高考二轮复习知识点:化学反应速率与化学平衡的综合应用1

试卷更新日期:2023-07-30 类型:二轮复习

一、选择题

  • 1. 700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO2(g)和H2(g),发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)反应过程中测定的部分数据见表(表中t2>t1):

    反应时间/min

    n(CO2)/mol

    n(H2)/mol

    0

    0.60

    1.80

    t1

    0.20

    t2

    0.60

    下列说法正确的是

    A、反应在0~t1min内的平均速率为v(H2)=1.2t1mol·L-1·min-1 B、若900℃时该反应的平衡常数为2,则正反应为吸热反应 C、t2时,c(CO2)=0.10mol·L-1 D、保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molCO2(g)和0.40molH2O(g),则v>v
  • 2. 一定温度下,向1.0L恒容密闭容器中充入1.0mol PCl5 , 发生如下反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)。反应过程中测定的部分数据见下表。下列说法错误的是(   )

    t/s

    0

    50

    150

    250

    350

    n(PCl3)/mol

    0

    0.16

    0.19

    0.20

    0.20

    A、0~250s,反应过程中气体平均摩尔质量逐渐减小 B、反应到250s时,产生的Cl2体积为4.48L(标准状况) C、对平衡后体系降温,混合气体密度减小,则PCl5的状态一定发生变化 D、其它条件相同时,向平衡后体系再充入等物质的量的PCl5PCl3 , 此时v(正)>v(逆)
  • 3. 硫及其化合物有着广泛的作用。硫元素具有多种化合价,在一定条件下能发生相互转化。不同温度下硫单质的状态和分子结构不同,S8环状分子的结构为 。合理应用和处理含硫的化合物,在生产生活中有重要意义。利用甲烷可以除去SO3 , 反应为8SO3(g)+6CH4(g)S8(g)+6CO2(g)+12H2O(g)。下列说法正确的是
    A、上述反应的ΔS<0 B、上述反应的化学平衡常数K=c(S8)c6(CO2)c8(SO3)c6(CH4) C、及时分离出H2O(g),正反应速率增大,平衡向正反应方向移动 D、上述反应中生成1molS8 , 转移电子的数目约为48×6.02×1023
  • 4. 工业上制备Ti,采用碳氯化法将TiO2转化成TiCl4。在1000℃时发生如下:

    TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)    ΔH1=51.0kJmol1    K1=1.6×1014

    2CO(g)=CO2(g)+C(s)    ΔH2=172.5kJmol1    K2=1.0×104

    2C(s)+O2(g)=2CO(g)    ΔH4=223.0kJmol1    K3=2.5×1018

    1.0×105Pa , 将TiO2、C、Cl2以物质的量比1:2.2:2进行碳氯化,平衡时体系中CO2、CO、TiCl4和C的组成比(物质的量分数)随温度变化如下图所示。下列说法错误的是

    A、1000℃时,反应TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)的平衡常数K=6.4×105 B、曲线III表示平衡时CO2的物质的量分数随温度的变化 C、高于600℃,升高温度,主要对反应②的平衡产生影响 D、为保证TiCl4的平衡产率,选择反应温度应高于1000℃
  • 5. 向起始温度相同、体积相等的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入1mol NO(g)1mol CO(g)发生反应:2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(g)ΔH<0;其中一个为绝热容器,另一个为恒温容器。若测得两容器中除0时刻外,任意时刻的正反应速率始终满足v>v , 则下列说法错误的是
    A、甲为绝热容器 B、NO的平衡转化率:甲>乙 C、除0时刻外,任意时刻的压强始终满足p>p D、该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
  • 6. 室温下,气体M、N、P、Q之间存在如下转化关系:①MN+P;②MN+Q , 反应①的速率可表示为v1=k1c(M) , 反应②的速率可表示为v2=k2c(M) , (k1k2为速率常数),在容积为10L的密闭容器中,反应体系中组分M、P的物质的量随时间的变化如下表所示:


    0

    1min

    2min

    3min

    4min

    5min

    6min

    M(mol)

    1.00

    0.76

    0.56

    0.40

    0.36

    0.36

    0.36

    P(mol)

    0

    0.06

    0.11

    0.15

    0.16

    0.16

    0.16

    下列说法正确的是

    A、0~3min时间段内,Q的平均反应速率为0.15molL1min1 B、反应开始后,体系中P和Q的浓度之比保持不变 C、平衡时M生成Q的转化率为36% D、反应①的活化能比反应②的活化能低
  • 7. 两个均充有H2S的刚性密闭容器,起始压强均为pkPa,以温度、Al2O3催化剂为条件变量,进行实验:2H2S(g)2H2(g)+S2(g),反应相同时间,结果如图所示。下列说法错误的是

