解题方法
1 . 硫氧化物、氮氧化物和碳氧化物都是常见的大气污染物。回答下列问题:
(1)已知:NO(g)+SO3(g)SO2(g)+NO2(g) △H=+40.7 kJ·mol-1,一种可同时脱除SO2和NO的工艺涉及的反应原理及能量变化如下:
I:NO(g)+O2(g)NO2(g)+O2(g) △H1=-200.9 kJ·mol-1;
II:SO4(g)+O2(g)SO3(g)+O2(g) △H2,其正反应的活化能Ea1=58.0 kJ·mol-1。
反应II的逆反应的活化能为Ea2=___________ 。
(2)一定条件下,将一氧化碳转化为甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。已知:温度与化学平衡常数的对应关系如表所示。
现有1.0 mol CO(g)和2.0 mol H2(g)在1 L恒容密闭容器中发生上述反应。
①该反应的平衡常数表达式为______________ 。
②该反应在___________ (填“较高温度”“较低温度”或“任何温度”)下自发进行。
③227℃时,H2的转化率和容器内总压强的关系如图所示(M点达到平衡)。
227℃下,平衡时p(CH3OH)=___________ kPa(用含p0的式子表示),该反应的平衡常数Kp=___________ (kPa)-2(Kp为以分压表示的平衡常数,保留1位小数);若升高温度,则平衡时H2的转化率_______ (填“>”“<”或“=”)60%,理由是__________________________ 。
④若保持反应温度和容器容积不变,反应达到平衡后充入H2,再次达到平衡时,________ (填字母)。
a.H2的转化率增大 b.CH3OH的分解速率加快
c.容器内总压强变大 d.化学平衡常数Kp变大
(1)已知:NO(g)+SO3(g)SO2(g)+NO2(g) △H=+40.7 kJ·mol-1,一种可同时脱除SO2和NO的工艺涉及的反应原理及能量变化如下:
I:NO(g)+O2(g)NO2(g)+O2(g) △H1=-200.9 kJ·mol-1;
II:SO4(g)+O2(g)SO3(g)+O2(g) △H2,其正反应的活化能Ea1=58.0 kJ·mol-1。
反应II的逆反应的活化能为Ea2=
(2)一定条件下,将一氧化碳转化为甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。已知:温度与化学平衡常数的对应关系如表所示。
温度/℃ | 227 | 327 |
化学平衡常数(K) | 2.344 | 0.255 |
现有1.0 mol CO(g)和2.0 mol H2(g)在1 L恒容密闭容器中发生上述反应。
①该反应的平衡常数表达式为
②该反应在
③227℃时,H2的转化率和容器内总压强的关系如图所示(M点达到平衡)。
227℃下,平衡时p(CH3OH)=
④若保持反应温度和容器容积不变,反应达到平衡后充入H2,再次达到平衡时,
a.H2的转化率增大 b.CH3OH的分解速率加快
c.容器内总压强变大 d.化学平衡常数Kp变大
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2 . 乙醛是一种常见的有机物,在生产、生活中用途广泛。回答下列问题:
(1)已知:①
②
③
_______ 。
(2)在镍催化下,乙醛与氢气反应生成乙醇。在恒温恒容反应器中充入一定量和发生反应:。下列叙述错误的是_______(填标号)。
(3)速率方程(k为速率常数,只与温度、催化剂有关;n为反应级数)。
①阿伦尼乌斯就关于速率常数与活化能、温度(T)的关系提出经验关系式:(R为常数,k为速率常数,为活化能,T为温度)。一定温度下,在(催化剂)作用下,与关系如图所示。催化剂效能较高的是_______ (填“”或“”),判断依据是_______ 。
