高考二轮复习知识点:盖斯定律及其应用4

试卷更新日期:2023-07-30 类型:二轮复习

一、选择题

  • 1. 下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理,下列说法错误的是(    )

    A、反应②为反应③提供了原料 B、反应②也是SO2资源利用的方法之一 C、制得等量H2所需能量较少的是系统(I) D、系统(I)制氢的热化学方程式为H2O(l) = H2(g) + 1/2O2(g)  ΔH = +286 kJ/mol
  • 2. 在好氧菌和厌氧菌作用下,废液中NH4+能转化为N2(g)和H2O(l),示意图如下:

    反应I NH4+(aq)+2O2(g)=NO3(aq)+2H+(aq)+H2O(l)H1=akJmol1

    反应Ⅱ 5NH4+(aq)+3NO3(aq)=4N2(g)+9H2O(l)+2H+(aq)H2=bkJmol1

    下列说法正确的是(   )

    A、两池发生的反应中,氮元素只被氧化 B、两池中投放的废液体积相等时,NH4+能完全转化为N2 C、常温常压下,反应Ⅱ中生成22.4LN2转移的电子数为3.75×6 02×1023 D、4NH4+(aq)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)+4H+(aq)H2=12(3a+b)kJmol1
  • 3. 联氨(N2H4)常温下为无色液体,可用作火箭燃料。下列说法错误的是(   )

    ① 2O2(g)+N2(g)=N2O4(l)  ΔH1

    ② N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)  ΔH2

    ③ O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)  ΔH3

    ④ 2 N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)  ΔH4=﹣1048.9 kJ·mol-1

    A、O2(g)+2H2(g)=2H2O(l)  ΔH5 , ΔH5>ΔH3 B、ΔH4﹦2ΔH3﹣2ΔH2﹣ΔH1 C、1 mol O2(g) 和2 mol H2(g)具有的总能量高于2 mol H2O(g) D、联氨和N2O4作火箭推进剂的原因之一是反应放出大量的热
  • 4. 用CO通过下列方法可以合成甲醇。

    ①CO2(g)+2H2O(l) === CH3OH(g)+ 32 O2(g) ΔH1=+764.5 kJ·mol1

    ②CO(g)+ 12 O2(g)===CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol1

    ③H2(g)+ 12 O2(g)===H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ·mol1

    下列有关说法正确的是(    )

    A、反应①使用催化剂可以提高甲醇产率 B、反应②在任何条件下均能自发进行 C、反应③在100℃时ΔH<-285.8 kJ·mol1 D、反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的ΔH=-90.1 kJ·mol1
  • 5. 通过以下反应均可获取H2 . 下列有关说法正确的是(   )

    ①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)═2H2(g)+O2(g)△H1=571.6kJ•mol﹣1

    ②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H2=131.3kJ•mol﹣1

    ③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H3=206.1kJ•mol﹣1

    A、反应①中电能转化为化学能 B、反应②为放热反应 C、反应③使用催化剂,△H3减小 D、反应CH4(g)═C(s)+2 H2(g)的△H=74.8kJ•mol﹣1
  • 6. 已知:2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=﹣217kJ•mol1

    C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H=bkJ•mol1

    H﹣H,O﹣H和O=O键的键能分别为436、462和495kJ•mol1 , 则b为(   )

    A、+352 B、+132 C、﹣120 D、﹣330
  • 7. Zn还原SiCl4的反应如下:下列说法正确的是(  )

    SiCl4(g)+2Zn(l)⇌Si(s)+2ZnCl2(g)△H1

    SiCl4(g)+2Zn(g)⇌Si(s)+2ZnCl2(g)△H2

    A、Zn(l)=Zn(g)△H= 12 (△H1﹣△H2 B、用硅制作的太阳能电池是将化学能转化为电能 C、增加Zn(g)的量,△H2变大 D、以Zn片、铜片和稀硫酸构成的原电池,Zn片表面有气泡产生.

二、非选择题

  • 8. (14分)丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备.回答下列问题:

    (1)、

    正丁烷(C4H10)脱氢制1﹣丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:

    ①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g)△H1

    已知:②C4H10(g)+ 12 O2(g)=C4H8(g)+H2O(g)△H2=﹣119kJ•mol1

    ③H2(g)+ 12 O2(g)=H2O(g)△H3 =242kJ•mol1

    反应①的△H1 kJ•mol1 . 图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是(填标号).

    A.升高温度B.降低温度C.增大压强D.降低压强

    (2)、丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等.图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系.图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是

    (3)、图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物.丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是;590℃之后,丁烯产率快速降低的主要原因可能是

  • 9. 氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答下列问题:
    (1)、氮元素原子的L层电子数为
    (2)、NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为
    (3)、肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2H4反应生成N2和水蒸气.

    已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4 (1)△H1=﹣19.5kJ•mol1

    ②N2O4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O△H2=﹣534.2kJ•mol1写出肼和N2O4反应的热化学方程式

    (4)、肼一空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的电极反应式为
  • 10. 研究CO与H2反应制备二甲醚(CH3OCH3),既可减少碳排放,又可变废为宝。回答下列问题:
    (1)、已知CO与H2反应制备二甲醚的总反应为:2CO (g) +4H2(g)⇌CH3OCH3(g) +H2O (g),该反应经历以下两个中间反应:

    i:CO (g) + 2H2(g)⇌CH3OH (g) ΔH1=- 90. 1KJ/ mol

    ii:2CH3OH (g)⇌CH3OCH3(g)+ H2O(g) ΔH2=- 24.5KJ/mol

    则总反应的ΔH= ; 若反应过程中能量变化如图所示,则总反应速率主要由反应 (选填“i ”或“ii”)决定。

    (2)、下列措施既能加快总反应速率,又能提高CO转化率的是

    a.升高温度   b.增大压强   c.使用合适催化剂   d.及时分离二甲醚

    (3)、当起始物n(H2)n(CO)=2时,在100℃、200℃、300℃时,总反应中CO的平衡转化率(α)随压强变化关系如图所示, 则:

    ①反应在100℃,5. 0 ×105Pa时,CO的平衡转化率α=  , 判断依据是  , 该条件下的平衡体系中二甲醚的体积分数约为 %(保 留小数点后一位)。

    ②一定温度下,同一反应用平衡浓度表示的平衡常数Kc和用平衡分压表示的平衡常数Kp间存在定量关系,可以借助公式pV= nRT进行推导(其中T为体系温度;p为气体压强;V为气体体积;n为气体物质的量;R为常数)。则当体系温度为T时,总反应Kc与Kp的关系为Kc=Kp(用含 R、T的式子表示)。