    A、温度升高,H2S分解的正,逆反应速率均增大 B、900℃,ts后达平衡,H2的平均生成速率为12tpkPa∙s1 C、Al2O3催化剂使得正反应的活化能小于逆反应的活化能 D、1100℃,曲线II、III重合,说明Al2O3催化剂失去活性
  • 8. 某温度下,恒容密闭容器内加入等物质的量H2I2发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)v=kc(H2)c(I2) , k为速率常数。反应一段时间后达到平衡。下列说法中错误的是
    A、k(308K)k(298K)=8.99 , 则该反应ΔH<0 B、加入一定量HI , 混合气体颜色变深 C、加入一定量氩气,容器内压强增大,反应速率不变 D、加入等物质的量的H2I2H2转化率不变
  • 9. 向甲、乙、丙三个密闭恒容的容器中充入一定量的A和B,发生反应:xA(g)+B(g)2C(g);各容器的反应温度、反应物起始量,反应过程中C的浓度随时间变化关系分别以表和如图表示:

    容器

    容积/L

    0.5

    0.5

    1.0

    温度/℃

    T1

    T2

    T2

    反应起始量

    1.5mol A,0.5mol B

    1.5mol A,0.5mol B

    6.0mol A,2.0mol B

    下列说法正确的是(   )

    A、由图表可知,T1<T2 , 该反应为吸热反应 B、10min时,甲容器中该反应的瞬时速率与乙相同 C、由图表可知,x=2 D、T1℃,起始时甲容器中充入0.5molA、1.5mol B,平衡时A的转化率为75%
  • 10. 向密闭容器中加入一定量CaCO31000下发生反应: CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) , 保持温度不变,容器内最终二氧化碳浓度与容器容积的关系如图所示。下列说法正确的是( )

    A、平衡常数值:Kx=Ky>Kz B、YZ , 平衡逆向移动 C、容积为10L时,CaCO3的平衡分解率为50% D、容积为40L时,再加入一定量CaCO3CO2的浓度不发生变化
  • 11. α—萘磺酸()和β—萘磺酸()是重要的化工原料,合成时往往得到两者的混合物,工业上相关的合成反应如图。有关说法错误的是( )

    反应①:+H2SO4=+H2O ΔH1<0 K1

    反应②:+H2SO4=+H2O △H2<0 K2

    A、若主要产物是α-萘磺酸,说明反应①活化能比②小 B、平衡时α-萘磺酸和β-萘磺酸的物质的量浓度关系为c(α-)c(β-)=K2K1 C、在密闭容器中加入萘与硫酸,tmin后反应达到平衡,用萘磺酸表示的反应速率为c(α-)+c(β-)t D、α-萘磺酸与β-萘磺酸能相互转化
  • 12. SCl2可用作有机合成的氯化剂。在体积为2L的密闭容器中充入0.2molSCl2(g) , 发生反应:2SCl2(g)S2Cl2(g)+Cl2(g) , 图中所示曲线分别表示反应在10min时和平衡时SCl2的转化率(α)与温度(T)的关系。下列说法正确的是 (   )

    A、2SCl2(g)S2Cl2(g)+Cl2(g)ΔH>0ΔS<0 B、55 , 从0~10min , 以S2Cl2表示反应的平均速率为0.0025molL-1min-1 C、当容器中混合气体的平均相对分子质量恒定不变时,反应达到平衡状态 D、82℃,若起始时在该密闭容器中充入SCl2S2Cl2Cl20.1mol , 则此时v(逆)>v(正)
  • 13. 硫酸工业中,将SO2氧化为SO3是生产工艺中的重要环节。在温度为T1条件下,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH<0,实验测得:v=k·c2(SO2)·c(O2),v=k·c2(SO3)。

    容器编号

    起始浓度/(mol·L-1)

    平衡浓度/(mol·L-1)

    c(SO2)

    c(O2)

    C(SO3)

    c(O2)

    I

    0.6

    0.3

    0

    0.2

    II

    0.5

    x

    0.3

    III

    0.3

    0.25

    0.2

    已知:k、k为速率常数,仅受温度的影响。

    下列说法错误的是(   )

    A、达到平衡时,平衡常数和速率常数的关系:K=kk B、若容器II中达到平衡时c(SO3)c(SO2)=1,则x=0.85 C、容器III中达到平衡时,c(O2)<0.25mol·L-1 D、当温度升高为T2时,k、k分别增大m倍和n倍,则m<n
  • 14. CO和H2合成乙醇发生如下反应:

    反应Ⅰ:2CO(g)+4H2(g)=CH3CH2OH(g)+H2O(g) ΔH1= −128.8 kJ·mol-1

    反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2= −41.8 kJ·mol-1

    向一恒容密闭容器中投入一定量的CO和H2发生上述反应,CO的平衡转化率与温度、投料比α[α =n(H2)n(CO)]的关系如图所示。

    下列有关说法正确的是(   )

