1 . 甲醇是一种可再生的清洁能源,二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于实现“碳达峰”、“碳中和”。已知有关的热化学方程式如下:
Ⅰ.,;
Ⅱ.,;
Ⅲ.,;
Ⅳ.,;
请回答下列问题:
(1)_______ 。
(2)在体积一定的密闭容器中按物质的量比1:2充入CO和,发生上述反应Ⅰ,充分反应达平衡后,如图是平衡混合物中的体积分数在不同压强下随温度变化的平衡曲线。①压强为,温度为300℃时,反应Ⅰ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)
②反应Ⅰ达平衡后,下列措施能提高产率的是_______ (填字母)。
A.加入适量一氧化碳 B.升高温度 C.使用高效催化剂 D.增大压强
(3)一定温度下,向容积为1L的恒容密闭容器中,充入和,发生上述反应Ⅱ,测得各物质的物质的量浓度变化如图所示:则b曲线表示的是_______ 的浓度随时间的变化;内,的平均反应速率为_______ 。
(4)对于反应Ⅲ,其速率方程式为,,,为速率常数且只与温度有关,则该反应的平衡常数_______ (用含、的代数式表示)。
已知某温度下,上述反应平衡常数,在密闭容器中充入一定物质的量的,反应到某时刻测得各组分的物质的量如下:
此时正、逆反应速率的大小:_______ 。
Ⅰ.,;
Ⅱ.,;
Ⅲ.,;
Ⅳ.,;
请回答下列问题:
(1)
(2)在体积一定的密闭容器中按物质的量比1:2充入CO和,发生上述反应Ⅰ,充分反应达平衡后,如图是平衡混合物中的体积分数在不同压强下随温度变化的平衡曲线。①压强为,温度为300℃时,反应Ⅰ的压强平衡常数
②反应Ⅰ达平衡后,下列措施能提高产率的是
A.加入适量一氧化碳 B.升高温度 C.使用高效催化剂 D.增大压强
(3)一定温度下,向容积为1L的恒容密闭容器中,充入和,发生上述反应Ⅱ,测得各物质的物质的量浓度变化如图所示:则b曲线表示的是
(4)对于反应Ⅲ,其速率方程式为,,,为速率常数且只与温度有关,则该反应的平衡常数
已知某温度下,上述反应平衡常数,在密闭容器中充入一定物质的量的,反应到某时刻测得各组分的物质的量如下:
物质 | |||
物质的量/mol | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
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解题方法
2 . 苯甲酸甲酯是一种无色透明油状液体,具有浓郁的冬青油香气,用于配制香水、香精,也可用作有机合成中间体、溶剂等。某实验小组以苯甲酸和甲醇为原料模拟工业合成苯甲酸甲酯,步骤如下:
Ⅰ.制备:向100mL如图所示的装置A中加入磁力搅拌子,然 后依次加入6.1 g苯甲酸、10 mL 95%甲醇、20 mL苯,微热将苯甲酸全部融化后,加入2.5克固体氯化铝催化剂。按如图所示组装好仪器,并预先在分水器内加入水至略低于支管口,加热回流4 h,直至反应基本完成。
实验过程中分水器得到的液体会分层,需多次开启分水器活塞将下层液体放出。
Ⅱ.分离提纯:待反应液冷却至室温后过滤掉氯化铝,将液体倒入盛有冷水的烧杯中,再经过一系列分离提纯操作,最后蒸馏收集196~199°C馏分,得到5.0 g产品。
可能用到的数据如下:
请回答下列问题:
(1)苯甲酸的沸点高于苯甲酸甲酯的原因为___________ 。
(2)加料时,n(甲醇):n(苯甲酸)约为5:1,甲醇过量的原因是____________ ;但醇酸比超过5:1时,醇酸比的增加对产率影响不大,原因是___________ 。
(3)该实验的温度控制在85°C,应采取的加热方式为___________ 。
(4)实验中需多次将分水器中下层液体放出,其目的是___________ ,判断反应已经完成的标志是___________ 。
(5)步骤Ⅱ中,“一系列分离提纯操作”过程中用到的试剂包括a.无水氯化钙,b.饱和食盐水,c.5% Na2CO3溶液。按操作先后顺序应依次加入___________ (填字母),加入饱和食盐水的作用是___________ 。
(6)传统制法用浓硫酸催化,浓硫酸催化具有活性高,价格低廉的优点,但现代工艺多以固体氯化铝作催化剂。这样改进最主要的原因是___________ 。
Ⅰ.制备:向100mL如图所示的装置A中加入磁力搅拌子,然 后依次加入6.1 g苯甲酸、10 mL 95%甲醇、20 mL苯,微热将苯甲酸全部融化后,加入2.5克固体氯化铝催化剂。按如图所示组装好仪器,并预先在分水器内加入水至略低于支管口,加热回流4 h,直至反应基本完成。
实验过程中分水器得到的液体会分层,需多次开启分水器活塞将下层液体放出。
Ⅱ.分离提纯:待反应液冷却至室温后过滤掉氯化铝,将液体倒入盛有冷水的烧杯中,再经过一系列分离提纯操作,最后蒸馏收集196~199°C馏分,得到5.0 g产品。
可能用到的数据如下:
有机物名称 | 相对分子质量 | 密度/(g· cm-3) | 沸点/°C | 溶解性 |
苯甲酸 | 122 | 1.26 | 249 | 微溶于水,易溶于乙醇 |
