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1 . 是一种无色有刺激性气味的液体,在生产生活中有重要用途,也是一种重要的化工原料。
(1)已知利用合成气(主要成分和)在催化剂的作用下合成甲醇,发生反应为:。反应过程中的能量变化如图所示,该反应为_____________________ (填“放热”或“吸热”)反应。(2)已知(,石墨)与适量反应生成和,吸收热量,请写出热化学方程式:_____________________________________________________ 。
(3)现在实验室中用和反应模拟甲醇合成反应,在恒容密闭容器内,时发生反应:,体系中随时间的变化如表:
①内,以表示的该反应速率_____________________ ;
②下列措施不能提高反应速率的有_____________________ (请用相应字母填空);
升高温度 恒、恒下充入 及时分离出
恒、恒下充入 加入高效催化剂
③下列叙述能说明反应达到平衡状态的是_____________________ (请用相应字母填空);
和的浓度保持不变
每生成的同时有键形成
容器内气体密度保持不变
容器内质量保持不变
(1)已知利用合成气(主要成分和)在催化剂的作用下合成甲醇,发生反应为:。反应过程中的能量变化如图所示,该反应为
(3)现在实验室中用和反应模拟甲醇合成反应,在恒容密闭容器内,时发生反应:,体系中随时间的变化如表:
时间 | 0 | 1 | 2 | 3 | 5 |
0.020 | 0.011 | 0.008 | 0.007 | 0.007 |
②下列措施不能提高反应速率的有
升高温度 恒、恒下充入 及时分离出
恒、恒下充入 加入高效催化剂
③下列叙述能说明反应达到平衡状态的是
和的浓度保持不变
每生成的同时有键形成
容器内气体密度保持不变
容器内质量保持不变
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2 . 拟用如图装置设计实验来探究纯净、干燥的氯气与氨气的反应。(1)A中所发生反应的化学方程式为___________ 。
(2)如图中的装置连接顺序为A→___________ (用大写字母表示)。若按照正确顺序连接实验装置后,整套实验装置存在的主要缺点___________ 。
(3)写出F装置中的反应的一种工业用途:___________ 。
(4)在工业上利用反应N2+3H22NH3制备氨气。现在实验室模拟该反应探究影响反应速率的因素,在四个相同的容器中,在不同的温度下(其他条件相同)进行合成氨的反应,根据下列在相同时间内测得的结果判断,该反应所处的温度最高的是___________ (填字母)。
A.v(NH3)=0.1mol/(L·min) B.v(H2)=0.6mol/(L·min) C.v(N2)=0.3mol/(L·min)
(2)如图中的装置连接顺序为A→
(3)写出F装置中的反应的一种工业用途:
(4)在工业上利用反应N2+3H22NH3制备氨气。现在实验室模拟该反应探究影响反应速率的因素,在四个相同的容器中,在不同的温度下(其他条件相同)进行合成氨的反应,根据下列在相同时间内测得的结果判断,该反应所处的温度最高的是
A.v(NH3)=0.1mol/(L·min) B.v(H2)=0.6mol/(L·min) C.v(N2)=0.3mol/(L·min)
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3 . CH3OH是一种无色有刺激性气味的液体,在生产生活中有重要用途,同时也是一种重要的化工原料。
(1)已知利用合成气(主要成分CO和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生反应为:CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g)。反应过程中的能量变化如图所示,该反应为___________ (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)现在实验室中用CO和H2反应模拟甲醇合成反应,在2L恒容密闭容器内,400℃时发生反应:CO(g)+2H2 (g)CH3OH (g),体系中n(CO)随时间的变化如表:
①0~2min内,以H2表示的该反应速率v(H2)=___________ ;
②下列措施不能提高反应速率的有___________ (请用相应字母填空);
a.升高温度 b.恒T、恒V下充入H2
c.及时分离出CH3OH d.恒T、恒P下充入N2
e.加入高效催化剂
③下列叙述能说明反应达到平衡状态的是___________ (请用相应字母填空);
a.CO和H2的浓度保持不变 b. 2v正(H2)=v逆(CO)
c.容器内气体密度保持不变 d.容器内质量保持不变
e.每生成1mol CH3OH的同时有2mol H-H键形成
(3)化学能与其他能量间的转换在生活中处处可见,比如某种氢氧燃料电池已经成功应用在城市公交汽车上,该电池用30%H2SO4溶液作电解质溶液,其简易装置如图所示。
在这个燃料电池中,正极的电极反应式为_______________________ 。若在标况下,消耗了33.6L的氢气,此时电路中转移的电子数目为______________ (用阿伏加德罗常数表示)。