    A、α1<α2 B、在400K、α2=2时,反应Ⅰ的平衡常数K=0.25 C、在500K、投料比为α3条件下,增大压强可使CO的平衡转化率从Y点到Z点 D、为同时提高CO的平衡转化率和CH3CH2OH的产率可采用的反应条件为低温、低压
  • 15. 反应Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)ΔH是工业上制备高纯硅的重要中间过程。一定压强下,起始投入原料n(HCl)n(Si)的值和温度与SiHCl3的平衡产率的变化关系如图所示。下列说法不正确的是(   )

    A、该反应为放热反应,ΔH<0 B、M、N点SiHCl3的分压:M>N C、n(HCl)n(Si)的值越大SiHCl3平衡产率越高 D、M、N点的逆反应速率:vM>vN

二、多选题

  • 16. 丙酮是重要的有机合成原料,可以由过氧化氢异丙苯合成。其反应为: ,为了提高过氧化氢异丙苯的转化率,反应进行时需及时从溶液体系中移出部分苯酚。过氧化氢异丙苯的转化率随反应时间的变化如图所示。设过氧化氢异丙苯的初始浓度为x mol·L-1 , 反应过程中的液体体积变化忽略不计。下列说法正确的是(   )

    A、a、c 两点丙酮的物质的量浓度相等 B、b、c两点的逆反应速率:v(b)<v(c) C、100 ℃时,0~5 h 之间丙酮的平均反应速率为 0.14x mol·L-1·h-1 D、若b点处于化学平衡,则120℃时反应的平衡常数 K=0.98x×0.98x0.02xmolL1
  • 17. 在恒容密闭容器中发生反应:4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)。下列有关说法正确的是(   )

    体积

    投料

    200℃时

    HCl平衡转化率

    400℃时

    HCl平衡转化率

    容器I

    1L

    4mol HCl(g)、1mol O2(g)

    90%

    75%

    容器II

    2L

    Xmol HCl(g)、2mol O2(g)

    α1

    α2

    A、该反应的ΔH>0 B、400℃时,该反应的平衡常数的值为 814 C、400℃时,若X >8,则α2 >75% D、400℃时,向容器I平衡体系中再加入1molO2(g)和1molCl2(g),此时v (正)> v (逆)
  • 18. 温度为T时,向体积为2 L的恒容密闭容器中加入足量铁粉和0.08 mol H2O(g),发生反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g),一段时间后达平衡。t1时刻向容器中再充入一定量的H2 , 再次达平衡时H2的体积分数为20%。下列说法正确的是(  )

    A、t1时刻充入H2vv变化如右图 B、第一次达平衡时,H2的体积分数小于20% C、温度为T时,起始向原容器中充入0.1 mol铁粉、0.04 mol H2O(g)、0.1 mol Fe3O4(s)、0.005 mol H2(g),反应向正反应方向进行 D、温度为T时,向恒压容器中加入足量Fe3O4(s)和0.08 mol H2 (g),达平衡时H2(g)转化率为20%
  • 19. 一定温度下,向2L恒容容器中充入1.0molA和1.0molB,发生反应A(g)+B(g)2C(g) , 经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据如表,下列说法正确的是(   )

    t/s

    0

    5

    15

    25

    35

    n(A)/mol

    1.0

    0.85

    0.81

    0.80

    0.80

    A、前5s的平均反应速率υ(A)=0.03molL1s1 B、由题目信息可知,正反应为放热反应 C、保持温度不变,起始时向容器中充入0.20molA、0.20molB和1.0molC,反应达平衡前υ()<υ() D、保持温度不变,起始时向容器中充入2.0molC,达平衡时,C的转化率等于80%
  • 20. 某可逆反应在某体积为5L的密闭容器中进行,在从0~3min各物质的量的变化情况如图所示(A、B、C均为气体)。下列说法正确的是(   )

    A、该反应的化学方程式为2A+B 2C B、v(A)=v(C)说明该反应已达到平衡状态 C、由图求得A的平衡时的转化率为40% D、反应开始至2min时,A的平均反应速率为0.1mol/(L•min)

三、非选择题

  • 21. 硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途,如可用作农药防治小麦黑穗病,制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题:
    (1)、在N2气氛中,FeSO47H2O的脱水热分解过程如图所示:

    根据上述实验结果,可知x=y=

    (2)、已知下列热化学方程式:

    FeSO47H2O(s)=FeSO4(s)+7H2O(g)   ΔH1=akJmol1

    FeSO4xH2O(s)=FeSO4(s)+xH2O(g)    ΔH2=bkJmol1

    FeSO4yH2O(s)=FeSO4(s)+yH2O(g)    ΔH3=ckJmol1

    FeSO47H2O(s)+FeSO4yH2O(s)=2(FeSO4xH2O)(s)ΔH=kJmol1

    (3)、将FeSO4置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:2FeSO4(s)Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g)(Ⅰ)。平衡时PSO3T的关系如下图所示。660K时,该反应的平衡总压P=kPa、平衡常数Kp()=(kPa)2Kp()随反应温度升高而(填“增大”“减小”或“不变”)。