②为了测定反应级数(n),实验测得在一系列不同浓度时的初始反应速率数据如下:
已知:一步进行的反应称为基元反应,基元反应中反应级数等于反应物的化学计量数之和。下列叙述正确的是_______ (填标号)。
A.该总反应为二级反应
B.速率常数
C.上述反应不是基元反应
D.时
(4)一定温度下,保持总压强为,向反应器充入和的混合气体(不参与反应)发生反应,测得平衡转化率与起始投料比的关系如图所示。其他条件不变,的平衡转化率随着投料比增大而减小的原因是_______ 。该温度下,上述反应M点平衡常数_______ 。(为用分压计算的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)
(5)时,向反应器充入一定量发生反应,测得单位时间内转化率与压强关系如图所示。解释时的转化率达到峰值的原因:_______ 。(6)据报道,我国科学家开发功能催化剂,实现中性水溶液中高效催化电解还原制备乙醛,其阴极的电极反应式为_______ 。
(1)已知:①
②
③
(2)在镍催化下,乙醛与氢气反应生成乙醇。在恒温恒容反应器中充入一定量和发生反应:。下列叙述错误的是_______(填标号)。
A.气体压强不随时间变化时达到平衡状态 |
B.平衡后充入氖气,平衡向逆反应方向移动 |
C.上述可逆反应的正反应是嫡增反应 |
D.平衡后,充入少量平衡转化率增大 |
(3)速率方程(k为速率常数,只与温度、催化剂有关;n为反应级数)。
①阿伦尼乌斯就关于速率常数与活化能、温度(T)的关系提出经验关系式:(R为常数,k为速率常数,为活化能,T为温度)。一定温度下,在(催化剂)作用下,与关系如图所示。催化剂效能较高的是
②为了测定反应级数(n),实验测得在一系列不同浓度时的初始反应速率数据如下:
0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | |
0.020 | 0.080 | 0.182 | 0.318 |
A.该总反应为二级反应
B.速率常数
C.上述反应不是基元反应
D.时
(4)一定温度下,保持总压强为,向反应器充入和的混合气体(不参与反应)发生反应,测得平衡转化率与起始投料比的关系如图所示。其他条件不变,的平衡转化率随着投料比增大而减小的原因是
(5)时,向反应器充入一定量发生反应,测得单位时间内转化率与压强关系如图所示。解释时的转化率达到峰值的原因:
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解题方法
3 . 氯乙烯是一种用途广泛的有机原料,可制备多种化工产品。回答下列问题:
已知与发生加成反应的化学方程式如下:
I.
Ⅱ.
“反应I”和“反应Ⅱ”满足范特霍夫方程(为用组分的平衡分压代替组分的平衡浓度求平衡常数:R、C均为常数,不同的反应C值不同),平衡常数与温度的关系如图所示:
(1)由(g)转化为(g)的热化学方程式为_______ 。
(2)若已知反应 ,则熵变的数值z_______ y(填“>”“=”或“<”)。
(3)由图可知,“反应I”和“反应Ⅱ”的焓变_______ (填“>”“=”或“<”)。
(4)由图可知,温度下,“反应I”和“反应Ⅱ”的平衡常数_______ (填“>”“=”或“<”)。
(5)℃时,在初始压强为kPa的恒容密闭容器中,按物质的量之比为1∶1充入(g)和(g),发生“反应I”和“反应Ⅱ”,达到平衡时,容器中(g)和(g)的分压分别为0.4kPa、0.02kPa.则:
①平衡时,(g)的转化率为_______ %。
②℃时,“反应Ⅱ”的平衡常数_______ (为用组分的平衡分压代替组分的平衡浓度求平衡常数,已知:分压=总压×该组分物质的量分数)。
③若其它条件不变,将恒容密闭容器换成压强为kPa的恒压密闭容器,反应达到平衡时,(g)的平衡产率将_______ (填“增大”“减小”或“不变”),原因为_______ 。
已知与发生加成反应的化学方程式如下:
I.
Ⅱ.