甲醇 | 32 | 0.79 | 64.8 | 易溶于水 |
苯甲酸甲酯 | 136 | 1.08 | 198 | 难溶于水、易溶于乙醇 |
苯 | 78 | 0.88 | 80.1 | 难溶于水 |
(1)苯甲酸的沸点高于苯甲酸甲酯的原因为
(2)加料时,n(甲醇):n(苯甲酸)约为5:1,甲醇过量的原因是
(3)该实验的温度控制在85°C,应采取的加热方式为
(4)实验中需多次将分水器中下层液体放出,其目的是
(5)步骤Ⅱ中,“一系列分离提纯操作”过程中用到的试剂包括a.无水氯化钙,b.饱和食盐水,c.5% Na2CO3溶液。按操作先后顺序应依次加入
(6)传统制法用浓硫酸催化,浓硫酸催化具有活性高,价格低廉的优点,但现代工艺多以固体氯化铝作催化剂。这样改进最主要的原因是
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名校
3 . NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一,有效去除大气中的NOx是环保工作者的重要研究课题。回答下列问题:
(1)已知:
①2NO2(g)+H2O(l)=HNO3 (aq) + HNO2(aq) △H1=-116.1 kJ·mol-1;
②3HNO2 (aq)=HNO3(aq) +2NO(g)+H2O(l) △H2=+75.9 kJ·mol-1。
则3NO2(g)+ H2O(l)=2HNO3 (aq)+NO(g)的△H为___________ 。
(2)在400 °C、催化剂存在条件下,NH3可以将NO还原为N2和H2O,反应为4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g) +6H2O(g) △H<0。在该条件下,向体积为1 L的恒容密闭容器中通入4 mol NH3和6 mol NO发生上述反应,5 min末达到平衡, NO的平衡转化率为90%。
①该反应的平衡常数表达式为Kc=___________ ,0~5 min用N2表示该反应的平均速率为___________ mol· L-1·min-1
②400 °C时,为提高NO的转化率,应选择的反应条件为___________ (填“增大压强”或“减小压强”)。
(3)NO和H2反应的化学方程式为2NO(g) +2H2(g) N2(g) + 2H2O(g),在T °C时,1 L恒容密闭容器里,充入0.003molNO和0.006molH2,测得体系的总压强p随时间t的变化如下表所示:
t=20 min时,体系中H2的分压p(H2)=___________ kPa,NO的平衡转化率为___________ %(保留一位小数)。
(4)温度为T° C,向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1 mol NO2,发生反应:2C(s)+2NO2(g) N2(g) +2CO2(g)。反应相同时间,测得各容器中NO2的转化率与容器体积的关系如图所示。
①c点时,反应___________ (填“是”或“否”)达到平衡状态。
②___________ (填“>”“=”或“<”) 。
(1)已知:
①2NO2(g)+H2O(l)=HNO3 (aq) + HNO2(aq) △H1=-116.1 kJ·mol-1;
②3HNO2 (aq)=HNO3(aq) +2NO(g)+H2O(l) △H2=+75.9 kJ·mol-1。
则3NO2(g)+ H2O(l)=2HNO3 (aq)+NO(g)的△H为
(2)在400 °C、催化剂存在条件下,NH3可以将NO还原为N2和H2O,反应为4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g) +6H2O(g) △H<0。在该条件下,向体积为1 L的恒容密闭容器中通入4 mol NH3和6 mol NO发生上述反应,5 min末达到平衡, NO的平衡转化率为90%。
①该反应的平衡常数表达式为Kc=
②400 °C时,为提高NO的转化率,应选择的反应条件为
(3)NO和H2反应的化学方程式为2NO(g) +2H2(g) N2(g) + 2H2O(g),在T °C时,1 L恒容密闭容器里,充入0.003molNO和0.006molH2,测得体系的总压强p随时间t的变化如下表所示:
t/ min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
p/kPa | 36 | 33.8 | 32 | 30.4 | 30.4 |
t=20 min时,体系中H2的分压p(H2)=
(4)温度为T° C,向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1 mol NO2,发生反应:2C(s)+2NO2(g) N2(g) +2CO2(g)。反应相同时间,测得各容器中NO2的转化率与容器体积的关系如图所示。
①c点时,反应
②
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2022-06-10更新
