高考二轮复习知识点:化学平衡的影响因素1
试卷更新日期:2023-07-30 类型:二轮复习
一、选择题
-
1. 某小组进行实验,向蒸馏水中加入 , 充分振荡,溶液呈浅棕色,再加入锌粒,溶液颜色加深;最终紫黑色晶体消失,溶液褪色。已知为棕色,下列关于颜色变化的解释错误的是
选项
颜色变化
解释
A
溶液呈浅棕色
在水中溶解度较小
B
溶液颜色加深
发生了反应:
C
紫黑色晶体消失
()的消耗使溶解平衡右移
D
溶液褪色
与有色物质发生了置换反应
A、A B、B C、C D、D2. 标准状态下,气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知和的相对能量为0],下列说法错误的是A、 B、可计算键能为 C、相同条件下,的平衡转化率:历程Ⅱ>历程Ⅰ D、历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为:3. 乙醇-水催化重整可获得。其主要反应为 , , 在、时,若仅考虑上述反应,平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示。CO的选择性 , 下列说法正确的是( )
A、图中曲线①表示平衡时产率随温度的变化 B、升高温度,平衡时CO的选择性增大 C、一定温度下,增大可提高乙醇平衡转化率 D、一定温度下,加入或选用高效催化剂,均能提高平衡时产率4. 证据推理是学习化学的重要方法,下列证据与推理的关系对应正确的是选项
证据
推理
A
室温下,用pH试纸分别测定浓度均为0.1mol•L-1的Na2SO3和NaHSO3两种溶液的pH,Na2SO3溶液的pH更大
HSO结合H+的能力比SO的强
B
将充满NO2的密闭玻璃球浸泡在热水中,红棕色变深反应
2NO2(g)N2O4(g) △H<0
C
向淀粉溶液中加入稀硫酸,水浴加热后,再加入银氨溶液,水浴加热,未出现银镜
淀粉未发生水解
D
向浓度均为0.01mol•L-1的NaCl和KI混合溶液中滴加少量0.01mol•L-1的AgNO3溶液,出现黄色沉淀
说明:Ksp(AgI)>Ksp(AgCl)
A、A B、B C、C D、D5. 下列事实与解释或结论不相符的是选项
事实
解释或结论
A
苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
苯分子中含有大π键而没有碳碳双键,大π键稳定性较强
B
是极性分子
中只含有极性键
C
键角:
水分子中O的孤电子对数比氨分子中N的多
D
取2mL 0.5 溶液于试管中,进行加热,发现溶液颜色变为黄绿色;后将试管置于冷水中,溶液颜色又由黄绿色转变为蓝绿色
溶液中存在以下平衡: , 在其他条件不变时,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,降低温度,平衡向放热反应方向移动
A、A B、B C、C D、D6. 恒容密闭容器中,以硫()与为原料制备 , 受热分解成气态 , 发生反应 。的平衡转化率、的体积分数随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是A、 B、温度升高,分解率增大,体积分数增大 C、向平衡体系中充入惰性气体,平衡向右移动 D、其他条件相同,体积分数越大,平衡转化率越小7. 在一定条件下探究二甲醚的制备反应: , , 测定结果如图所示。下列判断错误的是A、该反应的 B、加入催化剂可以提高CO的平衡转化率 C、工业选择的较适宜温度范围为280~290℃ D、该反应伴随有副反应的发生8. 已知反应:CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定压强下,按W=向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时,丙烯的体积分数(φ)与温度T、W的关系,图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法中错误的是A、图甲中W2>1 B、图乙中,A线表示逆反应的平衡常数 C、温度为T1 , W=2时,Cl2的转化率为50% D、若在恒容绝热装置中进行上述反应,达到平衡时,装置内的气体压强增大9. 向一个的绝热刚性容器中通入和 , 在一定条件下发生反应 , 正反应速率随时间变化的示意图如下,下列结论正确的是A、升高温度,该反应的平衡常数将增大 B、从反应开始到达到平衡,逆反应速率先增大后减小 C、体系压强不再变化,说明反应达到平衡 D、从容器中分离出少量后,增加,减小,平衡正向移动10. 用和可以合成甲醇。其主要反应为反应I