    (4)、提高温度,上述容器中进一步发生反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)(Ⅱ),平衡时PO2=(用PSO3PSO2表示)。在929K时,P=84.6kPaPSO3=35.7kPa , 则PSO2=kPaKp()=kPa(列出计算式)。
  • 22. 异丙醇(C3H8O)可由生物质转化得到,催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯(C3H6)的工业化技术已引起人们的关注,其主要反应如下:

    Ⅰ.C3H8O(g)C3H6(g)+H2O(g)ΔH1=+52kJmol1

    Ⅱ.2C3H6(g)C6H12(g)ΔH2=97kJmol1

    回答下列问题:

    (1)、已知2C3H8O(g)+9O2(g)=6CO2(g)+8H2O(g)ΔH=3750kJmol1 , 则C3H6(g)燃烧生成CO2(g)H2O(g)的热化学方程式为
    (2)、在1350下,刚性密闭容器中的反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表:

    反应时间/μs

    0

    4

    8

    12

    t

    20

    H2O浓度/ppm

    0

    2440

    3200

    3600

    4000

    4100

    4~8μs内,v(C3H8O)=ppmμs1

    ②t16(填“>”“<”或“=”)。

    (3)、在恒温刚性密闭容器中,反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据是(填标号)。

    a.H2O(g)的分压不变               b.混合气体密度不变

    c.n(C3H6)=2n(C6H12)           d.v(H2O)=v(C3H8O)

    (4)、在一定条件下,若反应Ⅰ、Ⅱ的转化率分别为98%和40%,则丙烯的产率为
    (5)、下图为反应Ⅰ、Ⅱ达到平衡时lgQp与温度的关系曲线。

    (已知:对于可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) , 任意时刻Qp=pc(C)pd(D)pa(A)pb(B) , 式中p(X))表示物质×的分压)

    ①在350恒压平衡体系中充入少量水蒸气时,反应Ⅰ的的状态最有可能对应图中的点(填“甲”“乙”或“丙”),判断依据是

    350时,在密闭容器中加入一定量的C3H8O , 体系达到平衡后,测得C6H12的分压为xMPa , 则水蒸气的分压为MPa(用含x的代数式表示)。

  • 23. 氢能是极具发展潜力的清洁能源,以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。
    (1)、298K时,1gH2燃烧生成H2O(g)放热121kJ1molH2O(l)蒸发吸热44kJ , 表示H2燃烧热的热化学方程式为
    (2)、工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气,体系中发生如下反应。

    Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) 

    Ⅱ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

    ①下列操作中,能提高CH4(g)平衡转化率的是 (填标号)。

    A.增加CH4(g)用量     B.恒温恒压下通入惰性气体

    C.移除CO(g)          D.加入催化剂

    ②恒温恒压条件下,1molCH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时,CH4(g)的转化率为αCO2(g)的物质的量为b mol , 则反应Ⅰ的平衡常数Kx= (写出含有α、b的计算式;对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)Kx=xp(C)xq(D)xm(A)xn(B) , x为物质的量分数)。其他条件不变,H2O(g)起始量增加到5mol , 达平衡时,α=0.90b=0.65 , 平衡体系中H2(g)的物质的量分数为(结果保留两位有效数字)。

    (3)、氢氧燃料电池中氢气在(填“正”或“负”)极发生反应。
    (4)、在允许O2-自由迁移的固体电解质燃料电池中,CnH2n+2放电的电极反应式为
    (5)、甲醇燃料电池中,吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO,四步可能脱氢产物及其相对能量如图,则最可行途径为a→(用b~j等代号表示)。

  • 24. 某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环,其中涉及反应:CO2(g)+4H2(g)2H2O(g)+CH4(g)

    回答问题:

    (1)、已知:电解液态水制备1mol O2(g) , 电解反应的ΔH=+572kJmol-1。由此计算H2(g)的燃烧热(焓)ΔH=kJmol-1
    (2)、已知:CO2(g)+4H2(g)2H2O(g)+CH4(g)的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。

    ①若反应为基元反应,且反应的ΔH与活化能(Ea)的关系为|ΔH|>Ea。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)

    ②某研究小组模拟该反应,温度t下,向容积为10L的抽空的密闭容器中通入0.1mol CO20.4mol H2 , 反应平衡后测得容器中n(CH4)=0.05mol。则CO2的转化率为 , 反应温度t约为℃。

    (3)、在相同条件下,CO2(g)H2(g)还会发生不利于氧循环的副反应:CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g) , 在反应器中按n(CO2)n(H2)=14通入反应物,在不同温度、不同催化剂条件下,反应进行到2min时,测得反应器中CH3OHCH4浓度(μmolL-1)如下表所示。

