研究发现,NOx和SO2是雾霾的主要成分。
Ⅰ.NOx主要来源于汽车尾气,可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。
已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+196 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-554 kJ·mol-1
(1)请写出NO和CO转变为两种无毒无害的物质的热化学方程式_______________ 。
(2)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2 L的密闭容器中,保持温度和体积不变,反应过程(0~15 min)中NO物质的量随时间变化如图所示。
①已知:平衡时气体的分压=气体的体积分数×体系的总压强,T℃时达到平衡,此时体系的总压强为p=30MPa,则T℃时该反应的压力平衡常数Kp=_______ ;平衡后,若保持温度不变,再向容器中充入NO和CO2各0.3mol,平衡将_____ (填“向左”、“向右”或“不”)移动。
②15 min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如图所示的变化,则改变的条件可能是_____ (填序号)
A.升温B.增大CO浓度C.加入催化剂D.减小容器体积
(3)在373K时,向体积为2L的恒容真空容器中通入0.40molNO2,发生反应:2NO2(g)N2O4(g) ΔH=−57.0kJ·mol−1。测得NO2的体积分数[φ(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表:
①0~20min内,v(N2O4)=_________________ 。
②上述反应中,v正(NO2)=k1·c2(NO2),v逆(N2O4)=k2·c(N2O4),其中k1、k2为速率常数,则373K时,k1、k2的数学关系式为__________ 。
(4)最新研究发现,用隔膜电解法可以处理高浓度乙醛废水。原理:使用惰性电极电解,乙醛分别在阴、阳极转化为乙醇和乙酸,总反应为2 CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH。实验室中,以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的处理过程,其装置示意图如图所示
①电解过程中,两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生无色气体,阳极电极反应分别为4OH--4e-=O2↑+2H2O、__________________ 。
②在实际工艺处理过程中,阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1m3乙醛的含量为300mg/L的废水,可得到乙醇_______ kg(计算结果保留2位小数)。
Ⅰ.NOx主要来源于汽车尾气,可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。
已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+196 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-554 kJ·mol-1
(1)请写出NO和CO转变为两种无毒无害的物质的热化学方程式
(2)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2 L的密闭容器中,保持温度和体积不变,反应过程(0~15 min)中NO物质的量随时间变化如图所示。
①已知:平衡时气体的分压=气体的体积分数×体系的总压强,T℃时达到平衡,此时体系的总压强为p=30MPa,则T℃时该反应的压力平衡常数Kp=
②15 min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如图所示的变化,则改变的条件可能是
A.升温B.增大CO浓度C.加入催化剂D.减小容器体积
(3)在373K时,向体积为2L的恒容真空容器中通入0.40molNO2,发生反应:2NO2(g)N2O4(g) ΔH=−57.0kJ·mol−1。测得NO2的体积分数[φ(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表:
t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
φ(NO2) | 1.0 | 0.75 | 0.52 | 0.40 | 0.40 |
①0~20min内,v(N2O4)=
②上述反应中,v正(NO2)=k1·c2(NO2),v逆(N2O4)=k2·c(N2O4),其中k1、k2为速率常数,则373K时,k1、k2的数学关系式为
(4)最新研究发现,用隔膜电解法可以处理高浓度乙醛废水。原理:使用惰性电极电解,乙醛分别在阴、阳极转化为乙醇和乙酸,总反应为2 CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH。实验室中,以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的处理过程,其装置示意图如图所示