反应Ⅱ
在恒容密闭容器内,充入1mol 和3mol , 测得平衡时转化率,CO和选择性随温度变化如图所示[选择性]。
下列说法正确的是
A、270℃时主要发生反应Ⅱ B、230℃下缩小容器的体积,n(CO)不变 C、250℃下达平衡时, D、其他条件不变,210℃比230℃平衡时生成的多11. CO2-H2催化重整可获得CH3OH。其主要反应为反应I: CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) △H1=-53.7kJ·mol-1
反应II:CO2(g) + H2(g)= CO(g) + H2O(g) △H2=+41kJ·mol-1
若仅考虑上述反应,在5.0 MPa、n始(CO2): n始(H2)=1:3时,原料按一定流速通过反应器,CO2的转化率和CH3OH的选择性随温度变化如图所示。CH3OH的选择性=
下列说法正确的是
A、其他条件不变,升高温度,CO2的平衡转化率增大 B、其他条件不变,T>236℃时,曲线下降的可能原因是反应1正反应程度减弱 C、一定温度下,增大n始(CO2):n始(H2)可提高CO2平衡转化率 D、研发高温高效催化剂可提高平衡时CH3OH的选择性12. 恒容密闭容器中,与在不同温度下发生反应: , 达到平衡时,各组分的物质的量浓度(c)随温度(T)变化如图所示:下列说法正确的是
A、该反应的平衡常数随温度升高而增大 B、曲线Y表示随温度的变化关系 C、提高投料比 , 可提高的平衡转化率 D、其他条件不变,与在℃下反应,达到平衡时13. 对于反应 , 在温度一定时,平衡体系中的体积分数随压强的变化情况如图所示。下列说法中,正确的是A、A,D两点对应状态的正反应速率大小关系:v(A)>v(D) B、A,B,C,D,E各点对应状态中,v(正)<v(逆)的是E C、维持不变,E→A所需时间为 , 维持不变,D→C所需时间为 , 则 D、欲使C状态沿平衡曲线到达A状态,从理论上,可由无限缓慢降压至达成二、多选题
-
14. 下列有关说法正确的是( )A、镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比受损前更容易生锈 B、等物质的量浓度的CH3COOH溶液和HCl溶液中,水的电离程度相同 C、0.1 mol·L-1NH4Cl溶液加水稀释, 的值减小 D、对于反应2SO2+O2 2SO3 , 使用催化剂能加快反应速率和提高SO2的平衡转化率15. 在三个容积均为1L的恒温恒容密闭容器中,起始时按表中相应的量加入物质,在相同温度下发生反应3CO(g)+3H2(g) (CH3)2O(g)+CO2(g)(不发生其他反应),CO的平衡转化率与温度和压强的关系加下图所示。
容器
起始物质的量/mol
平衡
转化率
CO
H2
(CH3)2O
CO2
CO
Ⅰ
0.3
0.3
0
0
50%
Ⅱ
0.3
0.3
0
0.1
Ⅲ
0
0
0.2
0.4
下列说法正确的是( )
A、该反应的△H<0,图中压强p1>p2 B、达到平衡时,容器Ⅱ中CO的平衡转化率大于50% C、达到平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ的总压强之比小于4∶5 D、达到平衡时,容器Ⅲ中n[(CH3)2O]是容器Ⅱ中的2倍16. 在温度T1和T2时,分别将0.50mol CH4和1.20mol NO2充入体积为1L的密闭容器中,发生如下反应:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),测得n(CH4)随时间变化数据如下表:时间/min
0
10
20
40
50
T1
n(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
T2
n(CH4)/mol
0.50
0.30
0.18
…
0.15
下列说法正确的是( )
