氨是重要的基础化工原料,可以制备尿素[CO(NH2)2]、N2H4等多种含氮的化工产品。
(1)以NH3与CO2为原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化学反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:H2O(1)=H2O(g) △H3=+44.0 kJ·mol-1
则反应:__________ kJ/mol
(2)将氨气与二氧化碳在有催化剂的反应器中反应,体系中尿素的产率和催化剂的活性与温度的关系如图1所示:
①a点________ (填是或不是)处于平衡状态,T1之后尿素产率下降的原因是___________________________ 。
②实际生产中,原料气带有水蒸气,图2表示CO2的转化率与氨碳比、水碳比的变化关系。曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是___________ ,测得b点氨的转化率为30%,则x=___________________ 。
③已知该反应的,,k(正)和k(逆)为速率常数,则平衡常数K与k(正),k(逆)的关系式是____________________________________ 。
(3)N2H4可作火箭推进剂。已知25℃时N2H4水溶液呈弱碱性:
;
①25℃时,向N2H4水溶液中加入H2SO4,欲使,同时,应控制溶液pH范围_____________ (用含a、b式子表示)。
②水合肼(N2H4·H2O)的性质类似一水合氨,与硫酸反应可以生成酸式盐,该盐的化学式为_______________ 。
(1)以NH3与CO2为原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化学反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:H2O(1)=H2O(g) △H3=+44.0 kJ·mol-1
则反应:
(2)将氨气与二氧化碳在有催化剂的反应器中反应,体系中尿素的产率和催化剂的活性与温度的关系如图1所示:
①a点
②实际生产中,原料气带有水蒸气,图2表示CO2的转化率与氨碳比、水碳比的变化关系。曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是
③已知该反应的,,k(正)和k(逆)为速率常数,则平衡常数K与k(正),k(逆)的关系式是
(3)N2H4可作火箭推进剂。已知25℃时N2H4水溶液呈弱碱性:
;
①25℃时,向N2H4水溶液中加入H2SO4,欲使,同时,应控制溶液pH范围
②水合肼(N2H4·H2O)的性质类似一水合氨,与硫酸反应可以生成酸式盐,该盐的化学式为
更新时间:2020-04-02 19:27:36
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(0.4)
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【推荐1】NOx(主要指N2O、NO和NO2)是大气主要污染物之一、有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
(1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:
2NO2(g)+H2O(l)HNO3(aq)+HNO2(aq)△H=-116.1kJ·mol-1
3HNO2(aq)HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)△H=+75.9kJ·mol-1
反应3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g)的△H=_______ kJ·mol-1
(2)用CO还原N2O的反应为:CO(g)+N2O(g)N2(g)+CO2(g),其能量变化如图甲所示:
①投料比一定时,要提高N2O平衡转化率,可采取的措施是_______ 。
②反应达到平衡前,在同温同压条件下的相同时间段内,N2O的转化率在使用催化剂2时比使用催化剂1要高,原因是_______ 。
③在容积均为1L的密闭容器A(起始500℃,恒温)、B(起始500℃,绝热)两个容器中分别加入1molN2O、4molCO和相同催化剂,发生上述反应。实验测得A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系如图乙所示。
Ⅰ.曲线b中,从反应开始到M点处,用N2O表示的反应速率为_______ mol/(L·s)。
Ⅱ.容器B中N2O的转化率随时间的变化关系是图乙中的_______ (填“a”或“b”)曲线。
(3)活性炭还原NO2的反应为2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1molNO2和足量活性炭发生该反应,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、C三点中NO2的转化率最高的是_______ (填“A”、“B”或“C”)点,理由是_______ 。