  • 11. 丙烯(C3H6)是石油化工行业重要的有机原料之一,主要用于生产聚丙烯、二氯丙烷、异丙醇等产品。回答下列问题:
    (1)、丙烷脱氢制备丙烯。由图可得C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) ΔH=kJ·mol-1

    (2)、将一定浓度的CO2与固定浓度的C3H8通过含催化剂的恒容反应器发生脱氢反应。经相同时间,流出的C3H6、CO和H2浓度随初始CO2浓度的变化关系如下图所示。c(H2)和c(C3H6)变化差异的原因为(用化学方程式表示)。

    (3)、已知Arrhenius 经验公式为Rlnk=RlnA-EaT(Ea为活化能,k为速率常数,R、A为常数)。丙烷脱氢制备丙烯反应在某条件下的Arrhenius 经验公式的实验数据如图中曲线a所示,其活化能为J·mol-1 , 当其实验数据发生变化如图中b线所示,则可能的原因是

    (4)、工业上用丙烯加成法制备1,2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3),副产物为3-氯丙烯(CH2=CHCH2Cl),反应原理为:

    ①CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)→CH2ClCHClCH3 (g)

    ②CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)→CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)

    一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3和Cl2发生反应,容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。

    时间/min

    0

    60

    120

    180

    240

    300

    360

    压强/kPa

    80

    74.2

    69.2

    65.2

    61.6

    58

    58

    该温度下,若平衡时HCl的体积分数为10%。此时CH2=CHCH3的转化率为。反应①的压力平衡常数Kp=kPa-1(保留小数点后2位)。

    (5)、一定条件下,CH3CH=CH2与HCl发生反应有①、②两种可能,反应进程中的能量变化如图所示。

    保持其他条件不变,若要提高产物中CH3CH2CH2Cl(g)的比例,可采用的措施是____。

    A、适当提高反应温度 B、改变催化剂 C、适当降低反应温度 D、改变反应物浓度
  • 12. 苯乙烯()是工业上合成各种塑料、离子交换树脂及合成橡胶的重要单体,工业上其制备原理是(g) (g)+H2(g)。请回答下列问题:
    (1)、已知:(g)+212O2(g)=8CO2(g)+5H2O(l)       ΔH1=4498kJmol1

    (g)+10O2(g)=8CO2(g)+4H2O(l)       ΔH2=4337kJmol1

    2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)       ΔH3=571.6kJmol1

     (g)  (g)+H2(g)     ΔH=。试推断该反应在下可自发进行(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。

    (2)、在一定条件下 (g)  (g)+H2(g)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、化学平衡常数K值增大 C、反应物的体积百分数增大 D、混合气体密度增大
    (3)、在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率与催化剂作用下的苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下,反应控制温度为600℃的理由是

    (4)、工业生产中常以高温水蒸气作为苯乙烯制备反应的稀释剂(水蒸气不参与反应)。下图为某温度下乙苯()的平衡转化率与水蒸气的用量、体系压强的关系图。

    ①图中压强P2100kPa(填“>”、“<”或“=”)。在压强P2下,c点转化率高于a的原因是

    ②若b点平衡转化率为50%,则该温度下,苯乙烯制备反应的分压平衡常数Kp=kPa(分压=总压×物质的量分数)。

  • 13. 氧化铁在工业上有广泛的应用。
    (1)、炼铁高炉中存在以下热化学方程式

    I.C(s) +CO2(g) =2CO(g) ΔH1=+172.5kJ·mol-1

    II.Fe2O3(s) +CO(g)2FeO(s)+CO2(g) ΔH2=-3kJ·mol-1

    III.FeO(s) +CO(g)Fe(s) +CO2(g) ΔH3=-11kJ ·mol-1

    IV.Fe2O3 (s) +3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) ΔH4

    ①上述反应中,ΔH4= kJ ·mol-1

    ②下图中能表示反应IV的平衡常数对数值(lgK)与温度的关系的是(填“I”或“II”),原因是

    ③1500℃时,在某体积可变的密闭容器中,按物质的量比2:3加入Fe2O3和CO发生反应IV ,则达平衡时,Fe2O3的转化率为;下列措施能够提高Fe2O3转化率的是(填字母序号)。

    a.对体系加压                       b.升高反应体系的温度

    c.加入适量的Na2O固体       d.增大CO在原料中的物质的量比

    (2)、一定条件下Fe2O3可被甲烷还原为“纳米级”的金属铁,其反应为: Fe2O3(s)+3CH4(g)2Fe(s)+ 3CO(g) +6H2(g) ΔH >0

    ①反应在2 L的密闭容器中进行,5 min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量消耗3.2 g,则该段时间内用反应物表达的平均反应速率为mol·L-1·min-1

    ②该反应达到平衡时,某物理量(Y)随温度变化如图所示,当温度由T1升高到T2时,平衡常数KA KB(填“>”“<"或“=”)。纵坐标可以表示的物理量有填字 母序号)。

    a.H2的逆反应速率                            b.CH4的的体积分数

    c.混合气体的平均相对分子质量        d.混合气体的密度

  • 14. 我国科学家利用钴分子筛实现丙烯高选择性合成甲基环氧乙烷(C3H6O):

    主反应:CH3CH=CH2(g)+12O2(g)C3H6O(g,甲基环氧乙烷)   ΔH1=-akJmol-1

    副反应:CH3CH=CH2(g)+12O2(g)CH3CH2CHO(g,丙醛)     ΔH2=-bkJmol-1 (a、b都大于0) 

    请回答下列问题:

    (1)、C3H6O(g,甲基环氧乙烷)CH3CH2CHO(g,丙醛)     ΔH=kJmol1
    (2)、一定温度下,在恒容密闭容器中充入CH3CH=CH2(g)O2(g) , 同时发生上述两个反应,下列表明反应已达到平衡状态的是____(填标号)。
    A、混合气体的密度不随时间变化 B、混合气体的总压强不随时间变化 C、混合气体的平均摩尔质量不随时间变化 D、消耗丙烯的速率等于消耗O2速率的2倍
    (3)、在恒容密闭容器中充人一定量丙烯和氧气,在不同催化剂Cat1、Cat2条件下发生反应CH3CH=CH2(g)+12O2(g)C3H6O(g,甲基环氧乙烷),测得单位时间内丙烯转化率与温度的关系如图1。

