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解题方法
1 . 为实现“碳中和”“碳达峰”,碳的循环利用是重要措施。利用氢气和CO反应生成甲烷,涉及的反应如下:
i.
ii.
iii.
回答下列问题:
(1)在25℃和101kPa下,转变为时放出44.0kJ热量,的燃烧热为,CO的燃烧热为,的燃烧热为,则________ 。
(2)一定温度下,在恒容的密闭容器中进行上述反应,平衡时CO的转化率及的选择性随变化的情况如图所示[已知的选择性]。①图中表示选择性变化的曲线是________ (填“甲”或“乙”),保持不变,曲线甲由B点达到A点需要的条件为________ 。
②相同温度下,向恒容容器内加入和1molCO,初始压强为10MPa,平衡时的物质的量为________ mol,反应ii的________ (保留小数点后一位)。
(3)催化加氢制甲醇也是碳循环的重要途径。在某催化剂表面与氢气作用制备甲醇的反应机理如图所示。催化循环中产生的中间体微粒共________ 种,催化加氢制甲醇总反应的化学方程式为________ 。
i.
ii.
iii.
回答下列问题:
(1)在25℃和101kPa下,转变为时放出44.0kJ热量,的燃烧热为,CO的燃烧热为,的燃烧热为,则
(2)一定温度下,在恒容的密闭容器中进行上述反应,平衡时CO的转化率及的选择性随变化的情况如图所示[已知的选择性]。①图中表示选择性变化的曲线是
②相同温度下,向恒容容器内加入和1molCO,初始压强为10MPa,平衡时的物质的量为
(3)催化加氢制甲醇也是碳循环的重要途径。在某催化剂表面与氢气作用制备甲醇的反应机理如图所示。催化循环中产生的中间体微粒共
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216次组卷
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7卷引用:2024届陕西省安康市安康市高新中学,安康中学高新分校高三下学期模拟预测理综试题-高中化学
解题方法
2 . 石油化工生产过程中,将石油分馏产物中长链烃的裂解产物进行分离,就可以得到合成纤维工业、塑料工业、橡胶工业等重要的短链烃化工原料。
(1)已知:正丁烷和异丁烷之间转化的能量变化如图1所示。正丁烷气体转化成异丁烷气体的热化学方程式为___________ 。
(2)已知:、、的键能分别为:、、。
反应1:
反应2:
①裂解反应1在___________ (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行;
②裂解反应2的正反应活化能___________ (填“”或“”)逆反应活化能。
(3)向密闭容器中投入一定量的正丁烷,发生反应1和反应2,测得正丁烷的平衡转化率与压强和温度的关系如图2所示。①、、由大到小的顺序为___________ 。
②随着温度升高,三种不同压强下正丁烷的平衡转化率趋向相等,原因是___________ 。
(4)温度T°C下,向2L密闭容器中投入正丁烷,同时发生反应1和反应2.6min达到平衡,测得部分物质的浓度与时间的关系如图3所示,平衡时体系的压强为51MPa。 图3
①0~6min内,利用表示的平均反应速率为___________ 。
②7min时改变的条件可能是___________ (填字母)。
A.缩小容器的体积 B.降低温度 C.增大正丁烷的浓度 D.加入催化剂
③温度T°C下,反应2的分压平衡常数___________ MPa。
(1)已知:正丁烷和异丁烷之间转化的能量变化如图1所示。正丁烷气体转化成异丁烷气体的热化学方程式为
(2)已知:、、的键能分别为:、、。
反应1:
反应2:
①裂解反应1在
②裂解反应2的正反应活化能
(3)向密闭容器中投入一定量的正丁烷,发生反应1和反应2,测得正丁烷的平衡转化率与压强和温度的关系如图2所示。①、、由大到小的顺序为
②随着温度升高,三种不同压强下正丁烷的平衡转化率趋向相等,原因是
(4)温度T°C下,向2L密闭容器中投入正丁烷,同时发生反应1和反应2.6min达到平衡,测得部分物质的浓度与时间的关系如图3所示,平衡时体系的压强为51MPa。 图3