①电解过程中,两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生无色气体,阳极电极反应分别为4OH--4e-=O2↑+2H2O、
②在实际工艺处理过程中,阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1m3乙醛的含量为300mg/L的废水,可得到乙醇
更新时间:2020-02-24 16:35:53
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(0.65)
解题方法
【推荐1】I.食醋是食物调味品之一,食醋中的乙酸也可以用于制氢,已知可以发生如下反应:
热裂解反应CH3COOH(g)2CO(g)+2H2(g) △H=+2l3.7kJ·mol-1
脱羧基反应CH3COOH(g)CH4(g)+CO2(g) △H=-33.5kJ·mol-1
合成乙酸反应CH3OH(g)+CO(g)→CH3COOH(g) △H=-123.7kJ·mol-1
(1)请写出CO与H2甲醇化的热化学方程式___ 。
(2)在密闭容器中,利用乙酸制甲烷,若要使甲烷的产率较高,制备时选择的适宜条件为___ 。
II.工业上可用乙酸热裂解生成的CO和H2制备CH3OH,CH3OH也是重要的溶剂和替代燃料。
(3)某温度下,在一恒压容器中分别充入0.7molCO和0.5molCH3OH(g),达到平衡时容器体积为2L,且含有0.2molH2(g),则用CO和H2制备CH3OH平衡常数的值为___ ,此时向容器中再通入0.4molCO气体和0.2molCH3OH(g),则此平衡将___ 。(填“向正向移动”、“不移动”或“向逆向移动”)
(4)对于CO和H2制备CH3OH的反应,若容器压强、CO与H2投料比x对反应的影响如图所示,则图中曲线所示的压强关系:p1___ p2(填“=”“>”或“<”),其判断理由是___ 。
(5)现有容积均为1L的a、b、c三个密闭容器,往其中分别充入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___ 。
热裂解反应CH3COOH(g)2CO(g)+2H2(g) △H=+2l3.7kJ·mol-1
脱羧基反应CH3COOH(g)CH4(g)+CO2(g) △H=-33.5kJ·mol-1
合成乙酸反应CH3OH(g)+CO(g)→CH3COOH(g) △H=-123.7kJ·mol-1
(1)请写出CO与H2甲醇化的热化学方程式
(2)在密闭容器中,利用乙酸制甲烷,若要使甲烷的产率较高,制备时选择的适宜条件为
A.较低温度 | B.较大压强 | C.高温 | D.低压 |
II.工业上可用乙酸热裂解生成的CO和H2制备CH3OH,CH3OH也是重要的溶剂和替代燃料。
(3)某温度下,在一恒压容器中分别充入0.7molCO和0.5molCH3OH(g),达到平衡时容器体积为2L,且含有0.2molH2(g),则用CO和H2制备CH3OH平衡常数的值为
(4)对于CO和H2制备CH3OH的反应,若容器压强、CO与H2投料比x对反应的影响如图所示,则图中曲线所示的压强关系:p1
(5)现有容积均为1L的a、b、c三个密闭容器,往其中分别充入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2】研究氮的固定及含氮化合物的转化对工农业发展及消除环境污染有重要的意义
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
请回答下列问题:
(1)反应_______
(2)反应Ⅰ是工业固氮的重要反应,在体积为2L的恒温恒容密闭容器中,充入和,5min末达到平衡,此时容器内压强变为起始压强的0.75倍
①下列事实可以判断该反应达到平衡状态的_______ (填字母)
a.相同时间内每消耗的同时消耗
b.
c.混合气体的密度不再发生变化时
d.氢气的分压不再发生变化时
②5min内该反应的平均反应速率_______
③若将容器体积扩大一倍,再次平衡后该反应的化学平衡常数会_______ (填“增大”“减小”或“不变”,下同),和的转化率之比会_______
(3)反应Ⅲ是由以下两步反应完成:
ⅰ.
ⅱ.
①_______ (填“>”“=”或“<”,下同);若第ⅰ步反应为快反应,则活化能_______
②若反应ⅱ的反应速率,;则该反应的化学平衡常数K=_______ (用含“”和“”的代数式表示)
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
请回答下列问题:
(1)反应
(2)反应Ⅰ是工业固氮的重要反应,在体积为2L的恒温恒容密闭容器中,充入和,5min末达到平衡,此时容器内压强变为起始压强的0.75倍
①下列事实可以判断该反应达到平衡状态的
a.相同时间内每消耗的同时消耗
b.
c.混合气体的密度不再发生变化时
d.氢气的分压不再发生变化时
②5min内该反应的平均反应速率
③若将容器体积扩大一倍,再次平衡后该反应的化学平衡常数会
(3)反应Ⅲ是由以下两步反应完成:
ⅰ.
ⅱ.