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342次组卷
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2卷引用:山西省吕梁市交城县2022届高三下学期第一次模拟考试理科综合化学试题
名校
4 . 在密闭容器中进行如下反应:,达到平衡后,若改变下列条件,则指定物质的浓度及平衡如何变化。
(1)增加,则平衡___________ (填“逆向移动”“正向移动”或“不移动”,下同),___________ (填“增大”“减小”或“不变”,下同)。
(2)保持温度不变,增大反应容器的容积,则平衡___________ ,___________ 。
(3)保持反应容器的容积和温度不变,通入,则平衡___________ ,___________ 。
(4)保持反应容器的容积不变,升高温度,则平衡___________ ,___________ 。
(1)增加,则平衡
(2)保持温度不变,增大反应容器的容积,则平衡
(3)保持反应容器的容积和温度不变,通入,则平衡
(4)保持反应容器的容积不变,升高温度,则平衡
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2021-10-23更新
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101次组卷
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6卷引用:山西省大同市平城中学校2021-2022学年高二上学期10月月考化学试卷
山西省大同市平城中学校2021-2022学年高二上学期10月月考化学试卷(已下线)2.3.2 温度变化对化学平衡的影响(备作业)-【上好课】2021-2022学年高二化学同步备课系列(苏教版2019选择性必修1)(已下线)2.2.3 浓度、压强对化学平衡的影响-【帮课堂】2022-2023学年高二化学同步精品讲义(沪科版2020选择性必修第一册)安徽省六安市晓天中学2021-2022学年高二上学期期中测试化学试题云南省保山第一中学2022-2023学年高二下学期期末考试化学试题云南省昌宁县第一中学2022-2023学年高二下学期期末考试化学试题
5 . 研究大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。汽车尾气中的CO、NOx和碳氮化合物是大气污染物。科研工作者经过研究,可以用不同方法处理氮的氧化物﹐防止空气污染。回答下列问题:
(1)已知:
能将NO转化成无毒物质。写出在298K时该反应的热化学方程式:___________ 。
(2)我国科研人员研究出了用活性炭对汽车尾气中NO处理的方法:。在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体,反应相同时间时,测得NO的转化率(NO)随温度的变化关系如图所示:
由图可知,温度低于1050K时,NO的转化率随温度升高而增大,原因是___________ 。
(3)科研人员进一步对比研究了活性炭负载钙、镧氧化物的反应活性。在三个反应器中分别加入C、CaO/C、La2O3/C,通入NO使其浓度达到0.1mol/L。不同温度下,测得2小时时NO去除率如图所示:
①据图分析,490℃以下反应活化能最小的是___________ (用a、b、c表示);CaO/C、La2O3/C去除NO效果比C更好,其理由是___________ 。(写出一条即可)
②上述实验中,490℃时,若测得CaO/C对NO的去除率为60%,则可能采取的措施是___________ 。
A.恒容下,及时分离出 B.压缩体积 C.恒容下,向体系通入氮气
③490℃时的反应速率___________ ,该温度下此反应的平衡常数为121,则反应达到平衡时NO的去除率为___________ (保留两位有效数字)。
(4)氮氧化物也可以用尿素[]水溶液吸收。用尿素水溶液吸收体积比为1∶1的NO和NO2混合气,可将N元素转变为对环境无害的气体。该反应的化学方程式为___________ 。
(1)已知:
能将NO转化成无毒物质。写出在298K时该反应的热化学方程式:
(2)我国科研人员研究出了用活性炭对汽车尾气中NO处理的方法:。在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体,反应相同时间时,测得NO的转化率(NO)随温度的变化关系如图所示:
由图可知,温度低于1050K时,NO的转化率随温度升高而增大,原因是
(3)科研人员进一步对比研究了活性炭负载钙、镧氧化物的反应活性。在三个反应器中分别加入C、CaO/C、La2O3/C,通入NO使其浓度达到0.1mol/L。不同温度下,测得2小时时NO去除率如图所示:
①据图分析,490℃以下反应活化能最小的是
②上述实验中,490℃时,若测得CaO/C对NO的去除率为60%,则可能采取的措施是