    ①相对催化效率较大的催化剂是(填“Cat1”或“Cat2”)。

    ②在Cat1催化下,300℃时对应的状态(填“是”或“不是”)平衡状态,判断的依据是

    ③在Cat1催化下,温度高于300℃时丙烯转化率急剧下降的主要原因可能是。(答一条即可)

    (4)、在一密闭容器中充入2mol丙烯和xmolO2 , 同时发生上述两个反应,测得丙烯平衡转化率与温度、压强的关系如图2。

    ①其他条件相同,p1、p2、p3由大到小的顺序为

    ②在p3、T℃时反应达到平衡,甲基环氧乙烷选择性为80%,此时容器体积为2L。

    提示:甲基环氧乙烷选择性等于甲基环氧乙烷的物质的量与甲基环氧乙烷和丙醛总物质的量之比。

    主反应的平衡常数K=L0.5mol0.5。保持温度、容积不变,再充入0.5molO2(g)和0.5molCH3CH2CHO(g) , 副反应(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)进行。

  • 15. 二甲醚(CH3OCH3)是一种性能优良的汽车燃料,工业上可利用CO和H2来合成二甲醚,发生的反应为:

    I.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1=-90.7kJ·mol-l

    II.2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-24.5kJ·mol-1

    回答下列问题:

    (1)、由CO和H2直接合成CH3OCH3(g)的热化学反应方程式为
    (2)、一定条件下,向恒容容器中充入amolCO和bmolH2 , 反应1min后,测得不同温度下CO转化率如下表所示。则CO转化率在600K时达到最高的原因是

    温度/K

    400

    450

    500

    550

    600

    650

    700

    CO转化率

    22%

    28%

    32%

    40%

    61%

    50%

    18%

    (3)、T℃下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入2molCH3OH(g)发生反应II。20min时反应达平衡,测得体系中H2O(g)的体积分数为25%。

    ①0~20min内,用CH3OH表示的平均反应速率v(CH3OH)=mol·L-1·min-1;T℃下反应的平衡常数K=。若其他条件不变,向该平衡体系中再充入1molCH3OH和1molCH3OCH3 , 则平衡向(填“正”或“逆”)反应方向移动。

    ②实验测得该反应:v=kc2(CH3OH),v=kc(CH3OCH3)·c(H2O),k、k为速率常数。若改变温度为Tˊ℃,测得平衡时k=k3 , 则TˊT(填“大于”或“小于”),判断的理由为

    (4)、不同压强和温度下,将2.0molCO(g)和4.0molH2(g)充入容积为2L的恒温密闭容器中,平衡时体系中二甲醚的物质的量分数变化情况如下图所示,则H2的平衡转化率最大时应选择的条件是____(填标号)。

    A、p1、T4 B、p4、T2 C、P3、T3 D、P4、T1
  • 16. 甲基叔丁基醚(MTBE)是一种高辛烷值汽油添加剂,可由甲醇和异丁烯(以IB表示)在催化剂作用下合成:CH3OH(g)+IB(g)MTBE(g)     ∆H。回答下列问题:
    (1)、反应过程中反应物首先被催化剂吸附,再经历过渡态,最终得到产物,相对能量与反应历程的关系如图1所示(其中N1表示甲醇和异丁烯同时被吸附,N2表示甲醇先被吸附,N,表示异丁烯先被吸附),该反应的∆H=kJ·mol-1 , 下列说法错误的是

    A.过渡态1比另两种过渡态稳定

    B.三种反应历程中,N3反应速率最快

    C.降低温度和增大压强都有利于提高反应物平衡转化率

    D.起始投料在刚性容器中分别采用三种途径反应相同时间,三种途径MTBE的产率一定相同

    (2)、向刚性密闭容器中充入等物质的量的甲醇和异丁烯,在催化剂作用下,分别在T1和T2两个温度反应,异丁烯的转化率随时间的变化关系如图2所示。

    ①T2时,反应90min后到达点B,此时甲醇的体积分数为(保留3位有效数字)

    ②A、B、M三点中,正反应速率最大的是 , 逆反应速率最小的是

    ③比较A、B、M三点的平衡常数K(A)、K(B)、K(M),从大到小的顺序是

    ④已知对于反应dD(g)+eE(g)gG(g)+hH(g),标准平衡常数Kθ=(pGpθ)E(pHpθ)h(pDpθ)d(pEpθ)e , 其中PG、PH、PD、PE为各组分的平衡分压,分压=总压×该组分物质的量分数,pθ=100kPa。在T1时,将等物质的量的甲醇和异丁烯充入恒容密闭容器中(初始压强为200kPa),甲醇的平衡分压为 , 反应的标准平衡常数Kθ=

  • 17. 通过“CO2→合成气→高附加值产品”的工艺路线,可有效实现CO2的资源化利用。CO2加氢制合成气(CO、H2)时发生下列反应:

    I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41kJ·mol-1

    II.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H2

    III.CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) △H3=+247kJ·mol-1

    (1)、据此计算△H2=;反应III能自发进行的原因为
    (2)、在压强为p0的恒压密闭容器中,按一定物质的量之比充入H2(g)和CO2(g)发生反应,平衡体系中气体的物质的量分数随温度变化如图1所示:

    ①CH4(g)的物质的量分数随着温度升高而降低的原因为

    ②T1℃时,反应II的压强平衡常数Kp=(用含p0的代数式表示)。

    (3)、结合具体催化剂,探讨反应路径的研究表明:将钙循环(CaO和CaCO3相互转换)引入上述反应体系具有诸多优势。

    ①钙循环使反应I分为以下两个步骤进行,请写出步骤2的化学方程式。

    步骤1.CO2(g)的捕获:CO2+CaO=CaCO3

    步骤2.CaO的再生:

    ②将钙循环引入该反应体系时,对反应I的影响可能为(填选项字母)。

    A.提高反应速率       B.增大平衡常数          C.提高选择性          D.增大反应活化能

    (4)、电催化还原CO2的方法具有催化效率更高、反应条件更温和的优点,CO2在Au纳米颗粒表面电还原的进程如图2所示。据此判断该过程的决速步骤为(填“a”、“b”或“c”),电催化还原CO2的电极反应式为

  • 18. 乙烯是一种重要的基本化工原料,乙烯的产量可以衡量一个国家的石油化工发展水平,研究工业制取乙烯有重要的意义。
    (1)、I.工业用H2和CO2在一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) ΔH1