①
②若反应ⅱ的反应速率,;则该反应的化学平衡常数K=
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【推荐3】“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一,研究甲烷的燃烧技术可减少CO2的排放并实现资源利用。
Ⅰ.甲烷直接燃烧可达到2800℃左右的高温,主要发生反应ⅰ,可能发生副反应ⅱ。
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.……
(1)利用和计算时,反应ⅲ是_______ ;_______ (用表示)。
Ⅱ.化学链燃烧技术有利于的捕获和综合利用。较高温度下,将恒定流速的在时刻通入反应器与载氧体反应,原理如图1所示,流出气体中各组分的浓度随反应时间变化如图2所示。待反应①完成后,时刻向反应器中通入一段时间氩气,时刻再通入一段时间空气,发生反应②,实现载氧体的循环再生。
(2)①的化学反应方程式是_______ ,载氧体的主要作用是_______ (填“提供电子”或“接受电子”)。
(3)恒压条件下,反应①在某密闭容器中反应,平衡后通入气,测得一段时间内物质的量上升,其原因是_______ 。
(4)结合图2,依据时刻产生,用化学方程式及简要文字解释时刻流出速率突然增大的可能原因_______ 。
已知:失重率=
Ⅲ.某同学采用重量分析法探究载氧体的还原产物及循环效果,实验过程如下:在装置中放置一定量的,加热条件下通入足量,充分均匀反应,分析固体失重率。
(5)时载氧体的还原产物主要为。结合简单计算 说明时,载氧体的主要还原产物为_______ ,依据是_______ 。
Ⅳ.有人设想利用“”间的转化实现的化学链燃烧过程,按图1的呈现方式。
(6)将该转化关系在虚线框内画出_______ 。
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ⅰ.
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(6)将该转化关系在虚线框内画出
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【推荐1】含碳物质的转化,有利于“减碳”和可持续性发展,有重要的研究价值。回答下列问题:
(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应Ⅰ:2 NH3(g) +CO2(g)NH2COONH4(s) ∆H1
反应Ⅱ:NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s) + H2O(g) △H2= +72.5 kJ/mol
总反应Ⅲ:2 NH3(g) +CO2(g)CO( NH2)2(s) +H2O(g) △H3= -87.0 kJ/mol
①反应I的△H1=______ kJ/ mol。
②对反应Ⅲ,下列措施中有利于提高NH3平衡转化率的是___________ 。
A.升高温度 B.增大压强 C.提高原料气中CO2(g)的比例 D.使用高效催化剂
③一定温度下,在体积固定的密闭容器中按化学计量数比投料进行反应Ⅲ,下列不能说明反应I达到化学平衡状态的是________________ 。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化
B.容器内气体总压强不再变化
C.2v正(NH3)=v逆(CO2)
D.容器内混合气体的密度不再变化
(2)用惰性电极电解KHCO3溶液可将空气中的CO2转化为甲酸根(HCOO-)和,其电极反应式为_________________________ ;若电解过程中转移1 mol电子,则阳极生成气体的体积为____________ L (标准状况)。
(3)利用工业废气中的CO2可以制取甲醇,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),一定条件下往恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ、反应Ⅱ与反应Ⅲ,相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示:
①催化剂效果最佳的反应是______ (填“反应Ⅰ”、“反应Ⅱ”、“反应Ⅲ”)。
②b点v(正)______ v(逆) (填“>”、“<”、“=”)
③若此反应在a点时已达平衡状态,a点的转化率比c点高的原因是___________ 。
④c点时总压强为p,该反应的平衡常数=_______ (用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)。
(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应Ⅰ:2 NH3(g) +CO2(g)NH2COONH4(s) ∆H1
反应Ⅱ:NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s) + H2O(g) △H2= +72.5 kJ/mol
总反应Ⅲ:2 NH3(g) +CO2(g)CO( NH2)2(s) +H2O(g) △H3= -87.0 kJ/mol
①反应I的△H1=
②对反应Ⅲ,下列措施中有利于提高NH3平衡转化率的是
A.升高温度 B.增大压强 C.提高原料气中CO2(g)的比例 D.使用高效催化剂
③一定温度下,在体积固定的密闭容器中按化学计量数比投料进行反应Ⅲ,下列不能说明反应I达到化学平衡状态的是
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化
B.容器内气体总压强不再变化
C.2v正(NH3)=v逆(CO2)
D.容器内混合气体的密度不再变化
(2)用惰性电极电解KHCO3溶液可将空气中的CO2转化为甲酸根(HCOO-)和,其电极反应式为