A、T2时CH4的平衡转化率为70.0% B、该反应的△H>0、T1<T2 C、保持其他条件不变,T1时向平衡体系中再充入0.30 mol CH4和0.80 mol H2O(g),平衡向正反应方向移动 D、保持其他条件不变,T1时向平衡体系中再充入0.50 mol CH4和1.20 mol NO2 , 与原平衡相比,达新平衡时N2的浓度增大、体积分数减小17. 在两个容积均为2L恒温密闭容器中,起始时均充入amolH2S,控制不同温度和分别在有、无Al2O3催化时进行H2S的分解实验[反应为:2H2S(g) 2H2(g)+S2(g)]。测得的结果如下图所示(曲线Ⅱ、Ⅲ表示经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率)。下列说法错误的是( )
A、H2S分解为放热反应 B、加入Al2O3 可提高H2S的平衡转化率 C、900℃反应2H2S(g) 2H2(g)+S2(g)的平衡常数K=0.125a D、约1100℃曲线Ⅱ、Ⅲ几乎重合,说明Al2O3可能几乎失去催化活性18. 在密闭容器中加入0.1molSi及0.3molHCl,加热发生反应:Si(s) + 3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g),测得SiHCl3的平衡产率与温度及压强的关系如下图所示:下列说法正确的是( )
A、图中P1>P2 B、M点HCl的转化率为10% C、平衡时,容器中再加入少量单质Si,HCl的转化率增大 D、向恒压容器中加入0.2molSi、0.6molHCl, 500K、压强为P2时,SiHCl3的平衡产率等于20%19. 一定温度下,水存在H2O⇌H++OH﹣△H=Q(Q>0)的平衡,下列叙述一定正确的是( )A、向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,Kw减小 B、将水加热,Kw增大,pH减小 C、向水中加入少量固体CH3COONa固体,平衡逆向移动,c(H+)降低 D、向水中加入少量固体硫酸钠,c(H+)和Kw均不变20. 工业上,CH3OH也可由CO和H2合成.参考合成反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)的平衡常数.下列说法正确的是 ( )温度/℃
0
100
200
300
400
平衡常数
667
13
1.9×10﹣2
2.4×10﹣4
1×10﹣5
A、该反应正反应是放热反应 B、该反应在低温下不能自发进行,高温下可自发进行,说明该反应△S<0 C、在T℃时,1L密闭容器中,投入0.1mol CO和0.2mol H2 , 达到平衡时,CO转化率为50%,则此时的平衡常数为100 D、工业上采用稍高的压强(5MPa)和250℃,是因为此条件下,原料气转化率最高21. 某温度时,发生反应2HI (g)⇌H2 (g)+I2 (g),向三个体积相等的恒容密闭容器A、B、C中,分别加入①2mol HI;②3mol HI;③1mol H2与1mo1I2 , 分别达平衡时,以下关系正确的是( )A、平衡时,各容器的压强:②=①=③ B、平衡时,I2的浓度:②>①=③ C、平衡时,I2的体积分数:②=①=③ D、从反应开始到达平衡的时间:①>②=③22. 一定温度下,在三个体积均为1L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)。容器编号
温度(℃)
起始物质的量(mol)
平衡物质的量(mol)
CH3OH(g)
CH3OCH3(g)
H2O(g)
①
387
0.20
0.080
0.080
②
387
0.40
③
207
0.20
0.090
0.090
下列说法正确的是( )
A、达到平衡时,容器①中CH3OH的体积分数比容器②中的小 B、若容器①中反应在绝热条件下进行,达平衡时n(H2O)<0.080mol C、容器①中反应达平衡后,增大压强,各物质浓度保持不变 D、若起始时,向容器①中充入CH3OH(g)、CH3OCH3(g)、H2O(g)各0.10mol,此时反应正向进行23. 下列有关实验的操作、现象和结论都正确的是( )选项
实验操作
现象
结论
A
将装有和混合气体的烧瓶分别浸入冷水和热水中,并与常温情况进行对比()
