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解题方法
1 . 乙醇是一种绿色能源,也是一种化工原料。
(1)已知几种热化学方程式如下:
①
②
③
(ⅰ)上述反应中,在任意温度下都能自发进行的是___________ (填序号)。
(ⅱ)我国科学家开发新型催化剂利用乙醇直接制备乙酸乙酯:___________ 。
(2)乙醇是一种储氢材料。 ,Akande对其动力学机理的研究(*代表物种吸附在催化剂表面上)如图所示:
①___________ 0(填“>”“<”或“=”),总反应分___________ 步反应进行。
②速控反应的方程式为___________ 。
(3)一定温度下,向恒容密闭容器中充入适量乙醇蒸气,发生反应:,下列叙述正确的是___________(填标号)。
(4)保持总压为,向反应器中充入乙醇和氮气(不参与反应),发生反应:,测得乙醇的平衡转化率与投料比、温度的关系如图所示:
①其他条件不变时,随着增大,乙醇的平衡转化率增大的原因是_______ ,_____ (填“>”或“<”)。
②温度下,投料比为1.0时,平衡常数为________ (提示:用分压计算的平衡常数为,分压总压物质的显分数)。
(5)我国科学家开发复合催化剂,实现了在酸性条件下电还原制备乙醇,阴极反应式为___________ 。
(1)已知几种热化学方程式如下:
①
②
③
(ⅰ)上述反应中,在任意温度下都能自发进行的是
(ⅱ)我国科学家开发新型催化剂利用乙醇直接制备乙酸乙酯:
(2)乙醇是一种储氢材料。 ,Akande对其动力学机理的研究(*代表物种吸附在催化剂表面上)如图所示:
①
②速控反应的方程式为
(3)一定温度下,向恒容密闭容器中充入适量乙醇蒸气,发生反应:,下列叙述正确的是___________(填标号)。
A.当气体总压强不变时,达到平衡状态 |
B.平衡时升温,正反应速率大于逆反应速率 |
C.平衡时,充入氩气,平衡向左移动 |
D.平衡时,充入少量,其平衡转化率减小 |
(4)保持总压为,向反应器中充入乙醇和氮气(不参与反应),发生反应:,测得乙醇的平衡转化率与投料比、温度的关系如图所示:
①其他条件不变时,随着增大,乙醇的平衡转化率增大的原因是
②温度下,投料比为1.0时,平衡常数为
(5)我国科学家开发复合催化剂,实现了在酸性条件下电还原制备乙醇,阴极反应式为
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解题方法
2 . 回答下列问题。
I.已知2C3H6(g)+2NH3(g)+3O2(g)2C3H3N(g)+6H2O(g) =-1030kJ/mol。
(1)上述为丙烯(C3H6)合成丙烯腈(C3H3N)的反应,则该反应___________。
(2)该反应___________ 0(填>、<或=)。
(3)恒容时该反应生成丙烯腈的速率与时间的关系如图。
t1改变的条件为___________ ,t2改变的条件为___________ ;反应速率最大的时间段为___________ ,丙烯(C3H6)转化率最大的时间段为___________ 。
II.向1L密闭容器投入2molC3H6、2molNH3和3molO2反应5min,α(丙烯)与T的关系如图。
(4)460℃时平衡常数=___________ ,用O2表示反应速率v(O2)=___________ 。
(5)当温度低于460℃时,丙烯的转化率___________ (“是”或“不是”)所对应温度下的平衡转化率,理由是___________ 。
I.已知2C3H6(g)+2NH3(g)+3O2(g)2C3H3N(g)+6H2O(g) =-1030kJ/mol。
(1)上述为丙烯(C3H6)合成丙烯腈(C3H3N)的反应,则该反应___________。
A.较高温度下自发进行 | B.较低温度下自发进行 |
C.任何温度下都可自发进行 | D.任何温度下都不能自发进行 |
(2)该反应
(3)恒容时该反应生成丙烯腈的速率与时间的关系如图。
t1改变的条件为
II.向1L密闭容器投入2molC3H6、2molNH3和3molO2反应5min,α(丙烯)与T的关系如图。
(4)460℃时平衡常数=
(5)当温度低于460℃时,丙烯的转化率
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3 . 下列关于化学反应方向和调控的说法正确的是
A.的反应均是自发进行的反应 |
B.能自发进行,则其可能大于0 |
C.根据平衡移动原理,合成氨时压强越大越好 |
