解题方法
1 . 天然气、石油钻探过程会释放出CO2、H2S等气体。某种将CO2和H2S共活化的工艺涉及如下反应:
①
②
③
④
回答下列问题:
(1)已知:298K时,18g气态水转化为液态水释放出44kJ的能量;H2S(g)的标准摩尔燃烧焓(△H)为-586kJ·mol-1,则COS(g)的标准摩尔燃烧焓()为___________ kJ·mol-1,反应②在___________ (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)一定条件下,向起始压强为200kPa的恒容密闭容器中通入等物质的量的CO2(g)和H2S(g)混合气体,发生上述反应,25min时,测得体系总压强为210kPa,S2(g)的平均反应速率为___________ kPa·min-1.达到平衡时,测得体系总压强为230kPa,,此时H2S(g)的平衡转化率为___________ ,反应②的标准平衡常数___________ (已知:分压=总压×该组分物质的量分数,对于反应,,其中,、、、为各组分的平衡分压)。
(3)将等物质的量的CO2(g)和H2S(g)混合气体充入恒压密闭容器中,发生上述反应,反应物的平衡转化率、COS或H2O的选择性与温度关系如图所示。COS的选择性,H2O的选择性。①表示“COS的选择性”的曲线是___________ (填“曲线a”或“曲线b”);
②温度低于500℃时,H2S的转化率与CO2的相等,原因是___________ 。
①
②
③
④
回答下列问题:
(1)已知:298K时,18g气态水转化为液态水释放出44kJ的能量;H2S(g)的标准摩尔燃烧焓(△H)为-586kJ·mol-1,则COS(g)的标准摩尔燃烧焓()为
(2)一定条件下,向起始压强为200kPa的恒容密闭容器中通入等物质的量的CO2(g)和H2S(g)混合气体,发生上述反应,25min时,测得体系总压强为210kPa,S2(g)的平均反应速率为
(3)将等物质的量的CO2(g)和H2S(g)混合气体充入恒压密闭容器中,发生上述反应,反应物的平衡转化率、COS或H2O的选择性与温度关系如图所示。COS的选择性,H2O的选择性。①表示“COS的选择性”的曲线是
②温度低于500℃时,H2S的转化率与CO2的相等,原因是
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解题方法
2 . 是一种脱硝性能较好的催化剂。采用共沉淀法等比掺入金属M后,催化剂的脱硝性能会发生改变。烟气脱硝主要副产物为。主反应如下:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
(1)已知: 。则_______ 。某条件下对于反应Ⅰ,,,、为速率常数。升高温度时,增大m倍,增大n倍,则m_______ n(填“>”、“<”或“=”)。
(2)将模拟烟气按一定的流量通入掺杂不同金属的催化剂,在不同温度下进行反应并测定相关物质浓度,得出不同情况下NO的转化率、的选择性、的生成量随温度变化关系如下图。①选择时,温度高于260℃时NO转化率下降的原因可能是_______ 。
②综合考虑应选择_______ 为该脱硝过程的催化剂,选择合适的催化剂_______ (填写“能”或“不能”)提高的平衡产率。
③为探究氨的催化脱硝过程中生成的机理,将含有不同同位素原子的物质(与、)通入反应容器进行一系列温度编程实验,通过质谱仪测定产物气体分子的含量随温度的变化曲线如下图。则与NO、反应生成的化学方程式为_______ (需标出N原子的质量数)。
(3)当温度为273℃,在恒容密闭的容器中,假设仅发生两个主反应。通入、、,初始压强为情况下,达到平衡后测定转化率为30%,平衡体系中。则NO的转化率为______ ,反应Ⅱ的______ (写出计算式即可)。
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
(1)已知: 。则
(2)将模拟烟气按一定的流量通入掺杂不同金属的催化剂,在不同温度下进行反应并测定相关物质浓度,得出不同情况下NO的转化率、的选择性、的生成量随温度变化关系如下图。①选择时,温度高于260℃时NO转化率下降的原因可能是
②综合考虑应选择
③为探究氨的催化脱硝过程中生成的机理,将含有不同同位素原子的物质(与、)通入反应容器进行一系列温度编程实验,通过质谱仪测定产物气体分子的含量随温度的变化曲线如下图。则与NO、反应生成的化学方程式为
(3)当温度为273℃,在恒容密闭的容器中,假设仅发生两个主反应。通入、、,初始压强为情况下,达到平衡后测定转化率为30%,平衡体系中。则NO的转化率为
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3 . Ⅰ. 甲醇是重要的化工原料,发展前景广阔。
温度为T1时,向容积为2L的密闭容器甲、乙中分别充入一定量的CO和H2O(g),发生反应:CO(g) + H2O(g)⇌CO2(g) + H2(g) 。相关数据如下:
(1)甲容器中,反应在t1 min 内的平均速率v(H2)= ___________ mol/(L·min)。
(2)甲容器中,平衡时,反应放出的热量___________ kJ。
(3)T1时,反应的平衡常数K甲=___________ 。
(4)乙容器中,a=___________ mol。
II.已知:①N2(g)+O2(g) ⇌2NO(g) △H1=+180kJmol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H2=-393kJmol-1
③2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H3=-221kJmol-1
(5)若某反应的平衡常数表达式为,请写出此反应的热化学方程式:___________ 。