冷水中烧瓶内气体颜色变浅,热水中烧瓶内气体颜色加深
升高温度,化学平衡向吸热方向移动,降低温度,向放热方向移动
B
在两个烧杯中分别盛有等体积、等浓度的烧碱溶液和氨水,插入电极,连接灯泡,接通电源,分别进行导电实验
盛有烧碱溶液的灯泡亮度大
强电解质导电能力大于弱电解质
C
向盛有溶液(显黄色)的①、②两只试管中分别滴加淀粉溶液、溶液
①中溶液变蓝,②中产生黄色沉淀
溶液中存在平衡:
D
用pH试纸分别测定等物质的量浓度的和NaClO的pH
pH:
酸性:
A、A B、B C、C D、D三、非选择题
-
24. 聚苯乙烯是一类重要的高分子材料,可通过苯乙烯聚合制得。(1)、Ⅰ.苯乙烯的制备
已知下列反应的热化学方程式:①
②
③
计算反应④的;
(2)、在某温度、下,向反应器中充入气态乙苯发生反应④,其平衡转化率为50%,欲将平衡转化率提高至75%,需要向反应器中充入水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应);(3)、在、下,以水蒸气作稀释气。作催化剂,乙苯除脱氢生成苯乙烯外,还会发生如下两个副反应:⑤
⑥
以上反应体系中,芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S()随乙苯转化率的变化曲线如图所示,其中曲线b代表的产物是 , 理由是;
(4)、关于本反应体系中催化剂的描述错误的是____;A、X射线衍射技术可测定晶体结构 B、可改变乙苯平衡转化率 C、降低了乙苯脱氢反应的活化能 D、改变颗粒大小不影响反应速率(5)、Ⅱ.苯乙烯的聚合苯乙烯聚合有多种方法,其中一种方法的关键步骤是某(Ⅰ)的配合物促进(引发剂,X表示卤素)生成自由基 , 实现苯乙烯可控聚合。
引发剂中活性最高的是;(6)、室温下,①在配体L的水溶液中形成 , 其反应平衡常数为K;②在水中的溶度积常数为。由此可知,在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为(所有方程式中计量系数关系均为最简整数比)。25. “碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一,还原是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:Ⅰ:
Ⅱ:
请回答:
(1)、有利于提高平衡转化率的条件是。A.低温低压B.低温高压C.高温低压D.高温高压
(2)、反应的 , (用表示)。(3)、恒压、时,和按物质的量之比投料,反应经如下流程(主要产物已标出)可实现高效转化。①下列说法正确的是。
A.可循环利用,不可循环利用
B.过程ⅱ,吸收可促使氧化的平衡正移
C.过程ⅱ产生的最终未被吸收,在过程ⅲ被排出
D.相比于反应Ⅰ,该流程的总反应还原需吸收的能量更多
②过程ⅱ平衡后通入 , 测得一段时间内物质的量上升,根据过程ⅲ,结合平衡移动原理,解释物质的量上升的原因。
(4)、还原能力可衡量转化效率,(同一时段内与的物质的量变化量之比)。①常压下和按物质的量之比投料,某一时段内和的转化率随温度变化如图1,请在图2中画出间R的变化趋势,并标明时R值。
②催化剂X可提高R值,另一时段内转化率、R值随温度变化如下表:
温度/℃
480
500
520
550
转化率/%
7.9
11.5
20.2
34.8
R
2.6
2.4
2.1
1.8
下列说法错误的是
A.R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率
B.温度越低,含氢产物中占比越高
C.温度升高,转化率增加,转化率降低,R值减小
D.改变催化剂提高转化率,R值不一定增大
26. 铁的化合物在工业中有重要价值。回答下列问题:(1)、Fe(CO)5是一种重要的催化剂,制取反应为Fe(s)+5CO(g)=Fe(CO)5(g),ΔH<0。在1L恒容密闭容器中加入足量铁粉和0.24molCO。①0~30min内在T温度下进行反应,测得c(CO)、c[Fe(CO)5]随时间的变化关系,以及30min和40min开始随条件的变化关系如图甲所示。0~20min内用Fe(CO)5表示的平均反应速率为mol·L-1·min-1;若平衡时体系总压强为p,则用气体分压表示的压强平衡常数Kp=。