②C点时该反应的压强平衡常数Kp=_______ MPa(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:
2NO2(g)+H2O(l)HNO3(aq)+HNO2(aq)△H=-116.1kJ·mol-1
3HNO2(aq)HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)△H=+75.9kJ·mol-1
反应3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g)的△H=
(2)用CO还原N2O的反应为:CO(g)+N2O(g)N2(g)+CO2(g),其能量变化如图甲所示:
①投料比一定时,要提高N2O平衡转化率,可采取的措施是
②反应达到平衡前,在同温同压条件下的相同时间段内,N2O的转化率在使用催化剂2时比使用催化剂1要高,原因是
③在容积均为1L的密闭容器A(起始500℃,恒温)、B(起始500℃,绝热)两个容器中分别加入1molN2O、4molCO和相同催化剂,发生上述反应。实验测得A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系如图乙所示。
Ⅰ.曲线b中,从反应开始到M点处,用N2O表示的反应速率为
Ⅱ.容器B中N2O的转化率随时间的变化关系是图乙中的
(3)活性炭还原NO2的反应为2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1molNO2和足量活性炭发生该反应,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、C三点中NO2的转化率最高的是
②C点时该反应的压强平衡常数Kp=
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(0.4)
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【推荐2】CH4-CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2),有利于减少温室效应。催化重整时还存在以下反应:
积碳反应:CH4(g)=C(s)+2H2(g) △H=+75kJ·mol-1
消碳反应:CO2(g)+C(s)=2CO(g) △H=+172kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)写出CH4-CO2催化重整反应的热化学方程式_____________ 。
(2)在刚性容器中,当投料比=1.0时,CO2的平衡转化率(α)与温度(T)、初始压强(p)的关系如图所示。
①由图可知:压强p1__________ 2MPa(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②当温度为T3、压强为2MPa时,A点的v正______ v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③起始时向容器中加入1mol CH4和1mol CO2,根据图中点B(T4,0.5),计算该温度时反应的平衡常数Kp=_______ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。
①在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则pa(CO2),pb(CO2),pc(CO2)从大到小的顺序为_________ 。
②_________ (填“增大”或“减小”)投料比有助于减少积碳。
积碳反应:CH4(g)=C(s)+2H2(g) △H=+75kJ·mol-1
消碳反应:CO2(g)+C(s)=2CO(g) △H=+172kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)写出CH4-CO2催化重整反应的热化学方程式
(2)在刚性容器中,当投料比=1.0时,CO2的平衡转化率(α)与温度(T)、初始压强(p)的关系如图所示。
①由图可知:压强p1
②当温度为T3、压强为2MPa时,A点的v正
③起始时向容器中加入1mol CH4和1mol CO2,根据图中点B(T4,0.5),计算该温度时反应的平衡常数Kp=
(3)在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。
①在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则pa(CO2),pb(CO2),pc(CO2)从大到小的顺序为
②
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【推荐3】杭州第19届亚运会主火炬首次使用甲醇作燃料。已知:
I.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)______ ,反应Ⅱ自发进行的条件是______ 。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入和只发生反应I。下列叙述正确的是______(填标号)。