    已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2=-571.4kJ·mol-1

    ②CH2=CH2(g)+3O2(g)→2CO2(g)+2H2O(1) ΔH3=-1411kJ·mol-1

    ③H2O(g)=H2O(1) ΔH4=-44kJ·mol-1

    ΔH1=

    (2)、在密闭容器中充入体积比为3:1的H2和CO2 , 不同温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示,下列说法正确的是____。

    A、为了提高乙烯的产率应尽可能选择低温 B、生成乙烯的速率:v(M)可能小于v(N) C、平衡常数:KM<KN D、M点时的压强一定小于N点时的压强
    (3)、II.工业用甲烷催化法制取乙烯:2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g) ΔH>0,T℃时,向4L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=kc2(CH4),v=kc(C2H4)·c2(H2),k、k为速率常数,只与温度有关,T℃时k与k的比值为(用含x的代数式表示);若将温度升高,速率常数增大的倍数:k(填“>”“=”或“<”)k

    (4)、III.乙烷裂解制乙烯:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)。

    T℃时,将乙烷与氦气体积比2:1混合后,通入一密闭容器中发生反应。平衡时容器压强为P0Pa,若乙烷的平衡转化率为50%,反应的平衡常数Kp=(用分压表示,分压=总压×物质的量分数)。

    IV.电化学法还原二氧化碳制乙烯原理如下图所示。

    (5)、阴极电极反应式为: , 电路中转移0.6mol电子,两极共收集气体L(标准状况)。
  • 19. 2022年北京冬奥会主火炬首次采用以氢气为燃料的微火形式,体现了绿色奥运理念。工业上,利用天然气制备氢气,还可得到乙烯、乙炔等化工产品,有关反应原理如下:

    反应1:2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)       ΔH1

    反应2:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)       ΔH2

    请回答下列问题:

    (1)、已知几种物质的燃烧热数据如下:

    物质

    CH4(g)

    C2H2(g)

    C2H4(g)

    H2(g)

    燃烧热(ΔH)/(kJmol-1)

    -890.3

    -1299.5

    -1411.0

    -285.8

    ①能表示C2H2(g)燃烧热的热化学方程式为

    ②上述反应中,ΔH1-ΔH2=kJmol1

    (2)、向恒温恒容密闭容器中充入适量CH4 , 发生上述反应1和反应2。下列情况不能说明上述反应达到平衡状态的是____(填标号)。
    A、气体总压强不随时间变化 B、气体密度不随时间变化 C、气体平均摩尔质量不随时间变化 D、H2体积分数不随时间变化
    (3)、实验测得2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的速率方程:v=kc2(CH4)v=kc(C2H2)c3(H2)(kk分别为正、逆反应速率常数,只与温度、催化剂有关)。T1℃下反应达到平衡时k=1.5k , T2℃下反应达到平衡时k=3k。由此推知,T1(填“>”、“<”或“=”)T2。
    (4)、在密闭容器中充入CH4 , 发生上述反应1和反应2。在不同催化剂Cat1、Cat2作用下,测得单位时间内H2的产率与温度的关系如图1。在其他条件相同时,催化效率较高的是(填“Cat1”或“Cat2“”)。在Cat2作用下,温度高于500℃时,H2的产率降低的可能原因是

    (5)、一定温度下,总压强恒定为121kPa时,向密闭容器中充入由CH4N2组成的混合气体(N2不参与反应),同时发生反应1和反应2,测得CH4的平衡转化率与通入气体中CH4的物质的量分数的关系如图2。

    ①图2中,随着通入气体中CH4的物质的量分数增大,甲烷的平衡转化率降低的主要原因是

    ②已知M点对应的乙炔的选择性为75%[提示:乙炔的选择性=n(C2H2)n(C2H2)+n(C2H4)×100%]。该温度下,反应2的平衡常数Kp=(结果保留2位有效数字)kPa。

    提示:用平衡时气体分压计算的平衡常数为Kp , 气体分压等于气体总压×气体的物质的量分数。

  • 20. 钼(Mo)是一种难熔稀有金属,我国的钼储量居世界第二、钼及其合金在冶金、农业、电器、化工、环保等方面有着广泛的应用。
    (1)、已知:

    ①MoS2(s)= Mo(s) + S2(g) △H1

    ②S2(g) + 2O2(g)= 2SO2(g) △H2

    ③2MoS2 (S) + 7O2(g)=2MoO3(s) + 4SO2(g) △H3

    则2Mo(s)+3O2(g) = 2MoO3(s)的△H = (用含△H1、 △H2、△H3的代数式表示)。

    (2)、钼可用作NH3消除NO污染的催化剂,4NH3(g) + 6NO(g) 5N2(g)+ 6H2O (1) △H<0。

    ①一定条件下该反应速率v= k ·c4(NH3)·c6(NO),v=k ·cm(N2)·cn (H2O),该反应的平衡常数K=kk , 则m= , n=

    ②一定温度下,在体积为1L的恒容密闭容器中加入4molNH3和6moINO发生上述反应,若在相同时间内测得NH3的转化率随温度的变化曲线如图,400℃~900℃之间NH3的转化率下降由缓到急的可能原因是

    (3)、密闭容器中用Na2CO3(s)作固硫剂,同时用一定量的氢气还原辉钼矿(MoS2)的原理是: MoS2(s)+ 4H2(g) + 2Na2CO3(s)=Mo(s)+2CO(g) + 4H2O(g) + 2Na2S(s) △H

    实验测得平衡时的有关变化曲线如图所示:

    ①由图可知,该反应的△H0(填“>”或“<”); P20.1MPa(填“>”或“<”)。

    ②如果上述反应在体积不变的密闭容器中达到平衡,下列说法错误的是(选填编号)

    A. v (H2) = v (H2O)

    B.再加入MoS2 , 则H2的转化率增大

    C.容器内气体的密度不变时,一定达到平衡状态。

    D.容器内压强不变时,一定达到平衡状态

    ③由图可知M点时氢气的平衡转化率为( 计算结果保留三位有效数字)。

    ④平衡常数可用平衡分压代替平衡浓度计算,气体分压= 气体总压×物质的量分数。图中M点的平衡常数Kp= (MPa)2。

  • 21. 石油产品中含者H2S及COS、CH3SH等多种有机硫化物,石油化工催生出多种脱硫技术,请回答下列问题:
    (1)、已知热化学方程式:

    2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l)   ΔH1=362kJmol1

    2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l)   ΔH2=1172kJmol1

    则反应2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l)   ΔH=

    分析该反应的自发情况:

    (2)、工业生产中应用:COS的水解反应为COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g)   ΔH<0。某温度时,用活性α-Al2O3作催化剂,在恒容密闭容器中COS(g)的平衡转化率随不同投料比[n(H2O)n(COS)]的转化关系如图甲所示。

    ①起始向该容器中投入一定量反应物,在一定条件下,可以判断反应到达平衡状态的是(填字母)。

    A.容器中气体密度不变

    B.压强保持不变

    C.容器中气体的平均相对分子质量保持不变

    D.v(COS)=v(H2S)

    ②根据图甲和图乙判断该反应的最佳条件为:投料比[n(H2O)n(COS)];温度

    ③P点对应的平衡常数为。(保留小数点后2位)

    ④当温度升高到一定值后,发现相同时间内COS(g)的水解转化率降低,猜测可能的原因是。(写出两条)

    (3)、可以用K2CO3溶液吸收H2S , 其原理为K2CO3+H2S=KHS+KHCO3 , 该反应的平衡常数为。(已知H2CO3Ka1=4.2×107Ka2=5.6×1011H2SKa1=5.6×108Ka2=1.2×1015)
  • 22. 2030年实现碳达峰,2060年达到碳中和的承诺,体现了我国的大国风范。以CO2、H2为原料合成CH3OH可有效降低空气中二氧化碳的含量,其中涉及的主要反应如下:

    I.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1

    II.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.5kJ·mol-1

    回答下列问题:

    (1)、已知CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g) ΔH3=+91kJ·mol-1 , 则ΔH1=
    (2)、①不同条件下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,CO2的平衡转化率如图所示。

    压强p1、P2、P3由大到小的顺序是 , 判断理由是 , 压强为P1时,温度高于300℃后,CO2的平衡转化率升高的原因是

    ②在温度为T℃下,将1mol CO2和3mol H2充入容积为5L的恒容密闭容器中。同时发生反应I和反应II,体系中各组分分压(各组分分压=总压×各组分物质的量分数)随时间的变化情况如图所示。

    图中缺少了一种组分的分压变化,该组分是(填化学式),该组分平衡时的分压为MPa。0~15min内,反应I的反应速率v(H2)mol·L-1·min-1;T℃时,反应II的平衡常数Kp=(用分压代替浓度)。

    (3)、近年来,有研究人员用CO2通过电催化生成多种燃料,实现CO2的回收利用,其工作原理如图所示。

    ①请写出Cu电极上产生HCOOH的电极反应式:

    ②如果Cu电极上只生成0.15molC2H4和0.30molCH3OH,则Pt电极上产生O2的物质的量为mol。

  • 23. COx选择性甲烷化是近年来有良好应用前景的处理方法。富氢气氛下,CO、CO2.均可与H2发生甲烷化反应。

    I.CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)     △H=-206.2kJ·mol-1

    II.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)       △H=a kJ·mol-1

    回答下列问题:

    (1)、已知CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)       △H =-41.2kJ·mol-1 , 则a=
    (2)、400℃时,选用镍基催化剂,向1L密闭容器中通入10molCO、10molCO2和40molH2进行反应,平衡后测得n(H2)=9mol,n(CH4)=10mol。

    ①CO2的平衡转化率为

    ②已知反应II的υ=k·c(CO2)·c4(H2),υ=k·c(CH4)·c2(H2O) (k、k为速率常数,只与温度有关)。kk=(保留两位小数);升高温度,kk=(填“变大”“变小”或“不变”)。

    (3)、已知:H2对CO的选择性SCOCH4=3[n(CO)-n(CO)]n(H2)-n(H2)×100%,则H2对CO2的选择性SCOCH4=。增大入口处CO的物质的量,SCOCH4SCO2CH4和原来相比(填“变大”“变小”或“不变”)。
    (4)、其他条件相同,反应II使用两种不同催化剂,反应相同的时间,测得CO2的转化率随温度变化的影响如图所示。

    根据图像分析,下列说法错误的是____(填标号)。

    A、工业生产中应选择的温度和催化剂分别是320℃、Ni-CeO2 B、相同条件下,以Ni-CeO2为催化剂有助于提高平衡转化率 C、温度高于320℃时,CO2转化率减小的原因可能是升温使催化剂活性降低 D、温度高于320℃时,CO2转化率继续增大的原因可能是化学反应速率加快
  • 24. 气态含氮化合物及相关反应是新型科研热点。
    (1)、I.工业上主要采用氨催化氧化法生产NO:

    主反应: 4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g ) △H1

    副反应: 4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) △H2=- 1265kJ·mol-1

    王金兰课题组提出合成氨的“表面氢化机理”如图,在较低的电压下实现氮气还原合成氨。“N2+ 2*H=中间体”是氮气还原合成氨的决速步,“中间体”为(写化学式)。

    (2)、已知N2(g)+O2(g)= 2NO(g) △H =+180kJ·mol-1 , 则△H1= kJ·mol -1
    (3)、制备NO时,在某种氨的初始含量下,温度升高一段时间后,体系中n(NO)n(N2)减小,可能的原因是
    (4)、II.已知工业上常利用NO和Cl2反应来制备有机合成中的重要试剂亚硝酰氯(NOCl),化学方程式为2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)   △H <0。

    保持恒温恒容条件,将物质的量之和为3mol的NO和Cl2以不同的氮氯比n(NO)n(Cl2) 进行反应,平衡时某反应物的转化率和氮氯比及不同温度的关系如图所示:

    ①图中T1、T2的关系为T1T2(填“<”或“=”)

    ②体系的初始压强为P0 , 则A点的平衡常数Kp; (以分压表示,分压=总压×物质的量分数) 

    (5)、III. NOx是空气污染物之一,用焦炭还原NO2的反应为: 2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g) △H >0. T℃时,向容积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1mol NO2 , 经t min,测得各容器中NO2的转化率与容器容积的关系如图所示。

    ①提高NO2平衡转化率可采取的措施是 (答出两种即可)。

    ②a点对应的容器,t min内v(NO2)=(用含字母的代数式表示)。

    ③a、b、c三点中,已达平衡状态的有

  • 25. 我国力争实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标,CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。
    (1)、CO2甲烷化反应最早由化学家PaulSabatier提出。已知:

    反应I:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)  △H=+41.2kJ·mol-1

    反应II:2CO(g)+2H2(g)⇌CO2(g)+CH4(g)  △H=-247.1kJ·mol-1

    ①CO2甲烷化反应CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)的△H=kJ·mol-1 , 为了提高甲烷的产率,反应适宜在(填“低温”、“高温”、“高压”、“低压”,可多选)条件下进行。

    ②反应I:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H=+41.2kJ·mol-1 , 已知反应的v=kc(CO2)c(H2),v=kc(H2O)c(CO)(k、k为速率常数,与温度、催化剂有关)若平衡后升高温度,则kk(填“增大”、“不变”或“减小”);若反应I在恒容绝热的容器中发生,下列情况下反应一定达到平衡状态的是

    A.容器内的压强不再改变

    B.容器内气体密度不再改变

    C.容器内c(CO2):c(H2):c(CO):c(H2O)=1:1:1:1

    D.单位时间内,断开C=O键的数目和断开H-O键的数目相同

    (2)、在某催化剂表面:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),利用该反应可减少CO2排放,并合成清洁能源。一定条件下,在一密闭容器中充入2molCO2和6molH2发生反应,图甲表示压强为0.1MPa和5.0MPa下CO2的平衡转化率随温度的变化关系。

    其中表示压强为5.0MPa下CO2的平衡转化率随温度的变化曲线为(填“①”或“②”);b点对应的平衡常数Kp=MPa-2(Kp为以平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数。分压=总压×物质的量分数)。

    (3)、科研人员提出CeO2催化CO2合成碳酸二甲酯(DMC)的反应过程如图乙所示,由图可知其中没有O-H键断裂的步骤是(填“①”“②”或“③”),合成DMC的总反应化学方程式为(CH3OH不需标注同位素原子)。

  • 26. 氢能是一种举足轻重的能源,氢的制取,储存、运输、应用技术也是当今世界备受关注的焦点。国际上最为有效的制氢工艺是甲烷水蒸气重整反应,涉及的主要反应如下:

    反应I:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206kJ·mol-1

    反应II:CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) ΔH2

    反应III:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3=-165 kJ·mol-1

    回答下列问题:

    (1)、ΔH2=kJ·mol-1 , 反应II的正反应活化能E和逆反应活化能E中较大的是(填“E”或“E”)。
    (2)、已知:lnK=-ΔHR1T+C(R、C均为常数,T为热力学温度),反应I、反应II、反应III的平衡常数与温度T的变化关系如图1所示。

    ①表示反应I的曲线为(填“L1”“L2”或“L3”),原因为

    ②T1温度下,反应III的平衡常数K(III)=

    (3)、900℃时,将n(H2O):n(CH4)的混合气通入盛有催化剂的反应器装置,测得CH4的平衡转化率与水碳比[n(H2O):n(CH4)]的关系如图2所示;当水碳比为4时,CH4的转化率和气体流速的关系如图3所示。

    P点的vv(填“>”“=”或“<”),随着混合气体流速的增大,CH4的转化率下降的原因为

    (4)、若将反应I设计成以石墨为电极,以稀硫酸为电解质溶液的电解池装置,则通入CH4(g)的应为(填“阴极”或“阳极”),该电极的电极反应式为
  • 27. 我国对世界郑重承诺:2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。而研发二氧化碳的碳捕集和碳利用技术则是关键,其中催化转化法最具应用价值。回答下列问题:
    (1)、Ⅰ.一定温度下,CO2H2在催化剂作用下可发生两个平行反应,分别生成CH3OHCO

    a:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=49.5kJmol1

    b:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJmol1

    相同温度下,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH3=

    (2)、在传统的催化固定反应床(CFBR)中,CO2转化率和甲醇选择性通常都比较低,科学团队研制了一种具有反应和分离双功能的分子筛膜催化反应器(CMR) , 极大地改善了该问题,原理如图所示。

    保持压强为3MPa , 温度为260 , 向密闭容器中投料比按n(H2)n(CO2)=3投入一定量CO2H2 , 不同反应模式下CO2的平衡转化率和甲醇选择性的相关实验数据如下表所示。

    实验组

    反应模式

    n(H2)n(CO2)

    温度/

    CO2转化率

    CH3OH选择性

    CFBR

    3

    260

    21.9

    67.3

    CMR

    3

    260

    36.1

    100.0

    已知CH3OH选择性:转化的CO2中生成CH3OH的百分比。

    CMR模式时,上述条件下发生反应,下列说法能作为反应a达到平衡状态的判据是(填选项字母)。

    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.n(H2)n(CO2)不再变化                         D.CO2H2CH3OHH2O的物质的量之比为1311

    ②由表中数据可知CMR模式下,CO2的转化率明显提高,结合具体反应分析可能的原因:

    (3)、反应b在进气比[n(CO2)n(H2)]不同时,测得相应的CO2平衡转化率见图(各点对应的反应温度可能相同,也可能不同,其他反应条件都相同)。

    ①D和F两点对应的温度关系:T(D)T(F)(填<,>,或=),其原因是

    ②已知反应速率v=kx(CO2)x(H2)v=kx(CO)x(H2O) , k为反应速率常数,x为物质的量分数,在达到平衡状态为G点的反应过程(此过程为恒温)中,当CO2的转化率刚好达到20%时,vv=

    (4)、Ⅱ.用下图装置电解二氧化碳也可制取甲醇,控制在一定温度左右,持续通入二氧化碳,电解过程中HCO3-物质的量基本不变。

    阴极电极反应式为:

  • 28. 氮氧化物治理是环境学家研究的热点之一。回答下列问题:
    (1)、NH3还原法。

    研究发现NH3还原NO的反应历程如图1。下列说法正确的是____(填标号)。

    A、Fe3+能降低总反应的活化能,提高反应速率 B、总反应为6NO+4NH3=5N2+6H2O C、该反应历程中形成了非极性键和极性键
    (2)、已知有关反应如下:

    ①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1

    ②CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH2=+172.5kJ·mol-1

    ③NO和CO反应的能量变化如图2所示。

    2NO(g)=N2(g)+O2(g) ΔH=kJ·mol-1

    (3)、H2还原法。

    已知催化剂Rh表面H2催化还原NO的反应机理如表所示,其他条件一定时,决定H2的催化还原NO反应速率的基元反应为(填序号)。

    序号

    基元反应

    活化能Ea/(kJ·mol-1)

    H2(g)+Rh(s)+Rh(s)=H(s)+H(s)