②曲线I代表[填CO或Fe(CO)5]浓度的变化,30min时改变的条件是。40min后曲线II下降的原因是。
(2)、高铁酸钾(K2FeO4)被称为“绿色化学”净水剂,K2FeO4在水解过程中,铁元素形成的微粒分布分数与pH的关系如图乙所示,H2FeO4的一级电离平衡常数Ka1=。向pH=6的溶液中加入KOH溶液,发生反应的离子方程式为。(3)、复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)可用于热化学循环分解制氢气,原理如下:①MnFe2O4(s)=MnFe2O(4-x)(s)+O2(g),ΔH1
②MnFe2O(4-x)(s)+xH2O(g)=MnFe2O4(s)+xH2(g),ΔH2=akJ/mol
③2H2O(g)=2H2(g)+O2(g),ΔH3=+483.6kJ/mol
则H2的燃烧热ΔH-241.8kJ/mol(填>、=或<),ΔH1=(用含a的代数式表示)。
27. 2022年12月中央经济工作会议强调,“加快新能源、绿色低碳等前沿技术研发和应用推广”。甲烷化是目前研究的热点方向之一,在环境保护方面显示出较大潜力。其主要反应如下:反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)、在体积相等的多个恒容密闭容器中。分别充入1 mol 和4 mol 发生上述反应Ⅰ(忽略反应Ⅱ),在不同温度下反应相同时间,测得、转化率与温度关系如图所示。已知该反应的速率方程为 , , 其中、为速率常数,只受温度影响。图中信息可知,代表曲线的是(填“MH”或“NG”),反应Ⅰ活化能Ea(正)Ea(逆)(填“>”或“<”);c点的K(平衡常数)与Q(浓度商)的等式关系(用含、的代数式表示),温度下反应达到平衡,体系压强为p,则。
(2)、向恒压密闭装置中充入5 mol 和20 mol , 不同温度下同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,达到平衡时其中两种含碳物质的物质的量与温度T的关系如下图所示图中缺少(填含碳物质的分子式)物质的量与温度的关系变化曲线,随温度升高该物质的变化趋势为 , 800℃时,的产率为。
28. 清洁能源的综合利用以及二氧化碳的研发利用,可有效降低碳排放,均是实现“碳达峰、碳中和”的重要途径,我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。(1)、I.利用反应:可减少的排放。的结构式为 , 分子中极性键与非极性键的个数比为。
(2)、图甲是298K时相关物质的相对能量,则上述反应的kJ/mol。(3)、下列关于该反应的说法错误的是____。A、在恒容绝热的条件下,温度不再改变,说明该反应已达平衡状态 B、在恒温恒压的条件下,充入稀有气体氦气,平衡不移动 C、平衡向右移动,平衡常数K一定增大 D、该反应在高温条件下自发(4)、该反应的净反应速率方程:(、为速率常数,只与温度、催化剂、接触面积有关,与浓度无关)。温度为℃时, , 温度为℃时, , 则(填“>”、“<”或“=”)。(5)、II.乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标准。国内第一套自主研发的乙烷裂解制乙烯的大型生产装置建成。已知该项目中乙烷制乙烯的反应原理为:主反应:
副反应:
在一定温度下,在2L恒容密闭容器中充入7mol。进行反应,达到平衡时和的体积分数均为20%,则
乙烷的总转化率为(保留4位有效数字)。
(6)、该温度下主反应的平衡常数K为mol/L。29. 苯乙烯是生产塑料与合成橡胶的重要原料。氧化乙苯脱氢制苯乙烯的反应为:反应I:
已知:
反应II:
反应III:
回答下列问题:
(1)、反应I的。(2)、下列关于反应I~III的说法正确的是____(填标号)。A、及时分离出水蒸气,有利于提高平衡混合物中苯乙烯的含量 B、保持恒定时,说明反应I达到化学平衡状态 C、其他条件相同,反应II分别在恒容和恒压条件下进行,前者乙苯的平衡转化率更高 D、反应III正反应的活化能小于逆反应的活化能(3)、在催化剂作用下,氧化乙苯脱氢制苯乙烯可能存在如下图所示反应机理:该机理可表示为以下两个基元反应,请补充反应ⅱ:
ⅰ:;
ⅱ:.