(6)欲研究在某催化剂作用下2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)的反应速率与温度的关系,在其他条件相同时,改变反应温度,测得经过相同时间时该反应的正反应速率如下图所示,A、B两点对应温度下正反应速率变化的原因可能是___________ ,A、B两点对应温度下该反应的活化能Ea(A)___________ Ea(B)(填“>”或“<”)。(7)设为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0=100kPa)。在某温度下,原料组成n(CO):n(NO)=1:1,初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行上述反应,体系达到平衡时N2的分压为20kPa,则该反应的相对压力平衡常数=___________ 。
(8)用NH3可以消除NO污染:4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(1),该反应速率v正=k正c4(NH3)c6(NO),v逆=K逆c5(N2),若将9molNH3和11molNO投入真空容器中恒温恒容(温度298K、体积为10L)进行反应,已知该条件下k正=6.4×102(mol/L)-9s-1,当平衡时NH3转化率为,v逆=___________ molL-1s-1。
温度为T1时,向容积为2L的密闭容器甲、乙中分别充入一定量的CO和H2O(g),发生反应:CO(g) + H2O(g)⇌CO2(g) + H2(g) 。相关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 | ||
反应物 | CO | H2O | CO | H2O |
起始时物质的量(mol) | 1.2 | 0.6 | 2.4 | 1.2 |
平衡时物质的量(mol) | 0.8 | 0.2 | a | b |
达到平衡的时间(min) | t1 | t2 |
(2)甲容器中,平衡时,反应放出的热量
(3)T1时,反应的平衡常数K甲=
(4)乙容器中,a=
II.已知:①N2(g)+O2(g) ⇌2NO(g) △H1=+180kJmol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H2=-393kJmol-1
③2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H3=-221kJmol-1
(5)若某反应的平衡常数表达式为,请写出此反应的热化学方程式:
(6)欲研究在某催化剂作用下2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)的反应速率与温度的关系,在其他条件相同时,改变反应温度,测得经过相同时间时该反应的正反应速率如下图所示,A、B两点对应温度下正反应速率变化的原因可能是
(8)用NH3可以消除NO污染:4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(1),该反应速率v正=k正c4(NH3)c6(NO),v逆=K逆c5(N2),若将9molNH3和11molNO投入真空容器中恒温恒容(温度298K、体积为10L)进行反应,已知该条件下k正=6.4×102(mol/L)-9s-1,当平衡时NH3转化率为,v逆=
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4 . 油气开采、石油化工、煤化工等行业的废气中普遍含有,需要对回收处理并加以利用。
已知:①
②
③
回答下列问题:
(1)反应③的___________ 。
(2)下列叙述不能说明反应③达到平衡状态的是___________(填标号)。
(3)在不同温度、反应压强为,进料的物质的量分数为的条件下(其余为N2),对于反应①来说,H2S分解的平衡转化率与H2S的物质的量分数的关系如图1所示。则温度T1、T2、T3由大到小的顺序为___________ 。温度一定时,H2S的物质的量分数越大,H2S分解的平衡转化率越小,原因是___________ 。(4)压强为时,向恒压密闭容器中充入发生反应①,平衡时各组分的体积分数与温度的关系如图2所示。代表的是曲线___________ (填“I”“II”或“III”)。X点对应温度下,反应①的压强平衡常数___________ 。
(5)反应①的速率方程为,为速率常数)。
①某温度下,反应①的化学平衡常数K=10,k逆=3,则k正=___________ 。
②已知:(式中,R为常数,单位为,温度单位为K,E正表示正反应的活化能,单位为kJ·mol-1)。Rlink正与不同催化剂(Catl、Cat2为催化剂)、温度()关系如图3所示。相同条件下,催化效率较高的是___________ (填“Catl”或“Cat2”),判断依据是___________ 。在催化剂Cat2作用下,正反应的活化能为___________ 。
已知:①
②
③
回答下列问题:
(1)反应③的
(2)下列叙述不能说明反应③达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.断裂键的同时断裂键 |
B.恒容恒温条件下,反应体系的气体压强不再变化 |
C.恒容条件下,反应体系的气体密度不再变化 |
D.反应速率: |
(3)在不同温度、反应压强为,进料的物质的量分数为的条件下(其余为N2),对于反应①来说,H2S分解的平衡转化率与H2S的物质的量分数的关系如图1所示。则温度T1、T2、T3由大到小的顺序为
(5)反应①的速率方程为,为速率常数)。
①某温度下,反应①的化学平衡常数K=10,k逆=3,则k正=
②已知:(式中,R为常数,单位为,温度单位为K,E正表示正反应的活化能,单位为kJ·mol-1)。Rlink正与不同催化剂(Catl、Cat2为催化剂)、温度()关系如图3所示。相同条件下,催化效率较高的是