A.恒容下,及时分离出 B.压缩体积 C.恒容下,向体系通入氮气
③490℃时的反应速率
(4)氮氧化物也可以用尿素[]水溶液吸收。用尿素水溶液吸收体积比为1∶1的NO和NO2混合气,可将N元素转变为对环境无害的气体。该反应的化学方程式为
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6 . 氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。以生物材质(以C计)与水蒸气反应制取H2是一种低耗能,高效率的制H2方法。该方法由气化炉制造H2和燃烧炉再生CaO两步构成。气化炉中涉及的反应有:
Ⅰ.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) K1;
Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) K2;
Ⅲ.CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s) K3;
燃烧炉中涉及的反应为:
Ⅳ.C(s)+O2(g)=CO2;
Ⅴ.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)。
(1)氢能被视为最具发展潜力的绿色能源,该工艺制H2总反应可表示为C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g),其反应的平衡常数K=____ (用K1、K2、K3的代数式表示)。
(2)在一容积可变的密闭容器中进行反应Ⅰ,恒温恒压条件下,向其中加入1.0mol炭和1.0mol水蒸气,达到平衡时,容器的体积变为原来的1.25倍,平衡时水蒸气的平衡转化率为_____ ;向该容器中补充amol炭,水蒸气的转化率将_____ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)对于反应Ⅲ,若平衡时再充入CO2,使其浓度增大到原来的2倍,则平衡_____ 移动( 填“向右”、“向左”或“不”);当重新平衡后,CO2浓度___ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)一种新型锂离子二次电池——磷酸铁锂(LiFePO4)电池。作为正极材料的磷酸铁锂在充、放电时的局部放大示意图如图,写出该电池充电时的阳极电极反应式:______ 。
Ⅰ.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) K1;
Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) K2;
Ⅲ.CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s) K3;
燃烧炉中涉及的反应为:
Ⅳ.C(s)+O2(g)=CO2;
Ⅴ.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)。
(1)氢能被视为最具发展潜力的绿色能源,该工艺制H2总反应可表示为C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g),其反应的平衡常数K=
(2)在一容积可变的密闭容器中进行反应Ⅰ,恒温恒压条件下,向其中加入1.0mol炭和1.0mol水蒸气,达到平衡时,容器的体积变为原来的1.25倍,平衡时水蒸气的平衡转化率为
(3)对于反应Ⅲ,若平衡时再充入CO2,使其浓度增大到原来的2倍,则平衡
(4)一种新型锂离子二次电池——磷酸铁锂(LiFePO4)电池。作为正极材料的磷酸铁锂在充、放电时的局部放大示意图如图,写出该电池充电时的阳极电极反应式:
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2020-02-09更新
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195次组卷
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2卷引用:山西省大同市2020届高三第一次联合考试(市直)化学试题
名校
解题方法
7 . 金属钒被誉为“合金的维生素”。从废钒(主要成分为V2O5、Fe2O3、SiO2等)中回收V2O5的一种工艺流程如下图所示:
已知:
步骤②、③中的变化过程可简化为:Rn+(水层)+nHA(有机层)RAn(有机层)+nH+(水层)(式中Rn+表示VO2+或Fe3+,HA表示有机萃取剂)
回答下列问题:
(1)步骤酸浸过程中发生氧化还原反应的化学方程式为______________________ 。
(2)萃取时应加入适量碱的作用是___________________ 。
(3)步骤④中反应的离子方程式为___________________ 。
