(1)一种借助光将转化为的催化机理如图所示。该转化过程总反应的化学方程式是
(2)一定条件下,和还可发生如下两个平行反应:
i.
ii.
①已知相关键能数据如下表:
化学键 | ||||
键能/ | 436 | 464 | 803 | 1072 |
②为了提高的产率,理论上应采用的措施是
A.低温低压 B.高温低压 C.高温高压 D.低温高压
③保持温度,压强,按投料比向密闭容器中充入和,反应相同时间测得不同催化剂下转化率和选择性的相关实验数据如下表所示(已知选择性:转化的中生成的百分比)。
催化剂 | 转化率 | 选择性 |
cat.1 | 21.9% | 67.3% |
cat.2 | 36.1% | 100.0% |
A.气体压强不再变化 B.气体平均相对分子质量不再变化
C.和的物质的量之比为 D.和的物质的量之比不再变化
(3)一定条件下,向恒容密闭容器中充入和,只发生上述反应ii,达平衡时,的转化率为80%,则该温度下的平衡常数
(4)若恒容密闭容器中只发生上述反应i,在进气比不同、温度不同时,测得相应的平衡转化率如图所示。则B和D两点的温度
利用氧化丙烷脱氢制取丙烯有以下相关反应。
反应:逆水煤气转换:
反应II:丙烷在无氧条件下直接脱氢:
反应III:氧化丙烷脱氢:
已知:和的燃烧热分别为、; 。
(1)
(2)下列说法不正确的是___________(填序号)。
A.反应I的 |
B.选择合适的催化剂可提高丙烯的选择性和平衡产率 |
C.恒温恒压下通入水蒸气有利于增大丙烷的转化率 |
D.为得到更多的丙烯,实际生产中反应温度越高越好 |
(4)加氢时除发生反应I外,还可产生,具体反应如下:
反应IV、
在相同容积的密闭容器中按通入和,分别在0.1MPa和1MPa下进行反应。分析温度对平衡体系中、CO、的影响,设这三种气体物质的量分数之和为1,其中CO和的物质的量分数与温度变化关系如图丙所示。
①表示0.1MPa时物质的量分数随着温度变化关系的曲线是
②N点低于M点的原因是
③590℃时反应IV的平衡常数为
(1)判断该反应的自发性并说明理由
(2)在一定温度下,NH3溶于水的过程及其平衡常数为:
NH3(g) NH3(aq) K1=
NH3(aq)+H2O(l) NH3·H2O(aq) K2
NH3·H2O (aq) (aq)+OH-(aq) K3
忽略H2O的电离,NH3 在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)为c,用平衡压强p和上述平衡常数表示,则c=
(3)工业合成氨流程示意图如图1:
①工业上通常在400~500℃下进行合成氨反应,用碰撞理论解释为什么不在常温下进行反应
②干燥净化的目的是
③工业上N2和H2混合气反应后经过图1中的过程再及时补充N2和H2进入合成塔反应,以一定量的N2和H2为研究对象,计算转化率时不考虑新补充进入的N2和H2,循环过程中转化率随温度变化曲线如图2所示,图2所示进程中表示热交换过程的是
A. a1→b1 B. b1→c1 C. c1→a2 D. a2→c1 E. c1→b2 F. b2→c2 G. c2→a3 H.a3→c2
(4)已知Arrhenius经验公式为Rlnk=- +C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数),假设使用现有合成氨催化剂铁触媒时的图象如图所示,2016 年我国科学家研制出一种新型催化剂,合成氨条件降为350℃、1MPa,在图中画出在使用该高效催化剂下Rlnk与的关系图。
实验参数:
名称 | 苯胺 | 乙酸 | 乙酰苯胺 |
式量 | 93 | 60 | 135 |
性状 | 无色油状液体,具有还原性 | 无色液体 | 白色晶体 |
密度/(g·cm-3) | 1.02 | 1.05 | 1.22 |
沸点/℃ | 184.4 | 118.1 | 304 |
溶解度 | 微溶于水 | 易溶于水 | 微溶于冷水,溶于热水 |
易溶于乙醇、乙醚等 | 易溶于乙醇、乙醚 | 易溶于乙醇、乙醚 |
注:刺形分馏柱的作用相当于二次蒸馏,用于沸点差别不太大的混合物的分离。
