用惰性电极电解溶液可将空气中的转化为甲酸根和,其电极反应式为_____________ ;若电解过程中转移电子,则阳极生成气体的体积为_____________ L(标准状况).
(1)甲醇制备乙烯的主要反应:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
转化为的热化学方程式iv:
(2)乙炔在Pd表面选择加氢生成乙烯的反应机理如图.其中吸附在Pd表面上的物种用*标注.该历程中最大能垒(活化能)为
(3)Warker法是目前工业上生产乙醛的最重要方法.其反应如下:
某温度下,物质的量之比为的和在刚性容器内发生该反应,若起始总压为,反应达到平衡时总压减少了,用各物质的平衡分压表示该反应的平衡常数,则
(4)用惰性电极电解溶液可将空气中的转化为甲酸根和,其电极反应式为
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】氮的氧化物是大气污染物之一,用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物,可防止空气污染。
(1)已知:2C(S)+O2(g)2CO(g)
C(S)+O2(g)CO2(g)
N2(g)+O2(g)2NO(g)
①则反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)的K=___________ ;(用、、表示)
②在一个恒温恒容的密闭容器中发生反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g),能表明已达到平衡状态的标志有___________ 。
A.混合气体的压强保持不变
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的平均相对分子质量保持不变
D.气体的总质量
E.
F.tmin内生成2minN2同时消耗
(2)向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),NO和的物质的量变化如下表所示。
①0~5min内,以表示的该反应速率___________ ,最终达平衡时的转化率a=___________ ,该温度T℃下的平衡常数___________ 。
②若该反应ΔH>0,要提高工业上NO的转化率可采取的措施有___________ (至少写一种)
(3)CO2和H2在一定条件下可制取甲醇,反应如下:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),向容积相同的恒容密闭容器中分别充入等量的CO2和H2,在不同催化剂(M型、N型)条件下反应相同时间,CO2转化率随反应温度变化如图。
①使用___________ (选填M、N)型催化剂反应的活化能更高。
②a点处,v正___________ v逆(选填“>”、“<”或“=”)。
③b点不同催化剂作用下,CO2的转化率相同且均有下降趋势的原因是___________ 。
(1)已知:2C(S)+O2(g)2CO(g)
C(S)+O2(g)CO2(g)
N2(g)+O2(g)2NO(g)
①则反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)的K=
②在一个恒温恒容的密闭容器中发生反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g),能表明已达到平衡状态的标志有
A.混合气体的压强保持不变
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的平均相对分子质量保持不变
D.气体的总质量
E.
F.tmin内生成2minN2同时消耗
(2)向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),NO和的物质的量变化如下表所示。
条件 | 保持温度为T/℃ | ||||||
时间 | 0 | 5min | 10min | 15min | 20min | 25min | 30min |
NO物质的量/mol | 2.0 | 1.4 | 1.0 | 0.70 | 0.50 | 0.40 | 0.40 |
N2物质的量/mol | 0 | 0.3 | 0.50 | 0.65 | 0.75 | 0.80 | 0.80 |
②若该反应ΔH>0,要提高工业上NO的转化率可采取的措施有