①0~6min内,利用表示的平均反应速率为
②7min时改变的条件可能是
A.缩小容器的体积 B.降低温度 C.增大正丁烷的浓度 D.加入催化剂
③温度T°C下,反应2的分压平衡常数
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解题方法
3 . 将转化为等燃料有助于降低大气中浓度,还能获得乙醇等高附加值化学品,是实现“碳中和”目标的一种有效途径。
(1)已知下列反应的热化学方程式:
Ⅰ.2CO2(g)+2H2O(g)⇌2C2H4(g)+3O2(g) K1 ΔH1=+1323kJ/mol
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) K2 ΔH2=+41kJ/mol
Ⅲ.C2H4(g)+H2O(g)⇌C2H5OH(g) K3 ΔH3=-45.5kJ/mol
反应2CO(g)+5H2O(g)⇌2C2H5OH(g)+3O2(g)+2H2(g)的___________ ,平衡常数K=___________ (用和表示)。
(2)将5mol和20mol通入起始压强为p的某恒容密闭容器中发生反应Ⅳ:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) K4 ΔH4=-165kJ/mol(主反应)和反应Ⅱ(副反应),平衡时容器中含碳物质的物质的量随温度的变化如图1所示。①为了提高的产率,理论上应采用的措施是___________ (填“低”或“高”,后同)温___________ 压。
②800K时,反应Ⅱ的平衡常数___________ (用平衡分压代替物质的量浓度计算,保留两位有效数字)。
③500K时,若只发生反应Ⅳ,下列说法能判断反应达到平衡状态的是___________ (填标号)。
A.消耗1mol的同时生成2mol
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.的体积分数不再变化
D.体系的温度不再发生变化
(3)我国科学家提出了一种用双催化剂协同催化合成的路径。先利用催化剂将转化为*CO(*表示吸附态)和游离态的CO,再经过一系列的反应形成,该过程能量与反应进程的关系如图2所示。①该过程的决速步骤是___________ (用“→”表示含碳物质间的转化)。
②游离态CO的自由能___________ (填“大于”或“小于”) *CO的自由能。
(1)已知下列反应的热化学方程式:
Ⅰ.2CO2(g)+2H2O(g)⇌2C2H4(g)+3O2(g) K1 ΔH1=+1323kJ/mol
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) K2 ΔH2=+41kJ/mol
Ⅲ.C2H4(g)+H2O(g)⇌C2H5OH(g) K3 ΔH3=-45.5kJ/mol
反应2CO(g)+5H2O(g)⇌2C2H5OH(g)+3O2(g)+2H2(g)的
(2)将5mol和20mol通入起始压强为p的某恒容密闭容器中发生反应Ⅳ:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) K4 ΔH4=-165kJ/mol(主反应)和反应Ⅱ(副反应),平衡时容器中含碳物质的物质的量随温度的变化如图1所示。①为了提高的产率,理论上应采用的措施是
②800K时,反应Ⅱ的平衡常数
③500K时,若只发生反应Ⅳ,下列说法能判断反应达到平衡状态的是
A.消耗1mol的同时生成2mol
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.的体积分数不再变化
D.体系的温度不再发生变化
(3)我国科学家提出了一种用双催化剂协同催化合成的路径。先利用催化剂将转化为*CO(*表示吸附态)和游离态的CO,再经过一系列的反应形成,该过程能量与反应进程的关系如图2所示。①该过程的决速步骤是
②游离态CO的自由能
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解题方法
4 . 二氧化碳催化加氢制甲烷的反应受到人们广泛关注。回答下列问题:
(1)二氧化碳加氢制甲烷的过程中主要发生以下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