(1)已知利用合成气(主要成分CO和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生反应为:CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g)。反应过程中的能量变化如图所示,该反应为
(2)现在实验室中用CO和H2反应模拟甲醇合成反应,在2L恒容密闭容器内,400℃时发生反应:CO(g)+2H2 (g)CH3OH (g),体系中n(CO)随时间的变化如表:
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 5 |
n(CO) (mol) | 0.020 | 0.011 | 0.008 | 0.007 | 0.007 |
②下列措施不能提高反应速率的有
a.升高温度 b.恒T、恒V下充入H2
c.及时分离出CH3OH d.恒T、恒P下充入N2
e.加入高效催化剂
③下列叙述能说明反应达到平衡状态的是
a.CO和H2的浓度保持不变 b. 2v正(H2)=v逆(CO)
c.容器内气体密度保持不变 d.容器内质量保持不变
e.每生成1mol CH3OH的同时有2mol H-H键形成
(3)化学能与其他能量间的转换在生活中处处可见,比如某种氢氧燃料电池已经成功应用在城市公交汽车上,该电池用30%H2SO4溶液作电解质溶液,其简易装置如图所示。
在这个燃料电池中,正极的电极反应式为
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4 . 酚类化合物在医疗、环保、工业等方面有着广泛的用途。
(1)苯酚可用于外科器械消毒、皮肤杀菌与止痒,可通过磺化法制备。该工艺具体流程如下:
反应③的化学方程式为___________ 。
(2)石油加工、造纸等企业易产生含有苯酚的工业废水,可通过O3-H2O2氧化法进行处理,其原理为C6H5OH+H2O2+O3→CO2+H2O(非可逆反应,反应未配平)。在T1℃和T2℃时,分别向含有苯酚的水样中加入等量的30%H2O2溶液,再以相同的流速向水样中通入O3,测得水样中苯酚的含量随时间变化的曲线如图所示。
①在T1℃时,0~10min内,C6H5OH的平均反应速率为___________ 。
②请判断T1和T2的大小:T1___________ (填“>”“<”或“=”)T2,T1℃时对工业废水中苯酚的去除率低于T2℃时的原因可能是___________ (写一种即可)。
(3)利用FeCl3溶液与苯酚的显色反应,可定性检测工业废水中的苯酚,其反应原理为Fe3++6C6H5OH[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+。反应到达平衡时,下列说法正确的有___________(填标号)。
(4)邻苯二酚钠类配体(L)与金属离子(M)形成的配合物可应用于医药、水处理等领域。其溶液中存在平衡:
M+LML K1
ML+LML2 K2
某研究小组配制了M与L起始浓度比不同的系列溶液,其中L的起始浓度c0(L)=0.02mol/L。
测得平衡时L、ML、ML2的与的变化关系如图所示。
①表示与变化关系的曲线为___________ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②当=0.6时,c平(ML2)=___________ ,K1=___________ 。
(1)苯酚可用于外科器械消毒、皮肤杀菌与止痒,可通过磺化法制备。该工艺具体流程如下:
反应③的化学方程式为
(2)石油加工、造纸等企业易产生含有苯酚的工业废水,可通过O3-H2O2氧化法进行处理,其原理为C6H5OH+H2O2+O3→CO2+H2O(非可逆反应,反应未配平)。在T1℃和T2℃时,分别向含有苯酚的水样中加入等量的30%H2O2溶液,再以相同的流速向水样中通入O3,测得水样中苯酚的含量随时间变化的曲线如图所示。
①在T1℃时,0~10min内,C6H5OH的平均反应速率为
②请判断T1和T2的大小:T1
(3)利用FeCl3溶液与苯酚的显色反应,可定性检测工业废水中的苯酚,其反应原理为Fe3++6C6H5OH[Fe(C6H5O)6]3-(紫色)+6H+。反应到达平衡时,下列说法正确的有___________(填标号)。
A.加水稀释,溶液pH减小 |
B.滴入几滴浓盐酸,增大 |
C.加入少量NaOH固体,反应平衡常数增大 |
D.加入少量Cu粉,溶液紫色变浅 |
(4)邻苯二酚钠类配体(L)与金属离子(M)形成的配合物可应用于医药、水处理等领域。其溶液中存在平衡:
M+LML K1
ML+LML2 K2
某研究小组配制了M与L起始浓度比不同的系列溶液,其中L的起始浓度c0(L)=0.02mol/L。
测得平衡时L、ML、ML2的与的变化关系如图所示。
①表示与变化关系的曲线为
②当=0.6时,c平(ML2)=
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解题方法
5 . 氨的用途十分广泛,如氨是制造硝酸和氮肥的重要原科。工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。回答下列问题:
(1)合成氨反应的历程和能量的变化如图所示,符号“·”可视为催化剂。在合成氨的基元反应中,决速步骤的活化能为________ 。
(2)在不同条件下进行合成氨反应,下列反应速率由大到小的顺序是______ (填选项序号)。
① ②
③ ④
(3)对于合成氨反应而言,只控制一个变量,下列图像合理的是___________(填选项字母)。
(4)一定温度下,向恒容密闭容器中充入、发生反应,的浓度随时间变化情况如表所示:
内,用表示的平均反应速率为_______ ;平衡常数______ (结果保留一位小数);若维持温度不变,向另一恒容密闭容器中充入、和各时,该反应的_____ (填 “>”“<”或“=”)。
(1)合成氨反应的历程和能量的变化如图所示,符号“·”可视为催化剂。在合成氨的基元反应中,决速步骤的活化能为
(2)在不同条件下进行合成氨反应,下列反应速率由大到小的顺序是
① ②
③ ④
(3)对于合成氨反应而言,只控制一个变量,下列图像合理的是___________(填选项字母)。
A. | B. |
C. | D. |
(4)一定温度下,向恒容密闭容器中充入、发生反应,的浓度随时间变化情况如表所示:
时间/min | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
浓度/ | 0.08 | 0.14 | 0.18 | 0.20 | 0.20 |
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6 . 按要求回答下列问题:
I.2018年10月15日新华社报道:全国农村应当在“绿色生态·美丽多彩·低碳节能·循环发展”的理念引导下,更快更好地发展“中国绿色村庄”,参与“亚太国际低碳农庄”建设。可见“低碳循环”已经引起了国民的重视,试回答下列问题:
(1)煤的气化和液化可以提高燃料的利用率。
已知25℃、101kPa时:①C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=−126.4kJ∙mol−1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=−571.6kJ∙mol−1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=−44kJ∙mol−1
则在25℃、101kPa时:C(s)和H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为___________ 。
(2)高炉炼铁是CO气体的重要用途之一,其基本反应为:FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g) ΔH>0。已知在1100℃时,该反应的化学平衡常数K=0.263。1100℃时测得高炉中,c(CO2)=0.025mol∙L−1,c(CO)=0.1mol∙L−1,则在这种情况下,该反应向___________ (填“正”或“逆”)方向进行。
(3)目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=−49.0kJ∙mol−1,现向体积为2L的容积固定的密闭容器中,充入2molCO2和6molH2,反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如下图所示
从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率υ(H2)=___________ 。
(4)下列措施能使增大的是___________ (填字母)。
A.升高温度
B.若维持容器内压强不变,充入He(g)
C.再充入CO2
D.将H2O(g)从体系中分离
E.充入He(g),使体系压强增大
F.再充入H2
Ⅱ.活性炭还原NO2的反应为2NO2(g)+2C(s)⇌N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1molNO2和足量活性炭发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
(5)A、B、C三点中NO2的转化率最低的是___________ (填“A”“B”或“C”)点。
(6)计算C点时该反应的物质的量分数平衡常数Kx=___________ (Kx是用物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)。
I.2018年10月15日新华社报道:全国农村应当在“绿色生态·美丽多彩·低碳节能·循环发展”的理念引导下,更快更好地发展“中国绿色村庄”,参与“亚太国际低碳农庄”建设。可见“低碳循环”已经引起了国民的重视,试回答下列问题:
(1)煤的气化和液化可以提高燃料的利用率。
已知25℃、101kPa时:①C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=−126.4kJ∙mol−1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=−571.6kJ∙mol−1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=−44kJ∙mol−1