(3)CO2和H2在一定条件下可制取甲醇,反应如下:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),向容积相同的恒容密闭容器中分别充入等量的CO2和H2,在不同催化剂(M型、N型)条件下反应相同时间,CO2转化率随反应温度变化如图。
①使用
②a点处,v正
③b点不同催化剂作用下,CO2的转化率相同且均有下降趋势的原因是
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解答题-无机推断题
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解题方法
【推荐1】A、B、C、D、E、F、G、H八种元素分布在三个不同的短周期,它们的原子序数依次增大,其中B、C、D为同一周期,A与E,B与G,D与H分别为同一主族,C、D、F三种元素的原子序数之和为28,F的质子数比D多5个,D的最外层电子数是F的2倍,C和D的最外层电子数之和为11。请回答下列问题:
(1)以上八种元素中非金属所形成的最简单气态氢化物稳定性最弱的是_________ (填化学式),E、F、H 所形成的简单离子的半径由大到小的顺序为_________ (用离子符号表示)
(2)一定条件下,A的单质气体与C的单质气体充分反应生成W气体,W的结构式_____ 。由A、D两元素可以组成X、Y两种化合物,X在一定条件下可以分解成Y,X的电子式为_____ 。固体化合物E2D2与化合物E2H的水溶液按物质的量比1:1反应生成单质H的离子方程式为________________ 。
(3)G是非金属元素,其单质在电子工业中有重要应用,请写出G的最高价氧化物与B的单貭在高温下发生置换反应的化学反应方程式____________________ 。
(4)10L的密闭容器中,通入2mol的HD2气体和1molD2的气体单质,一定条件下反应后生成HD3气体,当反应达到平衡时,单质D的浓度为0.01mol·L-1,同时放出约177KJ的热量,则平衡时HD2的转化率为____________ ;该反应的热化学方程式____________ 。
(1)以上八种元素中非金属所形成的最简单气态氢化物稳定性最弱的是
(2)一定条件下,A的单质气体与C的单质气体充分反应生成W气体,W的结构式
(3)G是非金属元素,其单质在电子工业中有重要应用,请写出G的最高价氧化物与B的单貭在高温下发生置换反应的化学反应方程式
(4)10L的密闭容器中,通入2mol的HD2气体和1molD2的气体单质,一定条件下反应后生成HD3气体,当反应达到平衡时,单质D的浓度为0.01mol·L-1,同时放出约177KJ的热量,则平衡时HD2的转化率为
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐2】环戊烯是-种重要的有机化工原料,广泛应用于制药工业、有机合成及合成橡胶等领域。环戊二烯加氢制备环戊烯涉及的反应如下。
反应Ⅰ:(g)+H2(g)= (g)主反应
反应Ⅱ:(g)+2H2(g)= (g)副反应
回答下列问题:
(1)已知标准生成焓指在某温度下由稳定单质生成1 mol化合物的焓变,记作。在25℃下,气态环戊二烯的标准生成焓= +134.3kJ·mol-1,单质的标准生成焓为零,气态环戊烯的标准生成焓= +33.9kJ· mol-1,则主反应的∆H=___________ kJ·mol-1。
(2)若在某温度下,在恒容密闭容器中投入物质的量相等的气态环戊二烯和氢气,起始压强为p0kPa,在催化剂作用下仅发生反应1 (环戊烯的选择性为100%),平衡后体系压强为p,且p=0.6p0,则环戊二烯的平衡转化率为___________ ;此温度下该反应的平衡常数Kp=___________ (用平衡分压代替平衡浓度,平衡分压=总压×物质的量分数)。达到平衡后,欲增加环戊二烯的平衡转化率,可采取的措施有___________ (填标号)。
A.增大氢气的浓度B.增大环戊二烯的浓度
C.充入氦气使压强增大D.增大催化剂的接触面积
(3)某科研团队利用环戊二烯的乙醇溶液催化加氢制备环戊烯。在反应温度30°C,反应时间80 min,环戊二=烯:乙醇=1:2,1 g某催化剂的实验条件下,氢气压力对加氢结果的影响如图。
根据图象判断,该实验条件下,最佳的氢气压力为___________ Mpa;随着压力的升高,环戊烯的选择性降低,可能的原因是___________ ;虽然氢气的压力等因素对反应选择性有一定影响,但提高反应选择性的关键因素是___________ 。