(3)科学家对反应Ⅱ机理进行计算模拟,反应过程中能量变化如图所示。总反应经历______ 步反应,总反应的最大能垒是______ 。催化剂主要降低第______ 步能垒。
(4)一定温度下,在甲、乙两个体积相同的反应容器中分别充入和,发生反应和Ⅲ,其中一个容器使用水分子膜分离技术。实验测得平得转化率与压强关系如图所示(已知:点选择性为)。①其他条件不变,增大压强,平衡转化率增大的原因是______ 。采用水分子膜分离技术的是______ (填“甲”或“乙”)。
②该温度下,点对应的反应Ⅲ平衡常数______ (结果保留两位有效数字)。提示:用气体分压计算的平衡常数为压强平衡常数,气体分压总压气体物质的量分数;的选择性。
I.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入和只发生反应I。下列叙述正确的是______(填标号)。
A.达到平衡时最多生成 |
B.体积分数不变时达到平衡状态 |
C.平衡后再充入平衡转化率增大 |
D.升温,反应速䆥增大,平衡常数减小 |
(3)科学家对反应Ⅱ机理进行计算模拟,反应过程中能量变化如图所示。总反应经历
(4)一定温度下,在甲、乙两个体积相同的反应容器中分别充入和,发生反应和Ⅲ,其中一个容器使用水分子膜分离技术。实验测得平得转化率与压强关系如图所示(已知:点选择性为)。①其他条件不变,增大压强,平衡转化率增大的原因是
②该温度下,点对应的反应Ⅲ平衡常数
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(0.4)
【推荐1】甲醇被称为21世纪的新型燃料,工业上通过下列反应I和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
(1)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入反应室(容积为10L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)(Ⅰ)
CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。
图中的P1___ P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数的值为___ 。
(2)在压强为0.1MPa条件下,将amolCO与3amolH2的混合气体在催化剂作用下能自发 反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)(Ⅱ)
①该反应的△H___ 0(填“<”、“>”或“=”)。
②若容器容积不变,下列措施可增加H2转化率的是___ 。
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充人He,使体系总压强增大
D.再充人1molCO和3molH2
③为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
A.请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。
B.根据反应Ⅱ的特点,在给出的坐标图中,画出其在0.1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图 ,并标明各曲线的压强。___
(1)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入反应室(容积为10L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)(Ⅰ)
CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图。
图中的P1
(2)在压强为0.1MPa条件下,将amolCO与3amolH2的混合气体在催化剂作用下能
①该反应的△H
②若容器容积不变,下列措施可增加H2转化率的是
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充人He,使体系总压强增大
D.再充人1molCO和3molH2
③为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
实验编号 | T(℃) | P(MPa) | |
Ⅰ | 150 | 0.1 | |
Ⅱ | 5 | ||
Ⅲ | 350 | 5 |
A.请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。
B.根据反应Ⅱ的特点,在给出的坐标图中,画出其在0.1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的
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(0.4)
解题方法
【推荐2】氨气可与其他气体发生反应消除污染或生成重要产品。
I:研究发现 NH3可消除硝酸尾气中的 NO。 已知 25°C,l 00KPa 时:
N2( g)+3H2( g)2NH3(g)ΔH= - 92.4 kJ/mol
2H2(g) +O2(g) = 2H2O(g)ΔH =- 483.6 kJ/mol