(4)、常压下,乙苯和经催化剂吸附后才能发生上述反应I。控制投料比[∶n(乙苯)]分别为1∶1、5∶1和10∶1,并在催化剂作用下发生反应,乙苯平衡转化率与反应温度的关系如图所示:①乙苯平衡转化率相同时,投料比越高,对应的反应温度越(填“高”或“低”)。
②相同温度下,投料比远大于10∶1时,乙苯的消耗速率明显下降,可能的原因是:
ⅰ.乙苯的浓度过低;
ⅱ.。
③850K时,反应经t min达到图中P点所示状态,若初始时乙苯的物质的量为n mol,则v(苯乙烯)=。
(5)、700K时,向恒容密闭容器中加入过量和一定量乙苯,初始和平衡时容器内压强分别为和 , 则平衡时苯乙烯的分压为kPa(以含有、、p的代数式表示)。[已知:①混合气体中某组分的分压等于总压与该气体物质的量分数之积;以平衡分压代替平衡浓度进行计算,可得反应的分压平衡常数。② ]30. CH4-CO2重整反应[CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=+247kJ/mol]在大力推进生态文明建设、“碳达峰”、“碳中和”的时代背景下,受到更为广泛的关注。(1)、I.该反应以两种温室气体为原料,可以生成合成气。如何减少反应过程中的催化剂积炭,是研究的热点之一、某条件下,发生主反应的同时,还发生了积炭反应:CO歧化:2CO(g)=CO2(g)+C(s) △H=-172kJ/mol
CH4裂解:CH4(g)=C(s)+2H2(g) △H=+75kJ/mol
对积炭反应进行计算,得到以下温度和压强对积炭反应中平衡炭量的影响图,其中表示温度和压强对CH4裂解反应中平衡炭量影响的是(选填序号) , 理由是。
(2)、实验表明,在重整反应中,低温、高压时会有显著积炭产生,由此可推断,对于该重整反应而言,其积炭主要由反应产生。综合以上分析,为抑制积炭产生,应选用高温、低压条件。
(3)、II.该重整反应也可用于太阳能、核能、高温废热等的储存,储能研究是另一研究热点。该反应可以储能的原因是。
某条件下,除发生主反应外,主要副反应为CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ/mol。研究者研究反应物气体流量、CH4/CO2物质的量比对CH4转化率(XCH4)、储能效率的影响,部分数据如下所示。
(4)、【资料】储能效率:热能转化为化学能的效率,用ηchem表示。ηchem=Qchem/Q。其中,Qchem是通过化学反应吸收的热量,Q是设备的加热功率。序号
加热温度/℃
反应物气体流量/L·min-1
CH4/CO2
XCH4/%
ηchem/%
①
800
4
2:2
79.6
52.2
②
800
6
3:3
64.2
61.9
③
800
6
2:4
81.1
41.6
气体流量越大,CH4转化率越低,原因是:随着流量的提高,反应物预热吸热量增多,体系温度明显降低,。
(5)、对比实验(填序号),可得出结论:CH4/CO2越低,CH4转化率越高。(6)、对比②、③发现,混合气中CO2占比越低,储能效率越高,原因可能是(该条件下设备的加热功率视为不变)。31. 我国力争在2030年前实现碳达峰,降低碳排放的一个重要措施是的综合利用,如工业利用合成 , 再合成。I.(主反应)
II.(副反应)
请回答:
(1)、工业原料气配比中需加入一定量的CO,原因是。(2)、在温度为T,恒压P的条件下,充入的和此时体积为2升,发生I、Ⅱ反应达平衡时的物质的量为 , 的物质的量分数为 , 求:(保留2位小数)①的转化率。
②反应I的平衡常数K为。
