1 . 研究含氮化合物对消除环境污染,能源结构的改变,食品添加剂的研究等有重要意义。
(1)甘氨酸锌常用于食品的添加剂,也可代替甘油作烟丝的加香、防冻。一水合甘氨酸锌结构简式如图所示。①在H、N、O、C、Zn元素中,不属于P区元素的有___________ 。
②N、O、C、Zn元素的第一电离能由大到小的顺序为___________ 。
(2)“中国制造2025”是中国政府实施制造强国战略第一个十年行动领。氮化铬在现代工业中发挥了重要作用。
①基态N原子的价层电子排布图为___________ 。
②基态Cr原子的价层电子排布式为___________ 。
(3)NO在空气中存在如下反应:,该反应分两步完成,其反应历程如图所示。决定总反应速率的这一步反应的热化学方程式为___________ 。(4)在汽车上安装三效催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物(CO、、碳氢化合物)进行相互反应,生成无毒物质,减少汽车尾气污染。发生以下反应:
I.
Ⅱ.
若CO的燃烧热为283.5kJ/mol,则反应I的___________ kJ/mol。
(5)室温下,用氨水将转化为,实验测得溶液中,则溶液的pH为___________ 。(已知:的,)
(6)若T℃时,pH=2的醋酸溶液中由水电离出的,将此温度下的HCl溶液与的NaOH溶液混合后pH=3,则___________ 。
(1)甘氨酸锌常用于食品的添加剂,也可代替甘油作烟丝的加香、防冻。一水合甘氨酸锌结构简式如图所示。①在H、N、O、C、Zn元素中,不属于P区元素的有
②N、O、C、Zn元素的第一电离能由大到小的顺序为
(2)“中国制造2025”是中国政府实施制造强国战略第一个十年行动领。氮化铬在现代工业中发挥了重要作用。
①基态N原子的价层电子排布图为
②基态Cr原子的价层电子排布式为
(3)NO在空气中存在如下反应:,该反应分两步完成,其反应历程如图所示。决定总反应速率的这一步反应的热化学方程式为
I.
Ⅱ.
若CO的燃烧热为283.5kJ/mol,则反应I的
(5)室温下,用氨水将转化为,实验测得溶液中,则溶液的pH为
(6)若T℃时,pH=2的醋酸溶液中由水电离出的,将此温度下的HCl溶液与的NaOH溶液混合后pH=3,则
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解题方法
2 . 在催化剂的作用下,利用合成气(主要成分为CO、和)合成甲醇时涉及了如下反应:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
回答下列问题:
(1)=______ 。
某温度下,盛有1mol CO的密闭容器通入发生反应Ⅰ,测得平衡时(g)的体积分数变化如图所示。(2)a、b、c三点中,转化率最大的是_______ (填字母)。
(3)图中,n=______ mol,此时CO的转化率为50%,反应体系总压为pPa,则该温度下反应Ⅰ的平衡常数Kp=____ Pa-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
一定条件下,某密闭容器中投入1mol和3mol发生反应Ⅱ和Ⅲ。
(4)升高反应体系温度,合成甲醇的反应速率______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)加入少量CO,平衡时甲醇的量____ (填“增多”“减少”或“不变”)。
(6)达到平衡后,缩小容器体积,反应Ⅲ的平衡______ (填“正向”“逆向”或“不”)移动。
改变温度和投气比[]发生反应:,测得CO平衡转化率如表所示(其他反应条件相同)。
(7)a、b、c三点对应的反应温度由高到低顺序是_____ 。
研究表明,反应的速率方程为,式中yCO、yH2O、yCO2、yH2分别表示相应的物质的量分数,Kp为平衡常数,k为反应的速率常数,温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示。(8)根据速率方程分析,时v逐渐减小的原因是________ 。
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
回答下列问题:
(1)=
某温度下,盛有1mol CO的密闭容器通入发生反应Ⅰ,测得平衡时(g)的体积分数变化如图所示。(2)a、b、c三点中,转化率最大的是
(3)图中,n=
一定条件下,某密闭容器中投入1mol和3mol发生反应Ⅱ和Ⅲ。
(4)升高反应体系温度,合成甲醇的反应速率
(5)加入少量CO,平衡时甲醇的量
(6)达到平衡后,缩小容器体积,反应Ⅲ的平衡
改变温度和投气比[]发生反应:,测得CO平衡转化率如表所示(其他反应条件相同)。
平衡点 | a | b | c |
0.5 | 0.5 | 1 | |
CO平衡转化率 | 50 | 33.3 | 50 |
(7)a、b、c三点对应的反应温度由高到低顺序是
研究表明,反应的速率方程为,式中yCO、yH2O、yCO2、yH2分别表示相应的物质的量分数,Kp为平衡常数,k为反应的速率常数,温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示。(8)根据速率方程分析,时v逐渐减小的原因是
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3 . 将还原转化为有用的化学产品是目前研究的热点之一、回答下列问题:
Ⅰ.用铜铝催化剂可将加氢合成甲醇,已知过程中发生的反应如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
(1)_____ (用含、的代数式表示),_____ (用含、的代数式表示)。
(2)查阅资料可知,,则_____ (填“低温"“商温”或“任意温度”)条件下有利于反应ⅲ自发进行。