    催化剂

    t=350℃

    t=400℃

    c(CH3OH)

    c(CH4)

    c(CH3OH)

    c(CH4)

    催化剂Ⅰ

    10.8

    12722

    345.2

    42780

    催化剂Ⅱ

    9.2

    10775

    34

    38932

    在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应,0~2min生成CH3OH的平均反应速率为μmolL-1min-1;若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件,原因是

  • 25. 丙烯是一种重要的化工原料,可以在催化剂作用下,由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。

    反应Ⅰ(直接脱氢):C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)△H1=+125kJ·mol-1

    反应Ⅱ(氧化脱氢):C3H8(g)+ 12 O2(g)=C3H6(g)+H2O(g)△H2=-118kJ·mol-1

    (1)、已知键能:E(C—H)=416kJ·mol-1 , E(H—H)=436kJ·mol-1 , 由此计算生成1mol碳碳π键放出的能量为kJ。
    (2)、对于反应Ⅰ,总压恒定为100kPa,在密闭容器中通入C3H8和N2的混合气体(N2不参与反应),从平衡移动的角度判断,达到平衡后“通入N2”的作用是。在温度为T1时,C3H8的平衡转化率与通入气体中C3H8的物质的量分数的关系如图a所示,计算T1时反应Ⅰ的平衡常数Kp=kPa(以分压表示,分压=总压×物质的量分数,保留一位小数)。

    (3)、在温度为T2时,通入气体分压比为p(C3H8):p(O2):p(N2)=10:5:85的混合气体,各组分气体的分压随时间的变化关系如图b所示。0~1.2s生成C3H6的平均速率为kPa·s-1;;在反应一段时间后,C3H8和O2的消耗速率比小于2∶1的原因为
    (4)、恒温刚性密闭容器中通入气体分压比为p(C3H8):p(O2):p(N2)=2:13:85的混合气体,已知某反应条件下只发生如下反应(k,k′为速率常数):

    反应Ⅱ:2C3H8(g)+O2(g)=2C3H6(g)+2H2O(g) k

    反应Ⅲ:2C3H6(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(g) k′

    实验测得丙烯的净生成速率方程为v(C3H6)=kp(C3H8)-k′p(C3H6),可推测丙烯的浓度随时间的变化趋势为 , 其理由是

  • 26. 二甲醚是重要的有机合成原料:工业上常用合成气(主要成分为COH2)制备二甲醚,其主要反应如下:

    反应ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH1

    反应ⅱ:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH2=-23.5kJmol1

    反应ⅲ:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH3=-41.2kJmol1

    (1)、已知298K时,由稳定态单质生成1mol化合物的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓(ΔfHmΘ)。几种物质的标准摩尔生成焓如下表所示,据此计算ΔH1=kJmol1

    物质

    CO(g)

    H2(g)

    CH3OH(g)

    ΔfHmΘ/(kJmol1)

    110.5

    0.0

    201.2

    (2)、已知ΔG=ΔHTΔSΔG随温度变化的三种趋势如下图中线条所示。能用来表示反应ⅰ的线条是(填线条字母)。

    (3)、在ZnxO催化剂的作用下发生反应ⅰ,其可能反应机理如下图所示。

    ①根据元素电负性的变化规律,图中反应步骤Ⅲ可描述为

    ②在合成甲醇过程中,需要不断分离出甲醇的原因为(填选项字母)。

    a.有利于平衡正向移动b.防止催化剂中毒c.提高正反应速率

    (4)、一定温度下,在体积为2L的刚性容器中充入4mol CO(g)8mol H2(g)制备二甲醚,4min时达到平衡,平衡时CO(g)的转化率为80%,c(H2)=1.4molL1 , 且c(CH3OH)=2c(CH3OCH3)

    04min内,v(CO)=molL1min1

    ②反应ⅲ的平衡常数Kc=(保留三位有效数字)。

    (5)、实际工业生产中,需要在260℃、压强恒为4.0MPa的反应釜中进行上述反应。初始时向反应釜中加入0.01mol CO(g)0.02mol H2(g) , 为确保反应的连续性,需向反应釜中以n(CO)n(H2)=12、进气流量0.03molmin1持续通入原料,同时控制出气流量。

    ①需控制出气流量小于进气流量的原因为

    ②已知出气流量为0.02molmin1 , 单位时间内CO(g)的转化率为60%,则流出气体中CO2(g)的百分含量为

  • 27. 苯乙烯是合成树脂、离子交换树脂及合成橡胶等的重要单体,常用乙苯为原料合成。其反应原理如下:

    ΔH=+123kJmol1

    已知:上述反应的速度方程为v=kPv=kPP , 其中kk分别为正、逆反应速度常数,P为各组分分压(分压=总压×物质的量分数)。

    (1)、该反应中,部分化学键的平均键能数据如下表:

    C-H

    C-C

    C=C

    H-H

    键能/kJmol1

    413

    348

    X

    436

    请计算X=

    (2)、利用Fe2O3催化乙苯()脱氢的反应机理如下

    下列说法正确的是____。

    A、乙苯中,α位的碳氢键键能小于β位的碳氢键键能 B、Fe2O3通过降低焓变加快反应速率 C、增加Fe2O3用量可提高反应的平衡转化率
    (3)、经研究表明,在固定空速(恒压)条件下该反应存在乙苯的转化率较低、氧化铁表明存在积碳等问题。若在起始加入一定量的水蒸气能够有效地解决这些问题,加入水蒸气的作用是
    (4)、100kPa下,反应气组成n()n(H2O)分别按照111419投料,乙苯平衡转化率随反应温度变化关系如图。

    ①图中n()n(H2O)=19的曲线是(填曲线标号)。

    ②图中M点的正反应速率和N点的逆反应速率大小关系为v(M)v(N)(填“>”“<”或“=”)。

    ③550℃、100kPa,按n()n(H2O)=19投料时,kk=kPa(用最简分数表示)。

  • 28. 利用制取生物柴油的副产物甘油可重整制氢,通入一定量的水蒸气,经一系列反应可获得H2、CO、CO2CH4等组成气体,通过调整反应的组成和条件可提高H2产率。请回答:
    (1)、制氢的几个主要反应如下:

    反应1:C3H8O3(g)=3CO(g)+4H2(g)       ΔH1=+340kJmol1

    反应2:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)       ΔH2=41kJmol1

    反应3:CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)       ΔH3=+165kJmol1

    反应4:CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)       ΔH4

    ①计算ΔH4并判断该反应的自发性

    ②温度控制不当,气相产物之间会发生积碳副反应如下:

    CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)       Kp1CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)       Kp2

    从而影响氢气产率。若仅考虑积碳副反应,一定温度下,测得在1.0MPa恒压反应体系中组分的分压(即组分的物质的量分数×总压)。达平衡时,p(H2O)=p(CO2)=p(CO)=0.3MPa , 则平衡常数Kpl=

    ③生产过程中,为减小积碳对氢气产率及催化剂的影响,下列措施合适的是

    A.通入过量的氧气        B.通入适量的水蒸气        C.选择合适的催化剂        D.加压

    ④上述各反应达平衡时,体系中各物质的摩尔分数(物质的量分数)受温度的影响如图所示,请结合图像解释在图示温度范围内随着温度升高H2的摩尔分数先迅速上升后缓慢下降的原因是

    (2)、反应2的一种催化机理是生成中间体甲酸,此时甲酸在金属氧化物催化剂表面的催化机理如图所示:

    若想尽可能进行路径1,则选择的氧化物M-O键结合力应较(填“强”或“弱”);请补充完整反应的历程:(*表示吸附态)

    ……HCOOH*HCOO*+HCOO*+CO2*CO2(g)H2*H2(g)

  • 29. 已知:4HBr(g)+O2(g)⇌2H2O(g)+2Br2(g)ΔH。v=kca(HBr)·cb(O2),v=kcc<(H2O)·cd(Br2)(v为正反应速率,v为逆反应速率,k为正反应速率常数,k是逆反应速率常数,只与温度和催化剂有关,与浓度和接触面积无关;a、b、c、d是反应级数,可取整数和分数)。
    (1)、已知几种共价键键能数据如下所示:

    共价键

    H-Br

    O=O

    H-O

    Br-Br

    键能(kJ·mol-1)

    363

    498

    467

    193

    上述反应中,ΔH=kJ·mol-1

    (2)、下列关于k和k的说法正确的是____(填字母)。
    A、增大压强,k增大,k减小 B、升高温度,k和k都增大 C、加入催化剂,k和k都增大 D、增大接触面积,k和k都减小
    (3)、为了测定反应级数,设计实验,测定结果如表所示:

    实验序号

    c(HBr)/mol·L-1

    c(O2)/mol·L-1

    正反应速率

    1

    0.1

    0.1

    v

    2

    0.1

    0.2

    2v

    3

    0.2

    0.4

    8v

    4

    0.4

    x

    32v

    ①x= , a= , b=

    ②有人提出如下反应历程:

    (I)HBr+O2→HO-OBr(慢反应)

    (II)HO-OBr+HBr→H2O+BrOBr(较快反应)

    (III)BrOBr+HBr→BrOH+Br2(快反应)

    (IV)BrOH+HBr→Br2+H2O(快反应)

    活化能最大的反应是(填代号)。

    (4)、在密闭容器中充入HBr和O2 , 发生上述反应,在相同时间里,测得HBr的转化率与温度、压强的关系如图。随着温度升高,三种不同压强下HBr的转化率趋向相等,其原因是

