1 . 二氧化碳与氢气催化合成乙烯具有重要的意义。将和按物质的量之比1:3加入VL的密闭容器中,压强为0.1MPa,反应达到平衡状态时,各组分的物质的量分数x随温度T的变化如下图所示。已知:
下列说法不正确 的是
下列说法
A.与合成反应的热化学方程式: |
B.图中b、d分别表示、的变化曲线 |
C.570K、0.2MPa反应达到平衡状态时,M点显示的可能是的物质的量分数 |
D.与合成反应的 |
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2 . 烟气脱硝技术是环境科学研究的热点。实验室模拟将烟气中的深度氧化为,并进一步将转化获得含氮产品,流程示意图如下。深度氧化器中发生的反应:
i.
ii.
iii.
(1)被深度氧化,补全热化学方程式:
___________
(2)一定条件下,不同温度时,的浓度随时间的变化如图所示。①___________ (填“>”或“<”)。
②8s时,的浓度不同的原因是___________ 。
(3)一定条件下,NO的初始浓度为时,不同反应时间,深度氧化器中的浓度随的变化如图所示。反应过程中的浓度极低。①时,深度氧化器中发生的反应主要是___________ (填“i”“ii”或“iii”)。
②时,的浓度随变化的原因是___________ 。
(4)且恒压的条件下进行烟气处理,烟气达到排放标准所需深度氧化的时间仍较长。结合(3),保持上述条件不变,解决这一问题可采取的措施及目的分别是___________ 。
(5)深度氧化后的烟气通过吸收器完全转化为硝酸盐产品,产品浓度的测定方法如下。已知的还原产物分别是。产品中的物质的量浓度为___________ 。
i.
ii.
iii.
(1)被深度氧化,补全热化学方程式:
(2)一定条件下,不同温度时,的浓度随时间的变化如图所示。①
②8s时,的浓度不同的原因是
(3)一定条件下,NO的初始浓度为时,不同反应时间,深度氧化器中的浓度随的变化如图所示。反应过程中的浓度极低。①时,深度氧化器中发生的反应主要是
②时,的浓度随变化的原因是
(4)且恒压的条件下进行烟气处理,烟气达到排放标准所需深度氧化的时间仍较长。结合(3),保持上述条件不变,解决这一问题可采取的措施及目的分别是
(5)深度氧化后的烟气通过吸收器完全转化为硝酸盐产品,产品浓度的测定方法如下。已知的还原产物分别是。产品中的物质的量浓度为
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解题方法
3 . 甲醇是一种重要的化工原料,具有广阔的开发和应用前景。工业上使用水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇(CH3OH)。
(1)已知一定条件下,发生反应:,,该条件下,水煤气转化成甲醇的热化学方程式是________ 。
(2)在体积可变的恒压密闭容器中投入0.5 mol CO和0.75 mol H2,不同条件下发生上述反应。实验测得平衡时CH3OH的物质的量(n)随温度(T)、压强(p)的变化如图1所示。
①p1____ p2(填“<”或“>”)。
②M点对应的平衡混合气体的体积为1 L,则233 ℃时,该反应的平衡常数K=_______ ,H2的转化率为______ (保留1位小数)。
③下列叙述能说明上述反应在p1条件下达到化学平衡状态的是_______ (填字母)。
a.单位时间内消耗1 mol CO的同时生成1 mol CH3OH
b.CH3OH的体积分数不再改变
c.密闭容器的体积不再改变
(3)工业上可利用甲醇羰基化法进一步制取甲酸甲酯:。在容积不变的密闭容器中,投入等物质的量的CH3OH和CO,相同时间内CO的转化率随温度变化如图2所示(不考虑其他副反应)。
①b、c、d三点中,尚未达到化学平衡状态的点是________ 。
②该反应是_______ (填“放热”或“吸热”)反应。
③曲线ac段和de段的变化趋势不同。试从反应速率和平衡角度说明理由:________ 。
(1)已知一定条件下,发生反应:,,该条件下,水煤气转化成甲醇的热化学方程式是
