1 . 完成下列问题。
(1)化学键的键能是形成(或断裂)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。以下是部分共价键键能的数据:H-S:364 kJ·mol-1,S-S:266 kJ·mol-1,S=O:522 kJ·mol-1,H-O:463 kJ·mol-1,试根据这些数据计算下列反应的反应热:2H2S(g)+SO2(g)= 3S(s)+2H2O(l) ΔH=-Q kJ·mol-1,反应产物中的S实为S8,实际分子是一个八元环状分子(),则Q=______ 。
(2)已知反应aA(g)+bB(g)cC(g),某温度下,在2 L的密闭容器中投入一定量的A、B,两种气体的物的量浓度随时间变化的曲线如图所示。①从反应开始到12 s时,用A表示的反应速率为_____ 。
②经测定,前4 s内v(C)=0.05 mol·L-1·s-1,则该反应的化学方程式为______ 。
③若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行,经同一段时间后,测得三个容器中的反应速率分别为甲:v(A)=0.3 mol·L-1·s-1,乙:v(B)=0.12 mol·L-1·s-1,丙:v(C)=9.6 mol·L-1·min-1,则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为_______ 。
(3)向某容积不变的密闭容器中充入一定量的NO2,发生反应2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,达到平衡后,若分别单独改变下列条件,下列判断正确的是_____。
(4)工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气,体系中发生如下反应:
Ⅰ.CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) Ⅱ.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
①下列操作中,能提高CH4(g)平衡转化率的是____ (填标号)。
A.增加CH4 (g)用量 B.恒温恒压下通入惰性气体
C.移除CO(g) D.加入催化剂
②恒温恒压条件下,1 mol CH4 (g)和1 mol H2O(g)反应达平衡时,CH4 (g)的转化率为α,CO2(g)的物质的量为b mol,则反应Ⅰ的平衡常数Kx=____ [写出含有α、b的计算式;对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),Kx=,x为物质的量分数]。
(1)化学键的键能是形成(或断裂)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。以下是部分共价键键能的数据:H-S:364 kJ·mol-1,S-S:266 kJ·mol-1,S=O:522 kJ·mol-1,H-O:463 kJ·mol-1,试根据这些数据计算下列反应的反应热:2H2S(g)+SO2(g)= 3S(s)+2H2O(l) ΔH=-Q kJ·mol-1,反应产物中的S实为S8,实际分子是一个八元环状分子(),则Q=
(2)已知反应aA(g)+bB(g)cC(g),某温度下,在2 L的密闭容器中投入一定量的A、B,两种气体的物的量浓度随时间变化的曲线如图所示。①从反应开始到12 s时,用A表示的反应速率为
②经测定,前4 s内v(C)=0.05 mol·L-1·s-1,则该反应的化学方程式为
③若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行,经同一段时间后,测得三个容器中的反应速率分别为甲:v(A)=0.3 mol·L-1·s-1,乙:v(B)=0.12 mol·L-1·s-1,丙:v(C)=9.6 mol·L-1·min-1,则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为
(3)向某容积不变的密闭容器中充入一定量的NO2,发生反应2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0,达到平衡后,若分别单独改变下列条件,下列判断正确的是_____。
A.升高温度,混合气体的颜色变浅 |
B.通入NO2,化学平衡常数增大 |
C.通入NO2,重新达到平衡后混合气体的平均相对分子质量增大 |
D.增大压强,平衡向正反应方向移动,混合气体的颜色变浅 |
Ⅰ.CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) Ⅱ.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
①下列操作中,能提高CH4(g)平衡转化率的是
A.增加CH4 (g)用量 B.恒温恒压下通入惰性气体
C.移除CO(g) D.加入催化剂
②恒温恒压条件下,1 mol CH4 (g)和1 mol H2O(g)反应达平衡时,CH4 (g)的转化率为α,CO2(g)的物质的量为b mol,则反应Ⅰ的平衡常数Kx=
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解题方法
2 . 回答下列问题。
(1)一定条件下,在密闭容器中充入和,发生反应:。测得和的物质的量随时间变化如图所示。___________ ;内的平均反应速率___________ ,平衡时的转化率为___________ 。
(2)下列措施能提高正反应速率的是___________(填正确答案的字母)。
(3)工业上常以水煤气(和)为原料合成甲醇。已知: ; ,则与制备水煤气的热化学方程式为___________ 。