“反应I”和“反应Ⅱ”满足范特霍夫方程(为用组分的平衡分压代替组分的平衡浓度求平衡常数:R、C均为常数,不同的反应C值不同),平衡常数与温度的关系如图所示:
(1)由(g)转化为(g)的热化学方程式为
(2)若已知反应 ,则熵变的数值z
(3)由图可知,“反应I”和“反应Ⅱ”的焓变
(4)由图可知,温度下,“反应I”和“反应Ⅱ”的平衡常数
(5)℃时,在初始压强为kPa的恒容密闭容器中,按物质的量之比为1∶1充入(g)和(g),发生“反应I”和“反应Ⅱ”,达到平衡时,容器中(g)和(g)的分压分别为0.4kPa、0.02kPa.则:
①平衡时,(g)的转化率为
②℃时,“反应Ⅱ”的平衡常数
③若其它条件不变,将恒容密闭容器换成压强为kPa的恒压密闭容器,反应达到平衡时,(g)的平衡产率将
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解题方法
4 . 甲烷和乙炔(CH≡CH)在有机合成中有着广泛的用途。回答下列问题:
(1)已知:
①H2(g)+ O2(g) =H2O(g) ΔH1= - 198 kJ·mol-1;
②CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH2= - 283 kJ·mol-1;
③CH4(g)+ 2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH3=-846.3 kJ·mol-1。
写出甲烷与水蒸气在高温下制备合成气(CO、H2 )的热化学方程式:___________ 。
(2)用甲烷在高温下气相裂解制取乙炔和氢气,其反应原理为2CH4(g) C2H2(g) +3H2(g) ΔH >0。几种气体平衡时分压(Pa)的对数与温度(K)的关系如图1所示。
①图1中A点温度时的平衡常数Kp=___________ (用气体平衡时分压代替浓度计算)。
②T℃时,向体积为2 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol CH4进行上述反应。当反应达到平衡时,测得c(CH4)= c(H2),则CH4的转化率为___________ 。 若改变温度至T2℃ ,10 s后反应再次达到平衡,测得c(CH4)= 2c(H2),则该变化过程中T1___________ (填“>”或“ <”)T2。
(3)一定温度下,向体积为2 L的恒容密闭容器中充入2 mol C2H2(乙炔)和2 mol HCl发生反应:HC≡CH(g) + HCl(g) CH2= CHCl(g) ΔH。测得反应物(C2H2或HCl)浓度随时间的变化关系如图2所示。
①M点时,v正___________ (填“>”“<”或“=”)v逆。
②15 min时仅改变了一个外界条件,改变的条件可能是___________ 。
③0~10 min内氯乙烯的平均反应速率v(CH2=CHCl)=___________ mol·L-1·min-1.向密闭容器中充入一定量乙炔和氯化氢,发生上述反应,测得乙炔的平衡转化率与温度、S的关系如图3所示。其中S3>S2> S1,则S代表的物理量是___________ 。
(1)已知:
①H2(g)+ O2(g) =H2O(g) ΔH1= - 198 kJ·mol-1;
②CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH2= - 283 kJ·mol-1;
③CH4(g)+ 2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH3=-846.3 kJ·mol-1。
写出甲烷与水蒸气在高温下制备合成气(CO、H2 )的热化学方程式:
(2)用甲烷在高温下气相裂解制取乙炔和氢气,其反应原理为2CH4(g) C2H2(g) +3H2(g) ΔH >0。几种气体平衡时分压(Pa)的对数与温度(K)的关系如图1所示。
①图1中A点温度时的平衡常数Kp=
②T℃时,向体积为2 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol CH4进行上述反应。当反应达到平衡时,测得c(CH4)= c(H2),则CH4的转化率为
(3)一定温度下,向体积为2 L的恒容密闭容器中充入2 mol C2H2(乙炔)和2 mol HCl发生反应:HC≡CH(g) + HCl(g) CH2= CHCl(g) ΔH。测得反应物(C2H2或HCl)浓度随时间的变化关系如图2所示。
①M点时,v正
②15 min时仅改变了一个外界条件,改变的条件可能是
③0~10 min内氯乙烯的平均反应速率v(CH2=CHCl)=
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解题方法
5 . 金属钛(Ti)及其合金是高强度、低密度结构材料,在航空航天、医疗器械等领域有着重要用途。目前生产钛的方法之一是将TiO2转化为TiCl4,再进一步还原得到钛。
(1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法(反应a)和碳氯化法(反应b)。
a.TiO2(s) +2Cl2(g)TiCl4(g) +O2(g) ΔH1 =172 kJ·mol-1
b.TiO2(s) +2Cl2(g)+2C (s)TiCl4(g)+2CO (g) ΔH2
已知:C (s) +O2(g)CO2(g) ΔH3= -393.5 kJ·mol-1,2CO (g) +O2(g) 2CO2(g) ΔH4= - 566.0 kJ·mol-1
①直接氯化反应在___________ (填“高温”“低温”)有利于自发进行。
②ΔH2=___________ kJ·mol-1
③碳氯化法中生成CO比生成CO2更有利于TiO2转化为TiCl4,从熵变角度分析可能的原因是___________ 。