    (5)、在一定温度下,向恒容密闭容器中充入4molHBr(g)和1molO2(g),测得起始的压强为10akPa,发生上述反应达到平衡时气体压强为起始压强的910。该温度下,平衡常数Kp=(kPa)-1(用含a的代数式表示)。
    (6)、常温下,如果将上述反应设计成酸性燃料电池,负极反应式为
  • 30. 有效去除大气中的NOx , 保护臭氧层,是环境保护的重要课题。
    (1)、在没有NOx催化时,O3的分解可分为以下两步反应进行;

    ①O3=O+O2 (慢)                    ②O+O3=2O2 (快)

    第一步的速率方程为v1=k1c(O3),第二步的速率方程为v2=k2c(O3)·c(O)。其中O为活性氧原子,它在第一步慢反应中生成,然后又很快的在第二步反应中消耗,因此,我们可以认为活性氧原子变化的速率为零。请用k1、k2组成的代数式表示c(O)=

    (2)、NO做催化剂可以加速臭氧反应,其反应过程如图所示:

    已知:O3(g)+O(g)=2O2(g)   ΔH=-143 kJ/mol

    反应1:O3(g)+NO(g)=NO2(g)+O2(g)   ΔH1=-200.2 kJ/mol。

    反应2:热化学方程式为

    (3)、一定条件下,将一定浓度NOx(NO2和NO的混合气体)通入Ca(OH)2悬浊液中,改变n(NO2)n(NO) , NOx的去除率如图所示。

    已知:NO与Ca(OH)2不反应;

    NOx的去除率=1-Ca(OH)2NOxCa(OH)2NOx×100%

    n(NO2)n(NO)在0.3-0.5之间,NO吸收时发生的主要反应的离子方程式为:

    ②当n(NO2)n(NO)大于1.4时,NO2去除率升高,但NO去除率却降低。其可能的原因是

    (4)、若将CO和NO按不同比例投入一密闭容器中发生反应:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)   ΔH=-759.8 kJ/mol,反应达到平衡时,N2的体积分数随n(CO)n(NO)的变化曲线如图。

    ①b点时,平衡体系中C、N原子个数之比接近

    ②a、b、c三点CO的转化率从小到大的顺序为;b、c、d三点的平衡常数从大到小的顺序为(以上两空均用a、b、c、d表示)。

    ③若n(CO)n(NO)=0.8,反应达平衡时,N2的体积分数为20%,则NO的转化率为

  • 31. 合成氨是目前人工固氮最重要的途径,对人类生存具有重大意义,反应为:
    (1)、N2(g)+3H2(g)2NH3(g)     ∆H=-92.4kJ/mol。

    ①该反应在  (填“高温”“低温”或“任意温度”)下可自发进行。

    我国科学家在合成氨反应机理研究中取得新进展,首次报道了LiH-3d过渡金属这一复合催化剂体系,并提出了“氮转移”催化机理。

    i. 3LiH(s) + N2(g) =Li2NH(s) + LiNH2(g)   ΔH1=+32.8kJ·mol-1

    ii. Li2NH(s)+2H2(g)=2LiH(s)+NH3(g)     ΔH2=-88kJ·mol-1

    iii. LiNH2(g)+H2(g)=LiH(s)+NH3(g)     ΔH3

    ②则ΔH3=

    (2)、为了研究反应的热效应,我国的科研人员计算了在一定范围内下列反应的平衡常数Kp

    i.N2H4(l)N2(g)+2H2(g)ΔH0Kp0

    ii.N2H4(l)43NH3(g)+13N2(g)ΔH1Kp1

    iii.43NH3(g)23N2(g)+2H2(g)ΔH2Kp2

    lgKp1-TlgKp2-T的线性关系图如下所示:

    ①由图可知ΔH10(填“大于”或“小于”)。

    ②反应i的Kp0=(用Kp1和Kp2表示)。

    反应i的ΔH00(填“大于”或“小于”),写出推理过程

    (3)、氨水可以吸收二氧化碳。已知常温下,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5 , Ka1(H2CO3) =4.4×10-7 , Ka2(H2CO3) =4.4×10-11此温度下某氨水的浓度为 2mol/L,则溶液中c(OH-)=mol/L,将CO2通入氨水中使溶液恰好呈中性,则此时c(NH4+)c(HCO3-) =(保留小数点后4位数字)
  • 32. 高温下,活性炭可用来处理NOx废气。某研究小组向体积固定的密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+ 2NO(g)N2(g)+CO2(g)。T1℃时,测得反应进行到不同时刻各物质的浓度如下表:

                      时间(min)

    浓度(mol·L-1)

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    NO

    2.0

    1.16

    0.40

    0.40

    0.6

    0.6

    N2

    0

    0.42

    0.80

    0.80

    1.2

    1.2

    CO2

    0

    0.42

    0.80

    0.80

    1.2

    1.2

    回答下列问题:

    (1)、碳原子核外有个未成对的电子,N2分子的电子式是 , 氧原子2p亚层的轨道表示式为
    (2)、T1 ℃时,在0~10 min内的平均反应速率v(N2)=mol·L-1·min-1
    (3)、该反应的平衡常数表达式为。第30min 时,仅改变了某一条件,请根据表中数据判断可能改变的条件是(填字母编号)。

    a. 加入合适的催化剂        b. 适当缩小容器的体积

    c. 再通入一定量的NO        d. 再加入一定量的活性炭

    (4)、若第30 min时,将温度升高至T2℃,重新达新平衡时K为2.25,则正反应为反应(填“放热”或“吸热”),NO的平衡转化率(填“升高”或“降低”)。
  • 33. 氮氧化物(NOx)的任意排放会造成酸雨、光化学烟雾等环境污染问题,其与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时,发生反应:4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)

    完成下列填空:

    (1)、该反应的平衡常数表达式K=
    (2)、①若反应在恒容密闭容器中进行,能说明该反应已达到平衡状态的是(选填编号)。

    a.v(NO2)=2v(NO)                         b.NO2和NO的物质的量之和保持不变

    c.混合气体密度保持不变                    d.c(NO2)c(NO)c(Cl2)=421

    上述反应可以视作分两步进行:

    (i)……

    (ii)2ClNO(g)2NO(g)+Cl2(g)Q(Q>0)

    ②反应i的化学方程式可能是。反应ii中反应物化学键总能量生成物化学键总能量(填“高于”“低于”或“等于”)。

    (3)、保持恒温条件,将2molClNO充入不同容积的密闭容器中进行反应ii,充分反应达到平衡后,反应物的转化率与容器容积及不同温度的关系如下图所示:

    ①图中T1T2的关系为T1T2(填“>”“<”或“=”);A、B、C各自对应化学平衡常数大小关系是

    ②若从起始到处于A点状态共经过10min , 该时间段内化学反应速率v(NO)=

    工业中利用新型催化剂M催化氦气与NO反应生成N2 , 从而去除NO的影响: 4NH3(g)6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)+2070kJ , 相同时间内,NO的去除率随反应温度的变化曲线如下图所示。

    (4)、在50~150范围内随着温度的升高,NO的去除率上升的原因可能是(任写一点):
  • 34. 2021年6月17日神舟十三号载人飞船与空间站成功对接,航天员进入天和核心舱。空间站处理CO2的一种重要方法是CO2的收集、浓缩与还原。
    (1)、H2还原CO2CH4的部分反应如下:

    CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41kJ/mol

    CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)ΔH2=-246kJ/mol

    CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)ΔH3=-131kJ/mol

    反应2C(s)+2H2O(g)CH4(g)+CO2(g)ΔH=kJ/mol

    (2)、在催化剂作用下CO2加氢可制得甲醇,该反应历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注,如CO2表示CO2吸附在催化剂表面;图中*H已省略)。

    上述合成甲醇的反应速率较慢,该反应过程中决定反应速率的步骤是(用化学方程式表示)。

    (3)、在一定条件下,向某0.5L恒容密闭容器中充入xmolCO2ymolH2 , 发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-50kJ/mol

    ①图1中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系的是曲线 (填“m”或“n”),判断依据是

    ②若x=2y=3 , 测得在相同时间内,不同温度下H2的转化率如图2所示,v(a)v(c)(填“>”、“<”或“=”);T2时,起始压强为2.5MPaKp=MPa2(保留二位小数;Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。

    ③已知速率方程v=kc(CO2)c3(H2)v=kc(CH3OH)c(H2O)kk是速率常数,只受温度影响。图3表示速率常数的对数lgk与温度的倒数1T之间的关系,ABDE分别代表图2中a点、c点的速率常数,点表示c点的lgk

  • 35. 回答下列问题:
    (1)、将0.050mol SO2(g)和0.030mol O2(g)充入一个2L的密闭容器中,在一定条件下发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q。写出该反应的逆反应化学平衡常数表达式;经2分钟反应达到平衡,测得n(SO3)=0.040mol,则这个时间段O2的平均反应速率为
    (2)、在容积不变时,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有(选填编号)。

    a. 移出氧气              b. 降低温度              c. 减小压强          d. 再充入0.050mol SO2(g)和0.030mol O2(g)

    (3)、在起始温度T1(673K)时SO2的转化率随反应时间(t)的变化如图。请在图中画出其他条件不变情况下,起始温度为T2(723K)时SO2的转化率随反应时间变化的示意图

    常温下,向1L pH=10的NaOH溶液中持续通入CO2。通入CO2的体积(V)与溶液中水电离产生的OH-离子浓度(c)的关系如图所示。

    (4)、c点溶液中离子浓度由大至小的关系是:。a点溶液中由水电离产生的c(H+)=。b点溶液中c(H+)1×10-7mol/L(填写“等于”、“大于”或“小于”)。
    (5)、写出c点到d点化学反应方程式