解题方法
1 . 研究等大气污染气体的处理具有重要意义,有关研究表明氨气在处理大气污染中有一定的作用。利用反应可处理。
(1)在2L的密闭容器中,2分钟内上述反应混合物的物质的量增加了0.25mol,则2分钟内_______ 。
(2)写出该反应的化学平衡常数表达式_______ ;
(3)已知该反应平衡常数(K)与温度(T)的关系如下图所示,反应达到平衡后若升高温度,则_______ (填“大于”、“小于”或“等于”);反应达到平衡后若缩小反应容器体积,其它条件不变,则混合气体的平均分子量将_______ (填“变大”.“变小”或“不变”)。
(1)在2L的密闭容器中,2分钟内上述反应混合物的物质的量增加了0.25mol,则2分钟内
(2)写出该反应的化学平衡常数表达式
(3)已知该反应平衡常数(K)与温度(T)的关系如下图所示,反应达到平衡后若升高温度,则
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2 . 研究碳及其化合物的相互转化对能源的充分利用、低碳经济有着重要的作用。
(1)已知:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.1kJ·mol−1
②2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH2=-128.3kJ·mol−1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-483.6kJ·mol−1
若某反应的平衡常数表达式为:K=,则此反应ΔH=___________ kJ·mol−1。
(2)CH4-CO2催化重整对温室气体的减排具有重要意义。催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247kJ·mol−1,平衡时CH4的转化率与温度和压强的关系如图所示。①图中P1、P2、P3、P4代表不同压强,压强最大的是___________ 。
②压强为P4时,在Y点:v正___________ v逆(填“>”、“<”或“=”)。
③图中W、X、Y、Z四点对应的反应的平衡常数K1、K2、K3、K4由大到小的顺序为___________ 。
(3)CO2加氢制备甲酸(HCOOH)可回收利用CO2,温度为T1时,将等物质的量的CO2和H2充入体积为1L的密闭容器中发生反应:CO2(g)+H2(g)HCOOH(g) ΔH>0,化学平衡常数K=1,实验测得:v正=k正·c(CO2)·c(H2),v逆=k逆·c(HCOOH),k正、k逆为速率常数。
①当HCOOH的体积分数为25%时,CO2的转化率为___________ 。
②温度为T1,反应达到平衡时,k逆=___________ (用k正表示)。改变温度至T2,若k逆=0.9k正,则T1___________ T2(填“>”、“<”或“=”)。
(4)采用电还原法也可将CO2转化为甲酸,在碳酸氢盐的水溶液中,CO2被还原成甲酸的原理如图所示。阴极的电极反应式是___________ 。
(1)已知:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.1kJ·mol−1
②2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH2=-128.3kJ·mol−1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-483.6kJ·mol−1
若某反应的平衡常数表达式为:K=,则此反应ΔH=
(2)CH4-CO2催化重整对温室气体的减排具有重要意义。催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247kJ·mol−1,平衡时CH4的转化率与温度和压强的关系如图所示。①图中P1、P2、P3、P4代表不同压强,压强最大的是
②压强为P4时,在Y点:v正
③图中W、X、Y、Z四点对应的反应的平衡常数K1、K2、K3、K4由大到小的顺序为
(3)CO2加氢制备甲酸(HCOOH)可回收利用CO2,温度为T1时,将等物质的量的CO2和H2充入体积为1L的密闭容器中发生反应:CO2(g)+H2(g)HCOOH(g) ΔH>0,化学平衡常数K=1,实验测得:v正=k正·c(CO2)·c(H2),v逆=k逆·c(HCOOH),k正、k逆为速率常数。
①当HCOOH的体积分数为25%时,CO2的转化率为
②温度为T1,反应达到平衡时,k逆=
(4)采用电还原法也可将CO2转化为甲酸,在碳酸氢盐的水溶液中,CO2被还原成甲酸的原理如图所示。阴极的电极反应式是