(3)利用工业废气中的CO2可以制取甲醇,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),一定条件下往恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ、反应Ⅱ与反应Ⅲ,相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示:
①催化剂效果最佳的反应是
②b点v(正)
③若此反应在a点时已达平衡状态,a点的转化率比c点高的原因是
④c点时总压强为p,该反应的平衡常数=
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【推荐2】氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料,在科学技术和生产中有重要的应用。请回答下列问题:
(1)以N2和H2为原料,合成氨气的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,下列措施可以提高v(正)的是___________ (填序号)。
a.选择适当的催化剂 b.增大压强 c.及时分离生成的NH3 d.降低温度
(2)在恒温条件下,将N2与H2按一定比例混合的气体充入一个体积可变的恒压密闭容器中,p = 5MPa,原气体体积为2L。5分钟后反应达到平衡时,n(N2)=1.0mol,n(H2)=3.0mol,n(NH3)=1.0mol,则反应速率v (N2)=___________ mol/min (用单位时间物质的量变量表示化学反应速率),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)
(3)在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH>0,该反应的反应速率(v)随时间(t)变化的关系如图所示。若t2、t4时刻只改变一个条件,下列说法正确的是___________ (填序号)。a.在t1~t2时,可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b.在t2时,采取的措施一定是升高温度
c.在t3~t4时,可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d.在t0~t5时,容器内NO2的体积分数在t3时的值最大
(4)氨和联氨(N2H4)是氨的两种常见化合物,最常见的制备联氨的方法是以丙酮为催化剂,用次氯酸钠与氨气反应,该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2:1,写出该反应的化学方程式:___________ 。标况下,每消耗1.12L氨气,转移___________ mol电子。
(1)以N2和H2为原料,合成氨气的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,下列措施可以提高v(正)的是
a.选择适当的催化剂 b.增大压强 c.及时分离生成的NH3 d.降低温度
(2)在恒温条件下,将N2与H2按一定比例混合的气体充入一个体积可变的恒压密闭容器中,p = 5MPa,原气体体积为2L。5分钟后反应达到平衡时,n(N2)=1.0mol,n(H2)=3.0mol,n(NH3)=1.0mol,则反应速率v (N2)=
(3)在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH>0,该反应的反应速率(v)随时间(t)变化的关系如图所示。若t2、t4时刻只改变一个条件,下列说法正确的是
b.在t2时,采取的措施一定是升高温度
c.在t3~t4时,可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d.在t0~t5时,容器内NO2的体积分数在t3时的值最大
(4)氨和联氨(N2H4)是氨的两种常见化合物,最常见的制备联氨的方法是以丙酮为催化剂,用次氯酸钠与氨气反应,该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为2:1,写出该反应的化学方程式:
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【推荐3】氮和硫的化合物在工农业生产、生活中具有重要应用。请回答下列问题:
(1)航天领域中常用N2H4作为火箭发射的助燃剂。N2H4与氨气相似,是一种碱性气体,易溶于水,生成弱碱N2H4·H2O。用电离方程式表示N2H4·H2O显碱性的原因是:________ 。
(2)一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形成固定下来,但产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,相关的热化学方程式如下:
①CaSO4(s)+CO(g) ⇌CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) △H=+210.5kJ· mol-1
②CaSO4(s)+4CO(g) ⇌CaS(s)+ 4CO2(g) △H=-189.2 kJ· mol-1
反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) ⇌CaS(s)+3CO2(g) △H=____ kJ· mol-1
(3)在恒温条件下,1 mol NO2和足量C发生反应2NO2(g)+2C(s)⇌N2(g)+2CO2(g),测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
①A、B两点的浓度平衡常数关系:Kc(A)____ Kc(B)(填“<”或“>”或“=”)
②A、B、C三点中NO2的转化率最高的是____ (填“A”或“B”或“C”)点。