D.根据平衡移动原理,合成氨应该采用高温以提高平衡转化率 |
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4 . 下列叙述中错误的是
A.高温下,反应MgCl2(l)=Mg(l)+Cl2(g)能自发进行,则其ΔH>0、ΔS>0 |
B.在其他外界条件不变的情况下,汽车排气管中使用催化剂,可以改变产生尾气的反应的方向 |
C.工业合成氨中,采取迅速冷却的方法,使气态氨变成液氨后从平衡混合物中分离出去,有利于提高反应物的转化率 |
D.CO、与人体血液中的血红蛋白(Hb)建立平衡:CO + HbO2⇌HbCO + O2,当CO中毒时,应将中毒患者转移至高压氧仓吸氧 |
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5 . Ⅰ.工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖,反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mo1,ΔS=-200J/(mol·K)。请回答下列问题:
(1)常温下,合成氨反应___________ (填“能”或“不能”)自发进行,其平衡常数表达式K=___________ 。
(2)对于合成氨的反应,下列说法正确的是___________(填序号)。
Ⅱ.在500°C、20MPa时,将N2、H2置于一个容积为2L的恒容密闭容器中发生反应。反应过程中各种物质的物质的量变化如图所示:
(3)10min内以H2表示的平均反应速率为___________ 。
(4)反应第一次达到平衡时N2的转化率为___________ 。
(5)在反应进行至10min时,曲线发生变化的原因为___________ (填序号,下同);在反应进行至25min时,曲线发生变化的原因为___________ 。
A.加了催化剂 B.降低温度 C.分离了部分NH3
(6)实验室中模拟合成氨过程,将1molN2和2.7molH2置于恒温、体积恒为2L的容器中反应。下列情况可说明该反应已经达到化学平衡状态的是___________ (填序号)。
a.反应不再进行,已经停止
b.单位时间内生成nmolN2的同时,消耗3nmolH2
c.3v正(H2)= 2v逆(NH3)
d. N2、H2和NH3的物质的量浓度之比为1:3:2
e.混合气体的压强不再改变
f.混合气体的密度不再改变
(1)常温下,合成氨反应
(2)对于合成氨的反应,下列说法正确的是___________(填序号)。
A.该反应在任意条件下都可以自发进行 |
B.加入催化剂,能提高NH3的产率 |
C.若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K1、K2,则K1>K2 |
D.该反应属于人工固氮 |
Ⅱ.在500°C、20MPa时,将N2、H2置于一个容积为2L的恒容密闭容器中发生反应。反应过程中各种物质的物质的量变化如图所示:
(3)10min内以H2表示的平均反应速率为
(4)反应第一次达到平衡时N2的转化率为
(5)在反应进行至10min时,曲线发生变化的原因为
A.加了催化剂 B.降低温度 C.分离了部分NH3
(6)实验室中模拟合成氨过程,将1molN2和2.7molH2置于恒温、体积恒为2L的容器中反应。下列情况可说明该反应已经达到化学平衡状态的是
a.反应不再进行,已经停止
b.单位时间内生成nmolN2的同时,消耗3nmolH2
c.3v正(H2)= 2v逆(NH3)
d. N2、H2和NH3的物质的量浓度之比为1:3:2
e.混合气体的压强不再改变
f.混合气体的密度不再改变
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6 . 以煤炭为原料,通入一定比例空气和水蒸气,经过系列反应可得满足不同需求的原料气。
Ⅰ.在C和的反应体系中:
反应1:
反应2:
反应3:
(1)反应3对应的___________ kJ/mol;___________ 0(填“>、=或<”)。
(2)设,反应1、2和3的y随温度的变化关系如图所示。图中对应于反应3的线条是___________ 。(填“a、b或c”)。
(3)一定压强下,随着温度升高,气体中CO与的物质的量之比___________。
(4)水煤气反应: 。工业生产水煤气时,通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应,其理由是___________ 。