(1)一定条件下,在密闭容器中充入和,发生反应:。测得和的物质的量随时间变化如图所示。
(2)下列措施能提高正反应速率的是___________(填正确答案的字母)。
A.降低温度 | B.增加的量 | C.使用催化剂 | D.及时分离出甲醇 |
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3 . 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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4 . Ⅰ.甲醇是一种理想的储氢载体,我国科学家研发的全球首套太阳能燃料合成项目被称为“液态阳光”计划,可利用太阳能电解水产生H2,再将CO2与H2转化为甲醇,以实现碳中和。
(1)下列关于甲醇(CH3OH)的说法中,正确的是___________
Ⅱ.已知,CO2生产甲醇过程主要发生以下反应:
反应Ⅰ.CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ∆H1= −48.97kJ·mol−1
反应Ⅱ.CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ∆H2= +41.17 kJ·mol−1
反应Ⅲ.CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) ∆H3
(2)反应Ⅲ中,①活化能E(正)___________ E (逆) (填“>”、“<”或“=”);
②该反应在___________ 条件下能自发进行;
A.在高温条件下自发进行 B.在低温条件下自发进行
C.在任何条件下都能自发进行 D.在任何条件下都不能自发进行
(3)反应III中,CO的平衡转化率与温度的关系如图所示:①A、B、C三点平衡常数KA、KB、KC的大小关系为___________ 。T1时,由D点到B点过程中,正、逆反应速率之间的关系:v正 ___________ v逆。(填“>”、“<”或“=”)
②向某恒温恒压密闭 容器中充入1mol CO(g)和2mol H2(g),下列能说明反应III达到平衡的是___________ ;
A.容器内混合气体的密度不再改变
B.容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.两种反应物转化率的比值不再改变
D.v正(CO)=2 v逆(H2)
③在2L恒容密闭 容器中充入2mol CO和4mol H2,在p2和T1条件下经10min达到平衡状态。在该条件下,v(H2)=___________ mol·L−1·min−1。
(4)在CO2加氢合成甲醇的体系中,①下列说法不正确的是___________ ;
A.若在绝热恒容 容器,反应I的平衡常数K保持不变,说明反应I、II都已达平衡
B.若气体的平均相对分子质量不变,说明反应I、II都已达平衡
C.体系达平衡后,若压缩体积,反应I平衡正向移动,反应II平衡不移动
D.选用合适的催化剂可以提高甲醇在单位时间内的产量
②已知:CH3OH的选择性=×100%,不考虑催化剂活性温度,为同时提高CO2的平衡转化率和甲醇的选择性,应选择的反应条件是___________ ,并说明其原因
A.高温高压 B.高温低压 C.低温低压 D.低温高压
原因:___________
(5)我国科学家设计了离子液体电还原CO2合成CH3OH工艺,写出碱性条件下CO2生成甲醇的电极反应式___________ 。
(1)下列关于甲醇(CH3OH)的说法中,正确的是___________
A.甲醇在一定条件下可被氧化生成CO2 | B.甲醇储氢符合“相似相溶”原理 |
C.甲醇官能团的电子式: | D.甲醇分子是含有极性键的非极性分子 |
Ⅱ.已知,CO2生产甲醇过程主要发生以下反应:
反应Ⅰ.CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ∆H1= −48.97kJ·mol−1
反应Ⅱ.CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) ∆H2= +41.17 kJ·mol−1
反应Ⅲ.CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) ∆H3
(2)反应Ⅲ中,①活化能E(正)
②该反应在
A.在高温条件下自发进行 B.在低温条件下自发进行
C.在任何条件下都能自发进行 D.在任何条件下都不能自发进行
(3)反应III中,CO的平衡转化率与温度的关系如图所示:①A、B、C三点平衡常数KA、KB、KC的大小关系为
②向某
A.容器内混合气体的密度不再改变
B.容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.两种反应物转化率的比值不再改变
D.v正(CO)=2 v逆(H2)
③在2L
(4)在CO2加氢合成甲醇的体系中,①下列说法不正确的是
A.若在
B.若气体的平均相对分子质量不变,说明反应I、II都已达平衡
C.体系达平衡后,若压缩体积,反应I平衡正向移动,反应II平衡不移动
D.选用合适的催化剂可以提高甲醇在单位时间内的产量
②已知:CH3OH的选择性=×100%,不考虑催化剂活性温度,为同时提高CO2的平衡转化率和甲醇的选择性,应选择的反应条件是
A.高温高压 B.高温低压 C.低温低压 D.低温高压
原因:
(5)我国科学家设计了离子液体电还原CO2合成CH3OH工艺,写出碱性条件下CO2生成甲醇的电极反应式
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解题方法
