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1 . 尿素[CO(NH2)2]的生产具有重要意义。
(1)尿素的催化合成
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1=-286.0 kJ·mol-1
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH2=-92.2 kJ·mol-1
2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(aq)+H2O(l) ΔH3=-101.5 kJ·mol-1
则反应2CO2+2N2+4H2O=2CO(NH2)2+3O2的 ΔH=___________ kJ·mol-1
(2)尿素的电化学合成
①电催化CO2和合成尿素的装置如下图所示,生成尿素的电极反应式为___________ 。②电催化CO2和N2合成尿素。CO2先在阴极被还原为中间体CO,再与N2合成尿素。
已知:CO2在阴极还能被还原为CH4,其生成CH4的趋势比生成CO的趋势更大。但实验数据说明,一定时间内,阴极产物中CO的物质的量大于CH4,可能的原因为___________ 。
(3)尿素的应用
尿素将烟气中氮氧化物还原为N2以达到消除污染的目的。控制其他条件相同,将混有NO、NO2、SO2、N2和O2的模拟烟气匀速通过装有尿素溶液的装置,在装置出口处检测NO、NO2的脱除率α(α=×100%)。
①当烟气中有少量SO2时,有利于NO2脱除,其可能的原因是___________ 。
②当烟气中无SO2存在时,且超过一定数值时,测得α(NO)变为负值,其可能的原因是___________ 。
③尿素水溶液热解产生的NH3可去除尾气中的NOx,流程如下:若氧化处理后的尾气中混有SO2,此时催化剂表面会因为覆盖部分硫酸盐而导致催化剂中毒,降低NOx的去除率。试分析硫酸盐的产生过程___________ 。
(1)尿素的催化合成
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1=-286.0 kJ·mol-1
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH2=-92.2 kJ·mol-1
2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(aq)+H2O(l) ΔH3=-101.5 kJ·mol-1
则反应2CO2+2N2+4H2O=2CO(NH2)2+3O2的 ΔH=
(2)尿素的电化学合成
①电催化CO2和合成尿素的装置如下图所示,生成尿素的电极反应式为
已知:CO2在阴极还能被还原为CH4,其生成CH4的趋势比生成CO的趋势更大。但实验数据说明,一定时间内,阴极产物中CO的物质的量大于CH4,可能的原因为
(3)尿素的应用
尿素将烟气中氮氧化物还原为N2以达到消除污染的目的。控制其他条件相同,将混有NO、NO2、SO2、N2和O2的模拟烟气匀速通过装有尿素溶液的装置,在装置出口处检测NO、NO2的脱除率α(α=×100%)。
①当烟气中有少量SO2时,有利于NO2脱除,其可能的原因是
②当烟气中无SO2存在时,且超过一定数值时,测得α(NO)变为负值,其可能的原因是
③尿素水溶液热解产生的NH3可去除尾气中的NOx,流程如下:若氧化处理后的尾气中混有SO2,此时催化剂表面会因为覆盖部分硫酸盐而导致催化剂中毒,降低NOx的去除率。试分析硫酸盐的产生过程
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2 . 已知CO2催化加氢的主要反应有:
反应Ⅰ CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 ΔS1<0
反应Ⅱ CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2>0 ΔS2
在恒温恒压反应器中通入1 mol CO2、3 mol H2气体,CO2的平衡转化率及CH3OH的平衡产率随温度变化关系如下图。已知:CH3OH产率=×100%;CH3OH的选择性=×100%。下列说法不正确的是
反应Ⅰ CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 ΔS1<0
反应Ⅱ CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2>0 ΔS2
在恒温恒压反应器中通入1 mol CO2、3 mol H2气体,CO2的平衡转化率及CH3OH的平衡产率随温度变化关系如下图。已知:CH3OH产率=×100%;CH3OH的选择性=×100%。下列说法不正确的是
A.ΔH1<0,ΔS2>0 |
B.CH3OH的平衡选择性随温度的升高而减小 |
C.525 K后,升高温度对反应Ⅰ的影响大于对反应Ⅱ的影响 |
D.525 K时,增大的值或增大压强均能使CO2的平衡转化率达到b点的值 |
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3 . 室温下,探究0.1 mol·L-1 FeCl3溶液的性质,下列实验方案能达到探究目的的是
选项 | 探究方案 | 探究目的 |
A | 向两支试管中分别加入5 mL 5%的H2O2溶液,再向两支试管中滴入3滴浓度均为0.1 mol·L-1 的FeCl3和CuSO4,观察产生气体的速率 | 比较Fe3+和Cu2+的催化效率 |