    12.6

    2NO(g)+Rh(s)=2NO(s)

    0.0

    NO(s)+Rh(s)=N(s)+O(s)

    97.5

    H(s)+O(s)=OH(s)+Rh(s)

    83.7

    HO(s)+H(s)=H2O(s)+Rh(s)

    33.5

    H2O(s)=H2O(g)+Rh(s)

    45.0

    N(s)+N(s)=N2(s)+Rh(s)+Rh(s)

    120.9

    注明:N2(s)表示N2被吸附在Rh表面上。

    (4)、CO还原法。

    一定温度下,在刚性密闭容器中充入1molNO(g)和1molCO(g)发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。达到平衡后,再充入amolNO(g)和amolCO(g),NO的平衡转化率(“增大”、“减小”或“不变”,下同),气体总压强

    (5)、甲烷还原法。

    一定温度下,在2.0L刚性密闭容器中充入1molCH4和2molNO2 , 发生反应:CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)。测得反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的变化如表所示。

    反应时间(t)/min

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    p/(100kPa)

    4.80

    5.44

    5.76

    5.92

    6.00

    6.00

    达到平衡时,NO2的转化率为。若起始时加入3molCH4和2molNO2 , 则在该温度下的压强平衡常数Kp=(以分压表示的平衡常数为Kp , 分压=总压×物质的量分数)kPa。

    (6)、电解氧化吸收法。电解0.1mol·L-1的NaCl溶液时,溶液中相关成分的质量浓度与电流强度的变化关系如图3。当电流强度为4A时,吸收NO的主要反应的离子方程式为(NO最终转化为NO3)

  • 29. 甲醇、乙醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便,都是重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景,可以用多种方法合成。
    (1)、I.用CO2生产甲醇、乙醇

    已知:H2的燃烧热为-285.8 kJ/mol,CH3OH(l)的燃烧热为-725.8kJ/mol,CH3OH(g)=CH3OH(l)   △H= -37.3 kJ/mol,则CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+ H2O(1)     △H=kJ/mol。

    (2)、将CO2和H2按物质的量之比1:3充入体积为2.0L的恒容密闭容器中反应[生成 H2O(g)],如图1表示压强为0.1 MPa和5.0 MPa下CO2转化率随温度的变化关系。

    ①a、b两点化学反应速率分别用Va、Vb , 表示,则Va Vb(填“大于”、“小于”或“等于”)。

    ②列出a点对应的平衡常数表达式K= 

    (3)、在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH (g)+H2O(g),实验测得不同温度及压强下,平衡时甲醇的物质的量变化如图2所示,下列说法正确的是____。
    A、该反应的正反应为放热反应 B、压强大小关系为p1<p2<p3 C、M点对应的平衡常数K的值约为1.04×10-2 D、在p2及512 K时,图中N点υ(正)<υ(逆)
    (4)、CO2催化加氢合成乙醇的反应为:2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g) +3H2O(g) △H;m代表起始时的投料比,即m=n(H2)n(CO2)

    ①图3中投料比相同,温度T3>T2>T1 , 则该反应的焓变△H0(填“>”、“<”)。

    ②m=3时,该反应达到平衡状态后p(总)=20a MPa,恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图4所示,则曲线b代表的物质为(填化学式),T4温度时,反应达到平衡时物质d的分压p(d)=

    (5)、Ⅱ.甲醇的应用

    以甲醇为主要原料,电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图5所示。

    离子交换膜a为(填“阳膜”、“阴膜”),阳极的电极反应式为

  • 30. CO2用于催化氧化C2H6合成C2H4 ,  总反应为:CO2(g)+C2H6(g) CO(g)+H2O(g)+C2H4(g) ∆H=+177 kJ·mol-1;反应分两步进行:

    反应i C2H6(g) C2H4(g)+ H2(g) ∆H1=+ 137kJ·mol-1

    反应ii CO2(g)+H2(g)  CO(g)+ H2O(g) ∆H2

    回答下列问题:

    (1)、∆H2 = kJ·mol-1
    (2)、已知平衡常数(K)与温度(T)之间存在定量关系, 且符合Van’tHoff方程lnK= - ΔH8.314×1T+C (不同反应中C不同)。上述三个反应的平衡常数(K)与温度(T)之间的关系如图,反应i对应的曲线为(填“a”“b”或“c”)。

    (3)、按照n(CO2) : n(C2H6)=1 :1投料,测得C2H6平衡转化率[α(C2H6)]与温度、压强的关系如图所示,则压强p1、P2、P3由大到小的顺序为 , 判断的理由是

    (4)、在C2H4合成体系内会发生副反应。

    ①若发生副反应C2H6(g)  3H2(g)+ 2C(s),会降低催化效率,原因是

    ②某温度下,若只存在副反应: 2CO2(g)+C2H6(g)  4CO(g)+3H2(g)。 向aL密闭容器中充入1.2molC2H6和2molCO2 , tmin后反应达到平衡,容器内C2H4为0.6mol,CO2为0.4 mol,则v(CO2)= mol·L-1·min-1 ,  C2H6的平衡总转化率为%(保留1位小数)。

    (5)、我国科学家利用CO2电催化氧化法实现了C2H6制备C2H4 , 阴极电极反应式为:CO2+2e-=CO+O2- , 则阳极电极反应式是
  • 31. 环保是当今社会最重要的课题,故研究CO、NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重义。回答下列问题
    (1)、已知在298K和101kPa条件下,有如下反应①C(s) +O2(g) = CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol;②N2(g) +O2(g)=2NO(g) △H2=+180.5kJ/mol。则反应C(s) +2NO(g)= CO2(g)+N2(g)的△H=kJ/mol
    (2)、利用I2O5可消除CO污染,其反应为I2O5(s) + 5CO(g)=5CO(g)+I2(s)。不同温度下,向装有足量I2O5固体的容闭容器中通入2molCO,测得CO2气体体积分数φ(CO2)随时间t的变化曲线如图1所示。

