二甲醚(CH3OCH3)是一种应用前景广阔的清洁燃科,以CO和氢气为原料生产二甲醚主要发生以下三个反应:

编号

热化学方程式

化学平衡常数

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)  ΔH1

K1

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)  ΔH2=-24kJ/mol

K2

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)  ΔH3=-41kJ/mol

K3

 

回答下列问题:

工艺中反应①和反应②分别在不同的反应器中进行,无反应③发生。该工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率,原因是___

 

CaSO4代替O2与燃料CO反应,既可以提高燃烧效率,又能得到高纯CO2,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,反应①为主反应,反应②和③为副反应。

1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g)   H1=47.3kJ/mol

CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+ CO2(g)+ SO2(g)   H2=+210.5kJ/mol

CO(g)1/2C(s)+1/2CO2(g)   H3=-86.2kJ/mol

反应①~③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见图,结合各反应的H,归纳lgKT曲线变化规律:

a___b___

 

煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:

CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)    ΔH1=218.4kJ·mol-1(反应Ⅰ)

CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g)    ΔH2=-175.6kJ·mol1(反应Ⅱ)

请回答下列问题:

通过监测反应体系中气体浓度的变化判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生,理由是___

 

O2HCl转化为Cl2,可提高效益,减少污染,

新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性,

在上述实验中若压缩体积使压强增大,画出相应aHCl—T曲线的示意图,并简要说明理由___

 

(2016·新课标全国卷Ⅱ)丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用丙烯氨氧化法生产,主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等,回答下列问题:

(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:

①C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)  ΔH =−515 kJ/mol

②C3H6(g)+O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g)  ΔH =−353 kJ/mol

两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是________;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是________;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________

(2)(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应温度为460℃。低于460℃时,丙烯腈的产率________(或者不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是________;高于460℃时,丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选,填标号)

A.催化剂活性降低     B.平衡常数变大

C.副反应增多         D.反应活化能增大

(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n()/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知,最佳n()/n(丙烯)约为_________,理由是____________。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为________

 

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)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___

2)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__

 

CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(COH2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:

反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。

相关数据如下表:

 

积碳反应

CH4(g)=C(s)+2H2(g)

消碳反应

CO2(g)+C(s)=2CO(g)

ΔH/(kJ·mol−1)

75

172

活化能/

(kJ·mol−1)

催化剂X

33

91

催化剂Y

43

72

 

①由上表判断,催化剂X___Y(填优于劣于),理由是___

 

NOx(主要指NONO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。

在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3NOx反应生成N2

NH3NO2生成N2的反应中,当生成1molN2时,转移的电子数为___mol

②将一定比例的O2NH3NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见图)。

反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示,在50250 ℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是___;当反应温度高于380℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是___

 

NH3经一系列反应可以得到HNO3,如图所示。

II中,2NOg+O22NO2(g)。在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(P1P2)下温度变化的曲线(如图)。

①比较P1P2的大小关系:___

②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是___

 

在容积为1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:

1100℃时达到平衡后,改变反应温度为Tc(N2O4)0.0020mol·L-1·s-1的平均速率降低,经10s又达到平衡。T___100℃(填大于”“小于),判断理由是___

2)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,平衡向___(填正反应逆反应)方向移动,判断理由是___

 

乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:+H2(g)

工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为19),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如图:

①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实___

②控制反应温度为600℃的理由是___

 

甲醇是重要的化工原料,又可称为燃料。利用合成气(主要成分为COCO2H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:

COg+2H2gCH3OHg   H1

CO2g+3H2gCH3OHg+H2Og   H2

CO2g+H2gCOg+H2Og   H3

回答下列问题:

1)反应①的化学平衡常数K的表达式为___;图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为___(填曲线标记字母),其判断理由是___

2)合成气的组成2.60时,体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。αCO)值随温度升高而___(填增大减小),其原因是___。图2中的压强由大到小为___,其判断理由是___

 

催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一,研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OHCO,反应的热化学方程式如下:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)    H1=53.7kJ•mol-1    I

CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)    H2    II

某实验室控制CO2H2初始投料比为12.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:

TK

催化剂

CO2转化率(%

甲醇选择性(%

543

Cat.1

12.3

42.3

543

Cat.2

10.9

72.7

553

Cat.1

15.3

39.1

553

Cat.2

12.0

71.6

 

[备注]Cat.1Cu/ZnO纳米棒;Cat.2Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比

1)表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是___

2)在如图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下反应过程-能量示意图___

 

煤燃烧排放的烟气含有SO2NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题:

在鼓泡反应器中通入含有SO2NO的烟气,反应温度为323KNaClO2溶液浓度为5×10−3mol·L−1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如表。

离子

SO42−

SO32−

NO3

NO2

Cl

c/mol·L−1

8.35×10−4

6.87×10−6

1.5×10−4

1.2×10−5

3.4×10−3

 

由实验结果可知,脱硫反应速率___脱硝反应速率(填大于小于)。原因是除了SO2NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是___

 

三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题:

对于反应2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323K343KSiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。

343K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是___;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有______

 

乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题:

1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。乙烯气相直接水合反应C2H4(g)H2O(g)C2H5OH(g)的与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是:___

2)如图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中n(H2O)n(C2H4)=11)

①图中压强P1P2P3P4的大小顺序为:___,理由是:___

②气相直接水合法党采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290℃,压强6.9MPan(H2O)n(C2H4)=0.61。乙烯的转化率为5℅。若要进一步提高乙烯的转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有:______

 

25℃,浓度都是1mol/L的四种正盐溶液,其pH情况如下:

AX

BX

AY

BY

pH=7c(X-)=1mol/L

pH=4

 

pH=6

 

(1)AY溶液pH______7 (填“>”、“<”或“=”);

(2)将等浓度的HXHY稀释相同的倍数,溶液的pH变化幅度:HX______HY;若将等体积、等pHAOHBOH溶液在稀释时pH均下降2,则加水量:AOH______BOH(均填“>”、“<”或“=”);

(3)在BX溶液中:c(B+)+c(H+)-c(OH-)=________mol/L;在AY溶液中:c(A+)-c(Y-)=___________(用两项表示);

 

将一定量NO2N2O4的混合气体通入体积为1 L的恒温密闭容器中,各物质浓度随时间变化的关系如图所示:

计算该反应的平衡常数K________。反应进行到20 min时,再向容器内充入一定量NO2,10 min后达到新的平衡,此时测得c(NO2)=0.9 mol·L1。第一次平衡时混合气体中NO2的体积分数为w1,达到新平衡后混合气体中NO2的体积分数为w2,则w1________w2(填“>”、“=”或“<”)。

 

工业上用难溶于水的碳酸锶(SrCO3)粉末为原料(含少量钡和铁的化合物)制备高纯六水氯化锶晶体(SrCl2·6H2O),其过程为:

已知:Ⅰ.有关氢氧化物沉淀的pH

氢氧化物

Fe(OH)3

Fe(OH)2

开始沉淀的pH

1.5

6.5

沉淀完全的pH

3.7

9.7

 

Ⅱ.SrCl2·6H2O晶体在61℃时开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水。

1)操作①需要加快反应速率,措施有充分搅拌和____________________(写一种)。碳酸锶与盐酸反应的离子方程式________________________________

2)在步骤②~③的过程中,将溶液的pH值由1调节至_______;宜用的试剂为_______

A1.5  B3.7    C9.7    D.氨水   E.氢氧化锶粉末   F.碳酸钠晶体

3)操作③中所得滤渣的主要成分是_______________________(填化学式)。

4)工业上用热风吹干六水氯化锶,适宜的温度是_______

A5060℃        B80100℃       C100℃以上

5)步骤⑥宜选用的无机洗涤剂是_______________

 

已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:

温度/℃

700

800

830

1 000

1 200

平衡常数

1.7

1.1

1.0

0.6

0.4

 

回答下列问题:

(1)该反应的ΔH______0(填“<”“>”或“=”)。

(2)830 ℃时,向一个5 L的密闭容器中充入0.20 molA0.80 molB,如反应初始6 sA的平均反应速率v(A)=0.003 mol·L1·s1,则6 sc(A)=________mol·L1C的物质的量为________mol;若反应经一段时间后,达到平衡时A的转化率为________,如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气,平衡时A的转化率为________

(3)1200℃时反应C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数的值为________

 

如图所示,A为电源,B为浸透饱和食盐水和酚酞的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,CD为电解槽,其电极材料及电解质溶液如图所示。

(1)闭合K1 ,断开K2 ,通电后,d端显红色,则电源a端为______,cd为惰性电极,c端的电极反应是____________________________________

检验c端产物的方法_______________________________________________

高锰酸钾液滴现象__________________________________________________

(2)已知C装置中溶液的溶质为Cu(NO3)2X(NO3)3 ,且均为0.1 mol,断开K1,闭合K2,通电一段时间后,阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如图所示,Cu2+X3+H+ 氧化能力由大到小的顺序是_______; 