Ⅱ.和以1:3的物质的量之比通入某密闭容器中,仅发生反应,的平衡转化率与温度、气体的总压强的关系如图所示:(3)反应速率:______ (填“>”“<”或“=”)。
(4)平衡常数:____ (填“>”“<”或“=”)。
(5)压强:______ (填“>”“<”或“=”)。
(6)b点时,该反应的平衡常数______ (分压=总压×物质的量分数,用含x、的代数式表示)。
Ⅲ.常温下,CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示:(7)若生成乙烯和乙烷的体积比为6:5,则消耗的和的体积比为______ 。
Ⅰ.用铜铝催化剂可将加氢合成甲醇,已知过程中发生的反应如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
(1)
(2)查阅资料可知,,则
Ⅱ.和以1:3的物质的量之比通入某密闭容器中,仅发生反应,的平衡转化率与温度、气体的总压强的关系如图所示:(3)反应速率:
(4)平衡常数:
(5)压强:
(6)b点时,该反应的平衡常数
Ⅲ.常温下,CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示:(7)若生成乙烯和乙烷的体积比为6:5,则消耗的和的体积比为
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4 . 研发二氧化碳的利用技术,将二氧化碳转化为能源是减轻环境污染和解决能源问题的方案之一、回答下列问题:
(1)利用CO2合成二甲醚有两种工艺。
工艺1:
涉及以下主要反应:
反应Ⅰ.甲醇的合成:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0kJ/mol
反应Ⅱ.逆水汽变换:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.0kJ/mol
反应Ⅲ.甲醇脱水:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H3=-23.5kJ/mol
工艺2:反应Ⅳ.2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H
①△H=___________ kJ/mol,反应Ⅳ在___________ (填“低温”“高温”或“任意温度”)下自发进行。
②反应Ⅳ的活化能Ea(正)___________ (填“>”“<"或“=”)Ea(逆)。
③在恒温恒容的密闭容器中,下列说法能判断反应Ⅳ达到平衡的是___________ (填标号)。
A.气体物质中碳元素与氧元素的质量比不变
B.容器内CH3OCH3浓度保持不变
C.容器内气体密度不变
D.容器内气体的平均摩尔质量不变
(2)在不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料合成甲醇(反应Ⅰ),实验测得CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图甲、乙所示。①下列说法正确的是___________ (填标号)。
A.图甲纵坐标表示CH3OH的平衡产率
B.p1<p2<p3
C.为了同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择低温、高压条件
D.一定温度、压强下,提高CO2的平衡转化率的主要方向是寻找活性更高的催化剂
②图乙中,某温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是___________ 。
(3)在T1温度下,将3molCO2和7molH2充人2L的恒容密闭容器中发生反应Ⅰ和Ⅳ,达到平衡状态时CH3OH(g)和CH3OCH3(g)的物质的量分别为1mol和0.5mol。
①反应经过10min达到平衡,0~10min内CO2的平均反应速率v(CO2)=___________ mol/(L·min)。
②T1温度时反应Ⅰ的平衡常数K=___________ 。
(1)利用CO2合成二甲醚有两种工艺。
工艺1:
涉及以下主要反应:
反应Ⅰ.甲醇的合成:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0kJ/mol
反应Ⅱ.逆水汽变换:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.0kJ/mol
反应Ⅲ.甲醇脱水:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H3=-23.5kJ/mol
工艺2:反应Ⅳ.2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H
①△H=
②反应Ⅳ的活化能Ea(正)
③在恒温恒容的密闭容器中,下列说法能判断反应Ⅳ达到平衡的是
A.气体物质中碳元素与氧元素的质量比不变
B.容器内CH3OCH3浓度保持不变
C.容器内气体密度不变
D.容器内气体的平均摩尔质量不变
(2)在不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料合成甲醇(反应Ⅰ),实验测得CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图甲、乙所示。①下列说法正确的是
A.图甲纵坐标表示CH3OH的平衡产率
B.p1<p2<p3
C.为了同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择低温、高压条件
D.一定温度、压强下,提高CO2的平衡转化率的主要方向是寻找活性更高的催化剂
②图乙中,某温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是