反应的_______ ,该反应在_______ (填“低温”“高温”或“任意温度”)条件下能自发进行。
(2)以Ni作催化剂,可选择、、为载体。在密闭容器中,控制、加入和,使用不同的催化剂载体,发生反应Ⅰ、Ⅱ,的转化率及其平衡转化率随温度变化的情况如图所示。①低温活性最高的催化剂载体是_______ 。
②在图中所示温度范围内,随温度升高,的平衡转化率减小,原因可能是_______ 。研究表明,当温度升至600℃以上,的平衡转化率随温度升高而增大,此时的产率随温度升高而_______ (填“升高”“降低”或“不变”)。
③525℃下达到平衡时,的转化率为80%,的转化率为57.5%,的物质的量为_______ mol,反应Ⅰ用摩尔分数表示的平衡常数_______ (列出计算式,用摩尔分数代替平衡浓度计算,物质i的摩尔分数)。
(3)若反应物中混入,会导致Ni催化剂失活。原因是吸附在Ni活性位点,阻止了与的反应。在Ni催化剂中添加Mn和Zn助剂,可避免Ni催化剂失活,其机理可能是_______ 。
(1)二氧化碳加氢制甲烷的过程中主要发生以下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
反应的
(2)以Ni作催化剂,可选择、、为载体。在密闭容器中,控制、加入和,使用不同的催化剂载体,发生反应Ⅰ、Ⅱ,的转化率及其平衡转化率随温度变化的情况如图所示。①低温活性最高的催化剂载体是
②在图中所示温度范围内,随温度升高,的平衡转化率减小,原因可能是
③525℃下达到平衡时,的转化率为80%,的转化率为57.5%,的物质的量为
(3)若反应物中混入,会导致Ni催化剂失活。原因是吸附在Ni活性位点,阻止了与的反应。在Ni催化剂中添加Mn和Zn助剂,可避免Ni催化剂失活,其机理可能是
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解题方法
5 . 和共活化处理的研究既有利于实现碳中和,又有利于处理某些环境中的有害气体.该研究过程主要涉及如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)反应Ⅲ的反应热________ ,该反应在________ (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行;
(2)向某密闭容器中投入等物质的量的和,发生上述反应.其中的平衡转化率随温度或压强变化如图.L,X可分别代表压强或温度;X代表的物理量是________ ,原因为________ ;
②若在恒温恒容密闭容器中发生上述反应,下列条件能说明上述反应均达到平衡状态的是________ (填字母);
A. 和的物质的量之比不再发生变化时
B. 和的物质的量之比不再发生变化时
C. 混合气体密度不再发生变化时
D. 容器内压强不再发生变化时
(3)下,向起始压强为的恒容密闭容器中通入等物质的量的和混合气体,发生上述反应,时达到平衡状态,测得此时体系总压强为,;
①平衡时________ ;
②的平均生成速率为________ ;
③下反应Ⅲ的压力平衡常数________ ;
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)反应Ⅲ的反应热
(2)向某密闭容器中投入等物质的量的和,发生上述反应.其中的平衡转化率随温度或压强变化如图.L,X可分别代表压强或温度;X代表的物理量是
②若在恒温恒容密闭容器中发生上述反应,下列条件能说明上述反应均达到平衡状态的是
A. 和的物质的量之比不再发生变化时
B. 和的物质的量之比不再发生变化时
C. 混合气体密度不再发生变化时
D. 容器内压强不再发生变化时
(3)下,向起始压强为的恒容密闭容器中通入等物质的量的和混合气体,发生上述反应,时达到平衡状态,测得此时体系总压强为,;
①平衡时
②的平均生成速率为
③下反应Ⅲ的压力平衡常数
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解题方法
6 . 二甲醚既是一种有机燃料,又是一种重要的有机化工原料。利用催化氢化制备二甲醚的反应原理如下:
.
.
.