则在25℃、101kPa时:C(s)和H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为
(2)高炉炼铁是CO气体的重要用途之一,其基本反应为:FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g) ΔH>0。已知在1100℃时,该反应的化学平衡常数K=0.263。1100℃时测得高炉中,c(CO2)=0.025mol∙L−1,c(CO)=0.1mol∙L−1,则在这种情况下,该反应向
(3)目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=−49.0kJ∙mol−1,现向体积为2L的容积固定的密闭容器中,充入2molCO2和6molH2,反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如下图所示
从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率υ(H2)=
(4)下列措施能使增大的是
A.升高温度
B.若维持容器内压强不变,充入He(g)
C.再充入CO2
D.将H2O(g)从体系中分离
E.充入He(g),使体系压强增大
F.再充入H2
Ⅱ.活性炭还原NO2的反应为2NO2(g)+2C(s)⇌N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1molNO2和足量活性炭发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
(5)A、B、C三点中NO2的转化率最低的是
(6)计算C点时该反应的物质的量分数平衡常数Kx=
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解题方法
7 . 甲醇来源丰富、价格低廉,是一种重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景。
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H = -570 kJ/mol
(1)计算2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H =_______ 。
(2)若在绝热恒容 的容器内进行反应2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g),初始加入2mol CH3OH和3mol O2下列不能 表示该反应达到平衡状态的有__________ (填字母序号)。
A.保持不变 B.容器中混合气体的密度不变化
C.2v正(H2O)=v逆(CO2) D.容器中混合气体的压强不变化
E. 平均相对分子量保持不变 F. K值保持不变_______ ,初始压强为P,该反应的压强平衡常数Kp=______ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)若再次向容器中充入0.5mol H2和0.5mol CO,则此时该反应v(正)_____ v(逆)(填“>”、“<”或“=”);
(5)某实验小组设计了甲醇以氢氧化钾为电解质溶液的燃料电池装置。该电池负极反应的离子方程式为______ 。
Ⅰ.工业生产甲醇的常用方法是:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H = -91 kJ/mol。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H = -580kJ/mol;2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H = -570 kJ/mol
(1)计算2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H =
(2)若在
A.保持不变 B.容器中混合气体的密度不变化
C.2v正(H2O)=v逆(CO2) D.容器中混合气体的压强不变化
E. 平均相对分子量保持不变 F. K值保持不变
Ⅱ.制甲醇所需要的H2,可用下列反应制取:H2O(g)+CO(g)H2(g)+ CO2(g) △H<0,某温度下该反应,若起始时向2L容器中充入1 mol CO和1 mol H2O,5min达到平衡时,CO的转化率为60%,试回答下列问题:
(3)该温度下,反应进行一阶段时间后达平衡,用H2表示该反应的平均反应速率为(4)若再次向容器中充入0.5mol H2和0.5mol CO,则此时该反应v(正)
(5)某实验小组设计了甲醇以氢氧化钾为电解质溶液的燃料电池装置。该电池负极反应的离子方程式为
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解题方法
8 . 甲醇是一种重要的化工原料,在生产生活中有重要用途。现在2L的恒容密闭容器中充入和,一定条件下发生反应:。测得和的物质的量变化如图1所示。反应过程中按图所给物质的量的能量变化如图2所示。
(1)从反应开始至达到平衡,以CO表示的反应的平均反应速率_____ ;能说明该反应已经达到平衡状态的是_____ 。
a.
b.容器内压强保持不变
c.