    ①T1时,前0.5 min内平均反应速率v(CO)= 

    ②b点和d点的化学平衡常数:Kb (填“>”“<”或“=”)Kd

    ③b点时,CO的转化率为

    ④下列能说明反应I2O5(g)+5CO(g)5CO2(g)+I2达到平衡的是(填字母)。

    A.容器内压强不再变化

    B.CO的质量不再变化,CO2的转化率不再增大

    C.CO2的生成速率等于CO的消耗速率

    D.混合气体的平均相对分子质量不再改变

    (3)、用NaClO碱性溶液吸收SO2。工业上控制在40℃~50℃时,将含有SO2的烟气和NaClO碱性溶液按图2所示方式通入反应釜。

    ①反应釜发生的反应中,SO2表现出

    ②反应釜中采用“气—液逆流”接触吸收法的优点是

    ③工业上常加Ni2O3作催化剂,催化过程如图3所示。在催化过程中,反应产生的四价镍和氧原子具有强氧化能力,能加快吸收速度。试写出过程2的反应方程式:

  • 32. 甲醇是一种重要的液体清洁燃料,工业上有多种制备甲醇的方法。
    (1)、Ⅰ.利用H2O2来氧化CH4制取液体燃料甲醇。

    已知: 2CH4(g) + O2(g) = 2CH3OH(l) ∆H1

    2H2O2(l)= O2(g) + 2H2O(l) △H2

    则H2O2氧化CH4的热化学方程式为 ( 用∆H1和∆H2来表示∆H)。

    (2)、该方法采用的温度为70℃,不选择更低或更高温度的原因是
    (3)、Ⅱ.工业。上也常使用CO2和H2在高温条件下制备甲醇,发生的反应为

    主反应: CO2(g)+ 3H2(g) CHOH(g)+ H2O(g) ∆H<0

    副反应: CO2(g) +H2(g)  CO(g) + H2O(g) ∆H<0

    起始投料为n(H2)n(CO2)= 3。

    i.当反应只按主反应进行时,研究不同温度、压强下,平衡时甲醇的物质的量分数[x(CH3OH)]的变化规律,如下图所示。其中, x(CH3OH)-p图在t=250℃下测得, x(CH3OH)-t 图在p=5×105 Pa下测得。

    图中等压过程的曲线是(填“a”或“b”),判断的依据是

    (4)、当x(CH3OH)=0.10时,反应条件可能为
    (5)、该条件下CO2的总转化率= ; 副反应的平衡常数Kp=(保留3位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
  • 33. 氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一、
    (1)、已知:2NO(g) +2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H =- 746.5kJ·mol-1

    N2(g) +O2(g)=2NO(g) △H=+180.5 kJ·mol-1

    2C(s)+ O2(g)=2CO(g ) △H=- 221 kJ·mol-1

    碳的燃烧热(△H)为

    (2)、已知在容积为1 L刚性容器中进行反应:2NO2(g) N2O4(g)△H

    ①说明该反应已达到平衡状态的是

    a. v(N2O4)= 2v(NO2) b.体系颜色不变

    c.气体密度不变            d. n(NO2)n(N2O4) 不再变化

    ②投入NO2的物质的量分别为amol、bmol、cmol时,NO2平衡转化率随温度变化的关系如下图所示:

    a、b、c的关系是;△H 0,其理由是;400 ℃,K=(列出计算式)。

    (3)、下图所示装置可用于制备N2O5 , 通过隔膜的离子是 , 阳极的电极反应式为

  • 34. 氨气广泛应用于化肥、制药、合成纤维等领域。
    (1)、Ⅰ.工业上可由氢气和氮气合成氨气。若用分别表示和催化剂,则在催化剂表面合成氨的过程如图所示:

    吸附后,能量状态最高的是(填序号)。

    (2)、结合上述过程,一定温度下在固体催化剂表面进行NH3的分解实验,发现NH3的分解速率与浓度的关系如图所示。从吸附和解吸过程分析 , c0前反应速率增加的原因可能是;c0之后反应速率降低的原因可能是

    (3)、Ⅱ.利用NH3在催化剂(V2O5—WO3/TiO2)作用下将NOx还原为N2是目前应用最为广泛的氮氧化物NOx的净化方法,其原理是:

    主反应:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH1

    副反应:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH2

    根据盖斯定律可得:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH3 , 则ΔH3=(用含ΔH1、ΔH2的式子表示)。

    (4)、催化剂V2O5—WO3/TiO2中的V2O5是活性组分。在反应器中以一定流速通过混合气[n(O2):n(NH3):n(NO)=71:1:1],在不同温度下进行该催化反应,V2O5的质量分数对单位时间内NO去除率的影响如图所示。

    ①从起始至对应A、B、C三点的平均反应速率由小到大的顺序为

    ②V2O5的质量分数对该催化剂活性的影响是

    (5)、一定温度下,向1L恒容密闭容器(含催化剂)中投入1molNH3和1.5molNO,发生反应4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)。达到平衡状态时,NO的转化率为60%,则平衡常数为mol·L-1(列出计算式即可)。
  • 35. COCl2常用于有机合成,工业上采用高温活性炭催化CO与Cl2合成COCl2
    (1)、Burns和Dainton研究了反应Cl2(g)+CO(g)COCl2(g)的动力学,获得其速率方程v=kc32(Cl2)c(CO),k为速率常数(只受温度形响),该反应的历程如下:

    第一步:Cl22Cl•       △H1=+243kJ·mol-1

    第二步:Cl•+COCOCl•       △H2=-20kJ·mol-1

    第三步:COCl•+Cl2COCl2+Cl•       △H3=-88kJ·mol-1

    ①反应Cl2(g)+CO(g)COCl2(g)的△H=kJ·mol-1

    ②已知活化络合物分子中含有的原子数目等于反应速率方程中物质的原子数与指数的积,如H2+Cl2=2HCl的反应速率方程为v=kc12(Cl2)•c(H2),可推测反应决速步中活化络合物的可能存在形式为ClH2、H2Cl或H2+Cl•,则Cl2(g)+CO(g)COCl2(g)反应中的活化络合物的可能存在形式为(任写一个即可),请判断第步的活化能最高。

    (2)、在100kPa、恒压的密闭容器中,充入1molCO、1molCl2和适量的活性炭,发生反应Cl2(g)+CO(g)COCl2(g),其压强平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)的对数lgKp。与温度倒数1T呈线性关系,如图。

    ①能正确表示上述反应线性关系的直线为(填“L1”或“L2”),理由是

    ②图中Q点的坐标为(2.2,-2.0),已知2=1.4,则平衡时CO的转化率为。若保持温度不变,将该容器增压再次达到平衡,其状态可能为图中Q、M、N中的点,此时混合气中COCl2的体积分数是50%,则再次达到平衡状态的气体总压强是kPa。

  • 36. 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 ℃、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 ℃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 ℃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)=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。

    papb (填“>”“=”或“<”) 67