(4)已知:亚硝酸(HNO2)性质和硝酸类似,但它是一种弱酸。常温下亚硝酸的电离平衡常数Ka=5.1×10-4;H2CO3的Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.61×10-11。在常温下向含有2mol碳酸钠的溶液中加入1mol的HNO2后,则溶液中CO32-、HCO3-和NO2-的离子浓度由大到小的顺序是________ 。
(1)航天领域中常用N2H4作为火箭发射的助燃剂。N2H4与氨气相似,是一种碱性气体,易溶于水,生成弱碱N2H4·H2O。用电离方程式表示N2H4·H2O显碱性的原因是:
(2)一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形成固定下来,但产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,相关的热化学方程式如下:
①CaSO4(s)+CO(g) ⇌CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) △H=+210.5kJ· mol-1
②CaSO4(s)+4CO(g) ⇌CaS(s)+ 4CO2(g) △H=-189.2 kJ· mol-1
反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) ⇌CaS(s)+3CO2(g) △H=
(3)在恒温条件下,1 mol NO2和足量C发生反应2NO2(g)+2C(s)⇌N2(g)+2CO2(g),测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
①A、B两点的浓度平衡常数关系:Kc(A)
②A、B、C三点中NO2的转化率最高的是
(4)已知:亚硝酸(HNO2)性质和硝酸类似,但它是一种弱酸。常温下亚硝酸的电离平衡常数Ka=5.1×10-4;H2CO3的Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.61×10-11。在常温下向含有2mol碳酸钠的溶液中加入1mol的HNO2后,则溶液中CO32-、HCO3-和NO2-的离子浓度由大到小的顺序是
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【推荐1】亚硝酰氯(ClNO)可由NO与Cl2在通常条件下反应得到,化学方程式为2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)。
(1)在一定温度下,该反应于一恒容密闭容器中达到平衡,继续通入Cl2,逆反应速率________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)已知几种化学键的键能数据如表(亚硝酰氯的结构式为Cl—N=O):
2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) ΔH=-111 kJ·mol-1,则a=________ 。
(3)在1 L的恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g),在不同温度下测得c(ClNO)与时间的关系如图:
①从反应开始到10 min时NO的平均反应速率v(NO)=________ mol·L-1·min-1。
②T2时该反应的平衡常数K=________ 。
(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡时ClNO的体积分数随n(NO)/n(Cl2)的变化图像如图,则A、B、C三状态中,NO的转化率最大的是________ 点,当n(NO)/n(Cl2)=1.5时,反应达到平衡状态ClNO的体积分数可能是D、E、F三点中的________ 点。
(1)在一定温度下,该反应于一恒容密闭容器中达到平衡,继续通入Cl2,逆反应速率
(2)已知几种化学键的键能数据如表(亚硝酰氯的结构式为Cl—N=O):
化学键 | NO | Cl—Cl | Cl—N | N=O |
键能/(kJ·mol-1) | 630 | 243 | a | 607 |
(3)在1 L的恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g),在不同温度下测得c(ClNO)与时间的关系如图:
①从反应开始到10 min时NO的平均反应速率v(NO)=
②T2时该反应的平衡常数K=
(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡时ClNO的体积分数随n(NO)/n(Cl2)的变化图像如图,则A、B、C三状态中,NO的转化率最大的是
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适中
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【推荐2】氮的化合物应用广泛,但氮氧化物是重要的空气污染物,应降低其排放。
(1)用CO2和NH3可合成氮肥尿素
已知:①2NH3(g)+CO2(g)===NH2CO2NH4(s) △H=-159.5kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5kJ·mol-1
③H2O(1)===H2O(g) △H=+44kJ·mol-1
用CO2和NH3合成尿素(副产物是液态水)的热化学方程式为___________ 。
(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) △H
在温度为T1和T2时,分别将0.40 mol CH4和1.0 mol NO2充入体积为1L的密闭容器中,n(CH4)随反应时间的变化如图所示:
①根据如图判断该反应的△H___________ 0(填“>”“<”或“=”),理由是___________ 。
②温度为T1时,0~10min内NO2的平均反应速率v(NO)2=___________ ,反应的平衡常数K=______ (保留三位小数)