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解题方法
5 . 在300 mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:,已知反应平衡常数与温度的关系如下表,下列说法不正确的是
温度/℃ | 25 | 80 | 230 |
平衡常数 | 5×104 | 2 | 1.9×10-5 |
A.上述生成Ni(CO)4的反应为放热反应 |
B.25℃时,反应的逆反应平衡常数为2×10-5 |
C.80℃达到平衡时,测得n(CO)=0.3 mol,则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol∙L−1 |
D.80℃时,测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol∙L−1,则此时(正)>(逆) |
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6 . 湿法提银工艺中,浸出的需加入进行沉淀。与可结合生成多种配合物,在水溶液中存在如下平衡:
I.平衡常数 II.平衡常数
III.平衡常数IV.平衡常数
时,平衡体系中含Ag微粒的分布系数随的变化曲线如图所示。已知;沉淀最彻底时,溶液中下列说法错误的是
I.平衡常数 II.平衡常数
III.平衡常数IV.平衡常数
时,平衡体系中含Ag微粒的分布系数随的变化曲线如图所示。已知;沉淀最彻底时,溶液中下列说法错误的是
A.曲线a、b、c、d、e分别表示、 |
B.时, |
C.时,平衡常数 |
D.时,随着的不断加入,溶液中的比值保持不变 |
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7 . Ⅰ.工业上用CO生产燃料甲醇,一定条件下发生反应:。图1表示反应中能量变化;图2表示一定温度下,在容积为2L的密闭容器中加入4molH2和一定量的CO后,CO和的浓度随时间变化。
(1)在图1中,曲线________ (填“a”或“b”)表示使用了催化剂。
(2)该反应属于________ (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)增大反应体系压强,则该反应化学平衡常数________ (填“增大”“减小”或“不变”)。根据图2计算该反应的化学平衡常数数值为K=________
Ⅱ.CuSO4溶液是一种重要的铜盐试剂,在电镀、印染、颜料、农药等方面有广泛应用。某同学利用CuSO4溶液进行以下实验探究:
(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是________ (填字母)。
a.溶液中Cu2+向阳极移动
b.粗铜接电源正极,发生还原反应
c.电解后CuSO4溶液的浓度减小
d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
(5)图中,A是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图,该同学想在B中实现铁上镀铜:①b处通入的是________ (填“CH4”或“O2),a处的电极反应式为________ 。
②当铜电极的质量减轻3.2g,则消耗的CH4在标准状况下的体积为________ 。
请回答下列问题:
(1)在图1中,曲线
(2)该反应属于
(3)增大反应体系压强,则该反应化学平衡常数
Ⅱ.CuSO4溶液是一种重要的铜盐试剂,在电镀、印染、颜料、农药等方面有广泛应用。某同学利用CuSO4溶液进行以下实验探究:
(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是
a.溶液中Cu2+向阳极移动
b.粗铜接电源正极,发生还原反应
c.电解后CuSO4溶液的浓度减小
d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
(5)图中,A是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图,该同学想在B中实现铁上镀铜:①b处通入的是
②当铜电极的质量减轻3.2g,则消耗的CH4在标准状况下的体积为
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8 . 中国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成,CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。
以CO2、C2H6为原料合成C2H4涉及的主要反应如下:
I.CO2(g)+C2H6(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) ΔH=+177kJ·mol-1 (主反应)
II.C2H6(g)CH4(g)+H2(g)+C(s) ΔH=+9kJ·mol-1 (副反应)
(1)反应I的反应历程可分为如下两步:
i. C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH1 (反应速率较快)
ii. H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) ΔH2=+44kJ·mol-1 (反应速率较慢)
①∆H1=_______
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)对反应I速率影响更大,原因是_______ 。