N2(g)+ O2 (g)=2NO(g) ΔH = +180.0 kJ/mol
(1)4NH3(g)+6 NO(g) 5N2(g ) +6 H2O (g)的 ΔH为________ 。
(2)维持相同的压强 P,当 NH3与 NO 的物质的量之比分别为 1:3,3:1,4:1 时,反应相同时间 , NO 的脱除率(类似于转化率)随温度的变化如图所示:
图中曲线 a 对应的 NH3与 NO 的物质的量之比为_______________ , 1200°C后NO 脱除率上升的可能原因是__________________ 。
(3)对于气相反应 ,用某组分 B 的平衡压强 p (B ) 代替物质的量浓度 c(B)也可表示平衡常数,记作 Kp,如p (B) = p •x(B) ,p 为平衡总压强, x(B ) 为平衡系统中B 的物质的量分数。根据曲线数据, 求 1000°C时此反应 4NH3(g)+6 NO(g) 5N2(g ) +6 H2O (g)的化学平衡常数 Kp=_______________ 。(列式即可,无需化简。)
II: NH3还可以与 CO2反应生成尿素 , 其反应过程为如下两步:
第一步:. 2NH3(l)+CO2(g) NH2COONH4(l) (氨基甲酸铵)ΔH1
第二步: NH2COONH4(1) 2H2O(1)+ H2NCONH2(l)ΔH2
在一体积为 0.5L 密闭容器中投入 4mol 氨和 l mol 二氧化碳, 实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图所示:
(4)则第一步反应的活化能Ea1_________ 第 二步反应的活化能Ea2 (填大于、小于或等于)。
(5)维持其他条件不变,在容器中加入一种合适的催化剂能大幅 提升第二步反应的速率,而对第一步反应的速率影响不大,请在上图中画出氨基甲酸铵和尿素的物质的量随时间(10~70分钟)的变化曲线。____
I:研究发现 NH3可消除硝酸尾气中的 NO。 已知 25°C,l 00KPa 时:
N2( g)+3H2( g)2NH3(g)ΔH= - 92.4 kJ/mol
2H2(g) +O2(g) = 2H2O(g)ΔH =- 483.6 kJ/mol
N2(g)+ O2 (g)=2NO(g) ΔH = +180.0 kJ/mol
(1)4NH3(g)+6 NO(g) 5N2(g ) +6 H2O (g)的 ΔH为
(2)维持相同的压强 P,当 NH3与 NO 的物质的量之比分别为 1:3,3:1,4:1 时,反应相同时间 , NO 的脱除率(类似于转化率)随温度的变化如图所示:
图中曲线 a 对应的 NH3与 NO 的物质的量之比为
(3)对于气相反应 ,用某组分 B 的平衡压强 p (B ) 代替物质的量浓度 c(B)也可表示平衡常数,记作 Kp,如p (B) = p •x(B) ,p 为平衡总压强, x(B ) 为平衡系统中B 的物质的量分数。根据曲线数据, 求 1000°C时此反应 4NH3(g)+6 NO(g) 5N2(g ) +6 H2O (g)的化学平衡常数 Kp=
II: NH3还可以与 CO2反应生成尿素 , 其反应过程为如下两步:
第一步:. 2NH3(l)+CO2(g) NH2COONH4(l) (氨基甲酸铵)ΔH1
第二步: NH2COONH4(1) 2H2O(1)+ H2NCONH2(l)ΔH2
在一体积为 0.5L 密闭容器中投入 4mol 氨和 l mol 二氧化碳, 实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图所示:
(4)则第一步反应的活化能Ea1
(5)维持其他条件不变,在容器中加入一种合适的催化剂能
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【推荐3】“温室效应”是全球关注的环境问题之一。是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此,控制的排放和的资源化利用是解决温室效应的有效途径。
(1)以、为原料合成涉及的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
①反应Ⅰ自发进行的条件_______ 。(填“高温”或“低温”)
②一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中通入0.1mol和0.3mol发生上述反应,达到平衡时,容器中为0.02mol,为0.04mol,此时的转化率_______ 。反应Ⅰ的转化常数为_______ 。
③在某温度下,向VL的密闭容器中充入不同的原料气,若只发生反应Ⅰ,请在如图中画出平衡时氢气转化率的变化趋势图_______ 。
(2)文献报道某课题组利用与在铁、镍催化作用下制甲烷的研究过程如下:
反应结束后,气体中检测到和,滤液中检测到,固体中检测到镍粉和,、、的产量和镍粉用量的关系如图所示(仅改变镍粉用量,其他条件不变):
研究人员根据实验结果得出结论:是转化为的中间体,即:
①由图可知,镍粉是_______ 。(填字母)
A.反应Ⅰ、Ⅱ的催化剂 B.反应Ⅱ的催化剂
C.反应Ⅰ的催化剂 D.不是催化剂
②当镍粉用量从1mmol增加到10mmol,反应速率Ⅰ、Ⅱ的变化情况是_______ 。
