1 . 联氨(又称肼,N2H4无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料,回答下列问题:
(1)联氨分子是___________ 分子(填“极性”或“非极性”),其中氮的杂化方式为___________ 。
(2)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(1) H1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(1) H2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) H3
④2N2H4(1)+N2O4(1)=3N2(g)+4H2O(g) △H4=-1048.9kJ/mo1
上述反应热效应之间的关系式为△H4=___________ ,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为___________ 。
(3)联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,联氨第一步电离反应的平衡常数值为___________ (已知:N2H4+H+的K=8.7×107;Kw=1.0×10-14);联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为___________ 。
(4)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是固体逐渐变黑,并有气泡产生﹐发生的化学方程式为___________ 。联氨可用于处理高压锅炉水中的氧。防止锅炉被腐蚀。理论上2kg的联氨可除去水中溶解的O2___________ kg。
(1)联氨分子是
(2)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(1) H1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(1) H2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) H3
④2N2H4(1)+N2O4(1)=3N2(g)+4H2O(g) △H4=-1048.9kJ/mo1
上述反应热效应之间的关系式为△H4=
(3)联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,联氨第一步电离反应的平衡常数值为
(4)联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是固体逐渐变黑,并有气泡产生﹐发生的化学方程式为
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2 . 我国科学家成功利用光伏发电,将电解水获得的与反应合成甲醇,再由甲醇经若干酶促反应合成淀粉。该研究成果已在国际学术期刊《科学》上发表。回答下列问题:
(1)人工合成转化为淀粉只需要11步,其中前两步涉及的反应如图所示。反应的__________ (用含、、、的代数式表示)。
(2)有学者结合实验和计算机模拟结果,得出的一种反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“·”标注,TS1、TS2、TS3、TS4均为过渡态。决速步骤对应的化学方程式为__________ ;TS3对应的步骤适合在__________ (填“高温”或“低温”)条件下进行。(3)在密闭容器中充入一定量的和,发生反应 ,在催化剂作用下单位时间内的转化率与温度、催化剂的关系如图所示。①a点时,的生成速率__________ (填“>”“<”或“=”,下同)的消耗速率;催化效率:Cat2__________ Cat1。
②b点之后的转化率降低,可能的原因是__________ 。
(4)已知催化加氢的主要反应如下:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
①230℃时,将和按物质的量之比为1:3混合通入恒温刚性密闭容器中,在催化剂作用下同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,容器内压强随时间的变化如下表所示。
平衡时,则该温度下反应Ⅰ的化学平衡常数__________ (用含的代数式表示)。
②二氧化碳催化加氢合成甲醇反应往往伴随副反应Ⅱ。一定温度和压强条件下,为了提高反应速率和甲醇选择性,应当__________ 。
(1)人工合成转化为淀粉只需要11步,其中前两步涉及的反应如图所示。反应的
(2)有学者结合实验和计算机模拟结果,得出的一种反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“·”标注,TS1、TS2、TS3、TS4均为过渡态。决速步骤对应的化学方程式为
②b点之后的转化率降低,可能的原因是
(4)已知催化加氢的主要反应如下:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
①230℃时,将和按物质的量之比为1:3混合通入恒温刚性密闭容器中,在催化剂作用下同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,容器内压强随时间的变化如下表所示。
时间/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
压强/MPa |
②二氧化碳催化加氢合成甲醇反应往往伴随副反应Ⅱ。一定温度和压强条件下,为了提高反应速率和甲醇选择性,应当
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2024-03-30更新
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414次组卷
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6卷引用:湖北省九师联盟2024届高三下学期3月质量检测(W-G)化学试卷
解题方法
3 . SO2既是大气主要的污染物之一,又是工业制备硫酸的重要中间物质,研究SO2无害化处理,对治理大气污染、合理利用资源和建设生态文明具有重要意义。