③该反应达到平衡后,为再提高反应速率同时提高NO2的转化率,可采取的措施有______ (填编号)。
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
(3)利用原电池反应可实现NO2的无害化,总反应为6NO2+8NH3===7N2+12H2O,电解质溶液为NaOH溶液,工作一段时间后,该电池正极区附近溶液pH___________ (填“增大”“减小”或“不变”),负极的电极反应式为___________ 。
(4)氮的一种氢化物HN3,其水溶液酸性与醋酸相似,则NaN3溶液中各离子浓度由大到小的顺序为___________ ;常温下将 a mol·L-1的HN3与b mol·L-1的Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(N3-),则该混合物溶液呈___________ (填“酸”“碱”或“中”)性,溶液中c(HN3)=___________ mol·L-1。
(1)用CO2和NH3可合成氮肥尿素
已知:①2NH3(g)+CO2(g)===NH2CO2NH4(s) △H=-159.5kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5kJ·mol-1
③H2O(1)===H2O(g) △H=+44kJ·mol-1
用CO2和NH3合成尿素(副产物是液态水)的热化学方程式为
(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) △H
在温度为T1和T2时,分别将0.40 mol CH4和1.0 mol NO2充入体积为1L的密闭容器中,n(CH4)随反应时间的变化如图所示:
①根据如图判断该反应的△H
②温度为T1时,0~10min内NO2的平均反应速率v(NO)2=
③该反应达到平衡后,为再提高反应速率同时提高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
(3)利用原电池反应可实现NO2的无害化,总反应为6NO2+8NH3===7N2+12H2O,电解质溶液为NaOH溶液,工作一段时间后,该电池正极区附近溶液pH
(4)氮的一种氢化物HN3,其水溶液酸性与醋酸相似,则NaN3溶液中各离子浓度由大到小的顺序为
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【推荐3】工业上可由水煤气合成甲醇。
(1)还可以通过下列反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),下图是反应时CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间t的变化情况,从反应开始到平衡,用CO表示平均反应速率v(CO)=__________ ,该反应的平衡常数表达式为__ 。
(2)在一容积可变的密闭容器中充入10mol CO和20mol H2,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示。
①下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是_________ 。(填字母)
A.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
B.H2的体积分数不再改变
C.体系中H2的转化率和CO的转化率相等
D.体系中气体的平均摩尔质量不再改变
②比较A、B两点压强大小PA_ PB(填“>、<、=”).
③若达到化学平衡状态A时,容器的体积为20 L,如果反应开始时仍充入10 mol CO和20 mol H2,则在平衡状态B时容器的体积V(B)=__ L。
(1)还可以通过下列反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),下图是反应时CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间t的变化情况,从反应开始到平衡,用CO表示平均反应速率v(CO)=
(2)在一容积可变的密闭容器中充入10mol CO和20mol H2,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示。
①下列说法不能判断该反应达到化学平衡状态的是
A.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
B.H2的体积分数不再改变
C.体系中H2的转化率和CO的转化率相等
D.体系中气体的平均摩尔质量不再改变
②比较A、B两点压强大小PA
③若达到化学平衡状态A时,容器的体积为20 L,如果反应开始时仍充入10 mol CO和20 mol H2,则在平衡状态B时容器的体积V(B)=
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【推荐1】烟气中的氮氧化物是造成大气污染的重要因素。
(1)NOx是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
则N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)的热化学反应方程式为___ 。
(2)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag—ZSM—5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图1所示。
①若不使用CO,温度超过775 K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为_____ 。
②NO直接催化分解(生成N2与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2所示。请写出NO分解的化学方程式:______ 。