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3 . 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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4 . 一定温度时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的SO2和O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196kJ·mol-1,一段时间后达到平衡,反应过程中测定的部分数据见下表:
下列说法不正确的是
反应时间/min | n(SO2)/mol | n(O2)/mol |
0 | 2 | 1 |
5 | 1.2 |
|
10 |
| 0.4 |
15 | 0.8 |
|
A.△H的大小与平衡移动与否无关 |
B.相同温度下,起始时向容器中充入1.5mol SO3,达平衡时SO3的转化率为40% |
C.保持温度不变,向平衡后的容器中再充入0.2mol SO2和0.2mol SO3时,v(正)>v(逆) |
D.其他条件不变,若起始时向容器中充入2mol SO3,达平衡时吸收78.4kJ的热量 |
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5 . 国家主席习近平提出了中国应对气候变化的两个目标:二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,于2060年前实现碳中和。杭州亚运会火炬使用的燃料为“零碳甲醇”,是利用焦炉气中的H2与从工业尾气中捕集的二氧化碳反应合成,实现废碳再生、循环内零碳排放。
(1)已知:某温度下物质的相对能量如下图1所示,在In2O3催化下用CO2(g)和H2(g)制备CH3OH(g)的反应原理如图2。___________ 。
①该反应在___________ (填“高温”或“低温”)下能自发进行。
②向一绝热恒容密闭容器中充入等物质的量的H2和CO2进行反应,下面不能判断该反应已达到平衡状态的是___________ 。
A混合气体的密度保持不变 B.总压强不变
C.平衡常数不变 D.H2的转化率保持不变
(2)煤制甲醇的生产工艺中,由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)可直接制备甲醇,主要包括以下三个反应:
ⅰ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41.1kJ/mol
ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=+90.1kJ/mol
ⅲ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3
t℃、100kPa下,将3molH2(g)、1molCO2(g)和6molKr(g)投入一恒容密闭容器中发生反应。反应达到平衡时,测得容器中CH3OH(g)为0.5mol、CO(g)为0.2mol。
①CO2的平衡转化率为___________ 。
②反应ⅱ的平衡常数Kx=___________ (保留位小数)[对于反应aM(g)+bN(g)cZ(g)+dQg),Kx=,x为物质的量分数]。
(3)2023年11月20日,福岛核电站第三批次核污水排放结束,从8月24日正式开启排污,不到三个月的时间,己有超2.3万吨核污水流入太平洋,引发了国际社会的广泛关注和担忧。铀(U)可用作核燃料,核废料中+6价的铀[]可以通过电化学还原法处理,+6价的铀被还原为U4+的电化学装置如图所示:①阴极的电极反应为:___________ 。
②阴极上可能发生副反应:+3H++2e-=HNO2+H2O、2HNO2+U4+=+2NO↑+2H+,为了减少副反应造成的影响,可向阴极区溶液中加入N2H5NO3,发生的反应为:2HNO2+=N2O↑+N2↑+3H2O+H+,溶液中加入N2H5NO3的具体作用是___________ 。
③电还原处理+6价的铀转移1rnole-,阴极区H+减少___________ mol(不考虑副反应)。
(1)已知:某温度下物质的相对能量如下图1所示,在In2O3催化下用CO2(g)和H2(g)制备CH3OH(g)的反应原理如图2。
请写出制备甲醇的热化学方程式为:
①该反应在
②向一绝热恒容密闭容器中充入等物质的量的H2和CO2进行反应,下面不能判断该反应已达到平衡状态的是
A混合气体的密度保持不变 B.总压强不变
C.平衡常数不变 D.H2的转化率保持不变
(2)煤制甲醇的生产工艺中,由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)可直接制备甲醇,主要包括以下三个反应:
ⅰ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41.1kJ/mol
ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=+90.1kJ/mol
ⅲ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3