(5)已知,,,则水的沸点是___________ K(结果保留一位小数,写出计算过程)。
Ⅱ.合成氨工业原料氢气用水、煤、天然气等为原料制得。反应如下:
(6)在恒温恒容条件下,可作为反应达到平衡状态的判断依据是___________。
(7)在恒压条件下,以的组成的混合气体发生反应,达到平衡状态时,四种组分物质的量分数随温度的变化如图所示。图中表示、变化的曲线分别是___________ 、___________ 。
(8)M点对应温度下,的转化率是___________ 。
(9)某温度下上述反应达到平衡后,保持其它条件不变,升高温度对反应速率影响的图像是___________(填编号)
(10)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:,该反应一般认为通过如下步骤实现:
①
②
若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___________(填编号)
Ⅰ.在C和的反应体系中:
反应1:
反应2:
反应3:
(1)反应3对应的
(2)设,反应1、2和3的y随温度的变化关系如图所示。图中对应于反应3的线条是
(3)一定压强下,随着温度升高,气体中CO与的物质的量之比___________。
A.不变 | B.增大 | C.减小 | D.无法判断 |
(4)水煤气反应: 。工业生产水煤气时,通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应,其理由是
(5)已知,,,则水的沸点是
Ⅱ.合成氨工业原料氢气用水、煤、天然气等为原料制得。反应如下:
(6)在恒温恒容条件下,可作为反应达到平衡状态的判断依据是___________。
A.混合气体密度不变 | B.与的物质的量之比为保持不变 |
C. | D.容器内压强不变 |
(7)在恒压条件下,以的组成的混合气体发生反应,达到平衡状态时,四种组分物质的量分数随温度的变化如图所示。图中表示、变化的曲线分别是
(8)M点对应温度下,的转化率是
(9)某温度下上述反应达到平衡后,保持其它条件不变,升高温度对反应速率影响的图像是___________(填编号)
A. | B. |
C. | D. |
(10)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:,该反应一般认为通过如下步骤实现:
①
②
若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___________(填编号)
A. | B. |
C. | D. |
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7 . 一定温度下,某体系中2-溴丁烷同时发生反应:
① 2-丁烯
② 1-丁烯
反应①的速率表示为,反应②的速率表示为(,为速率常数。只与温度、活化能有关)。体系中生成物的浓度时间的关系如图所示。
下列说法错误的是
① 2-丁烯
② 1-丁烯
反应①的速率表示为,反应②的速率表示为(,为速率常数。只与温度、活化能有关)。体系中生成物的浓度时间的关系如图所示。
下列说法错误的是
A.反应①和2均是熵增反应 |
B.内,2-溴丁烷的平均反应速率为 |
C.其他条件不变时,反应①的活化能比反应②的活化能大 |
D.温度不变,反应过程中2-丁烯,1-丁烯生成速率比值不变 |
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8 . 氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料,合成氨的反应如下:
(1)判断合成氨的反应在_________ (选填“高温、低温”)能自发进行,推动反应在该条件下自发进行的主要因素是反应的_________ (选填“焓变、熵变”)。
(2)不同条件下,分别测得上述反应的反应速率,其中表示该反应进行得最快的是_______ 。
a. b.
c. d.
(3)一定温度下,向密闭容器中加入和,发生上述反应,物质的量随时间的变化如下图所示。
内的平均反应速率________________ 。
根据反应条件,判断内变化趋势为______ ,运用有效碰撞理论来解释该变化趋势:_______ 。
(4)在合成氨的实际生产过程中,常常加入含铁催化剂.请结合过渡态理论解释使用催化剂使反应速率加快的原因_______ 。
(1)判断合成氨的反应在
(2)不同条件下,分别测得上述反应的反应速率,其中表示该反应进行得最快的是
a. b.
c. d.