④已知常压下TCl4的沸点为136°C,从碳氯化反应的混合体系中分离出TiCl4的措施是___________ 。
(2)在1. 0 ×105Pa,将TiO2、C、Cl2以物质的量比1:2.2:2进行反应。体系中TiCl4、CO、CO2平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
①已知在200°C平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4,但实际生产中反应温度却远高于此温度,其原因是___________ 。
②图中a曲线代表的物质是___________ , 原因是___________ 。
③反应C (s)+CO2(g) 2CO (g)的平衡常数Kp(1200°C)=___________ Pa。
(1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法(反应a)和碳氯化法(反应b)。
a.TiO2(s) +2Cl2(g)TiCl4(g) +O2(g) ΔH1 =172 kJ·mol-1
b.TiO2(s) +2Cl2(g)+2C (s)TiCl4(g)+2CO (g) ΔH2
已知:C (s) +O2(g)CO2(g) ΔH3= -393.5 kJ·mol-1,2CO (g) +O2(g) 2CO2(g) ΔH4= - 566.0 kJ·mol-1
①直接氯化反应在
②ΔH2=
③碳氯化法中生成CO比生成CO2更有利于TiO2转化为TiCl4,从熵变角度分析可能的原因是
④已知常压下TCl4的沸点为136°C,从碳氯化反应的混合体系中分离出TiCl4的措施是
(2)在1. 0 ×105Pa,将TiO2、C、Cl2以物质的量比1:2.2:2进行反应。体系中TiCl4、CO、CO2平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
①已知在200°C平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4,但实际生产中反应温度却远高于此温度,其原因是
②图中a曲线代表的物质是
③反应C (s)+CO2(g) 2CO (g)的平衡常数Kp(1200°C)=
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解题方法
6 . 亚氯酸及其盐类在工业生产和环境治理等方面用途非常广泛。
(1)已知:
则________ (用含a、b、c的式子表示)。
(2)时,测得溶液的为1.4,则该温度下的电离常数为___________ (已知)。
(3)工业上可用电解法制备,其工作原理如图所示(足量),电解一段时间后,将电极区的溶液除去微量二氧化氯后,喷雾干燥即得粗品。
离子交换膜应选择___________ (填“阴”或“阳”)离子交换膜;当电极区的溶液质量减少时,理论上通入的质量不少于___________ g(用含a的代数式表示,计算结果保留三位有效数字)。
(4)以为氧化剂是一种新型脱除的方法,其原理如下:
第一步:在碱性环境中被氧化为,反应为;
第二步:继续被氧化为,反应为。
①溶液吸收的过程中,适当增大压强,对的脱除率的影响是___________ (填“升高”“无影响”或“降低”)。
②时,将匀速通过足量浓度为的碱性溶液,后测得溶液中浓度为,则内平均反应速率___________ (溶液的体积变化忽略不计)。
(1)已知:
则
(2)时,测得溶液的为1.4,则该温度下的电离常数为
(3)工业上可用电解法制备,其工作原理如图所示(足量),电解一段时间后,将电极区的溶液除去微量二氧化氯后,喷雾干燥即得粗品。
离子交换膜应选择
(4)以为氧化剂是一种新型脱除的方法,其原理如下:
第一步:在碱性环境中被氧化为,反应为;
第二步:继续被氧化为,反应为。
①溶液吸收的过程中,适当增大压强,对的脱除率的影响是
②时,将匀速通过足量浓度为的碱性溶液,后测得溶液中浓度为,则内平均反应速率
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7 . 回答下列问题:
(1)微生物作用下,经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如图:
1mol(aq)全部氧化成(aq)的热化学方程式是_______ 。
(2)高能燃料肼N2H4,俗称联氨。在工业生产中用途广泛。已知N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)ΔH=-622kJ·mol-1,计算16gN2H4(l)燃烧生成氮气和液态水(反应①)时放出的热量为_______ kJ。相同条件下,若生成氮气和水蒸气(反应②),则反应②放出的热量比①_______ (填“多”或“少”)。
(3)甲醇是一种重要的化工原料,CO可用于合成甲醇,发生反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)。在一容积可变的密闭容器中充有1molCO与2molH2,在催化剂作用下发生反应生成甲醇。CO的平衡转化率(ɑ)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。
①p1_______ p2(填“>”“<”或“=”)
②A、B、C三点的平衡常数(KA、KB、KC)大小关系为_______ (用“>”“<”或“=”连接,下同)
③A、B、C三点容器内混合气体的平均摩尔质量(MA、MB、MC)大小关系为_______ 。
④下列可作为反应达到化学平衡状态的标志的是_______ (填字母)
A.CO、CH3OH的物质的量之比保持不变
B.生成1molCO的同时生成2molH2
C.CO、H2、CH3OH的物质的量之比为1:2:1
D.CH3OH的体积分数不再变化
(1)微生物作用下,经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如图:
1mol(aq)全部氧化成(aq)的热化学方程式是
(2)高能燃料肼N2H4,俗称联氨。在工业生产中用途广泛。已知N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)ΔH=-622kJ·mol-1,计算16gN2H4(l)燃烧生成氮气和液态水(反应①)时放出的热量为
(3)甲醇是一种重要的化工原料,CO可用于合成甲醇,发生反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)。在一容积可变的密闭容器中充有1molCO与2molH2,在催化剂作用下发生反应生成甲醇。CO的平衡转化率(ɑ)与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。
①p1
②A、B、C三点的平衡常数(KA、KB、KC)大小关系为
③A、B、C三点容器内混合气体的平均摩尔质量(MA、MB、MC)大小关系为
④下列可作为反应达到化学平衡状态的标志的是
A.CO、CH3OH的物质的量之比保持不变
B.生成1molCO的同时生成2molH2
C.CO、H2、CH3OH的物质的量之比为1:2:1
D.CH3OH的体积分数不再变化
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2022-08-18更新
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132次组卷
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3卷引用:河南省驻马店市环际大联考2023-2024学年高二上学期11月期中考试化学试题
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解题方法
8 . 甲烷在工业上有很多用途。回答下列问题:
Ⅰ.利用甲烷催化还原消除氮氧化物的污染:
ⅰ.;
ⅱ.;
ⅲ.。
其中:。
(1)_______ (用含a、b的代数式表示)。
(2)在4L某恒容密闭容器中充入和,只发生反应ⅲ,的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。
①曲线上m、n两点的正反应速率:_______ (填“>”、“<”或“=”)。
②T1时,若反应进行到时达到平衡,此时测得混合气体的总压强为,则内,_______ ,反应平衡常数_______ (用分压表示,分压=物质的量分数×总压)。
③下列说法正确的是_______ (填标号)。
A.当混合气体的密度不再随时间改变时,该反应达到平衡
B.该反应的反应物的键能总和小于生成物的键能总和
C.降低温度,有利于提高的转化率,反应平衡常数也增大
D.加入合适的催化剂,的值增大
(3)甲烷-氧气燃料电池的工作原理如图所示(L、K均为惰性电极,气体已换算成标准状况)。
①电池工作时,K电极上发生_______ (填“还原反应”或“氧化反应”)。
②L电极上的电极反应式为_______ 。
③每消耗,电路中转移电子的物质的量为_______ mol。
Ⅰ.利用甲烷催化还原消除氮氧化物的污染:
ⅰ.;
ⅱ.;
ⅲ.。
其中:。
(1)
(2)在4L某恒容密闭容器中充入和,只发生反应ⅲ,的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。
①曲线上m、n两点的正反应速率:
②T1时,若反应进行到时达到平衡,此时测得混合气体的总压强为,则内,
③下列说法正确的是
A.当混合气体的密度不再随时间改变时,该反应达到平衡
B.该反应的反应物的键能总和小于生成物的键能总和
C.降低温度,有利于提高的转化率,反应平衡常数也增大
D.加入合适的催化剂,的值增大
(3)甲烷-氧气燃料电池的工作原理如图所示(L、K均为惰性电极,气体已换算成标准状况)。
①电池工作时,K电极上发生
②L电极上的电极反应式为
③每消耗,电路中转移电子的物质的量为
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2022-05-29更新
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143次组卷
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4卷引用:河南省创新发展联盟2021-2022学年高二下学期阶段性检测(四)化学试题
9 . 甲烷在日常生活及有机合成中用途广泛,某研究小组研究甲烷在高温下气相裂解反应的原理及其应用。
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3kJ•mol-1
C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) ΔH2=-1299.6kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=-571.6kJ•mol-1
则甲烷气相裂解反应:2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的ΔH=_____ 。
(2)该研究小组在研究过程中得出当甲烷分解时,几种气体平衡时分压(Pa)与温度(℃)的关系如图所示。
①T1℃时,向2L恒容密闭容器中充入0.3molCH4,只发生反应2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=c(CH4)。该反应达到平衡时,CH4的转化率为____ 。
②对上述平衡状态,若改变温度至T2℃,经10s后再次达到平衡,c(CH4)=2c(C2H4),则10s内C2H4的平均反应速率v(C2H4)=___ ,上述变化过程中T1____ (填“>”或“<”)T2,判断理由是____ 。