(2)在体积可变的恒压密闭容器中投入0.5 mol CO和0.75 mol H2,不同条件下发生上述反应。实验测得平衡时CH3OH的物质的量(n)随温度(T)、压强(p)的变化如图1所示。
①p1
②M点对应的平衡混合气体的体积为1 L,则233 ℃时,该反应的平衡常数K=
③下列叙述能说明上述反应在p1条件下达到化学平衡状态的是
a.单位时间内消耗1 mol CO的同时生成1 mol CH3OH
b.CH3OH的体积分数不再改变
c.密闭容器的体积不再改变
(3)工业上可利用甲醇羰基化法进一步制取甲酸甲酯:。在容积不变的密闭容器中,投入等物质的量的CH3OH和CO,相同时间内CO的转化率随温度变化如图2所示(不考虑其他副反应)。
①b、c、d三点中,尚未达到化学平衡状态的点是
②该反应是
③曲线ac段和de段的变化趋势不同。试从反应速率和平衡角度说明理由:
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4 . 二甲醚()是重要的化工原料,可用水煤气(主要成分为CO和)合成。其主要反应原理如下(a、b、c均为正值):
① kJ⋅mol
② kJ·mol
③ kJ⋅mol
回答下列问题:
(1)总反应的热化学方程式:_______ kJ/mol。
(2)以下说法能说明反应达到化学平衡状态的有_______ 。
a.恒温恒容条件下,气体的密度保持不变
b.恒温恒压条件下,气体的平均摩尔质量保持不变
c.绝热体系中,体系的温度保持不变
(3)生产二甲醚的过程中存在副反应:,与甲醇脱水反应:形成竞争。将水煤气按一定进料比通入反应装置,选择合适的催化剂。在保持温度一定改变压强条件下测得二甲醚的选择性如下图所示。
资料:二甲醚的选择性是指转化为二甲醚的CO在全部CO反应物中所占的比例。
分析:温度一定,随压强增大,二甲醚选择性增大的原因是_______ 。
① kJ⋅mol
② kJ·mol
③ kJ⋅mol
回答下列问题:
(1)总反应的热化学方程式:
(2)以下说法能说明反应达到化学平衡状态的有
a.恒温恒容条件下,气体的密度保持不变
b.恒温恒压条件下,气体的平均摩尔质量保持不变
c.绝热体系中,体系的温度保持不变
(3)生产二甲醚的过程中存在副反应:,与甲醇脱水反应:形成竞争。将水煤气按一定进料比通入反应装置,选择合适的催化剂。在保持温度一定改变压强条件下测得二甲醚的选择性如下图所示。
资料:二甲醚的选择性是指转化为二甲醚的CO在全部CO反应物中所占的比例。
分析:温度一定,随压强增大,二甲醚选择性增大的原因是
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解题方法
5 . 完成下列问题
(1)0.1mol完全燃烧生成液态水和,放出88.96kJ热量,的燃烧热为___________ kJ/mol。
(2)单斜硫和正交硫转化为的能量变化图如图。
32g单斜硫转化为正交硫的反应热为___________ kJ/mol,单斜硫比正交硫的稳定性___________ (填“强”或“弱”)。
(3)和在一定条件下能发生反应:
已知:
a、b、c均大于零
断开1mol H-I键所需能量为___________ kJ/mol。
(1)0.1mol完全燃烧生成液态水和,放出88.96kJ热量,的燃烧热为
(2)单斜硫和正交硫转化为的能量变化图如图。
32g单斜硫转化为正交硫的反应热为
(3)和在一定条件下能发生反应:
已知:
a、b、c均大于零
断开1mol H-I键所需能量为
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6 . 二甲醚(CH3OCH3)是重要的化工原料,可用CO和H2制得,总反应的热化学方程式为:
工业中采用“一步法”,通过复合催化剂使下列甲醇合成和甲醇脱水反应同时进行:
i.甲醇合成反应:___________
ii.甲醇脱水反应:,
(1)起始时向容器中投入2molCO和4molH2,测得某时刻上述总反应中放出的热量为51.5kJ,此时CO的转化率为___________ 。
(2)请补全甲醇合成反应 的热化学方程式___________ 。
(3)甲醇脱水反应:,是制备二甲醚的重要环节。