B | 向2 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中加入1 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,充分振荡后滴加KSCN溶液,观察颜色变化 | 2Fe3++2I-=2Fe2++I2是否为可逆反应 |
C | 向苯酚溶液中滴加几滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液,溶液呈紫色 | FeCl3与苯酚发生了氧化还原反应 |
D | 将5 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液和15 mL 0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液混合,生成红褐色沉淀和气体 | Fe3+与发生了双水解反应 |
A.A | B.B | C.C | D.D |
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4 . 以CuZnOAl2O3作催化剂发生反应2CH3CHO(g)+H2O(g)C2H5OH(g)+CH3COOH(g) ΔH<0,下列说法正确的是
A.该反应的平衡常数K= |
B.反应物的键能总和小于生成物的键能总和 |
C.该反应中每消耗1 mol H2O(g),转移电子数约为6.02×1023 |
D.将C2H5OH移出一段时间后,v正增大 |
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解题方法
5 . I.在一定温度下,4L密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图:(1)比较时刻,正逆反应速率大小___________ 。(填“>”“=”或“<”)
(2)若,计算反应开始至时刻用M的浓度变化表示的平均反应速率___________ 。
(3)时刻化学反应达到平衡,反应物的转化率为___________ 。
(4)如果升高温度,则___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅱ.某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素,有关数据如下表所示:
(5)①本实验待测数据可以是___________ ,实验和实验可以探究___________ 对锌与稀硫酸反应速率的影响﹔实验和实验可以探究___________ 对锌与稀硫酸反应速率的影响。
②实验发现比实验反应速率快,原因是___________ 。
(2)若,计算反应开始至时刻用M的浓度变化表示的平均反应速率
(3)时刻化学反应达到平衡,反应物的转化率为
(4)如果升高温度,则
Ⅱ.某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素,有关数据如下表所示:
序号 | 纯锌粉/g | 硫酸溶液/mL | 温度/℃ | 硫酸铜固体/g | 加入蒸馏水/mL |
2.0 | 50.0 | 25 | 0 | 0 | |
2.0 | 40.0 | 25 | 0 | 10.0 | |
2.0 | 50.0 | 25 | 0.2 | 0 | |
2.0 | 50.0 | 35 | 0 | 0 |
(5)①本实验待测数据可以是
②实验发现比实验反应速率快,原因是
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6 . 在一定条件下,对于密闭容器中进行的反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),下列说法能充分说明该反应已达到化学平衡状态的是
A.、、在容器中共存 | B.、、的浓度均不再改变 |
C.、、浓度比为2:1:2 | D.正、逆反应速率相等且均等于零 |
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7 . 常温下,向某溶剂(不参与反应)中加入一定量X、Y和M,所得溶液中同时存在如下平衡:
①
②
③。
X、Y的物质的量浓度c随时间反应t的变化关系如图所示,400s时反应体系达到平衡状态。下列说法正确的是
①
②
③。
X、Y的物质的量浓度c随时间反应t的变化关系如图所示,400s时反应体系达到平衡状态。下列说法正确的是
A.100~400s内,约为 |
B.100s时反应③的逆反应速率小于正反应速率 |
C.若再向容器中加入上述溶剂稀释,平衡后Y的物质的量不变 |
D.若反应③的ΔH<0,则X比Y更稳定 |
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8 . 甲烷是重要的资源,通过下列过程可实现由甲烷到氢气的转化。(1)500℃时,与重整主要发生下列反应:
已知 。向重整反应体系中加入适量多孔CaO,其优点是________ 。
(2)与重整的主要反应的热化学方程式为
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
①在与重整体系中通入适量,可减少C(s)的生成,反应3的________ 。
②下,将的混合气体置于密闭容器中,不同温度下重整体系中和的平衡转化率如图1所示。800℃下平衡转化率远大于600℃下平衡转化率,其原因是________ 。________ ,图2所示机理的步骤(i)中,元素Cu、Ce化合价发生的变化为________ 。
②图2所表示的总反应为________ 。
③当催化氧化温度超过150℃时,催化剂的催化活性下降,其可能原因是________ 。