(3)一定温度下,向密闭容器中加入和,发生上述反应,物质的量随时间的变化如下图所示。
内的平均反应速率
根据反应条件,判断内变化趋势为
(4)在合成氨的实际生产过程中,常常加入含铁催化剂.请结合过渡态理论解释使用催化剂使反应速率加快的原因
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9 . 尿素是人类历史上首个由无机物人工合成的有机物。合成尿素的历程一般认为如下两步:
Ⅰ.
Ⅱ.
(1)将一定量的氨气和二氧化碳置于容器中,假设仅发生反应Ⅰ(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),使其达到平衡。该条件下的平衡数据如下表,下列说法正确的是_______。
(2)如图中能定性表示反应Ⅰ的,随温度变化的曲线是_______ 。
A.A曲线B.B曲线
(3)若反应Ⅱ为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_______。
(4)催化还原法能治理氮氧化物污染。如图所示是一定时间内,在不同温度下分别使用催化剂Mn和Cr时的脱氮率,由此可知工业上使用的最佳催化剂和相应最佳温度分别为_______ ;使用Mn作催化剂时,脱氮率b~a段呈现如图所示变化的原因可能是_______ 。
Ⅰ.
Ⅱ.
(1)将一定量的氨气和二氧化碳置于容器中,假设仅发生反应Ⅰ(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),使其达到平衡。该条件下的平衡数据如下表,下列说法正确的是_______。
温度/℃ | 15.0 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 |
平衡总压强/kPa | 5.7 | 8.3 | 12.0 | 17.1 | 24.0 |
平衡气体总浓度 | 2.4 | 3.4 | 4.8 | 6.8 | 9.4 |
A.该可逆反应达到平衡的标志之一是混合气体平均相对分子质量不变 |
B.因该反应熵变小于0,焓变小于0,所以在高温下正向自发进行 |
C.达到平衡后,若在恒温下压缩容器体积,固体的质量增加 |
D.根据表中数据,计算15.0℃时的平衡浓度为 |
(2)如图中能定性表示反应Ⅰ的,随温度变化的曲线是
A.A曲线B.B曲线
(3)若反应Ⅱ为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_______。
A. | B. | C. | D. |
(4)催化还原法能治理氮氧化物污染。如图所示是一定时间内,在不同温度下分别使用催化剂Mn和Cr时的脱氮率,由此可知工业上使用的最佳催化剂和相应最佳温度分别为
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10 . 化石燃料的综合利用既能减少污染,又能提高资源利用率。回答下列问题:
(1)在一定温度下,向某恒容容器中充入和仅发生反应:。
①该反应的_______ 0(填“>”、“<”或“=”)0,能在_______ (填“高温”“低温”或“任何温度”)下自发。
②下列情况表明该反应已达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.与的物质的量之比不再改变
E.
F.
(2)向的恒容密闭容器中充入发生反应:。其他条件不变时,的平衡转化率随着温度(T)的变化如图所示。
时,反应经过达到平衡,用表示该段时间内的平均速率为_______ ,该温度下的平衡常数_______ (用分数表示);该温度下,改变投料,某时刻容器内则此时_______ (填“>”、“<”或“=”)。
(3)煤气化过程如下:反应1:
反应2:
反应3:
①由反应1、3可得出。_______ 。
②反应在催化剂M表面进行,其中生成的历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面的物种,表示过渡态,能量的单位为)。
本历程的决速步骤的反应方程式为_______ 。
(1)在一定温度下,向某恒容容器中充入和仅发生反应:。
①该反应的
②下列情况表明该反应已达到平衡状态的是
A.
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.与的物质的量之比不再改变
E.
F.
(2)向的恒容密闭容器中充入发生反应:。其他条件不变时,的平衡转化率随着温度(T)的变化如图所示。
时,反应经过达到平衡,用表示该段时间内的平均速率为
(3)煤气化过程如下:反应1:
反应2:
反应3:
①由反应1、3可得出。
②反应在催化剂M表面进行,其中生成的历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面的物种,表示过渡态,能量的单位为)。
本历程的决速步骤的反应方程式为
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