①某温度下,该反应的化学平衡常数是360。在恒容密闭容器中加入一定量的CH3OH(g),测得某时刻各组分浓度如下表所示。此时正反应速率___________ 逆反应速率(填“>”、“<”或“=”)。
②在一定温度下的恒容密闭容器中发生甲醇脱水反应,下列能说明该反应已达到平衡状态的是___________ 。
a.相同时间内消耗CH3OH的物质的量与消耗CH3OCH3的物质的量之比为2:1
b.混合体系内各组分浓度不变
c.恒容密闭容器内的压强不变
(4)生产二甲醚的过程中存在以下副反应,与甲醇脱水反应形成竞争。
将反应物混合气按进料比通入反应装置,选择合适的催化剂。在不同温度下,反应相同时间,测得二甲醚的选择性 如图所示。
资料:二甲醚的选择性 是指转化为二甲醚的CO在全部转化的CO中所占的比例。温度低于265℃时,随着温度升高二甲醚选择性增加,原因是___________ 。
工业中采用“一步法”,通过复合催化剂使下列甲醇合成和甲醇脱水反应同时进行:
i.甲醇合成反应:___________
ii.甲醇脱水反应:,
(1)起始时向容器中投入2molCO和4molH2,测得某时刻上述总反应中放出的热量为51.5kJ,此时CO的转化率为
(2)请补全
(3)甲醇脱水反应:,是制备二甲醚的重要环节。
①某温度下,该反应的化学平衡常数是360。在恒容密闭容器中加入一定量的CH3OH(g),测得某时刻各组分浓度如下表所示。此时正反应速率
物质 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
浓度/(mol/L) | 0.02 | 0.4 | 0.4 |
a.相同时间内消耗CH3OH的物质的量与消耗CH3OCH3的物质的量之比为2:1
b.混合体系内各组分浓度不变
c.恒容密闭容器内的压强不变
(4)生产二甲醚的过程中存在以下副反应,与甲醇脱水反应形成竞争。
将反应物混合气按进料比通入反应装置,选择合适的催化剂。在不同温度下,反应相同时间,测得二甲醚的
资料:二甲醚的
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7 . 碳单质在工业上有多种用途。
(1)焦炭可用于制取水煤气。测得碳与水蒸气完全反应生成水煤气(主要成分为和)时,吸收了热量。该反应的热化学方程式是___________ 。
(2)活性炭可处理大气污染物。在密闭容器中加入和活性炭(无杂质),生成气体E和F。当温度分别在和时,测得各物质平衡时物质的量如下表:
①请结合上表数据,写出与活性炭反应的化学方程式___________ 。
②上述反应时的平衡常数为时的平衡常数为。
Ⅰ.计算___________ 。
Ⅱ.根据上述信息判断,温度和的关系是(填序号)___________ 。
a. b. c.无法比较
③在T温度下反应达到平衡后,下列措施不能改变的转化率的是___________ 。
a.增大 b.增大压强 c.升高温度 d.移去部分F
(3)工业上可用焦炭冶炼金属。若碳完全与赤铁矿(Fe2O3)反应,得到铁,同时生成2种常见气体,则该反应的化学方程式是___________ 。
(1)焦炭可用于制取水煤气。测得碳与水蒸气完全反应生成水煤气(主要成分为和)时,吸收了热量。该反应的热化学方程式是
(2)活性炭可处理大气污染物。在密闭容器中加入和活性炭(无杂质),生成气体E和F。当温度分别在和时,测得各物质平衡时物质的量如下表:
①请结合上表数据,写出与活性炭反应的化学方程式
②上述反应时的平衡常数为时的平衡常数为。
Ⅰ.计算
Ⅱ.根据上述信息判断,温度和的关系是(填序号)
a. b. c.无法比较
③在T温度下反应达到平衡后,下列措施不能改变的转化率的是
a.增大 b.增大压强 c.升高温度 d.移去部分F
(3)工业上可用焦炭冶炼金属。若碳完全与赤铁矿(Fe2O3)反应,得到铁,同时生成2种常见气体,则该反应的化学方程式是
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8 . 碳氧化物、氮氧化物处理与利用是世界各国研究的热点问题。
(1)消除汽车尾气中的,有利于减少的排放。
已知:I.