Ⅰ.已知:①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH = akJ/mol
②2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH = bkJ/mol
(1)NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH=__________ kJ/mol(用a、b的代数式表示)。
(2)在一定温度下,将NO2和SO2以体积比1:2置于恒容容器中发生反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。下列能说明反应达到平衡状态的是______填字母)。
Ⅱ.在一定条件下,SO2与O2发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 。
ⅰ.在不同温度下,一定量的SO2与O2在恒容容器发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ,SO3的体积分数随时间变化如图:
(3)该反应的ΔH______ 0 (填“>”“<”或“=”),判断依据是__________ 。
(4)若T1、T2时该反应的化学平衡常数分别为K1、K2,则K1_______ K2(填“>”“<”或“=”)。
(5)在T℃时,向体积为1L的密闭容器中,通入2molSO2和1molO2,反应一段时间达到平衡,此时SO2的转化率为90%,则T℃时该反应的平衡常数K=__________ 。
ⅱ.硫酸工业中,在接触室发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
(6)生产中需要通入过量的空气,目的是__________ 。
Ⅰ.已知:①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH = akJ/mol
②2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH = bkJ/mol
(1)NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH=
(2)在一定温度下,将NO2和SO2以体积比1:2置于恒容容器中发生反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。下列能说明反应达到平衡状态的是______填字母)。
A.体系压强保持不变 |
B.混合气体的密度保持不变 |
C.混合气体的颜色保持不变 |
D.每生成1molSO3消耗1molNO2 |
Ⅱ.在一定条件下,SO2与O2发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 。
ⅰ.在不同温度下,一定量的SO2与O2在恒容容器发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ,SO3的体积分数随时间变化如图:
(3)该反应的ΔH
(4)若T1、T2时该反应的化学平衡常数分别为K1、K2,则K1
(5)在T℃时,向体积为1L的密闭容器中,通入2molSO2和1molO2,反应一段时间达到平衡,此时SO2的转化率为90%,则T℃时该反应的平衡常数K=
ⅱ.硫酸工业中,在接触室发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
(6)生产中需要通入过量的空气,目的是
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解题方法
4 . 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(CO与H2的混合气体)转化成甲醇的热化学方程式是_______ 。
(2)工业上使用水煤气转化成甲醇,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
①要使A点变到B点除增大压强外还可以_______ 。
②A、C两点的平衡转化率相等的原因是_______ 。
③C点条件下假设压强为P2千帕,往容器内充入1molCO与2.5molH2发生反应。平衡时H2的体积分数是_______ 、Kp=_______ 。
(3)工业上也可以用CO2和H2合成甲醇: 。在T℃时,甲、乙、丙三个2L的恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得平衡时有关数据如下。
①若x=19.2,则α1=_______ 。
②下列说法正确的是_______ (填选项字母)。
A. 2c2<c3 B. z>2y,x=y C. p3<2p1 D. a1=a2
③若反应在四种不同情况下的反应速率分别为:
A. B.
C. D.
该反应进行由慢到快的顺序为_______ (填选项字母)。
(1)已知一定条件下,发生反应:
该条件下,水煤气(CO与H2的混合气体)转化成甲醇的热化学方程式是
(2)工业上使用水煤气转化成甲醇,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
①要使A点变到B点除增大压强外还可以
②A、C两点的平衡转化率相等的原因是
③C点条件下假设压强为P2千帕,往容器内充入1molCO与2.5molH2发生反应。平衡时H2的体积分数是
(3)工业上也可以用CO2和H2合成甲醇: 。在T℃时,甲、乙、丙三个2L的恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得平衡时有关数据如下。
容器 | 甲 | 乙 | 丙 | |
起始反应物投入量 | 3molH2(g) 1molCO2(g) | 1molCH3OH(g) 1molH2O(g) | 2molCH3OH(g) 2molH2O(g) | |
平衡数据 | c1 | c2 | c3 | |
反应的能量变化/kJ | x | y | z | |
体系压强/Pa | p1 | p2 | p3 | |
反应物转化率 | a1 | a2 | a3 |
②下列说法正确的是
A. 2c2<c3 B. z>2y,x=y C. p3<2p1 D. a1=a2
③若反应在四种不同情况下的反应速率分别为:
A. B.
C. D.
该反应进行由慢到快的顺序为
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5 . 我国的能源以煤炭为主,燃煤烟气中、等有害气体的排放会污染环境,用还原脱除将其转化为单质硫,对工业生产具有重要的意义。
(1)与的反应为
已知:
则________
(2)在某温度时,进行还原脱除:。
①若在刚性容器中进行,下列说法一定能确定反应达到平衡状态的是________ 。
A. B.与的浓度之比不再改变
C.容器内的压强不再改变 D.的值不再改变
②若控制进料比(物质的量)为,反应达平衡时,混合气体中的体积分数为,则该反应在此温度下的平衡常数为___________ 。
(3)在600℃时,发生如下系列反应(、、为平衡常数),测得不同进料比(物质的量)下平衡体系各物质分布如图所示(图中SO2起始投料固定为)。
反应I:
反应II:
反应III:
①该条件下,为减少有毒物质的产生,同时脱除SO2,实际生产中应控制进料比为___________ 。
②根据图中曲线,可判断___________ (填“>”“=”或“<”)。
(4)SO2—空气质子交换膜燃料电池也可用于处理SO2,其原理如下图。
①写出a极的电极反应式___________ 。
②若用该电池处理标准状况下SO2含量为20%的燃煤烟气3.36L,则理论上电路中转移电子数为_______ (表示阿伏伽德罗常数的值)。
(1)与的反应为
已知:
则
(2)在某温度时,进行还原脱除:。
①若在刚性容器中进行,下列说法一定能确定反应达到平衡状态的是
A. B.与的浓度之比不再改变
C.容器内的压强不再改变 D.的值不再改变
②若控制进料比(物质的量)为,反应达平衡时,混合气体中的体积分数为,则该反应在此温度下的平衡常数为
(3)在600℃时,发生如下系列反应(、、为平衡常数),测得不同进料比(物质的量)下平衡体系各物质分布如图所示(图中SO2起始投料固定为)。
反应I:
反应II:
反应III:
①该条件下,为减少有毒物质的产生,同时脱除SO2,实际生产中应控制进料比为
②根据图中曲线,可判断
(4)SO2—空气质子交换膜燃料电池也可用于处理SO2,其原理如下图。
①写出a极的电极反应式
②若用该电池处理标准状况下SO2含量为20%的燃煤烟气3.36L,则理论上电路中转移电子数为
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解题方法
6 . 探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
已知:为用气体分压表示的平衡常数,分压=物质的量分数×总压。在下,丙烷单独进料时,平衡体系中各组分的体积分数见下表。
(1)比较反应自发进行(∆G=∆H-T∆S<0)的最低温度,反应ⅰ_____ 反应 ⅱ(填“>”或“<”)。
(2)①从初始投料到达到平衡,反应 ⅰ、ⅱ、ⅲ 的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为:_____ 。
②平衡体系中检测不到,可认为存在反应:,下列相关说法正确的是_____ (填标号)。
a.
b.
c.使用催化剂,可提高丙烯的平衡产率
d.平衡后再通入少量丙烷,可提高丙烯的体积分数
③由表中数据推算:丙烯选择性_____ (列出计算式)。
(3)丙烷甲醇共进料时,还发生反应:ⅳ.,在下,平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。
①进料比n(丙烷):n(甲醇)时,体系总反应:______ 。
②随着甲醇投料增加,平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是______ 。
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
已知:为用气体分压表示的平衡常数,分压=物质的量分数×总压。在下,丙烷单独进料时,平衡体系中各组分的体积分数见下表。
物质 | 丙烯 | 乙烯 | 甲烷 | 丙烷 | 氢气 |
体积分数(%) | 21 | 23.7 | 55.2 | 0.1 | 0 |
(1)比较反应自发进行(∆G=∆H-T∆S<0)的最低温度,反应ⅰ
(2)①从初始投料到达到平衡,反应 ⅰ、ⅱ、ⅲ 的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为:
②平衡体系中检测不到,可认为存在反应:,下列相关说法正确的是
a.
b.