回答下列问题:
(1)___________ 。
(2)向初始温度为T℃的某恒容绝热容器中投入2mol 只发生反应,平衡时的转化率为。
①下列叙述能说明反应已经达到平衡的是___________ (填选项字母)。
a.混合气体密度不再发生变化
b.容器内压强不再发生变化
c.的消耗速率等于的消耗速率
d.的体积分数不再发生变化
②相同条件下,若向该容器中加入和各1mol,平衡时的转化率为。则___________ 1(填“>”“=”或“<”)。
③在催化剂条件下反应的反应过程如图甲所示,“*”表示吸附在催化剂上。 甲
该催化过程的决速步骤为___________ (填“第一步”或“第二步”),判断的理由是___________ 。
(3)向压强恒定为p kPa的某密闭容器中按投入和,发生催化氢化制备二甲醚系列反应和。平衡转化率随温度的变化情况如图乙。 乙
①图中能表示随温度变化的曲线是___________ (填“”或“”),原因为___________ 。
② K时,的平衡体积分数为10%。则平衡时的体积分数为___________ (保留3位有效数字); K时反应的压强平衡常数___________ (用含p的代数式表示,列出计算式即可)。
.
.
.
回答下列问题:
(1)
(2)向初始温度为T℃的某恒容绝热容器中投入2mol 只发生反应,平衡时的转化率为。
①下列叙述能说明反应已经达到平衡的是
a.混合气体密度不再发生变化
b.容器内压强不再发生变化
c.的消耗速率等于的消耗速率
d.的体积分数不再发生变化
②相同条件下,若向该容器中加入和各1mol,平衡时的转化率为。则
③在催化剂条件下反应的反应过程如图甲所示,“*”表示吸附在催化剂上。 甲
该催化过程的决速步骤为
(3)向压强恒定为p kPa的某密闭容器中按投入和,发生催化氢化制备二甲醚系列反应和。平衡转化率随温度的变化情况如图乙。 乙
①图中能表示随温度变化的曲线是
② K时,的平衡体积分数为10%。则平衡时的体积分数为
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2024-05-19更新
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206次组卷
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4卷引用:2024届陕西省安康市汉滨区高三下学期联考模拟预测(四)理综试题-高中化学
2024届陕西省安康市汉滨区高三下学期联考模拟预测(四)理综试题-高中化学(已下线)押题卷01(14+4题型)-2024高考化学考点必杀300题(新高考通用)河南省青桐鸣联考2023-2024学年高二下学期3月月考化学试题(已下线)压轴题13?化学反应原理综合题(5大题型+方法总结+压轴题速练)-2024年高考化学压轴题专项训练(新高考通用)
解题方法
7 . 我国力争于2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,因此的综合利用成为研究热点。
(1)通过捕捉空气中的和电解水产生的H2可以合成“零碳甲醇”。已知H2(g)的燃烧热为286,的燃烧热为726,反应的_______ 。
(2)利用电喷雾电离等方法可得,与反应能高选择性地生成甲醇,反应机理如下图所示:已知参与化学键变化的元素替换成更重的同位素时,反应速率会变慢,则与反应的能量变化曲线为_______ (填“c”或“d”),写出与反应生成的氘代甲醇的结构简式:_______ 或_______ 。
(3)氢气和碳氧化物反应生成甲烷,涉及反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应皿:
T℃时,向恒容密闭容器中充入一定量的和1mol ,平衡时和CO的转化率及和的物质的量随变化的情况如图所示。①图中表示变化的曲线是_______ (填“a”、“b”、“c”或“d”);_______ ;的选择性_______ 。
②已知起始充入1mol和1mol进行上述反应时,起始压强为。反应Ⅰ的分压平衡常数_______ (用含的代数式表示)。
(1)通过捕捉空气中的和电解水产生的H2可以合成“零碳甲醇”。已知H2(g)的燃烧热为286,的燃烧热为726,反应的
(2)利用电喷雾电离等方法可得,与反应能高选择性地生成甲醇,反应机理如下图所示:已知参与化学键变化的元素替换成更重的同位素时,反应速率会变慢,则与反应的能量变化曲线为
(3)氢气和碳氧化物反应生成甲烷,涉及反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应皿:
T℃时,向恒容密闭容器中充入一定量的和1mol ,平衡时和CO的转化率及和的物质的量随变化的情况如图所示。①图中表示变化的曲线是
②已知起始充入1mol和1mol进行上述反应时,起始压强为。反应Ⅰ的分压平衡常数
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2024-04-29更新
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136次组卷
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2卷引用:2024届陕西省铜川市高三下学期第三次模拟考试理科综合试题-高中化学
8 . 二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题:
(1)已知:、和键的键能分别为、和。
则___________ 。
(2)已知:在催化剂I和II的催化下的反应历程和能量变化如下图。①在相同条件下使用催化剂___________ (填I或II)时,反应过程中所能达到的最高浓度更大。
②在相同条件下反应达到平衡状态,为提高的平衡浓度和的平衡物质的量分数,可以采取的措施是___________ 。
(3)以为原料合成涉及的主要反应如下:
I.