实验步骤:
步骤1:在圆底烧瓶中加入无水苯胺9.30 mL,冰醋酸15.4 mL,锌粉0.100 g, 安装仪器,加入沸石,调节加热温度,使分馏柱顶温度控制在105℃左右,反应约60~80 min,反应生成的水及少量醋酸被蒸出。
步骤2:在搅拌下,趁热将烧瓶中物料以细流状倒入盛有100 mL冰水的烧杯中,剧烈搅拌,并冷却结晶,抽滤、洗涤、干燥,得到乙酰苯胺粗品。
步骤3:将此粗乙酰苯胺进行重结晶,晾干,称重,计算产率。
(1)步骤1中所选圆底烧瓶的最佳规格是
a.25 mL b.50 mL c.150 mL d.200 mL
(2)实验中加入少量锌粉的目的是
(3)步骤1加热可用
(4)步骤2中结晶时,若冷却后仍无晶体析出,可采用的方法是
a.用少量冷水洗 b.用少量热水洗 c.先用冷水洗,再用热水洗 d.用酒精洗
(5)乙酰苯胺粗品因含杂质而显色,欲用重结晶进行提纯,步骤如下:热水溶解、
a.蒸发结晶 b.冷却结晶 c.趁热过滤 d.加入活性炭
(6)该实验最终得到纯品9.18 g,则乙酰苯胺的产率是
请回答下列问题:
(1)方法2比方法1后续回收流程相对简单,但工业上不常用方法2,从绿色化学角度分析原因是
(2)“酸浸②”时,Pt和Pd分别转化为和,请写出Pd转化为的离子方程式为
(3)“酸浸②”时,可用NaClO替代H2O2,两者相比,
(4)酸浸②在一定温度下充分浸取钯,得到氯亚钯酸(H2PdCl4)溶液,钯的浸出率与反应的温度、HCl浓度的关系如图所示。最佳的浸取温度和HCl浓度分别为
(5)“络合”过程后得到和,“沉淀”时,搅拌滴加盐酸调节pH将转化为沉淀,结合平衡移动原理解释实现该转化的原因
(6)已知:常温下,,。若滤液①中,则分离出Al(OH)3沉淀需调节pH的范围是
A. B. C. D.
6 . 近年来对CO2的有效控制及其高效利用的研究正引起全球广泛关注。据中国化工报报道,美国科学家发现了一种新的可将CO2转化为甲醇的高活性催化体系,比目前工业使用的常见催化剂快近90倍。由CO2制备甲醇过程可能涉及反应如下:
反应I:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=-49.58kJ/mol
反应II:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ∆H2
反应III:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H3=-90.77kJ/mol
回答下列问题:
(1)反应II的∆H2=
(2)在一定条件下2L恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO2仅发生反应I,实验测得在不同反应物起始投入量下,反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线,如下图所示。
反应物起始投入量:
曲线I:n(H2)=3mol,n(CO2)=1.5mol
曲线II:n(H2)=3mol,n(CO2)=2mol
①据图可知,若要使CO2的平衡转化率大于40%,以下条件中最合适的是
A.n(H2)=3mol,n(CO2)=1.5mol;650K
B.n(H2)=3mol,n(CO2)=1.7mol;550K
C.n(H2)=3mol,n(CO2)=1.9mol;650K
D.n(H2)=3mol,n(CO2)=2.5mol;550K
②在温度为500K的条件下,充入3molH2和1.5molCO2,该反应10min时达到平衡:
a.用H2表示该反应的速率为
b.该温度下,反应I的平衡常数K=
c.在此条件下,系统中CH3OH的浓度随反应时间的变化趋势如图所示,当反应时间达到3min时,迅速将体系温度升至600K,请在图中画出3~10min内容器中CH3OH浓度的变化趋势曲线
(3)某研究小组将一定量的H2和CO2充入恒容密闭容器中并加入合适的催化剂(发生反应I、II、III),测得了不同温度下体系达到平衡时CO2的转化率(a)及CH3OH的产率(b),如图所示。据图可知当温度高于260℃后,CO的浓度随着温度的升高而