(3)、二甲醚在有机化工中有重要的应用,可以利用上述合成的甲醇制备二甲醚III.(主反应)
IV.(副反应)
在一定条件下发生反应的能量关系如图所示
①当反应一定时间,测得副产品的含量特别高,分析原因。
②为提高反应Ⅲ生成的选择性(转化的中生成二甲醚的百分比),下列措施中合适的是。
A.适当增大压强 B.升高温度
C.使用合适催化剂 D.未达平衡时及时分离产品
(4)、研究表明,在催化剂的催化下,与合成 , 主要催化过程如下(H*表示活性氢原子)则A、B结构是、。
32. 二氧化碳的回收利用是环保领域研究的热点课题。(1)、在太阳能的作用下,以为原料制取炭黑的流程如图甲所示。其总反应的化学方程式为。(2)、经过催化氢化合成低碳烯烃。其合成乙烯的反应为 。几种物质的能量(在标准状况下规定单质的能量为0,测得其他物质在生成时所放出或吸收的热量)如下表所示:
物质
能量
0
-394
52
-242
则。
(3)、在2L恒容密闭容器中充入2mol和nmol , 在一定条件下发生反应: , 的转化率与温度、投料比[]的关系如图乙所示。①(填“>”“<”或“=”,下同) , 平衡常数。
②TK时,某密闭容器中发生。上述反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下表:
时间浓度/mol/L
物质
0
10
20
30
40
50
6.00
5.40
5.10
9.00
8.40
8.40
2.00
1.80
1.70
3.00
2.80
2.80
0
0.10
0.15
3.20
3.30
3.30
20~30min间只改变了某一条件,根据表中的数据判断改变的条件可能是(填字母)。
A.通入一定量 B.通入一定量
C.加入合适的催化剂 D.缩小容器容积
(4)、在催化剂M的作用下,和同时发生下列两个反应:Ⅰ.
Ⅱ.
图丙是乙烯在相同时间内,不同温度下的产率,则高于460℃时乙烯产率降低的原因不可能是____(填字母)。
A、催化剂M的活性降低 B、反应Ⅰ的平衡常数变大 C、生成甲醚的量增加 D、反应Ⅱ的活化能增大(5)、溶液通常用来捕获 , 常温下,的第一步、第二步电离常数分别为 , , 则常温下,的溶液的pH等于(不考虑的第二步水解和的电离)。33. 氮的氧化物是造成大气污染的主要物质,研究NOx的转化具有重要意义。(1)、已知:NO氢化反应2NO(g)+2H2(g)2H2O(g)+N2(g) ΔH,物质的标准生成热是常用的化学热力学数据,可用来计算反应热。ΔH=生成物标准生成热总和-反应物标准生成热总和物质
NO(g)
H2(g)
H2O(g)
N2(g)
标准生成热(kJ·mol-1)
90.25
0
-241.8
0
①ΔH=kJ·mol-1 , 已知该反应能自发进行,则所需条件为(高温、低温、任意温度)。
②一定体积密闭容器中,既能加快反应速率又能提高NO平衡转化率的方法是。
③某温度下,等物质的量的NO和H2在恒容密闭容器中发生反应,起始压强为100 kPa。
达平衡时,总压减少20%,NO的转化率为 , 该反应的平衡常数Kp=。
(2)、NO氧化反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)分两步进行。Ⅰ.2NO(g)→N2O2(g) ΔH1
Ⅱ.N2O2(g)+O2(g)→2NO2(g) ΔH2 , 其反应过程能量变化示意图如图1。