(2)向恒压密闭容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,发生主反应,温度对催化剂K-Fe-Mn/Si-2性能的影响如图所示,工业生产综合各方面的因素,反应选择800℃的原因是_______ 。(3)工业上也可用甲烷催化法制取乙烯,只发生反应如下:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) ΔH>0,温度T时,向2L的恒容反应器中充入2molCH4,仅发生上述反应,反应过程中CH4的物质的量随时间变化如图所示:实验测得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)c2(H2),k正、k逆为速率常数,只与温度有关,T温度时,____ (用含有x的代数式表示);当温度升高时,k正增大m倍,k逆增大n倍,则m_____ n(填“>”、“<”或“=”)。
以CO2、C2H6为原料合成C2H4涉及的主要反应如下:
I.CO2(g)+C2H6(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) ΔH=+177kJ·mol-1 (主反应)
II.C2H6(g)CH4(g)+H2(g)+C(s) ΔH=+9kJ·mol-1 (副反应)
(1)反应I的反应历程可分为如下两步:
i. C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH1 (反应速率较快)
ii. H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) ΔH2=+44kJ·mol-1 (反应速率较慢)
①∆H1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)对反应I速率影响更大,原因是
(2)向恒压密闭容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,发生主反应,温度对催化剂K-Fe-Mn/Si-2性能的影响如图所示,工业生产综合各方面的因素,反应选择800℃的原因是
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9 . 将等物质的量浓度等体积的甘氨酸溶液与盐酸混合,发生反应:,取上述溶液(含0.04mol ),滴加NaOH溶液,pH的变化如下图所示(注:b点溶液中甘氨酸以的形式存在)。下列说法不正确的是
A.中解离出的能力: |
B.b点溶液pH<7,推测中解离出的程度大于-COO-水解的程度 |
C.c点溶液中存在:c() |
D.由d点可知:的 |
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10 . 乙烯是世界上产量最大的化学产品之一,是合成纤维、合成橡胶基本化工原料。二氧化碳氧化乙烷脱氢制乙烯为生产乙烯提供了新途径。一定温度下,与在催化剂表面发生如下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
已知部分共价键的键能如下表所示:
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ:________ ,该反应的反应物和生成物中,属于杂化的原子种类有________ 种。
(2)用惰性气体与混合作为反应气体时只发生反应Ⅰ:,在923K、100kpa恒温恒压条件下,将的混合气体进行脱氢反应,平衡时的转化率为b,则该反应平衡常数________ kpa(用含a、b的代数式表示)。
(3)在一定条件下 反应达到平衡状态,当改变反应的某一条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________。
(4)反应Ⅱ: 是提高乙烯产率的关键,但同时发生副反应Ⅲ。
①为提高反应Ⅱ的平衡转化率,应选择的反应条件为________ 。
A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压
②基于上述反应,在催化剂表面与发生脱氢制乙烯的总反应为:,该反应温度常控制在600℃左右,其原因是________ 。
(5)乙烯氯化反应合成1,2-二氯乙烷电化学装置如图所示,A、B为多孔铂电极分别通入乙烯和氯气。A电极的电极反应式为________ ,离子交换膜为________ (填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
已知部分共价键的键能如下表所示:
共价键 | C-H | H-H | H-O | C=O |
键能 | 413 | 436 | 464 | 799 |
(1)反应Ⅱ:
(2)用惰性气体与混合作为反应气体时只发生反应Ⅰ:,在923K、100kpa恒温恒压条件下,将的混合气体进行脱氢反应,平衡时的转化率为b,则该反应平衡常数
(3)在一定条件下 反应达到平衡状态,当改变反应的某一条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________。
A.正反应速率先增大后减小 | B.混合气体密度增大 |
C.反应物的体积百分数增大 | D.化学平衡常数K值增大 |
(4)反应Ⅱ: 是提高乙烯产率的关键,但同时发生副反应Ⅲ。
①为提高反应Ⅱ的平衡转化率,应选择的反应条件为
A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压
②基于上述反应,在催化剂表面与发生脱氢制乙烯的总反应为:,该反应温度常控制在600℃左右,其原因是
(5)乙烯氯化反应合成1,2-二氯乙烷电化学装置如图所示,A、B为多孔铂电极分别通入乙烯和氯气。A电极的电极反应式为
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