5 . 合成氨是目前转化空气中氮最有效的工业方法,其反应历程和能量变化的简图如图:(图中ad表示物质吸附在催化剂表面时的状态)(1)由图可知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的△H=______ kJ•mol-1,对总反应速率影响较大的是步骤_______ 。(填写编号)
(2)若改变某一条件,使合成氨的化学反应速率加快,下列解释正确的是_______ 。
(3)下列关于硫酸工业和合成氨工业说法错误的是_______ 。
合成氨厂的CO2可用于合成重要化工原料CH3OH,主要反应为:3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。向两个容积固定为2L的密闭容器中分别充入比例相同,但总量不同的H2和CO2气体,H2的平衡转化率与初始充入物质的量(n)、反应温度(T)的关系如图所示。(4)若T1时,向容器中充入n1mol气体(3molH2和1molCO2),反应至5min时达到平衡,则0~5min内CO2的平均反应速率v(CO2)=_______ mol•L-1•min-1。
(5)由图可判断该反应是_______ (选填“吸热”或“放热”)反应,在______ (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(6)判断图中n1、n2相对大小:n1______ n2。(选填“<”或“>”)
(2)若改变某一条件,使合成氨的化学反应速率加快,下列解释正确的是
A.升高温度,使单位体积内活化分子百分数增加 |
B.增加反应物的浓度,使活化分子百分数增加 |
C.使用催化剂,能降低反应活化能,使单位体积内活化分子数增加 |
D.增大压强,能降低反应的活化能,使单位体积内活化分子数增加 |
(3)下列关于硫酸工业和合成氨工业说法错误的是
A.都采用了高压 | B.都使用了催化剂 |
C.生产流程中都有造气和净化 | D.都使用了热交换器 |
合成氨厂的CO2可用于合成重要化工原料CH3OH,主要反应为:3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。向两个容积固定为2L的密闭容器中分别充入比例相同,但总量不同的H2和CO2气体,H2的平衡转化率与初始充入物质的量(n)、反应温度(T)的关系如图所示。(4)若T1时,向容器中充入n1mol气体(3molH2和1molCO2),反应至5min时达到平衡,则0~5min内CO2的平均反应速率v(CO2)=
(5)由图可判断该反应是
(6)判断图中n1、n2相对大小:n1
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解题方法
6 . Ⅰ.在密闭容器中充入2molN2和6molH2,容器体积为5L,在一定温度下催化反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),NH3的物质的量浓度随时间的变化如图所示。
(1)①前3min内平均反应速率:v(H2)=______ ;
②平衡时,N2的转化率为_______ ;反应前后压强之比P前:P后=______ 。
③在此温度下,上述反应平衡常数K=______ 。
Ⅱ.工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇,某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(K1、K2、K3)如下表所示:
请回答下列问题:
(2)根据反应①与②可推导出K3=________ (用K1、K2表示);△H3_____ 0(用“>”或“<”表示);
(3)下列图像符合反应③的是_______。
(1)①前3min内平均反应速率:v(H2)=
②平衡时,N2的转化率为
③在此温度下,上述反应平衡常数K=
Ⅱ.工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇,某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(K1、K2、K3)如下表所示:
化学反应 | 平衡常数符号 | 平衡常数值 | ||
500℃ | 700℃ | 800℃ | ||
①2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g) △H1 | K1 | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2 | K2 | 1.0 | 1.70 | 2.52 |
③CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H3 | K3 |
(2)根据反应①与②可推导出K3=
(3)下列图像符合反应③的是_______。
A. | B. |
C. | D. |
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7 . 是硝酸的酸酐,溶于水生成或合金可用于还原脱除水体中的硝态氮。完成下列填空:
(1)被脱除,被还原成,配平下列反应的离子方程式___________ 。
_______ _______ ________ ________ ________ ________
不稳定,时的分解方式如下:
① ;
② 。
(2)时,在一个容积不变的容器中加入,气体总浓度与时间的变化关系如下表所示:
①在时,测得浓度为,此时的浓度是___________ 。反应达到平衡时,的浓度是___________ 。
②若升温至,平衡时气体总浓度___________ 。
A.> B.= C.<
③已知:___________ 。
④是一种高效清洁的火箭燃料。完全燃烧成和时,放出热量。请写出该反应的热化学方程式___________ 。
(3)针对反应②,如图表示的的变化图。可见反应在时都达到了平衡,而时都改变了个条件。