c.使用催化剂,可提高丙烯的平衡产率
d.平衡后再通入少量丙烷,可提高丙烯的体积分数
③由表中数据推算:丙烯选择性
(3)丙烷甲醇共进料时,还发生反应:ⅳ.,在下,平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。
①进料比n(丙烷):n(甲醇)时,体系总反应:
②随着甲醇投料增加,平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是
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7 . CH3OH是重要的能源物质,CO2转化为甲醇是一种有效减少CO2排放的方法。
(1)加氢制甲醇过程中发生的主要反应为反应Ⅰ ,
该反应一般认为通过反应Ⅱ和反应Ⅲ两步实现。
反应Ⅱ
反应Ⅲ
若反应Ⅱ为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___________(填标号)。
(2)向恒温2L容器中充入一定量和,发生反应。图中过程Ⅰ、Ⅱ是在不同催化剂作用下的转化率随时间(t)的变化曲线。
下列说法正确的是___________(填序号)。
(3)在25℃和的条件下,发生反应,反应建立平衡后,再逐步增大体系的压强。表中列出了不同压强下平衡时物质CO的浓度。
①压强从到,平衡___________ (填“正向”“逆向”或“不”)移动;
②压强从到,浓度从0.20变为的原因是___________ 。
(4)在温度、容积2L的密闭容器中加入1mol和3mol发生如下反应:,平衡后的体积分数为50%。若在相同温度,相同体积的容器中加入2.4mol、4.2mol、1mol、2mol,平衡后,___________ (填“>”“<”“=”或“不能确定”)
(5)温度为时,在容积为2L的密闭容器中加入1mol和3mol发生下列反应,平衡时的物质的量为0.5mol。反应开始时与平衡时压强之比为___________ 。
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
(1)加氢制甲醇过程中发生的主要反应为反应Ⅰ ,
该反应一般认为通过反应Ⅱ和反应Ⅲ两步实现。
反应Ⅱ
反应Ⅲ
若反应Ⅱ为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___________(填标号)。
A. | B. | C. | D. |
(2)向恒温2L容器中充入一定量和,发生反应。图中过程Ⅰ、Ⅱ是在不同催化剂作用下的转化率随时间(t)的变化曲线。
下列说法正确的是___________(填序号)。
A.m点: |
B.时刻改变的反应条件可能是增大水蒸气的浓度 |
C.活化能:过程Ⅱ<过程Ⅰ |
D.时刻改变的反应条件可能是降低温度 |
(3)在25℃和的条件下,发生反应,反应建立平衡后,再逐步增大体系的压强。表中列出了不同压强下平衡时物质CO的浓度。
压强(Pa) | |||
浓度() | 0.08 | 0.20 | 0.44 |
②压强从到,浓度从0.20变为的原因是
(4)在温度、容积2L的密闭容器中加入1mol和3mol发生如下反应:,平衡后的体积分数为50%。若在相同温度,相同体积的容器中加入2.4mol、4.2mol、1mol、2mol,平衡后,
(5)温度为时,在容积为2L的密闭容器中加入1mol和3mol发生下列反应,平衡时的物质的量为0.5mol。反应开始时与平衡时压强之比为
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
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8 . CO2的转化和利用是实现碳中和的有效途径。回答下列问题。
I.利用CO2合成淀粉涉及的关键反应如下:
①
②
③
(1)反应③中ΔH3=___________ ,该反应的自发条件是___________ (填“高温自发”、“低温自发”或“任何温度下都自发”)。
(2)在催化剂作用下,按的比例向某密闭容器中通入一定量的原料气只发生①②两个反应。维持压强为,测得不同温度下,反应经过相同时间时,CO2的转化率、甲醇的选择性如图1所示:
已知:甲醇的选择性=。
①从图中曲线的变化趋势也可以判断出反应①是放热的,判断的依据是___________ 。
②在实际工业生产中压强不能过高也不能过低的原因是___________ 。
③T1K时,若反应从开始到达到a点所用时间为,则H2的分压=___________ MPa,反应②的
Kp=___________ (Kp指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数,A的平衡分压=A的物质的量分数,最终结果用分数表示)。
Ⅱ.Al-CO2电池电容量大,能有效捕获利用CO2,其工作原理如图2所示。其中,离子液体是具有导电性的优良溶剂,O2是电极反应的催化剂,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
(3)该电池的正极反应式为___________ 。
I.利用CO2合成淀粉涉及的关键反应如下:
①
②
③
(1)反应③中ΔH3=
(2)在催化剂作用下,按的比例向某密闭容器中通入一定量的原料气只发生①②两个反应。维持压强为,测得不同温度下,反应经过相同时间时,CO2的转化率、甲醇的选择性如图1所示:
已知:甲醇的选择性=。
①从图中曲线的变化趋势也可以判断出反应①是放热的,判断的依据是
②在实际工业生产中压强不能过高也不能过低的原因是
③T1K时,若反应从开始到达到a点所用时间为,则H2的分压=
Kp=
Ⅱ.Al-CO2电池电容量大,能有效捕获利用CO2,其工作原理如图2所示。其中,离子液体是具有导电性的优良溶剂,O2是电极反应的催化剂,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
(3)该电池的正极反应式为
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2023-12-31更新
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121次组卷
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2卷引用:湖北省荆荆襄宜七校考试联盟2023-2024学年高二上学期期中联考化学试题
解题方法
9 . “碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一,以、为原料合成甲醇是实现“双碳”经济的有效途径之一,回答下列问题:
已知:①
②
(1)以、为原料合成甲醇:。该反应的___________ ,_____ 0(填“>”“<”“=”),该反应在,该反应在______ 自发进行(填“高温”“低温”“任意温度”)。
(2)℃时,向容积为2L的密闭容器中充入6mol和8mol,并加入催化剂合成甲醇:,容器中的物质的量随时间变化如图中实线所示,图中虚线表示仅改变某一反应条件时,的物质的量随时间的变化。
①该反应在0~8min内,的平均反应速率是___________ 。
②T℃时,该反应的化学平衡常数K=___________ 。
③曲线Ⅰ、Ⅱ改变的条件分别可能是___________ 、___________ 。
(3)在一定温度下的恒容密闭容器中,能说明达到平衡状态的是___________ (填字母)。
a.容器中混合气体的密度不再改变 b.容器中的压强不再改变
c.和的浓度之比为3∶1 d.