II.
在密闭容器中,压强恒为,,,平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率,随温度的变化如图所示。的选择性可表示为。
①反应的最佳温度___________ 。
②反应温度超过时,平衡转化率逐渐增大的原因是___________ 。
③反应温度超过时,实际转化率逐渐减小的原因是___________ 。
④反应温度在时,点的选择性为,则平衡时___________ (保留三位有效数字,后面相同),反应II的压强平衡常数___________ 。
(4)工业废气中含有的和可利用如下装置回收利用。①装置a中发生反应的离子方程式___________ 。
②装置b中,x和y为石墨电极,写出电极x的电极反应___________ 。
(1)已知:、和键的键能分别为、和。
则
(2)已知:在催化剂I和II的催化下的反应历程和能量变化如下图。①在相同条件下使用催化剂
②在相同条件下反应达到平衡状态,为提高的平衡浓度和的平衡物质的量分数,可以采取的措施是
(3)以为原料合成涉及的主要反应如下:
I.
II.
在密闭容器中,压强恒为,,,平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率,随温度的变化如图所示。的选择性可表示为。
①反应的最佳温度
②反应温度超过时,平衡转化率逐渐增大的原因是
③反应温度超过时,实际转化率逐渐减小的原因是
④反应温度在时,点的选择性为,则平衡时
(4)工业废气中含有的和可利用如下装置回收利用。①装置a中发生反应的离子方程式
②装置b中,x和y为石墨电极,写出电极x的电极反应
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解题方法
9 . 作为碳源加氢是能源再生的有效方法,利用加氢生产甲醇是有前景的可再生路线之一、回答下列问题:
(1)已知反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
的燃烧热分别为。
①_____ ,反应①的活化能(正)_____ (填“大于”“小于”或“等于”)(逆)。
②若分别表示反应Ⅰ、反应Ⅱ的平衡常数,则的平衡常数_____ (用含的代数式表示)。
(2)在催化剂作用下,发生上述反应Ⅰ、反应Ⅱ,达到平衡时的转化率随温度和压强的变化如图,由大到小的顺序为 ;压强一定时,的平衡转化率呈现如图变化趋势的原因为_____ 。(3)某温度下,初始压强为,向容积为的恒容密闭容器中充入,发生反应Ⅰ、反应Ⅱ,反应经达到平衡,平衡时的转化率是,体系内剩余。
①用单位时间内氢气的压强变化表示的反应速率_____ MPa∙min-1。
②反应Ⅱ的平衡常数_____ 。
(1)已知反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
的燃烧热分别为。
①
②若分别表示反应Ⅰ、反应Ⅱ的平衡常数,则的平衡常数
(2)在催化剂作用下,发生上述反应Ⅰ、反应Ⅱ,达到平衡时的转化率随温度和压强的变化如图,由大到小的顺序为 ;压强一定时,的平衡转化率呈现如图变化趋势的原因为
①用单位时间内氢气的压强变化表示的反应速率
②反应Ⅱ的平衡常数
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解题方法
10 . 氮及其化合物与人们的生活生产密切相关。回答下列问题:
(1)微生物作用下,废水中的NH可转化为NO,该反应分两步反应:
Ⅰ步:2 NH(aq)+3O2(g)=2NO(aq)+4H+(aq)+2H2O(l) ΔH=-546 kJ/mol
Ⅱ步:2NO(aq)+O2(g)=2NO(aq) ΔH=-146 kJ/mol。