(3)一定条件下,向NOx/O3混合物中加入一定浓度的SO2气体,进行同时脱硫脱硝实验,实验结果如图3。
①同时脱硫脱硝时NO的氧化率略低的原因是____ 。
②由图3可知SO2对NO的氧化率影响很小的原因是_____ 。
(4)有人设想采用下列方法减少烟气中的氮氧化物对环境的污染:用天然气中的CH4、H2等还原SO2,从产物中分离出一种含硫质量分数约为94%的化合物,并用这种化合物来还原NOx。请写出这种含硫化合物和NOx反应的化学方程式:_____ 。
(5)某工业废水中含有毒性较大的CN-,可用电解法将其转变为N2,装置如图4所示。电解池中生成N2的电极反应式为_____ 。
(1)NOx是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
则N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)的热化学反应方程式为
(2)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag—ZSM—5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图1所示。
①若不使用CO,温度超过775 K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为
②NO直接催化分解(生成N2与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2所示。请写出NO分解的化学方程式:
(3)一定条件下,向NOx/O3混合物中加入一定浓度的SO2气体,进行同时脱硫脱硝实验,实验结果如图3。
①同时脱硫脱硝时NO的氧化率略低的原因是
②由图3可知SO2对NO的氧化率影响很小的原因是
(4)有人设想采用下列方法减少烟气中的氮氧化物对环境的污染:用天然气中的CH4、H2等还原SO2,从产物中分离出一种含硫质量分数约为94%的化合物,并用这种化合物来还原NOx。请写出这种含硫化合物和NOx反应的化学方程式:
(5)某工业废水中含有毒性较大的CN-,可用电解法将其转变为N2,装置如图4所示。电解池中生成N2的电极反应式为
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【推荐2】我国向国际社会承诺2030年“碳达峰”,2060年实现“碳中和”。研发资源化利用技术,降低空气中含量成为世界各国研究热点。
(1)与是典型的温室气体,重整制合成气提供了一条规模化综合利用碳源、氢源并转化温室气体的技术路线。
①该反应___________ 0(填“>”或“<”)
②有传闻重整制合成气可以在任何条件下自发进行,你认为此传闻是否正确?___________ (填“正确”或“错误”),并写出原因___________ 。
③若让此反应能自发进行,你认为应选择___________ (填“高温”或“低温”)。
(2)工业上用和在一定条件下可以合成乙烯:
已知:①
②
③
则___________ ,该反应能够自发进行的条件是___________ (填“低温”、“高温”或“任何温度”)。
(3)电化学法也可还原二氧化碳制乙烯,原理如图所示。
该电池的阴极电极反应式为:___________ 。
(1)与是典型的温室气体,重整制合成气提供了一条规模化综合利用碳源、氢源并转化温室气体的技术路线。
①该反应
②有传闻重整制合成气可以在任何条件下自发进行,你认为此传闻是否正确?
③若让此反应能自发进行,你认为应选择
(2)工业上用和在一定条件下可以合成乙烯:
已知:①
②
③
则
(3)电化学法也可还原二氧化碳制乙烯,原理如图所示。
该电池的阴极电极反应式为:
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解题方法
【推荐3】随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用倍受关注。
I.以和由为原料合成尿素: 。
(1)研究发现,合成尿素反应分两步完成,其能量变化如图所示:
第一步:
第二步:
①图中_______ 。
②反应速率较快的是_______ (填“第一步”或“第二步”)反应,理由是_______ 。
II.用制备甲醇可实现微循环
(2)已知反应的,,其中、分别为正、逆反应速率常数,p为气体分压(分压总压物质的量分数)。在540K下,按初始投料比、、,得到不同压强条件下的平衡转化率关系图:
①a、b、c各曲线所表示的投料比由大到小的顺序为_______ (用字母表示)。
②N点在b曲线上,540K时的压强平衡常数_______ (用平衡分压代替平衡浓度计算)。
③540K条件下,某容器测得某时刻,,,此时_______ (保留两位小数)。
(3)利用多晶铜高效催化电解制乙烯的原理如图所示。因电解前后电解液浓度几乎不变,故可实现的连续转化。
①某温度下,当电解质溶液的时,此时该溶液中_______ [已知:该温度下,]。
②多晶铜电极的电极反应式为_______ 。
③理论上当生产0.05mol乙烯时,铂电极产生的气体在标况下体积为_______ (不考虑气体的溶解)。
I.以和由为原料合成尿素: 。
(1)研究发现,合成尿素反应分两步完成,其能量变化如图所示:
第一步:
第二步:
①图中
②反应速率较快的是
II.用制备甲醇可实现微循环
(2)已知反应的,,其中、分别为正、逆反应速率常数,p为气体分压(分压总压物质的量分数)。在540K下,按初始投料比、、,得到不同压强条件下的平衡转化率关系图:
①a、b、c各曲线所表示的投料比由大到小的顺序为
②N点在b曲线上,540K时的压强平衡常数
③540K条件下,某容器测得某时刻,,,此时
(3)利用多晶铜高效催化电解制乙烯的原理如图所示。因电解前后电解液浓度几乎不变,故可实现的连续转化。
①某温度下,当电解质溶液的时,此时该溶液中
②多晶铜电极的电极反应式为
③理论上当生产0.05mol乙烯时,铂电极产生的气体在标况下体积为
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