(1)已知①CH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+93.0kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
③CH3OH(g)=CH3OH(l) ΔH=−38.19kJ/mol
写出表示甲醇CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式
(2)甲醇可采用煤的气化、液化制取(CO+2H2CH3OH ΔH<0)。在T1℃时,体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO,反应达到平衡时CH3OH的体积分数(V%)与的关系如图所示。
①当起始=2,经过5min达到平衡,0~5min内平均反应速率v(H2) = 0.1mol⋅L-1⋅min-1,则该条件CO的平衡转化率为
A.33% B.30% C.25% D.20%
②当=3.5时,达到平衡状态后,CH3OH的体积分数可能是图象中的
(3)制甲醇的CO和H2可用天然气来制取:。在某一密闭容器中有浓度均为0.1mol·L−1的CH4和CO2,在一定条件下反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示,则该反应的ΔH
(4)研究表明:CO2和H2在一定条件下也可以合成甲醇,反应方程式为[反应Ⅰ]。
①一定条件下,往2L恒容密闭容器中充入2.0mol CO2和4.0mol H2,在不同催化剂作用下合成甲醇,相同时间内CO2的转化率随温度变化如下图所示,其中活化能最低的反应所用的催化剂是
②在某催化剂作用下,CO2和H2除发生反应①外,还发生如下反应[反应Ⅱ]。维持压强不变,按固定初始投料比将CO2和H2按一定流速通过该催化剂,经过相同时间测得实验数据:
T(K) | CO2实际转化率(%) | 甲醇选择性(%) |
543 | 12.3 | 42.3 |
553 | 15.3 | 39.1 |
表中数据说明,升高温度,CO2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低,其原因是
回答下列问题:
(1)步骤①的主要反应为:FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2。上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的化学计量数比(最简整数比)为
(2)滤渣1中含量最多的金属元素是
(3)步骤④调滤液2的pH使之变
(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。写出步骤⑤的化学反应方程式
(1)溶解、过滤、洗涤操作时, 均需要用到的以下仪器为
(2)第①步所得绿色溶液的主要成分为 NaCrO2,已知 Cr(OH)3不溶于水,与Al(OH)3类似,具有两性。写①步发生反应的离子方程式
(3)第②步中加入H2O2浓溶液的目的是
(4)第③步加入醋酸的目的是,防止pH 较高时,加入 Pb(NO3)2溶液会产生
(5)由于铬酸铅的溶解度比重铬酸铅的小的多,在第④ 步中逐滴滴加 Pb(NO3)2溶液后,产PbCrO4黄色沉淀, 此时为了提高铅铬黄的产率,可补加少量NaOH溶液,请用化学平衡移动原理加以解释:
(1)写出COS的电子式
(2)已知 COS(g)+ H2O(g)H2S(g)+ CO2(g) ΔH1 = - 34kJ/mol
CO(g)+ H2O(g)H2(g)+ CO2(g) ΔH2 = - 41kJ/mol
写出H2S与CO反应生成 COS 的热化学方程式:
(3)在充有催化剂的恒压密闭容器中进行反应。 设起始充入的 n(CO):n(H2S)=m,相同时间内测得H2S转化率与m和温度(T)的关系如图所示。
①m1
②温度高于 T0时,H2S 转化率减小的可能原因为
A 反应停止了
B 反应的 ΔH 变大
C 反应达到平衡
D 催化剂活性降低