(4)步骤⑤加入氨水调节溶液pH=2,钒沉淀率达到93%且不产生Fe(OH)3沉淀,则此时溶液中c(Fe3+)<_____ mol/L(按25℃计算,25℃时Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39)。所得NH4VO3为离子化合物,NH4+的电子式为_______ 。
(5)V2O5是两性氧化物,在强酸性溶液中以VO2+形式存在,VO2+具有强氧化性,能将I-氧化为I2,本身被还原为VO+,则V2O5与氢碘酸反应的离子方程式为_________________ 。
(6)为提高钒的回收率,步骤②和③需多次进行,假设酸浸所得“强酸性浸出液”中c(VO2+)=amol/L,步骤②和③每进行一次,VO2+萃取率为80%,4次操作后,“强酸性浸出液中”c(VO2+)=_______ mol/L(萃取的量=×100%)
已知:
步骤②、③中的变化过程可简化为:Rn+(水层)+nHA(有机层)RAn(有机层)+nH+(水层)(式中Rn+表示VO2+或Fe3+,HA表示有机萃取剂)
回答下列问题:
(1)步骤酸浸过程中发生氧化还原反应的化学方程式为
(2)萃取时应加入适量碱的作用是
(3)步骤④中反应的离子方程式为
(4)步骤⑤加入氨水调节溶液pH=2,钒沉淀率达到93%且不产生Fe(OH)3沉淀,则此时溶液中c(Fe3+)<
(5)V2O5是两性氧化物,在强酸性溶液中以VO2+形式存在,VO2+具有强氧化性,能将I-氧化为I2,本身被还原为VO+,则V2O5与氢碘酸反应的离子方程式为
(6)为提高钒的回收率,步骤②和③需多次进行,假设酸浸所得“强酸性浸出液”中c(VO2+)=amol/L,步骤②和③每进行一次,VO2+萃取率为80%,4次操作后,“强酸性浸出液中”c(VO2+)=
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2018-03-20更新
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586次组卷
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4卷引用:【全国百强校】山西省太原市山西大学附属中学2019届高三下学期3月模块诊断理科综合化学试题
名校
8 . 实验室制取SO2的反应原理为:Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O。请用下列装置设计一个实验,以测定SO2转化为SO3的转化率:
(1)装置的连接顺序(按气体左右的方向)是____ →_____ →_____ →_____ →_______ →_____ →_____ →_____ (填各接口的编号)。
(2)从乙处均匀通入O2,为使SO2有较高的转化率,实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是__________________________________________________ 。
(3)Ⅳ处观察到的现象是___________________________________________ 。
(4)若II中反应在适当的反应状况下,反应达最大限度以后,下列说法正确的是__________ 。
A.SO2浓度必定等于O2浓度的两倍
B.SO2、O2、SO3的分子数之比是2∶1∶2
C.SO2与O2不再化合生成SO3
D.反应混合物各成分的百分组成不再变化
(5)在Ⅰ处用大火加热烧瓶时,SO2的转化率会_______ (填“增大”“不变”或“减小”)。
(6)用nmol Na2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后,称得III处增重mg,则本实验中SO2的转化率为______________________ 。(用n、m表示)
(1)装置的连接顺序(按气体左右的方向)是
(2)从乙处均匀通入O2,为使SO2有较高的转化率,实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是
(3)Ⅳ处观察到的现象是
(4)若II中反应在适当的反应状况下,反应达最大限度以后,下列说法正确的是
A.SO2浓度必定等于O2浓度的两倍
B.SO2、O2、SO3的分子数之比是2∶1∶2
C.SO2与O2不再化合生成SO3
D.反应混合物各成分的百分组成不再变化
(5)在Ⅰ处用大火加热烧瓶时,SO2的转化率会
(6)用nmol Na2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后,称得III处增重mg,则本实验中SO2的转化率为
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2016-12-09更新
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230次组卷
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2卷引用:2015-2016学年山西省忻州一中高一下期中化学试卷