①决定NO氧化反应速率的步骤是(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O2气体,保持其他条件不变,控制反应温度分别为T3和T4(T4>T3),测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图2。转化相同量的NO,在温度(填“T3”或“T4”)下消耗的时间较长,试结合反应过程能量图(图1)分析其原因:。
34. 某化学兴趣小组对工业合成氨、工业制硝酸的化学原理进行了相关探究。已知:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
(1)、工业上采用一定投料比、高温(400~500℃)、高压(10MPa~30MPa)有催化剂的条件下合成氨。下列有关说法正确的是____。A、选择高压有利于增加气体在催化剂上的吸附,使键能较大的分子易断键 B、采用高温(400~500C)、高压(10MPa~30MPa)条件时,合成氨平衡混合物中体积分数最高 C、广义上,合成氨、尿素以及硝酸的生产均为石油化工 D、采用循环操作,主要是为了提高平衡混合物中氨的含量(2)、①反应Ⅱ是接触氧化反应,氨分子向铂网表面的扩散是氨接触反应过程的控制步骤。在如图中画出一定条件下氨氧化率与氨空气在催化剂表面的停留时间的关系曲线。②由于条件的控制等不利因素,氨的接触氧化过程中会发生多种副反应生成。请写出其中属于分解反应的化学方程式(至少两条):、。
③工业制硝酸设备中有热交换器组件,请说明热交换器存在的必要性:。
(3)、该小组同学为了探究不易直接催化氧化生成的原因,做了如下的研究:查阅资料知:的反应历程分两步:
i.(快)
ii.(慢)
注:表示气体B的分压(即组分B的物质的量分数×总压)
①若设反应的速率 , 则。(含有、的表达式。k、均为速率常数)。
②k与温度的关系如图所示。综合研究证据,该小组得出不易直接催化氧化生成的原因是:。
35.(1)、I.实现碳中和方法之一是二氧化碳捕捉再利用,某科研院所研究二氧化碳、甲烷重整技术如下:①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)+Q1
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)+Q2
③CH4(g)C(s)+2H2(g)+Q3
④2CO(g) CO2(g)+C(s)+Q4
⑤CO(g)+H2(g) H2O(g)+C(s)+Q5
若恒容密闭容器中发生反应①,Q1<0,进料浓度比c(CH4):c(CO2)分别等于1:2、1:5、1:7时,CH4的平衡转化率随条件X的变化关系如下图所示:
①曲线a的进料浓度比c(CH4):c(CO2)为。
②条件X是(填“温度”或“压强”),依据是。
(2)、某温度下,等物质的量的CH4和CO2在恒容密闭容器内发生反应①,该反应的平衡常数表达式为K= , 平衡时CH4的体积分数为 , 则CO2的转化率为。(3)、下列说法正确的是____。A、当v(CO2)=v(CO),反应②达到平衡状态 B、升高温度,反应②的正、逆反应速率都增大 C、增大压强,反应①平衡逆向移动,平衡常数K减小 D、移去部分C(s),反应③④⑤的平衡均向右移动(4)、II.在Zn/ZSM-5的催化作用下,甲烷与二氧化碳可以直接合成乙酸。常温下,向10mL0.1mol·L-1CH3COOH溶液中逐滴滴入0.1mol·L-1的某碱ROH溶液,所得溶液pH及导电性变化如图所示。
b点是恰好完全反应的点,则碱ROH是(填“强碱”或“弱碱”),此时溶液中所含离子浓度大小的顺序。
(5)、b点由水电离出的氢离子浓度c(H+)(填“>”“=”或“<”)1×10-7mol/L。