t℃、100kPa下,将3molH2(g)、1molCO2(g)和6molKr(g)投入一恒容密闭容器中发生反应。反应达到平衡时,测得容器中CH3OH(g)为0.5mol、CO(g)为0.2mol。
①CO2的平衡转化率为
②反应ⅱ的平衡常数Kx=
(3)2023年11月20日,福岛核电站第三批次核污水排放结束,从8月24日正式开启排污,不到三个月的时间,己有超2.3万吨核污水流入太平洋,引发了国际社会的广泛关注和担忧。铀(U)可用作核燃料,核废料中+6价的铀[]可以通过电化学还原法处理,+6价的铀被还原为U4+的电化学装置如图所示:①阴极的电极反应为:
②阴极上可能发生副反应:+3H++2e-=HNO2+H2O、2HNO2+U4+=+2NO↑+2H+,为了减少副反应造成的影响,可向阴极区溶液中加入N2H5NO3,发生的反应为:2HNO2+=N2O↑+N2↑+3H2O+H+,溶液中加入N2H5NO3的具体作用是
③电还原处理+6价的铀转移1rnole-,阴极区H+减少
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解题方法
6 . 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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7 . 乙烯是合成多种塑料的单体。我国科学家开发的特殊催化剂用制备,有利于实现“双碳”目标。
主反应:放热反应
(1)在容积为2L的恒容密闭容器中充和,若只发生主反应,反应时间2.0min,的转化率为20%,在这段时间内的平均反应速率为___________ 。
(2)在一定温度下,向恒容密闭容器中充入和,若只发生主反应,下列情况不能说明反应达到平衡的是___________ (填编号)。
A.混合气体总压强保持不变 B.混合气体密度保持不变
C.乙烯体积分数保持不变 D.平均摩尔质量保持不变
达到平衡后能提高平衡转化率的措施是___________ (任填一条)。
(3)下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是_______。
(4)下图表示反应放热反应在某段时间里的反应速率与反应过程的关系图,则C的百分含量最高的一段是_______。
主反应:放热反应
(1)在容积为2L的恒容密闭容器中充和,若只发生主反应,反应时间2.0min,的转化率为20%,在这段时间内的平均反应速率为
(2)在一定温度下,向恒容密闭容器中充入和,若只发生主反应,下列情况不能说明反应达到平衡的是
A.混合气体总压强保持不变 B.混合气体密度保持不变
C.乙烯体积分数保持不变 D.平均摩尔质量保持不变
达到平衡后能提高平衡转化率的措施是
(3)下列事实中,不能用勒夏特列原理解释的是_______。
A.反应(放热反应),升高温度平衡向逆反应方向移动 |
B.采用高压有利于合成氨反应: |
C.使用催化剂有利于合成氨反应: |
D.氯水中有下列平衡:,当加入溶液后溶液颜色变浅 |
(4)下图表示反应放热反应在某段时间里的反应速率与反应过程的关系图,则C的百分含量最高的一段是_______。
A. | B. | C. | D. |
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8 . 某团队报道了高温富水环境下,催化丙烷氧化脱氢原理,涉及反应如下:
i.
ii.
回答下列问题:
(1)上述反应过程中涉及的C、N、O元素可以组成多种配体,如CO、、等,CO、的配位原子是C,而的配位原子是N,简述其原因___________ 。
(2)已知:丙烷、丙烯的燃烧热分别为、。18g液态水变为吸收热量44kJ。则___________ 。下列关于反应i自发性判断正确的是___________ (填标号)。
A.任何温度都能自发进行 B.任何温度都不能自发进行
C.在较高温度下能自发进行 D.在较低温度下能自发进行
(3)已知反应i速率方程为(k为速率常数只与温度、催化剂有关;α、β、γ、δ为反应级数,可以为正数、负数或分数)。
①一定温度下,反应速率与浓度()关系如下表所示:
根据数据计算,α+β+γ+δ=___________ 。
②速率常数与温度、活化能关系式为(R、C为常数,T为温度,为活化能且不随温度变化而变化)。在不同催化剂Cat1、Cat2作用下,Ink与关系如图:催化效率较大的催化剂是___________ (填“Cat1”或“Cat2”)。
(4)在密闭容器中充入和,仅发生上述反应i和ii,测得丙烷的平衡转化率与温度、压强关系如图所示:①随着温度升高,不同压强下丙烷转化率趋向相等,其主要原因可能是___________ 。
②下,A点丙烯的选择性为80%(选择性等于丙烯的物质的量与丙烷转化的总物质的量之比)。B点时,反应ii的压强平衡常数___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(5)在熔融碳酸钠中,丙烷-空气燃料电池的放电效率高。该燃料电池放电时,负极的电极反应式为___________ 。
i.