③在①建立的平衡状态基础上,其他条件不变,再通入0.5molCH4,平衡将____ (填“不移动”、“正向移动”或“逆向移动”),与原平衡相比,CH4的平衡转化率____ (填“不变”、“变大”或“变小”)。
(3)若容器中发生反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g),计算该反应在图中A点温度时的平衡常数Kp=____ Pa2(用平衡分压代替平衡浓度)。
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3kJ•mol-1
C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) ΔH2=-1299.6kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=-571.6kJ•mol-1
则甲烷气相裂解反应:2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的ΔH=
(2)该研究小组在研究过程中得出当甲烷分解时,几种气体平衡时分压(Pa)与温度(℃)的关系如图所示。
①T1℃时,向2L恒容密闭容器中充入0.3molCH4,只发生反应2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得c(C2H4)=c(CH4)。该反应达到平衡时,CH4的转化率为
②对上述平衡状态,若改变温度至T2℃,经10s后再次达到平衡,c(CH4)=2c(C2H4),则10s内C2H4的平均反应速率v(C2H4)=
③在①建立的平衡状态基础上,其他条件不变,再通入0.5molCH4,平衡将
(3)若容器中发生反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g),计算该反应在图中A点温度时的平衡常数Kp=
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2022-10-19更新
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601次组卷
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3卷引用:河南省南阳市第一中学校2023-2024学年高二上学期第一次月考化学试题
解题方法
10 . H2在化学工业中有重要用途,中国科学家在以H2为还原剂清除NO的研究方面取得了显著成果,其相关反应如下:
主反应:2NO(g) +2H2(g) N2(g) +2H2O(g) △H1
副反应:2NO(g) +H2(g) N2O(g) +H2O(g)△H2
试回答下列问题:
(1)已知相关反应过程中的能量变化如下:
则主反应的△H1=_______ kJ· mol-1,该反应在_______ (填“ 低温”或“高温” )下能自发进行。
(2)研究表明主反应的速率可表示为v=k·c2(NO) ·c(H2)(k为速率常数)。根据Arrhenius方程:lg(R为常数,Ea为反应的活化能),可判断影响速率常数k的外界因素有_______ (填两种)。
(3)在催化剂作用下,将原料气NO、H2按 )=1充入某刚性密闭容器中,在不同温度下,反应相同时间时测得混合气体中N2、N2O的体积分数随温度的变化关系如图所示:
①由图可知,混合气体中N2的体积分数明显高于N2O的原因可能是_______ (填1种);温度高于205°C时,N2的体积分数随温度的升高而减小的原因可能是_______ (列出2点)。
②200°C时,下列事实能说明上述反应达到平衡状态的是_______ (填序号)。
a.混合气体的密度保持不变
b.N2的生成速率等于N2O的消耗速率
c.保持不变
d.H2O(g)的体积分数保持不变
(4)T° C时,向2 L添加催化剂的刚性恒温密闭容器中充入1 mol NO和3 mol H2,发生上述反应,容器内压强随时间的变化如下表(不考虑催化剂对压强的影响):
已知平衡时N2的选择性为90% [N2的选择性= ],则NO的有效去除率 (NO转化为N2)为_______ % ;根据(2)中的速率方程计算主反应在60 min时的速率v=_______ 。(无需注明单位,用含k的代数式表示)。
主反应:2NO(g) +2H2(g) N2(g) +2H2O(g) △H1
副反应:2NO(g) +H2(g) N2O(g) +H2O(g)△H2
试回答下列问题:
(1)已知相关反应过程中的能量变化如下:
则主反应的△H1=
(2)研究表明主反应的速率可表示为v=k·c2(NO) ·c(H2)(k为速率常数)。根据Arrhenius方程:lg(R为常数,Ea为反应的活化能),可判断影响速率常数k的外界因素有
(3)在催化剂作用下,将原料气NO、H2按 )=1充入某刚性密闭容器中,在不同温度下,反应相同时间时测得混合气体中N2、N2O的体积分数随温度的变化关系如图所示:
①由图可知,混合气体中N2的体积分数明显高于N2O的原因可能是
②200°C时,下列事实能说明上述反应达到平衡状态的是
a.混合气体的密度保持不变
b.N2的生成速率等于N2O的消耗速率
c.保持不变
d.H2O(g)的体积分数保持不变
(4)T° C时,向2 L添加催化剂的刚性恒温密闭容器中充入1 mol NO和3 mol H2,发生上述反应,容器内压强随时间的变化如下表(不考虑催化剂对压强的影响):
时间/ min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
压强/MPa | p0 | 0.96p0 | 0. 92p0 | 0. 90p0 | 0. 90p0 |
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