解题方法
1 . 室温下,在P和Q浓度相等的混合溶液中,同时发生反应①P+Q=X+Z和反应②P+Q=Y+Z,反应①和②的速率方程分别是v1=k1c2(P)、v2=k2c2(P)(k1、k2为速率常数)。反应过程中,Q、X的浓度随时间变化情况如图所示。下列说法错误的是
A.反应开始后,体系中X和Y的浓度之比保持不变 |
B.45min时Z的浓度为0.4mol·L-1 |
C.反应①的活化能比反应②的活化能大 |
D.如果反应能进行到底,反应结束时,有40%的P转化为Y |
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解题方法
2 . 2023年杭州亚运会主火炬创新使用了绿色“零碳甲醇”作为燃料,这不仅在亚运史上是第一次,在全球大型体育赛事上也是首次实现了废碳的再生利用。“零碳甲醇”是符合“碳中和”属性的绿色能源。
Ⅰ.直接法制甲醇
我国科研团队研究发现使用双金属氧化物可形成氧空位,具有催化氧化性能,实现加氢制甲醇。该反应机理如图所示。(1)下列说法中正确的是___________。
(2)向恒温恒压密闭容器中充入和发生上述反应(反应Ⅰ)的逆过程,达到平衡时,的转化率为,用摩尔分数表示反应Ⅰ的平衡常数___________ 。(用分数表示,物质i的摩尔分数)
Ⅱ.间接法制甲醇
和通过逆水煤气反应,先合成和再合成甲醇。
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(3)反应Ⅱ的速率,其中和分别为正、逆反应速率常数。升高温度时___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)在某催化剂下,反应Ⅲ的反应历程如图所示(图中的数据表示的仅为微粒的数目以及各个阶段微粒的相对总能量,*表示吸附在催化剂上)。已知V中有一种吸附在催化剂表面的物质,V可表示为___________ 。(5)保持压强为,向密闭容器中加入和,在恒温下只发生反应Ⅰ和反应Ⅱ。10s后反应达到平衡,此时容器内的物质的量为为。则分压的变化量为___________ (保留三位有效数字)。
(6)甲醇便于运输,是一种具有前景的液体燃料,利用手持技术,通过测定甲醇、乙醇、正丙醇等三种物质在温度传感器尖头处蒸发时的温度变化曲线,根据曲线下降的幅度和速率的快慢,可以比较它们之间的分子间作用力的大小。请判断表示甲醇的曲线是___________ ,理由是___________ 。
Ⅰ.直接法制甲醇
我国科研团队研究发现使用双金属氧化物可形成氧空位,具有催化氧化性能,实现加氢制甲醇。该反应机理如图所示。(1)下列说法中正确的是___________。
A.增大催化剂的比表面积有利于提高平衡转化率 |
B.催化剂表面甲醇及时脱附有利于提高反应速率 |
C.在恒温恒容密闭容器中,通入惰性气体以增加体系压强,有利于提高甲醇的产率 |
D.若断开键同时断开键,则说明反应达到平衡状态 |
(2)向恒温恒压密闭容器中充入和发生上述反应(反应Ⅰ)的逆过程,达到平衡时,的转化率为,用摩尔分数表示反应Ⅰ的平衡常数
Ⅱ.间接法制甲醇
和通过逆水煤气反应,先合成和再合成甲醇。
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(3)反应Ⅱ的速率,其中和分别为正、逆反应速率常数。升高温度时
(4)在某催化剂下,反应Ⅲ的反应历程如图所示(图中的数据表示的仅为微粒的数目以及各个阶段微粒的相对总能量,*表示吸附在催化剂上)。已知V中有一种吸附在催化剂表面的物质,V可表示为
(6)甲醇便于运输,是一种具有前景的液体燃料,利用手持技术,通过测定甲醇、乙醇、正丙醇等三种物质在温度传感器尖头处蒸发时的温度变化曲线,根据曲线下降的幅度和速率的快慢,可以比较它们之间的分子间作用力的大小。请判断表示甲醇的曲线是
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解题方法
3 . 利用脱除烟气中的具有重要意义。已知在还原过程中,会发生如下反应:
反应i
反应ii
反应iii
回答下列问题:
(1)已知,和的燃烧热分别为、,则反应i的为___________ 。
(2)下列有利于提高反应i中的平衡转化率的是___________。
(3)一定条件下,该体系达平衡时各气体物质的量随进料比的变化如图1所示。①S的物质的量随进料比增大发生变化的原因是___________ 。
②通入和,达到平衡时,则反应ii的___________ (为物质的量分数,计算结果保留两位小数)。