(3)循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。例如:催化储氢,在密闭容器中,向含有催化剂的溶液(与KOH溶液反应制得)中通入生成,其离子方程式为。
①有关说法正确的是_______ 。
A.这种储氢方式便于运输
B.释氢过程中,每消耗3.6g放出4.48L的
C.储氢过程中被氧化
D.这种储氢方法与金属或合金的储氢都属于化学方法
②其他条件不变,转化为的转化率随温度的变化如图所示。反应温度在80℃~120℃范围内,催化加氢的转化率下降的可能原因是_______ 。
(1)以、为原料合成涉及的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
①反应Ⅰ自发进行的条件
②一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中通入0.1mol和0.3mol发生上述反应,达到平衡时,容器中为0.02mol,为0.04mol,此时的转化率
③在某温度下,向VL的密闭容器中充入不同的原料气,若只发生反应Ⅰ,请在如图中画出平衡时氢气转化率的变化趋势图
(2)文献报道某课题组利用与在铁、镍催化作用下制甲烷的研究过程如下:
反应结束后,气体中检测到和,滤液中检测到,固体中检测到镍粉和,、、的产量和镍粉用量的关系如图所示(仅改变镍粉用量,其他条件不变):
研究人员根据实验结果得出结论:是转化为的中间体,即:
①由图可知,镍粉是
A.反应Ⅰ、Ⅱ的催化剂 B.反应Ⅱ的催化剂
C.反应Ⅰ的催化剂 D.不是催化剂
②当镍粉用量从1mmol增加到10mmol,反应速率Ⅰ、Ⅱ的变化情况是
(3)循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。例如:催化储氢,在密闭容器中,向含有催化剂的溶液(与KOH溶液反应制得)中通入生成,其离子方程式为。
①有关说法正确的是
A.这种储氢方式便于运输
B.释氢过程中,每消耗3.6g放出4.48L的
C.储氢过程中被氧化
D.这种储氢方法与金属或合金的储氢都属于化学方法
②其他条件不变,转化为的转化率随温度的变化如图所示。反应温度在80℃~120℃范围内,催化加氢的转化率下降的可能原因是
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【推荐1】二甲醚又称甲醚,简称DME,熔点-141.5 ℃,沸点-24.9 ℃,与石油液化气(LPG)相似,被誉为“21世纪的清洁燃料”。制备原理如下:
Ⅰ.由天然气催化制备二甲醚:
①2CH4(g)+O2(g) =CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1
Ⅱ.由合成气制备二甲醚:
②CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g) ΔH2=-90.7 kJ·mol-1
③2CH3OH(g) ⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)若甲烷和二甲醚的燃烧热分别是890.3 kJ·mol-1、1 453.0 kJ·mol-1;1 mol液态水变为气态水要吸收44.0 kJ的热量。反应③中的相关的化学键键能数据如表:
则ΔH1=______ kJ·mol-1;ΔH3=______ kJ·mol-1
(2)反应③的化学平衡常数表达式为______________ 。制备原理Ⅰ中,在恒温、恒容的密闭容器中合成,将气体按n(CH4)∶n(O2)=2∶1混合,能正确反映反应①中CH4的体积分数随温度变化的曲线是_________________ 。下列能表明反应①达到化学平衡状态的是_______________ 。
A.混合气体的密度不变
B.反应容器中二甲醚的百分含量不变
C.反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比
D.混合气体的压强不变
(3)有人模拟制备原理Ⅱ,在500 K时的2 L的密闭容器中充入2 mol CO和6 mol H2,8 min达到平衡,平衡时CO的转化率为80%,c(CH3OCH3)=0.3 mol·L-1,用H2表示反应②的速率是__________ ;可逆反应③的平衡常数K3=_________ 。若在500 K时,测得容器中n(CH3OH)=n(CH3OCH3),此时反应③v(正)_________ v(逆),说明原因____________________ 。
Ⅰ.由天然气催化制备二甲醚:
①2CH4(g)+O2(g) =CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH1
Ⅱ.由合成气制备二甲醚:
②CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g) ΔH2=-90.7 kJ·mol-1
③2CH3OH(g) ⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)若甲烷和二甲醚的燃烧热分别是890.3 kJ·mol-1、1 453.0 kJ·mol-1;1 mol液态水变为气态水要吸收44.0 kJ的热量。反应③中的相关的化学键键能数据如表:
化学键 | H-H | C-O | H-O(水) | H-O(醇) | C-H |