(3)在T1温度下,将3molCO2和7molH2充人2L的恒容密闭容器中发生反应Ⅰ和Ⅳ,达到平衡状态时CH3OH(g)和CH3OCH3(g)的物质的量分别为1mol和0.5mol。
①反应经过10min达到平衡,0~10min内CO2的平均反应速率v(CO2)=
②T1温度时反应Ⅰ的平衡常数K=
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解题方法
5 . 回答下列问题。
(1)一定条件下,在密闭容器中充入和,发生反应:。测得和的物质的量随时间变化如图所示。___________ ;内的平均反应速率___________ ,平衡时的转化率为___________ 。
(2)下列措施能提高正反应速率的是___________(填正确答案的字母)。
(3)工业上常以水煤气(和)为原料合成甲醇。已知: ; ,则与制备水煤气的热化学方程式为___________ 。
(1)一定条件下,在密闭容器中充入和,发生反应:。测得和的物质的量随时间变化如图所示。
(2)下列措施能提高正反应速率的是___________(填正确答案的字母)。
A.降低温度 | B.增加的量 | C.使用催化剂 | D.及时分离出甲醇 |
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6 . 已知胆矾晶体相关的焓变如图所示,则为
A. | B. |
C. | D. |
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7 . 已知① ②C2H5OH(g)=C2H5OH(l) ,③(a、b、c均>0)。若使酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(单位:)
A. | B. | C. | D. |
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8 . (1)已知:
写出催化氢化合成甲醇和水的热化学方程式:___________ ;
(2)恒温条件下,可逆反应:在体积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志的是___________ ;
A.单位时间内生成的同时生成
B.混合气体的密度不再改变的状态
C.混合气体的压强不再改变的状态
D.混合气体的平均摩尔质量不再改变的状态
E.、、浓度之比为的状态。
(3)工业上在恒容密闭容器中用下列反应合成甲醇:
①该反应的平衡常数表达式为___________ ;
②如表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数()
a.由表中数据判断该反应的___________ 0(填“>”、“=”或“<”);
b.某温度下,将和充入的密闭容器中,充分反应后达到平衡时测得,则的转化率为___________ ,此时的温度为___________ ;
③要提高的转化率,可以采取的措施是___________ ;
a.升温 b.加入催化剂 c.增加的浓度 d.恒容充入 e.分离出甲醇
写出催化氢化合成甲醇和水的热化学方程式:
(2)恒温条件下,可逆反应:在体积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志的是
A.单位时间内生成的同时生成
B.混合气体的密度不再改变的状态
C.混合气体的压强不再改变的状态
D.混合气体的平均摩尔质量不再改变的状态
E.、、浓度之比为的状态。
(3)工业上在恒容密闭容器中用下列反应合成甲醇:
①该反应的平衡常数表达式为
②如表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数()
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
2.041 | 0.270 | 0.012 |
b.某温度下,将和充入的密闭容器中,充分反应后达到平衡时测得,则的转化率为
③要提高的转化率,可以采取的措施是
a.升温 b.加入催化剂 c.增加的浓度 d.恒容充入 e.分离出甲醇
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9 . 气态亚硝酸(或HONO)是大气中的一种污染物。
(1)亚硝酸的电离平衡常数,其电离方程式为___________ 。
(2)亚硝酸进入人体可以与二甲胺[]迅速反应生成亚硝酸胺[],亚硝酸胺是一种化学致癌物。
①亚硝酸与二甲胺反应生成亚硝酸胺的一种反应机理如下:___________ 、消去反应。
②上述反应机理的反应过程与能量变化的关系如图所示。亚硝酸与二甲胺反应生成亚硝酸胺的△H___________ (填“>”或“<”)0。反应难度更大的是过程___________ (填“ⅰ”或“ⅱ”)。(3)亚硝酸易分解产生NO,含NO的尾气必须吸收除去NO后才能排放。
①已知: ;
;
。
则反应的∆H=___________ 。
②用间接电化学法除去NO的过程如图所示。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理:___________ 。
(1)亚硝酸的电离平衡常数,其电离方程式为
(2)亚硝酸进入人体可以与二甲胺[]迅速反应生成亚硝酸胺[],亚硝酸胺是一种化学致癌物。
①亚硝酸与二甲胺反应生成亚硝酸胺的一种反应机理如下:
HONO+
过程ⅰ和过程ⅱ的反应类型分别为②上述反应机理的反应过程与能量变化的关系如图所示。亚硝酸与二甲胺反应生成亚硝酸胺的△H
①已知: ;
;
。
则反应的∆H=
②用间接电化学法除去NO的过程如图所示。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理:
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10 . 某团队报道了高温富水环境下,催化丙烷氧化脱氢原理,涉及反应如下:
i.