反应Ⅰ:(g)+H2(g)= (g)主反应
反应Ⅱ:(g)+2H2(g)= (g)副反应
回答下列问题:
(1)已知标准生成焓指在某温度下由稳定单质生成1 mol化合物的焓变,记作。在25℃下,气态环戊二烯的标准生成焓= +134.3kJ·mol-1,单质的标准生成焓为零,气态环戊烯的标准生成焓= +33.9kJ· mol-1,则主反应的∆H=
(2)若在某温度下,在恒容密闭容器中投入物质的量相等的气态环戊二烯和氢气,起始压强为p0kPa,在催化剂作用下仅发生反应1 (环戊烯的选择性为100%),平衡后体系压强为p,且p=0.6p0,则环戊二烯的平衡转化率为
A.增大氢气的浓度B.增大环戊二烯的浓度
C.充入氦气使压强增大D.增大催化剂的接触面积
(3)某科研团队利用环戊二烯的乙醇溶液催化加氢制备环戊烯。在反应温度30°C,反应时间80 min,环戊二=烯:乙醇=1:2,1 g某催化剂的实验条件下,氢气压力对加氢结果的影响如图。
根据图象判断,该实验条件下,最佳的氢气压力为
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解题方法
【推荐3】N2O是一种大气污染物,不仅具有强烈的温室效应,其增温潜能是CO2的数百倍,而且会对大气臭氧层造成破坏。目前全球由制造业、农业、工业以及航天领域等人为活动产生的N2O排放量迅速增加,对人类生存环境造成了潜在的威胁。因此,N2O的排放控制和去除引起了研究者的重视。回答下列问题:
(1)理论计算环丁烯负离子(C4H)去除N2O的一种反应过程及相对能量变化如图所示。
C4H(g)+N2O(g)=C4H5O-(g)+N2(g)的△H=______ ;生成()的能垒为0,原因是_____ ;下列各步反应中,决定总反应速率的是_______ (填标号)。
a.IM1→IM2 b.IM2→IM3 c.IM3→IM4 d.IM4→C4H5O-(g)+N2(g)
(2)将N2O直接催化分解为N2和O2是最有前途和最经济的技术之一。
①N2O的催化分解机理之一为(*表示催化剂表面活性位):
N2O+*N2O*
N2O*O*+N2
2O*O2*+*
O2*=O2+*
研究发现,N2O混有O2时,O2对催化剂有抑制作用,原因是_______ .
②相同条件下,将流速为50mL·min-1的N2O/Ar混合气体分别通过装有不同物质的反应管,测得N2O的转化率随温度的变化如图所示(HAP、FAP分别代表羟基磷灰石、氟磷灰石)。分析图象可知:300~600°C,HAP、FAP对N2O直接分解没有催化作用;无催化剂时,N2O的热分解温度高于520°C;催化剂可降低N2O直接分解所需温度。据图至少还可以得出的两个结论是________________ 。
(3)温度恒为TK,总压恒为pkPa,在体积可变的密闭容器中投入nmolN2O,初始体积为V0L,发生反应2N2O2N2+O2,达到平衡时,体积变为VL,则N2O的平衡转化率α=_____ ,该温度下反应的平衡常数K=______ mol·L-1。
(1)理论计算环丁烯负离子(C4H)去除N2O的一种反应过程及相对能量变化如图所示。
C4H(g)+N2O(g)=C4H5O-(g)+N2(g)的△H=
a.IM1→IM2 b.IM2→IM3 c.IM3→IM4 d.IM4→C4H5O-(g)+N2(g)
(2)将N2O直接催化分解为N2和O2是最有前途和最经济的技术之一。
①N2O的催化分解机理之一为(*表示催化剂表面活性位):
N2O+*N2O*
N2O*O*+N2
2O*O2*+*
O2*=O2+*
研究发现,N2O混有O2时,O2对催化剂有抑制作用,原因是
②相同条件下,将流速为50mL·min-1的N2O/Ar混合气体分别通过装有不同物质的反应管,测得N2O的转化率随温度的变化如图所示(HAP、FAP分别代表羟基磷灰石、氟磷灰石)。分析图象可知:300~600°C,HAP、FAP对N2O直接分解没有催化作用;无催化剂时,N2O的热分解温度高于520°C;催化剂可降低N2O直接分解所需温度。据图至少还可以得出的两个结论是
(3)温度恒为TK,总压恒为pkPa,在体积可变的密闭容器中投入nmolN2O,初始体积为V0L,发生反应2N2O2N2+O2,达到平衡时,体积变为VL,则N2O的平衡转化率α=
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