则低浓度氨氮废水中的NH(aq)氧化生成NO(aq)的热化学方程式为:NH(aq)+2O2(g)=2H+(aq)+H2 O(l)+NO(aq) ΔH=___________ kJ/mol。
(2)氮与氧能形成多种二元化合物,这些化合物往往不稳定,其中NO2比较稳定。
已知可逆反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0。在恒容密闭容器中充入一定量的N2O4,发生上述反应。测得N2O4的平衡转化率[α(N2O4)]随温度的变化如下图某条曲线:
α(N2O4)随温度的变化的正确曲线是___________ (填“i”或“ii”)。若该容器中通入N2O4的起始浓度为2mol/L,则a点温度下的平衡常数K=___________ 。若加入催化剂,图中的曲线会___________ (填“上移”、“下移”或“不移”)。
(3)机动车尾气是造成雾霾的主要因素之一,CO、NO在催化剂作用下可转化为无害气体:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH<0。已知甲、乙两个恒温恒容容器,容积均为1 L,两个容器中加入的CO的物质的量及CO随反应时间的变化如下表:
则反应温度高的容器是___________ (填“甲”或“乙”);甲容器中,0~120 min的速率v(N2)=___________ mol/(L·min),达到化学平衡后,乙容器中各物质均加倍,则平衡向___________ (“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(4)500 ℃时,恒容密闭容器中通入1 mol N2和3 mol H2,模拟合成氨的反应,已知该反应放热,且随着反应的进行合成氨的正反应速率与NH3的体积分数的关系如下图所示,若升高温度再次达到平衡时,可能的点为___________ (从点“A、B、C、D”中选择)。
(1)微生物作用下,废水中的NH可转化为NO,该反应分两步反应:
Ⅰ步:2 NH(aq)+3O2(g)=2NO(aq)+4H+(aq)+2H2O(l) ΔH=-546 kJ/mol
Ⅱ步:2NO(aq)+O2(g)=2NO(aq) ΔH=-146 kJ/mol。
则低浓度氨氮废水中的NH(aq)氧化生成NO(aq)的热化学方程式为:NH(aq)+2O2(g)=2H+(aq)+H2 O(l)+NO(aq) ΔH=
(2)氮与氧能形成多种二元化合物,这些化合物往往不稳定,其中NO2比较稳定。
已知可逆反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0。在恒容密闭容器中充入一定量的N2O4,发生上述反应。测得N2O4的平衡转化率[α(N2O4)]随温度的变化如下图某条曲线:
α(N2O4)随温度的变化的正确曲线是
(3)机动车尾气是造成雾霾的主要因素之一,CO、NO在催化剂作用下可转化为无害气体:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH<0。已知甲、乙两个恒温恒容容器,容积均为1 L,两个容器中加入的CO的物质的量及CO随反应时间的变化如下表:
t/min | 0 | 40 | 80 | 120 | 160 |
n甲(CO)/mol | 2.00 | 1.50 | 1.10 | 0.80 | 0.80 |
n乙(CO)/mol | 2.00 | 1.45 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
(4)500 ℃时,恒容密闭容器中通入1 mol N2和3 mol H2,模拟合成氨的反应,已知该反应放热,且随着反应的进行合成氨的正反应速率与NH3的体积分数的关系如下图所示,若升高温度再次达到平衡时,可能的点为
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