(4)在刚性容器中,控制反成温度为823K。固定浓度为,进料比分别为、、时的转化率随时间变化如图2所示。①进料比为对应图中曲线___________ 。
②反应从开始到A点时间内的生成速率为___________ 。
(5)在催化剂作用下,还原的部分机理如图3所示(表示S吸附在催化剂表面)。该反应的催化剂为___________ ,历程②的方程式为___________ 。
反应i
反应ii
反应iii
回答下列问题:
(1)已知,和的燃烧热分别为、,则反应i的为
(2)下列有利于提高反应i中的平衡转化率的是___________。
A.恒容时增大浓度 | B.降低温度 |
C.选择合适的催化剂 | D.减小容器的容积 |
(3)一定条件下,该体系达平衡时各气体物质的量随进料比的变化如图1所示。①S的物质的量随进料比增大发生变化的原因是
②通入和,达到平衡时,则反应ii的
(4)在刚性容器中,控制反成温度为823K。固定浓度为,进料比分别为、、时的转化率随时间变化如图2所示。①进料比为对应图中曲线
②反应从开始到A点时间内的生成速率为
(5)在催化剂作用下,还原的部分机理如图3所示(表示S吸附在催化剂表面)。该反应的催化剂为
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4 . 一定温度下,向2.0 L恒容密闭容器中充入一定量的,在催化剂作用下发生脱氢反应: kJ·mol,测得乙苯脱氢反应时间与容器中气体总压强的关系如图所示:
下列说法错误的是A.乙苯脱氢反应在相对较高温度下能自发进行 |
B.0~4h内平均反应速率可用压强变化表示为v() kPa⋅h |
C.若向平衡体系中再通入适量的乙苯气体,平衡正向移动 |
D.若在平衡时扩大容器的容积使体系压强恢复至起始压强,再次达到平衡时乙苯的体积分数减小 |
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解题方法
5 . 将和充入恒容密闭容器中发生反应:
Ⅰ. (慢反应)
Ⅱ. (快反应)
测得相同时间内、与温度的关系如图所示,下列说法错误的是
Ⅰ. (慢反应)
Ⅱ. (快反应)
测得相同时间内、与温度的关系如图所示,下列说法错误的是
A.前,加入催化剂可使a线转化为b线 |
B.时,M点对应的反应体系中, |
C.时,若时达到平衡,则 |
D.后,温度对正反应速率的影响比浓度大 |
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解题方法
6 . I.含碳化合物甲烷、等是重要的化工原料,可生产氢气、甲醇、烯烃等物质。回答下列问题:
(1)一种甲烷催化氧化的反应历程如图所示,“*”表示微粒吸附在催化剂表面。下列叙述错误的是___________(填标号)。
Ⅱ.以氧化铟作催化剂,可实现催化加氢制甲醇。
已知:ⅰ.催化剂活化:(无活性)(有活性);
ⅱ.与在活化的催化剂表面同时发生如下反应:
反应①
反应②
反应③:
(2)反应③中___________ 。
(3)工业上以原料气通过催化剂表面的方法生产甲醇,是造成催化剂失活的重要原因,请用化学方程式表示催化剂失活的原因:___________ 。为了减少催化剂的失活,可以采用的方法是___________ 。
(4)按时只发生反应①,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为,在t=250℃条件下的、在条件下的(温度)如图所示。i.图中对应等温过程的曲线是___________ (填“a”或“b”),判断理由是___________ 。
ii.A、B、C、D、E、F中可能表示220℃时的平衡状态的点是___________ 。
(5)将和按物质的量之比1:3混合通入刚性密闭容器中,在催化剂作用下只发生反应①和反应②。230℃时,容器内压强随时间的变化如下表所示:
反应①的速率可表示为(为常数),平衡时,已知在时的转化率为,则反应①的正向反应在时的___________ (用含的式子表示)。
(1)一种甲烷催化氧化的反应历程如图所示,“*”表示微粒吸附在催化剂表面。下列叙述错误的是___________(填标号)。
A.的过程中,放出能量 |
B.产物从催化剂表面脱附的速率慢会降低总反应速率 |
C.适当提高分压会降低的反应速率 |
D.与反应生成均涉及极性键、非极性键的断裂和生成 |
Ⅱ.以氧化铟作催化剂,可实现催化加氢制甲醇。
已知:ⅰ.催化剂活化:(无活性)(有活性);
ⅱ.与在活化的催化剂表面同时发生如下反应:
反应①
反应②
反应③:
(2)反应③中
(3)工业上以原料气通过催化剂表面的方法生产甲醇,是造成催化剂失活的重要原因,请用化学方程式表示催化剂失活的原因:
(4)按时只发生反应①,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为,在t=250℃条件下的、在条件下的(温度)如图所示。i.图中对应等温过程的曲线是
ii.A、B、C、D、E、F中可能表示220℃时的平衡状态的点是
(5)将和按物质的量之比1:3混合通入刚性密闭容器中,在催化剂作用下只发生反应①和反应②。230℃时,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 |
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解题方法
7 . 一氧化碳和氮的氧化物都是大气污染物,如何有效处理它们是科学家长期研究的课题.
(1)CO还原的反应为: .
①研究者发现在气相中催化CO与反应的历程有两步:
第一步:
则第二步的热化学方程式为________________ ;
②在恒温恒容密闭容器中,反应一段时间后,以下能说明反应达到平衡状态的是________ (填字母);
A. B.混合气体的密度保持不变
C.的体积分数保持不变 D.容器的压强保持不变
(2)在密闭容器中发生反应: .一段时间后达到平衡;
①恒温恒压下,再向该容器中注入氩气,NO的平衡转化率煘小,其原因是________ ;
②一定温度下,在恒容密闭容器中,加入和各,反应过程中部分物质的体积分数()随时间(t)的变化如图1所示.曲线b代表的是________ (填化学式)体积分数随时间的变化:内,用表示的平均反应速率为________ ;该温度下的平衡常数为________ ;
①a电极的电极反应式为________________ ;
②电池工作一段时间,反应消耗了标准状况下,理论上负极区溶液增加的质量为________ g。
(1)CO还原的反应为: .
①研究者发现在气相中催化CO与反应的历程有两步:
第一步:
则第二步的热化学方程式为
②在恒温恒容密闭容器中,反应一段时间后,以下能说明反应达到平衡状态的是
A. B.混合气体的密度保持不变
C.的体积分数保持不变 D.容器的压强保持不变
(2)在密闭容器中发生反应: .一段时间后达到平衡;
①恒温恒压下,再向该容器中注入氩气,NO的平衡转化率煘小,其原因是
②一定温度下,在恒容密闭容器中,加入和各,反应过程中部分物质的体积分数()随时间(t)的变化如图1所示.曲线b代表的是
(3)用电化学方法处理NO的装置如图2所示(酸性电解质);
①a电极的电极反应式为
②电池工作一段时间,反应消耗了标准状况下,理论上负极区溶液增加的质量为
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解题方法
8 . 体积均为2L的多个恒容密闭容器,分别充入1mol CO(g)和1mol (g)发生反应 ,在不同温度下反应50s,测得正、逆反应的平衡常数的自然对数(或)、体积分数与热力学温度的倒数关系如图所示,下列说法错误的是
A.曲线N表示的变化情况 |
B.0~50s,a点对应容器中的反应的平均速率 |
C.b点时一定处于平衡状态 |
D.c点时, |
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解题方法
9 . 近年,甲醇的制取与应用在全球引发了关于“甲醇经济”的广泛探讨。
.在催化加氢制的反应体系中,发生的主要反应如下:
反应a:
反应b:
反应c:
(1)已知反应b中相关化学键键能数据如下表:
计算:x=___________ ,___________ 。
(2)恒温恒容时,下列能说明反应a一定达到平衡状态的是___________(填标号)。
(3)在催化剂作用下,将物质的量之比为1:2的和的混合气体充入一恒容密闭容器中发生反应a、b,已知反应b的反应速率,,、为速率常数,x为物质的量分数。
①平衡时,转化率为60%,和的物质的量之比为1:1,若反应b的,则平衡___________ 。
②Arrhenius经验公式为,其中为活化能,T为热力学温度,k为速率常数,R和C为常数,则___________ (用含、、T、R的代数式表示)。
(4)其他条件相同时,反应温度对选择性的影响如下图所示。由图可知,温度相同时选择性的实验值略高于其平衡值,可能的原因是___________ 。(已知的选择性).利用甲醇分解制取烯烃,涉及如下反应:
a.