E (kJ · mol-1) | 436 | 343 | 465 | 453 | 413 |
(2)反应③的化学平衡常数表达式为
A.混合气体的密度不变
B.反应容器中二甲醚的百分含量不变
C.反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比
D.混合气体的压强不变
(3)有人模拟制备原理Ⅱ,在500 K时的2 L的密闭容器中充入2 mol CO和6 mol H2,8 min达到平衡,平衡时CO的转化率为80%,c(CH3OCH3)=0.3 mol·L-1,用H2表示反应②的速率是
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(0.4)
解题方法
【推荐2】硫酰氯(SO2Cl2) 和亚硫酰氯(SOCl2) 均是重要的化工试剂,遇水发生剧烈反应,常用作脱水剂。
已知:①SO2Cl2(g)SO2(g)+Cl2(g) △H= +471.7kJ/mol; 平衡常数K1
②SO2(g) +Cl2(g) +SCl2(g)2SOCl2(g) △H=-477.3kJ/mol; 平衡常数 K2
(1)反应2SOCl2(g)SO2Cl2(g)+SCl2(g)的平衡常数K=_____ (用K1、K2表示) 该反应△H=_____ kJ/mol。
(2)若在绝热、恒容的密闭容器中,投入一定量的SO2Cl2(g)和SCl2(g),发生反应SO2Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g),下列示意图能说明t1时刻反应达到平衡状态的是____ (填序号)。
(3)为研究不同条件对反应①的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2molSO2Cl2,10min后反应①达到平衡。测得10min内v(SO2)= 8.0×10-3mol·L-1·min-1,则平衡时SO2Cl2的转化率α1=_______ 。若其它条件保持不变,反应①在恒压条件下进行,平衡时SO2Cl2的转化率α2_____ α1(填“>”、“<”或“=”)。若要增大SO2Cl2的转化率,可以采取的措施有______ (列举一种)。
(4)锂亚硫酰氯(Li/SOCl2) 电池是一种大容量电池,该电池用锂与石墨作电极材料,电解质溶液是由四氯化铝锂(LiAlCl4) 溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中形成的,其电池总反应方程式为:8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S。
①写出电池工作时正极的电极反应式_____________ ;
②若用此电池做电源,以铂作电极电解200mL 0.2mol.L-1CuSO4溶液,当两极各产生标准状况下896mL的气体时,电池负极消耗锂的质量是______ g。
已知:①SO2Cl2(g)SO2(g)+Cl2(g) △H= +471.7kJ/mol; 平衡常数K1
②SO2(g) +Cl2(g) +SCl2(g)2SOCl2(g) △H=-477.3kJ/mol; 平衡常数 K2
(1)反应2SOCl2(g)SO2Cl2(g)+SCl2(g)的平衡常数K=
(2)若在绝热、恒容的密闭容器中,投入一定量的SO2Cl2(g)和SCl2(g),发生反应SO2Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g),下列示意图能说明t1时刻反应达到平衡状态的是
(3)为研究不同条件对反应①的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2molSO2Cl2,10min后反应①达到平衡。测得10min内v(SO2)= 8.0×10-3mol·L-1·min-1,则平衡时SO2Cl2的转化率α1=
(4)锂亚硫酰氯(Li/SOCl2) 电池是一种大容量电池,该电池用锂与石墨作电极材料,电解质溶液是由四氯化铝锂(LiAlCl4) 溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中形成的,其电池总反应方程式为:8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S。
①写出电池工作时正极的电极反应式
②若用此电池做电源,以铂作电极电解200mL 0.2mol.L-1CuSO4溶液,当两极各产生标准状况下896mL的气体时,电池负极消耗锂的质量是
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】CCUS是一种二氧化碳的捕获、利用与封存的技术,这种技术可将CO2资源化,产生经济效益。请回答下列问题:
(1)利用废气中的CO2为原料可制取甲醇。一定条件下,在恒容密闭容器中发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。
①已知:H2(g)、CH3OH(1)的燃烧热(△H)分别为-285.8kJ•mol-1和-726.5kJ•mol-1;CH3OH(1)=CH3OH (g) △H=+35.2kJ•mol-1;H2O(1)=H2O(g) △H=+44kJ•mol-1。
则CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H=___ kJ•mol-1。有利于提高H2平衡转化率的条件是___ (填选项字母)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
②某温度下,向体积为2L的容器中充入6molH2、4molCO2,发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),达到平衡时H2的转化率为50%,其平衡常数为___ (保留两位小数)。
③起始条件(T1℃、2L密闭容器)如表所示:
达到平衡时,该反应的平衡常数:K(I)___ K(Ⅱ)(填“>”“<”或“=”,下同);平衡时CH3OH的浓度:c(I)___ c(Ⅱ)。
(2)CO2可用来合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=-127.8 kJ•mol-1。0.1MPa下,按n(CO2)︰n(H2)=1︰3的投料比充入体积固定的密闭容器中,发生上述反应,不同温度(T)下平衡时的四种气态物质的体积分数(φ)如图所示:
①曲线b、c表示的物质分别为___ 、___ (填化学式)。
②保持温度不变,在体积为VL的恒容容器中以n(CO2)︰n(H2)=2︰3的投料比加入反应物,t0时达到化学平衡。t1时将容器体积瞬间扩大至2VL并保持不变,t2时重新达到平衡。请在图中画出容器内混合气体的平均相对分子质量M随时间的变化趋势图象___ 。
(1)利用废气中的CO2为原料可制取甲醇。一定条件下,在恒容密闭容器中发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。
①已知:H2(g)、CH3OH(1)的燃烧热(△H)分别为-285.8kJ•mol-1和-726.5kJ•mol-1;CH3OH(1)=CH3OH (g) △H=+35.2kJ•mol-1;H2O(1)=H2O(g) △H=+44kJ•mol-1。
则CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H=
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
②某温度下,向体积为2L的容器中充入6molH2、4molCO2,发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),达到平衡时H2的转化率为50%,其平衡常数为
③起始条件(T1℃、2L密闭容器)如表所示:
CO2/mol | H2/mol | CH3OH/mol | H2O/mol | |
I(恒温恒容) | 2 | 6 | 0 | 0 |
II(绝热恒容) | 0 | 0 | 2 | 2 |
达到平衡时,该反应的平衡常数:K(I)
(2)CO2可用来合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=-127.8 kJ•mol-1。0.1MPa下,按n(CO2)︰n(H2)=1︰3的投料比充入体积固定的密闭容器中,发生上述反应,不同温度(T)下平衡时的四种气态物质的体积分数(φ)如图所示:
①曲线b、c表示的物质分别为
②保持温度不变,在体积为VL的恒容容器中以n(CO2)︰n(H2)=2︰3的投料比加入反应物,t0时达到化学平衡。t1时将容器体积瞬间扩大至2VL并保持不变,t2时重新达到平衡。请在图中画出容器内混合气体的平均相对分子质量M随时间的变化趋势图象
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解答题-实验探究题
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较难
(0.4)
名校
【推荐1】NaClO溶液具有漂白能力,已知25℃时,,向含有NaOH的NaClO溶液中逐滴滴入溶液,滴加过程中溶液的pH随溶液的体积的变化曲线及实验现象见下表。
(1)NaClO的电子式是_____ ,次氯酸钠溶液中离子浓度大小顺序是:_____ 。
(2)下列关于NaClO溶液说法正确的是_____(双选)。
(3)25℃,的NaClO和HClO的混合溶液中,[HClO]_____ (填<,>或=)。
(4)A→B,C→D过程溶液的pH值下降的原因可用下面的方程式来解释,请推测方框里的物质并在横线上写出完整的方程式并配平:
。
①_____ 。
+。
②_____ 。
(5)已知,,少量通入NaClO溶液中发生的离子反应方程式为:_____ 。
变化曲线 | 实验现象 |
ⅰ.A→B产生红褐色沉淀 ⅱ.B→C红褐色沉淀的量增多 ⅲ.C→D红褐色沉淀的量增多 ⅳ.D点附近产生有刺激性气味的气体 ⅴ.D→E红褐色沉淀的量略有增多 |
(2)下列关于NaClO溶液说法正确的是_____(双选)。
A.0.01mol/L溶液中, |
B.长期露置在空气中,释放,漂白能力减弱 |
C.通入过量,反应的离子方程式为 |
D.25℃,的NaClO和HClO的混合溶液中, |
(4)A→B,C→D过程溶液的pH值下降的原因可用下面的方程式来解释,请推测方框里的物质并在横线上写出完整的方程式并配平:
。