Ⅱ.
①___________ 。
②在催化剂作用下和转化为无毒气体,写出反应的热化学方程式___________ 。一定条件下,单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如下图所示。温度高于时,随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是___________ 。
(2)消除燃煤烟气中的(主要成分为、的混合物)可以采用溶液吸收脱除。水解的离子方程式是___________ 。
溶液吸收的主要过程如下:
i.,
ⅱ.,
转化为的热化学方程式是___________ 。
研究对脱除率的影响。调节溶液的初始,的脱除率如下:
影响脱除率的原因是___________ 。
(1)消除汽车尾气中的,有利于减少的排放。
已知:I.
Ⅱ.
①
②在催化剂作用下和转化为无毒气体,写出反应的热化学方程式
(2)消除燃煤烟气中的(主要成分为、的混合物)可以采用溶液吸收脱除。水解的离子方程式是
溶液吸收的主要过程如下:
i.,
ⅱ.,
转化为的热化学方程式是
研究对脱除率的影响。调节溶液的初始,的脱除率如下:
初始 | 3.5 | 4.5 | 5.5 | 6.5 | 7.5 |
脱除率 |
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9 . 直接排放含SO2的烟气会危害环境。利用工业废碱渣(主要成分Na2CO3)可吸收烟气中的SO2并制备无水Na2SO3,其流程如图1。
已知:H2SO3、HSO、SO在水溶液中的物质的量分数随pH的分布如图2,Na2SO3·7H2O和Na2SO3的溶解度曲线如图3。
(1)Na2CO3溶液显碱性,用离子方程式解释其原因:_______ 。
(2)吸收烟气
①为提高NaHSO3的产率,应控制吸收塔中的pH为_______ 。
②NaHSO3溶液中c(SO)>c(H2SO3),结合方程式解释其原因:_______ 。
③已知下列反应:
吸收塔中Na2CO3溶液吸收SO2生成HSO的热化学方程式是_______ 。
④吸收塔中的温度不宜过高,可能的原因是_______ (写出1种即可)。
已知:H2SO3、HSO、SO在水溶液中的物质的量分数随pH的分布如图2,Na2SO3·7H2O和Na2SO3的溶解度曲线如图3。
(1)Na2CO3溶液显碱性,用离子方程式解释其原因:
(2)吸收烟气
①为提高NaHSO3的产率,应控制吸收塔中的pH为
②NaHSO3溶液中c(SO)>c(H2SO3),结合方程式解释其原因:
③已知下列反应:
吸收塔中Na2CO3溶液吸收SO2生成HSO的热化学方程式是
④吸收塔中的温度不宜过高,可能的原因是
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10 . 工业上制硫酸的主要反应之一为:,反应过程中能量的变化如下图所示。
(1)向反应体系中加入催化剂后,图中___________ (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),___________ 。
(2)已知: ; ;若与反应产生和,则该反应的热化学方程式为___________ 。
(3)某温度下,反应的起始浓度,,达到平衡后,的转化率为50%,则此温度下该反应的平衡常数K的数值为___________ 。
(4)在温度时,该反应的平衡常数K=,若在此温度下,向1L的恒容密闭容器中,充入0.03mol、0.16mol,和0.03mol,则反应开始时正反应速率___________ (填“>”、“=”或“<”)逆反应速率。
(1)向反应体系中加入催化剂后,图中
(2)已知: ; ;若与反应产生和,则该反应的热化学方程式为
(3)某温度下,反应的起始浓度,,达到平衡后,的转化率为50%,则此温度下该反应的平衡常数K的数值为
(4)在温度时,该反应的平衡常数K=,若在此温度下,向1L的恒容密闭容器中,充入0.03mol、0.16mol,和0.03mol,则反应开始时正反应速率
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