b.
c.
(5)恒压条件下,平衡体系中各物质的量分数随温度变化如图所示。已知650K时,,平衡体系总压强为p,则650K反应c的平衡常数___________ 。
.在催化加氢制的反应体系中,发生的主要反应如下:
反应a:
反应b:
反应c:
(1)已知反应b中相关化学键键能数据如下表:
化学键 | H-H | C=O | C≡O | H-O |
x | 803 | 1076 | 465 |
(2)恒温恒容时,下列能说明反应a一定达到平衡状态的是___________(填标号)。
A. | B. |
C.混合气体的密度不再发生变化 | D.混合气体中的百分含量保持不变 |
(3)在催化剂作用下,将物质的量之比为1:2的和的混合气体充入一恒容密闭容器中发生反应a、b,已知反应b的反应速率,,、为速率常数,x为物质的量分数。
①平衡时,转化率为60%,和的物质的量之比为1:1,若反应b的,则平衡
②Arrhenius经验公式为,其中为活化能,T为热力学温度,k为速率常数,R和C为常数,则
(4)其他条件相同时,反应温度对选择性的影响如下图所示。由图可知,温度相同时选择性的实验值略高于其平衡值,可能的原因是
a.
b.
c.
(5)恒压条件下,平衡体系中各物质的量分数随温度变化如图所示。已知650K时,,平衡体系总压强为p,则650K反应c的平衡常数
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10 . 回收利用合成化工制成品是实现碳中和重要途径之一、利用二氧化碳合成二甲醚(DMC)的主要反应有:
Ⅰ.
Ⅱ.
(1)和为原料制备气态和水蒸气的热化学方程式是_______ 。
(2)对于基元反应,若升高反应温度,平衡常数K_______ (填“增大”、“减小”或“不变”);_______ (填“>”、“<”或“=”)。
已知:阿伦尼乌斯经验公式为,其中:为正、逆反应的活化能,k为正、逆反应速率常数,R和C为常数。某实验小组依据实验数据获得如图曲线。曲线中表示正反应速率的是_______ (填“m”或“n”)。(3)T℃时,向体积为2L的密闭容器中通入、,同时发生上述两个反应,装置中压强p随着时间t变化如下表:
①0~2min,反应Ⅱ的化学反应速率_______ ,若其他条件不变,向该体系中充入,则_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②平衡时测得水蒸气分压,反应Ⅱ生成的选择性为_______ (选择性,保留1位小数)。
③计算反应Ⅰ的压强平衡常数_______ (写计算表达式)。
(4)“直接二甲醚()燃料电池”被称为绿色电源,其工作原理如图所示,写出A电极的电极反应式_______ 。
Ⅰ.
Ⅱ.
(1)和为原料制备气态和水蒸气的热化学方程式是
(2)对于基元反应,若升高反应温度,平衡常数K
已知:阿伦尼乌斯经验公式为,其中:为正、逆反应的活化能,k为正、逆反应速率常数,R和C为常数。某实验小组依据实验数据获得如图曲线。曲线中表示正反应速率的是
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
16 | 13.4 | 12.8 | 12.4 | 12.2 | 12 | 12 |
②平衡时测得水蒸气分压,反应Ⅱ生成的选择性为
③计算反应Ⅰ的压强平衡常数
(4)“直接二甲醚()燃料电池”被称为绿色电源,其工作原理如图所示,写出A电极的电极反应式
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