ii.
回答下列问题:
(1)上述反应过程中涉及的C、N、O元素可以组成多种配体,如CO、、等,CO、的配位原子是C,而的配位原子是N,简述其原因
(2)已知:丙烷、丙烯的燃烧热分别为、。18g液态水变为吸收热量44kJ。则
A.任何温度都能自发进行 B.任何温度都不能自发进行
C.在较高温度下能自发进行 D.在较低温度下能自发进行
(3)已知反应i速率方程为(k为速率常数只与温度、催化剂有关;α、β、γ、δ为反应级数,可以为正数、负数或分数)。
①一定温度下,反应速率与浓度()关系如下表所示:
序号 | v | ||||
Ⅰ | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | k |
Ⅱ | 0.2 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 4k |
Ⅲ | 0.2 | 0.4 | 0.1 | 0.1 | 8k |
Ⅳ | 0.4 | 0.1 | 0.2 | 0.1 | 8k |
Ⅴ | 0.4 | 0.4 | 0.1 | 0.2 | 16k |
②速率常数与温度、活化能关系式为(R、C为常数,T为温度,为活化能且不随温度变化而变化)。在不同催化剂Cat1、Cat2作用下,Ink与关系如图:催化效率较大的催化剂是
(4)在密闭容器中充入和,仅发生上述反应i和ii,测得丙烷的平衡转化率与温度、压强关系如图所示:①随着温度升高,不同压强下丙烷转化率趋向相等,其主要原因可能是
②下,A点丙烯的选择性为80%(选择性等于丙烯的物质的量与丙烷转化的总物质的量之比)。B点时,反应ii的压强平衡常数
(5)在熔融碳酸钠中,丙烷-空气燃料电池的放电效率高。该燃料电池放电时,负极的电极反应式为
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解题方法
9 . 其他条件不变时,向1L刚性密闭容器中充入。假定只发生下列三个反应:
①
②
③
体系中、、所占物质的量分数与温度关系如图所示:下列叙述正确的是
①
②
③
体系中、、所占物质的量分数与温度关系如图所示:下列叙述正确的是
A.根据图像可判断:, |
B.升温,反应②和③只向正反应方向移动 |
C.700K时,转化率为80% |
D.若700K时反应①处于平衡状态,则其物质的量分数平衡常数为6.4 |
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10 . 已知反应的平衡常数和温度的关系如下:
回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式___________ ,___________ 0(填“<”、“>”或“=”);
(2)时,向一个的密闭容器中充入的A和的B,若反应初始内A的平均反应速率,则时___________ ,C的物质的量为___________ ;若反应一段时间后达到平衡,则A的转化率为___________ ;如果这时向该密闭容器中再充入氩气,平衡时A的转化率为___________ 。
(3)判断该反应是否达到平衡的依据为___________ (填字母)。
a.压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变
c.不随时间改变 d.单位时间里生成C和D的物质的量相等
温度/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
平衡常数 | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
(1)该反应的平衡常数表达式
(2)时,向一个的密闭容器中充入的A和的B,若反应初始内A的平均反应速率,则时
(3)判断该反应是否达到平衡的依据为
a.压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变
c.不随时间改变 d.单位时间里生成C和D的物质的量相等
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