d.容器内的密度保持不变
e.容器内混合气体平均分子质量不变
(2)反应达到平衡状态时的转化率为_____ ,该条件下此反应的平衡常数为_____ 。
(3)根据图2,计算当反应生成时,能量变化值是_____ kJ。
(1)从反应开始至达到平衡,以CO表示的反应的平均反应速率
a.
b.容器内压强保持不变
c.
d.容器内的密度保持不变
e.容器内混合气体平均分子质量不变
(2)反应达到平衡状态时的转化率为
(3)根据图2,计算当反应生成时,能量变化值是
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解题方法
9 . 甲烷和乙炔(CH≡CH)在有机合成中有着广泛的用途。
(1)已知:①
②
③
写出甲烷与水蒸气在高温下制备合成气(CO、)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 。几种气体平衡时分压(Pa)的对数与温度(K)的关系如图所示。①图中A点温度时的平衡常数___________ (用气体平衡分压代替浓度计算)。
②℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中充入进行上述反应。当反应达到平衡时,测得,则的转化率为___________ 。若改变温度至℃,10s后反应再次达到平衡,测得,则该变化过程中___________ (填“>”或“<”)。
(3)一定温度下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入(乙炔)和2molHCl发生反应: 。测得反应物(或HCl)浓度随时间的变化关系如图所示。①M点时,___________ (填“>”“<”或“=”)。
②15min时仅改变了一个外界条件,改变的条件可能是___________ 。
③0~10min内氯乙烯的平均反应速率___________ 。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的关系如图所示。其中,则S代表的物理量是___________ 。
(1)已知:①
②
③
写出甲烷与水蒸气在高温下制备合成气(CO、)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 。几种气体平衡时分压(Pa)的对数与温度(K)的关系如图所示。①图中A点温度时的平衡常数
②℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中充入进行上述反应。当反应达到平衡时,测得,则的转化率为
(3)一定温度下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入(乙炔)和2molHCl发生反应: 。测得反应物(或HCl)浓度随时间的变化关系如图所示。①M点时,
②15min时仅改变了一个外界条件,改变的条件可能是
③0~10min内氯乙烯的平均反应速率
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解题方法
10 . NH3(含6个H-N)是一种重要的化工原料,在生产、生活中用途广泛。
(1)已知:
注:拆开1mol气态物质中某种共价键需要吸收的能量,就是该共价键的键能
可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH(g) ∆H=___________ kJ•mol-1。
(2)在一定条件下,体积固定的体系中,建立如图所示的N2+3H22NH3平衡体系。①表示c(N2)的曲线是___________ (填“曲线A”、“曲线B”或“曲线C”)。
②0~tomin时,用H2表示化学反应速率是___________ mol•L•min-1。
③下列能说明该反应达到平衡的是___________ 。
A.混合气体的压强不再变化 B.c(H2)=c(NH3)
C.混合气体的质量不再变化 D.NH3的体积分数不再变化
(3)潜艇的液氨-液氧燃料电池示意图如图所示:①该装置的能量转换形式是___________ ,其中电极b是该电池的___________ 。
②电解质溶液中OH-离子向___________ 移动(填“电极a”或“电极b”)。
(4)火箭燃料N2H4具有强还原性,可用氨水与NaClO溶液反应制取,反应装置如图所示,其中分液漏斗中溶液是___________ 。
(1)已知:
共价键 | H-H | N≡N | N-H |
键能/kJ•mol-1 | 436 | 946 | 391 |
可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH(g) ∆H=
(2)在一定条件下,体积固定的体系中,建立如图所示的N2+3H22NH3平衡体系。①表示c(N2)的曲线是
②0~tomin时,用H2表示化学反应速率是
③下列能说明该反应达到平衡的是
A.混合气体的压强不再变化 B.c(H2)=c(NH3)
C.混合气体的质量不再变化 D.NH3的体积分数不再变化
(3)潜艇的液氨-液氧燃料电池示意图如图所示:①该装置的能量转换形式是
②电解质溶液中OH-离子向
(4)火箭燃料N2H4具有强还原性,可用氨水与NaClO溶液反应制取,反应装置如图所示,其中分液漏斗中溶液是
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