ii.
回答下列问题:
(1)上述反应过程中涉及的C、N、O元素可以组成多种配体,如CO、、等,CO、的配位原子是C,而的配位原子是N,简述其原因___________ 。
(2)已知:丙烷、丙烯的燃烧热分别为、。18g液态水变为吸收热量44kJ。则___________ 。下列关于反应i自发性判断正确的是___________ (填标号)。
A.任何温度都能自发进行 B.任何温度都不能自发进行
C.在较高温度下能自发进行 D.在较低温度下能自发进行
(3)已知反应i速率方程为(k为速率常数只与温度、催化剂有关;α、β、γ、δ为反应级数,可以为正数、负数或分数)。
①一定温度下,反应速率与浓度()关系如下表所示:
根据数据计算,α+β+γ+δ=___________ 。
②速率常数与温度、活化能关系式为(R、C为常数,T为温度,为活化能且不随温度变化而变化)。在不同催化剂Cat1、Cat2作用下,Ink与关系如图:催化效率较大的催化剂是___________ (填“Cat1”或“Cat2”)。
(4)在密闭容器中充入和,仅发生上述反应i和ii,测得丙烷的平衡转化率与温度、压强关系如图所示:①随着温度升高,不同压强下丙烷转化率趋向相等,其主要原因可能是___________ 。
②下,A点丙烯的选择性为80%(选择性等于丙烯的物质的量与丙烷转化的总物质的量之比)。B点时,反应ii的压强平衡常数___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(5)在熔融碳酸钠中,丙烷-空气燃料电池的放电效率高。该燃料电池放电时,负极的电极反应式为___________ 。
i.
ii.
回答下列问题:
(1)上述反应过程中涉及的C、N、O元素可以组成多种配体,如CO、、等,CO、的配位原子是C,而的配位原子是N,简述其原因
(2)已知:丙烷、丙烯的燃烧热分别为、。18g液态水变为吸收热量44kJ。则
A.任何温度都能自发进行 B.任何温度都不能自发进行
C.在较高温度下能自发进行 D.在较低温度下能自发进行
(3)已知反应i速率方程为(k为速率常数只与温度、催化剂有关;α、β、γ、δ为反应级数,可以为正数、负数或分数)。
①一定温度下,反应速率与浓度()关系如下表所示:
序号 | v | ||||
Ⅰ | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | k |
Ⅱ | 0.2 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 4k |
Ⅲ | 0.2 | 0.4 | 0.1 | 0.1 | 8k |
Ⅳ | 0.4 | 0.1 | 0.2 | 0.1 | 8k |
Ⅴ | 0.4 | 0.4 | 0.1 | 0.2 | 16k |
②速率常数与温度、活化能关系式为(R、C为常数,T为温度,为活化能且不随温度变化而变化)。在不同催化剂Cat1、Cat2作用下,Ink与关系如图:催化效率较大的催化剂是
(4)在密闭容器中充入和,仅发生上述反应i和ii,测得丙烷的平衡转化率与温度、压强关系如图所示:①随着温度升高,不同压强下丙烷转化率趋向相等,其主要原因可能是
②下,A点丙烯的选择性为80%(选择性等于丙烯的物质的量与丙烷转化的总物质的量之比)。B点时,反应ii的压强平衡常数
(5)在熔融碳酸钠中,丙烷-空气燃料电池的放电效率高。该燃料电池放电时,负极的电极反应式为
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