①
+。
②
(5)已知,,少量通入NaClO溶液中发生的离子反应方程式为:
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】的捕集和利用能有效助力“碳中和”和“碳达峰”。
Ⅰ.工业上常用饱和溶液回收捕集废气中的和,其流程为:
已知:该温度下,、、、。
(1)①写出的电离平衡常数表达式___________ 。
②的混合溶液中含碳微粒主要为___________ (不考虑溶液中的分子),___________ 。
Ⅱ.工业上用与催化合成甲醇,相关反应为:
(2)已知平衡常数、、随温度变化的曲线如图所示:
①___________ 0(填“>”或“<”),判断依据为___________ 。
②取值范围为___________ 。
(3)一定条件下,向2L的恒容密闭容器中充入3mol和1mol只发生反应ⅰ和ⅱ,达到平衡状态后,测得平衡时气体压强是开始的0.7倍,的转化率为80%。
①平衡时___________ mol⋅L-1。
②反应ii的化学平衡常数___________ 。
Ⅰ.工业上常用饱和溶液回收捕集废气中的和,其流程为:
已知:该温度下,、、、。
(1)①写出的电离平衡常数表达式
②的混合溶液中含碳微粒主要为
Ⅱ.工业上用与催化合成甲醇,相关反应为:
相关反应 | (kJ·mol-1) | 化学平衡常数(K) | |
ⅰ | |||
ⅱ | |||
ⅲ |
(2)已知平衡常数、、随温度变化的曲线如图所示:
①
②取值范围为
(3)一定条件下,向2L的恒容密闭容器中充入3mol和1mol只发生反应ⅰ和ⅱ,达到平衡状态后,测得平衡时气体压强是开始的0.7倍,的转化率为80%。
①平衡时
②反应ii的化学平衡常数
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解答题-实验探究题
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较难
(0.4)
名校
【推荐3】“84消毒液”广泛应用于杀菌消毒,其有效成分是NaClO。实验小组制备消毒液,并利用其性质探索制备碘水的方法并测定相关反应的平衡常数。
资料:i.HClO的电离常数为Ka=4.7×10-8;H2CO3的电离常数为K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11
ii.碘的化合物主要以I-和的形式存在,+5I-+6H+=3I2+3H2O。
iii.碘单质能与I-反应:I2+I-(低浓度时显黄色,高浓度时为棕色)。
I制备消毒液(夹持装置略)
(1)制备NaClO的离子反应方程式___________ 。
(2)结合资料i,写出D中反应的化学方程式___________ 。
II.利用消毒液的性质探究碘水的制备方法
将某品牌“84消毒液”稀释10倍,各取100mL于三个烧杯中,设计如下实验方案制备碘水:
(3)针对烧杯3“滴加淀粉溶液不变蓝”的原因,提出两种假设:
假设1:过量的NaClO将反应生成的I2氧化为。
设计实验a证实了假设1成立。NaClO氧化I2生成的离子方程式是___________ 。
假设2:生成的I2在碱性溶液中不能存在。
设计实验b证实了假设2成立,实验b的操作及现象是___________ 。
(4)某小组检验烧杯3所得溶液中含:取烧杯3所得无色溶液少许,加入稀硫酸酸化的KI溶液,反应后再滴加淀粉溶液,发现溶液变蓝。该实验方案能否证明烧杯3所得溶液中存在,说明理由___________ 。
(5)预测烧杯1反应后加淀粉溶液的实验现象,结合方程式说明预测依据___________ 。
资料:i.HClO的电离常数为Ka=4.7×10-8;H2CO3的电离常数为K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11
ii.碘的化合物主要以I-和的形式存在,+5I-+6H+=3I2+3H2O。
iii.碘单质能与I-反应:I2+I-(低浓度时显黄色,高浓度时为棕色)。
I制备消毒液(夹持装置略)
(1)制备NaClO的离子反应方程式
(2)结合资料i,写出D中反应的化学方程式
II.利用消毒液的性质探究碘水的制备方法
将某品牌“84消毒液”稀释10倍,各取100mL于三个烧杯中,设计如下实验方案制备碘水:
方案 | 操作 | 现象 | 反应后加淀粉溶液 |
1 | 烧杯1溶液中加入9gKI固体 | |溶液为橙黄色 | …… |
2 | 烧杯2溶液中加入9gKI固体,再加入1mol/L盐酸10mL | 溶液颜色快速加深,呈紫红色 | 变蓝 |
3 | 烧杯3溶液中加入少量KI固体(小于0.5g) | 振荡后溶液保持无色 | 不变蓝 |
假设1:过量的NaClO将反应生成的I2氧化为。
设计实验a证实了假设1成立。NaClO氧化I2生成的离子方程式是
假设2:生成的I2在碱性溶液中不能存在。
设计实验b证实了假设2成立,实验b的操作及现象是
(4)某小组检验烧杯3所得溶液中含:取烧杯3所得无色溶液少许,加入稀硫酸酸化的KI溶液,反应后再滴加淀粉溶液,发现溶液变蓝。该实验方案能否证明烧杯3所得溶液中存在,说明理由
(5)预测烧杯1反应后加淀粉溶液的实验现象,结合方程式说明预测依据
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