已知 。向重整反应体系中加入适量多孔CaO,其优点是
(2)与重整的主要反应的热化学方程式为
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
①在与重整体系中通入适量,可减少C(s)的生成,反应3的
②下,将的混合气体置于密闭容器中,不同温度下重整体系中和的平衡转化率如图1所示。800℃下平衡转化率远大于600℃下平衡转化率,其原因是
(3)利用铜-铈氧化物(,Ce是活泼金属)催化氧化可除去中少量CO,催化氧化过程中Cu、Ce的化合价均发生变化,可能机理如图2所示。将的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器,CO的转化率随温度变化的曲线如图3所示。
①基态Ce原子核外电子排布式为,基态Cu原子核外电子排布式为
②图2所表示的总反应为
③当催化氧化温度超过150℃时,催化剂的催化活性下降,其可能原因是
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解题方法
9 . 海洋资源的利用具有广阔的前景。利用空气吹出法从海水中提取溴的流程如图:已知:常压下,溴单质沸点为58.5℃
(1)“吸收塔”中发生反应的离子方程式为_______ 。
(2)“蒸馏塔”具有将溴单质与水溶液分离的作用,其温度应控制在_____ (填序号)。
A.40∼50℃ B.60∼70℃ C.100℃以上
(3)物质A_____ (填化学式)可以循环利用。
(4)探究“氧化”的适宜条件,测得不同条件下溶液中被氧化的的百分含量如图:已知:表示加入氯元素与海水中溴元素物质的量之比。
①结合实际生产,“氧化”的适宜条件为______ 。
②海水中溴元素的浓度是64mg/L,经该方法处理后1m3海水最终得到38.4gBr2,则该实验海水中溴元素的提取率为______ 。
③吸收后的空气进行循环利用,吹出时,吹出塔中吹出率与吸收塔中流量的关系如图所示,当流量过大,吹出率反而下降,其原因:______ 。
(1)“吸收塔”中发生反应的离子方程式为
(2)“蒸馏塔”具有将溴单质与水溶液分离的作用,其温度应控制在
A.40∼50℃ B.60∼70℃ C.100℃以上
(3)物质A
(4)探究“氧化”的适宜条件,测得不同条件下溶液中被氧化的的百分含量如图:已知:表示加入氯元素与海水中溴元素物质的量之比。
①结合实际生产,“氧化”的适宜条件为
②海水中溴元素的浓度是64mg/L,经该方法处理后1m3海水最终得到38.4gBr2,则该实验海水中溴元素的提取率为
③吸收后的空气进行循环利用,吹出时,吹出塔中吹出率与吸收塔中流量的关系如图所示,当流量过大,吹出率反而下降,其原因:
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10 . I.汽车尾气中含有CO、NOx等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。已知4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) H=-1200kJ/mol。
(1)该反应在___________ (填“高温、低温或任何温度”)下能自发进行。
(2)对于该反应,改变某一反应条件(温度T1>T2),下列图象正确的是___________ (填标号)。
(3)某实验小组模拟上述净化过程,一定温度下,在2L的恒容密闭容器中,起始时按照甲、乙两种方式进行投料。甲:NO2 0.2mol,CO 0.4mol;乙:NO2 0.1mol,CO 0.2mol。经过一段时间后达到平衡状态。
①N2的平衡体积分数:甲___________ 乙(填“>、=、<或不确定”,下同)。
②NO2的平衡浓度:甲___________ 乙。
③甲中CO的转化率为50%,该反应的平衡常数为___________ 。
II.二氧化碳的开发利用是化学家和化学工作者一直关注的热门话题,试回答:在1.0L恒容密闭容器中投入1.25molCO2和1.75molH2发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),实验测得不同温度及压强下,平衡时甲醇的物质的量变化如图所示:(4)该反应的正反应为___________ 反应,p1、p2、p3从大到小的关系排序为___________ 。
(5)M点对应的平衡常数K=___________ ,在p2及512K时,图中N点v正___________ v逆(填“>”<”或“=”)。
(1)该反应在
(2)对于该反应,改变某一反应条件(温度T1>T2),下列图象正确的是___________ (填标号)。
A. | B. | C. | D. |
(3)某实验小组模拟上述净化过程,一定温度下,在2L的恒容密闭容器中,起始时按照甲、乙两种方式进行投料。甲:NO2 0.2mol,CO 0.4mol;乙:NO2 0.1mol,CO 0.2mol。经过一段时间后达到平衡状态。
①N2的平衡体积分数:甲
②NO2的平衡浓度:甲
③甲中CO的转化率为50%,该反应的平衡常数为
II.二氧化碳的开发利用是化学家和化学工作者一直关注的热门话题,试回答:在1.0L恒容密闭容器中投入1.25molCO2和1.75molH2发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),实验测得不同温度及压强下,平衡时甲醇的物质的量变化如图所示:(4)该反应的正反应为
(5)M点对应的平衡常数K=
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