e.断裂3mol H−H键同时断裂3mol H−O键
已知:①
②
(1)以、为原料合成甲醇:。该反应的
(2)℃时,向容积为2L的密闭容器中充入6mol和8mol,并加入催化剂合成甲醇:,容器中的物质的量随时间变化如图中实线所示,图中虚线表示仅改变某一反应条件时,的物质的量随时间的变化。
①该反应在0~8min内,的平均反应速率是
②T℃时,该反应的化学平衡常数K=
③曲线Ⅰ、Ⅱ改变的条件分别可能是
(3)在一定温度下的恒容密闭容器中,能说明达到平衡状态的是
a.容器中混合气体的密度不再改变 b.容器中的压强不再改变
c.和的浓度之比为3∶1 d.
e.断裂3mol H−H键同时断裂3mol H−O键
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解题方法
10 . “绿水青山就是金山银山”,近年来,绿色发展、生态保护成为中国的新名片。
Ⅰ.已知25℃和101kPa下:
①
②
③
(1)表示燃烧热的热化学方程式为___________ 。
Ⅱ.和在一定条件下反应可制得合成气,在1L密闭容器中分别通入和,发生反应: 。
(2)该反应在___________ (填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。
(3)下列能判断达到平衡状态的是___________(填序号)。
Ⅲ.已知催化加氢合成乙醇的反应原理为:,设m为起始时的投料比,即。
(4)图1中m1、m2、m3从大到小的顺序为___________ 。
(5)图2表示在总压为5MPa的恒压条件下,且m=3时,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系,则曲线d代表的物质为___________ (填化学式)。
Ⅳ.工业上可用丙烯加成法制备1,2-二氯丙烷(),主要副产物为3-氯丙烯(),反应原理为:
①
②
一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的和发生反应,容器内气体的压强随时间的变化如表所示:
(6)用单位时间内气体分压的变化表示反应①的反应速率,即,则前120min内平均反应速率___________ 。
(7)该温度下,若平衡时HCl的体积分数为12.5%,反应①的平衡常数___________ (为以分压表示的平衡常数,保留小数点后2位)。
Ⅰ.已知25℃和101kPa下:
①
②
③
(1)表示燃烧热的热化学方程式为
Ⅱ.和在一定条件下反应可制得合成气,在1L密闭容器中分别通入和,发生反应: 。
(2)该反应在
(3)下列能判断达到平衡状态的是___________(填序号)。
A.一定温度下,容积固定的容器中,密度保持不变 |
B.容积固定的绝热容器中,温度保持不变 |
C.一定温度和容积固定的容器中,平均相对分子质量不变 |
D.和的物质的量之比不再改变 |
Ⅲ.已知催化加氢合成乙醇的反应原理为:,设m为起始时的投料比,即。
(4)图1中m1、m2、m3从大到小的顺序为
(5)图2表示在总压为5MPa的恒压条件下,且m=3时,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系,则曲线d代表的物质为
Ⅳ.工业上可用丙烯加成法制备1,2-二氯丙烷(),主要副产物为3-氯丙烯(),反应原理为:
①
②
一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的和发生反应,容器内气体的压强随时间的变化如表所示:
时间/min | 0 | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 360 |
压强/kPa | 80 | 74.2 | 69.2 | 65.2 | 61.6 | 57.6 | 57.6 |
(6)用单位时间内气体分压的变化表示反应①的反应速率,即,则前120min内平均反应速率
(7)该温度下,若平衡时HCl的体积分数为12.5%,反应①的平衡常数
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