①时扩大容器的体积,请在图中画出时逆反应的变化趋势___________ 。
②试判断时可能改变的条件是___________ 。
(4)针对反应
①时可能改变的条件是___________ ;
②时仅改变一个条件,可能是___________ 。
③时仅降低了反应的温度,可能原因是___________ 。
(1)被脱除,被还原成,配平下列反应的离子方程式
_______ _______ ________ ________ ________ ________
不稳定,时的分解方式如下:
① ;
② 。
(2)时,在一个容积不变的容器中加入,气体总浓度与时间的变化关系如下表所示:
0 | 260 | ||
②若升温至,平衡时气体总浓度
A.> B.= C.<
③已知:
④是一种高效清洁的火箭燃料。完全燃烧成和时,放出热量。请写出该反应的热化学方程式
(3)针对反应②,如图表示的的变化图。可见反应在时都达到了平衡,而时都改变了个条件。
①时扩大容器的体积,请在图中画出时逆反应的变化趋势
②试判断时可能改变的条件是
(4)针对反应
①时可能改变的条件是
②时仅改变一个条件,可能是
③时仅降低了反应的温度,可能原因是
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解题方法
8 . 为提高空气质量,减少汽车尾气中等有毒气体排放成为当务之急。已知一定条件有如下反应:
①
②
③
④
(1)
(2)反应④_______(填下列字母)。
A.仅在高温下有自发发生的倾向 | B.仅在低温下有自发发生的倾向 |
C.在任意温度下均有自发发生的倾向 | D.在任意温度下均无自发发生的倾向 |
某温度下,向一体积为的密闭容器中充入均为的和,只发生反应①,在后达到平衡。
(3)该反应达到平衡后,放出的热量_______(填下列字母)。
A.大于 | B.等于 | C.小于 | D.无法确定 |
(4)下列事实能说明该反应达到平衡状态的是_______(填下列字母,不定项)。
A.维持不变 | B.混合气体的相对分子质量保持不变 |
C.的物质的量分数保持不变 | D.每生成的同时消耗 |
(5)若该反应达到平衡后的转化率为,计算从反应开始至恰好平衡时,
(6)如图是某一反应的反应历程理论模拟,其中包含了一系列基元反应。
①该反应历程包含了
②这些基元反应的总反应就是反应
A.① B.② C.③ D.④
③基于该图,下列说法正确的是
A.即便更换催化剂,也无法改变图中的
B.该反应的决速步骤对应的过渡态是
C.对应的基元反应涉及单键的断裂与双键的生成
D.通过理论模拟得到的反应热可能存在一定误差
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解题方法
9 . 反应I可用于在国际空间站中处理二氧化碳,同时伴有副反应II发生。
主反应I:
副反应II:
(1)几种化学键的键能如表所示:
表中___________ 。
(2)为了进一步研究上述两个反应,某小组在三个的刚性容器中,分别充入和,在三种不同实验条件(见下表)下进行两个反应,反应体系的总压强(p)随时间变化情况如图所示:
①T1___________ T2 (选填编号)。
a.大于 b.等于 c.小于 d.无法确定
②曲线(3)对应的实验编号是___________ (选填编号)。
a.1 b.2 c.3 d.无法确定
③若在曲线II的条件下,达到平衡时生成,则内反应的平均速率___________ ,计算出反应II的平衡常数___________ (用最简分式表示)。
(3)在一定条件下反应I存在:或,反应I的平衡常数___________ (用含的代数式表示)。
(4)向一定量久置的氢氧化钠溶液中通入二氧化碳,可以使用酸碱指示剂确定溶液的酸碱性。请写出下列指示剂的变色范围:甲基橙:___________ ;酚酞:___________ 。
主反应I:
副反应II:
(1)几种化学键的键能如表所示:
化学键 | ||||
键能 | 413 | 436 | 463 |
(2)为了进一步研究上述两个反应,某小组在三个的刚性容器中,分别充入和,在三种不同实验条件(见下表)下进行两个反应,反应体系的总压强(p)随时间变化情况如图所示:
实验编号 | 1 | 2 | 3 |
温度 | |||
催化剂比表面积 | 80 | 120 | 120 |
①T1
a.大于 b.等于 c.小于 d.无法确定
②曲线(3)对应的实验编号是
a.1 b.2 c.3 d.无法确定
③若在曲线II的条件下,达到平衡时生成,则内反应的平均速率
(3)在一定条件下反应I存在:或,反应I的平衡常数
(4)向一定量久置的氢氧化钠溶液中通入二氧化碳,可以使用酸碱指示剂确定溶液的酸碱性。请写出下列指示剂的变色范围:甲基橙:
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解题方法
10 . 恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,发生反应:① ,② ΔH2,图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线。反应②的速率,,式中、为速率常数。图乙为②的速率常数曲线。
(1)表示的曲线为_____ 。
(2)从反应②用Y表示化学反应速率为_____ 。
(3)反应①与反应②到达平衡的时间_____ (填“相等”或“不相等”),该温度下,反应②的化学平衡常数_____ (用含、、的式子来表示)
(4)由图乙可知,_____ 0(填“>”或“<”),时_____
(1)表示的曲线为
(2)从反应②用Y表示化学反应速率为
(3)反应①与反应②到达平衡的时间
(4)由图乙可知,
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