3D装置中反应的方程式 ___________________________

 

草酸(H2C2O4)是二元弱酸,NaHC2O4溶液呈酸性。常温下,向10 mL 0.01 mol/L NaHC2O4溶液中滴加0.01 mol/L NaOH溶液,随着NaOH溶液体积的增加,溶液中离子浓度关系错误的是(   )

A.V(NaOH) = 0时,c(H) >1×107mol/L

B.V(NaOH)<10 mL时,可能存在c(Na) = 2c(C2O42-)+c(HC2O4- )

C.V(NaOH) = 10 mL时,溶液的pH9,则10-9= 10-5-2c(H2C2O4)-c(HC2O4-)

D.V(NaOH)>10 mL时,可能存在c(OH- )>c(Na)>c(C2O42-)

 

下图是可逆反应 A + 2B2C + 3D 的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变(先降温后加压)而变化的情况,由此可推断

A. AB 是气体,则 D 是液体或固体

B.ABCD均为气体

C.逆反应是放热反应

D.达平衡后,v(A) = 2v(C)

 

工业上燃烧硫矿石制取硫酸产生的废气SO2,用电化学原理将SO2转化为重要的化工原料,如图,下列说法正确的是(  )

A.电池工作时,消耗O2SO2物质的量之比为21

B.电子从a极经导线移向b极,再经溶液移向a

C.电池工作一段时间后电解质溶液的pH增大

D.a为负极,电极反应式为SO2+2H2O-2e-= SO42-+4H+

 

汽车尾气(含烃类、CONOSO2),是城市主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器,它使NOCO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,反应原理:2NO(g)2CO(g)= N2(g)2CO2(g),在298 K100 kPa下,ΔH=-113 kJ·mol1ΔS=-145 J·mol1·K1。下列说法中错误的是(  )

A.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量

B.该反应常温下不能自发进行,因此需要高温和催化剂

C.该反应常温下能自发进行,高温和催化剂只是加快反应的速率

D.汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒

 

100℃时,把0.5molN2O4通入体积为5L的真空密闭容器中,立即出现红棕色。反应进行到2s时,NO2的浓度为0.02mol·L-1。在60s时,体系己达平衡,此时容器内压强为开始时的1.6 倍。下列说法正确的是(    )

A.2sN2O4的浓度变化表示的平均反应速率为0.01mol·L-1·s-1

B.在平衡时体系内N2O4的物质的量为0.25mol

C.2s时体系内的压强为开始时的1.1

D.平衡时,N2O4的转化率为40%

 

下列各组物质混合、加热蒸干、并经充分灼烧,得到混合物的是(  )

A.0.1 molL1 CH3COOH溶液与0.1 molL1NaOH溶液等体积混合

B.40mL0.2 molL1NaOH溶液中通入67.2mLCO2(标况)

C.100mL1 molL1NH4Cl溶液中,投入3.9gNa2O2

D.20mL0.01 molL1MgHCO32溶液中,投入0.2g MgOH2

 

下列关系的表述中,正确的是

A. 等体积、等物质的量浓度的NaCl溶液中离子总数小于NaClO溶液中离子总数

B. 中和pH和体积都相同的盐酸和醋酸,消耗氢氧化钠的物质的量之比为1:1

C. 等物质的量浓度的下列溶液:①H2CO3、②Na2CO3、③NaHCO3、④(NH4)2CO3、⑤NH4HCO3c(CO32-)的大小关系为:②﹥④﹥③﹥⑤﹥①

D. 0.2 mol/LCH3COONa0.1 mol/L的盐酸等体积混合溶液显酸性:c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COOH)>c(OH-)

 

下列有关反应热的说法中正确的是

A.一个化学反应是否能在常温下发生与该反应的△H值的大小没有必然联系

B.中和热△H=- 57.3kJ·mol1,所以1.00L 1.00mol·L-1H2SO4与稀的NaOH溶液恰好完全反应放出57.3kJ的热量

C.用等体积的0.50mol·L-1盐酸、0.55mol·L-1NaOH溶液进行中和热测定的实验,会使测得的值偏大

D.101kPa时,1molCH4完全燃烧生成CO2和水蒸气放出的热量就是CH4的燃烧热

 

有一反应:2A(g)B(g)2C(g),图中的曲线是该反应在不同温度下的平衡曲线,则下列描述不正确的是(  )

A.该反应是吸热反应

B.b点时混合气体的平均摩尔质量不再变化

C.T1时若由a点达到平衡,可以采取增大压强的方法

D.cv>v

 

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