反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
恒压下,时,甲醇产率随温度的变化如图所示(分子筛膜能选择性分离出)。下列关于该实验的说法不正确的是( )
历程ⅰ:
历程ⅱ:
历程ⅲ:
历程ⅳ:
如图所示为在体积2L的恒容容器中,投入1molCH3OH,在碳酸钠催化剂作用下,经过5min反应,测得甲醇转化率与甲醛的选择性与温度的关系(甲醛的选择性:转化的CH3OH中生成HCHO的百分比),下列有关说法正确的是( )
容器 | n(CO2)/mol | n(C)/mol | n(CO)/mol |
甲 | 0.1 | 0.3 | 0 |
乙 | 0 | 0 | 0.4 |
①
②
回答下列问题:
回答问题:
①若反应为基元反应,且反应的与活化能(Ea)的关系为。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和 , 反应平衡后测得容器中。则的转化率为,反应温度t约为℃。
催化剂 | t=350℃ | t=400℃ | ||
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,生成的平均反应速率为;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。
已知:①反应Ⅰ为快速平衡,可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响;②因反应Ⅰ在高压氛围下进行,故压强近似等于总压。回答下列问题:
Ⅰ.CH3CH2OH(g)CO(g)+CH4(g)+H2(g) ΔH1=+49 kJ·mol-1K1;
Ⅱ.CH3CH2OH(g)+H2O(g)2CO(g)+4H2(g) ΔH2=+256 kJ·mol-1K2;
Ⅲ.CH4(g)+H2O(g)3H2(g)+CO(g) ΔH3K3;
Ⅳ.CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH4=-41 kJ·mol-1
①反应CH3CH2OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)的ΔH=kJ·mol-1;反应III的平衡常数K3=(用K1、K2表示)。
②在0.1 MPa和650℃条件下,水醇物质的量之比与气体产率的关系如图所示。图中a、b代表的物质依次是、(填化学式)。
③在0.1 MPa、水醇比为7时,温度对气体产率的影响如图所示。在150~250℃主要发生的反应为(填“Ⅰ”或“Ⅱ”);温度高于650℃时,随着温度升高,H2的产率略有所下降,其原因是。
④在0.1 MPa,水醇比为1时,在恒压密闭容器中若只发生反应CH3CH2OH(g)+H2O(g)2CO(g)+4H2(g),达平衡时乙醇的转化率为α,则该反应的平衡常数Kp=MPa4(以平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×各物质的体积分数)。
i.
ii.
iii.
①写出和生成的热化学方程式为。
②在压强3.0MPa, , 不同温度下的平衡转化率和产物的选择性如图所示(选择性是指生成某物质消耗的的物质的量占消耗总的物质的量的百分比),
当温度超过290℃,的平衡转化率随温度升高而增大的原因是。根据图中数据计算300℃时,的平衡产率为。
①曲线a的进料比为。
②有利于提高平衡转化率的措施是。(写出两条)。
③M点的平衡转化率为85%,的平衡转化率为88%,则副反应的压强平衡常数(保留2位有效数字)。(已知:分压=总压×该组分的物质的量分数)
已知: i. CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g) ΔH1= -15.9 kJ·mol-1
ii.2CO(g)+ 2NO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH2= -623 kJ·mol-1
iii. 4CO(g)+ 2NO2(g) 4CO2(g)+N2(g) ΔH3
回答下列问题:
a. N2O比更容易与CO发生反应
b.整个反应分为三个基元反应阶段,其中第一个反应阶段活化能最大
c.其他条件不变,增大压强或使用催化剂均可以增大反应速率,提高反应物的转化率
①该反应化学平衡常数的表达式K=;
②前2 min内的平均反应速率v(NO)= ;
③8 min时,若改变反应条件,导致N2的物质的量发生如图所示的变化,则改变的条件可能是。
②N2(g)+O2(g)⇌NO(g)△H2=+179kJ·mol-1
③2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H3=-111.9kJ·mol-1
则2NO2(g)+4CO(g)⇌4CO2(g)+N2(g)△H=。
第一步:快反应2NO(g)⇌N2O2(g)△H<0
第二步:慢反应N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H<0
活化能大小比较:Ea(第一步)Ea(第二步)(填“大于”、“等于”或“小于”)。
①V2O5/炭基材料脱硫时,通过红外光谱发现脱硫开始后催化剂表面出现了VOSO4的吸收峰,再通入O2后VOSO4吸收峰消失,该脱硫反应过程可表示为:SO2+V2O5+O2=VOSO4(配平方程式)、(用化学方程式表示)。
②气体流速和温度一定时,烟气中O2浓度对V2O5/炭基材料催化剂脱硫脱硝活性的影响如图2所示。当O2浓度过高时,去除率下降的可能原因是。
已知:
则 。
在 时,将CO2和CH4按物质的量之比为1∶1充入密闭容器中,分别在无催化剂及 催化下反应相同时间,测得CO2的转化率与温度的关系如图所示:
A点CO2转化率相等的原因是。
①在恒容密闭容器中,起始压强相同,CO2的平衡转化率随反应温度、起始投料比[ ]的变化如图。则f3(填“>”、“=”或“<”,下同);B、C两点的化学平衡常数 。
②当x=3时,保持体系压强始终为 ,平衡时四种组分的物质的量分数y随温度T的变化如图所示。代表 的变化曲线是;根据图中D(390,0.12)点,列出该反应的平衡常数计算式 (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
已知:2H2(g) +O2(g)=2H2O(l) ΔH=a kJ·mol-1
NaCl(aq)+H2O(l)=NaClO(aq)+ H2(g) ΔH =b kJ·mol-1
4Na2FeO4 (aq) + 10H2O(l)=4Fe(OH)3(s) +3O2 (g)十8NaOH(aq) ΔH=c kJ·mol-1
反应2Fe(OH)3(s)十3NaClO(aq) + 4NaOH(aq)=2Na2FeO4 (aq) + 3NaCl(aq) +5H2O(l)的 △H=kJ·mol-1。
①0~15s内,Cl2的平均反应速率为mol· L-1·min-1
②第一次平衡时,CO的平衡转化率为;此温度下,该反应的平衡常数KC=(保留两位有效数字)。
③在第20 s时,改变的条件是。
Ⅰ.C6H5-Cl(g)+H2S(g C6H5-SH(g)+HCl(g) ΔH1= -16.8 kJ·mol-1;
Ⅱ.C6H5- Cl(g)+ H2S(g)=C6H6(g)+HCl(g)+ S8(g) △H2= - 45.8 kJ·mol-1。
①将一定量的C6H5-Cl和H2S的混合气体充入恒容的密闭容器中,控制反应温度为T(假设只发生反应Ⅰ),下列可以作为反应Ⅰ达到平衡的判据是(填字母)。
A.气体的压强不变 B.平衡常数不变
C. v正(H2S)= v逆(HCl) D.容器内气体密度不变
②现将一定量的C6H5-Cl和H2S置于一固定容积的容器中模拟工业生产过程,在不同温度下均反应20 min测定生成物的浓度,得到图2和图3。
(R为H2S与C6H6-Cl的起始物质的量之比),图2显示温度较低时C6H5-SH浓度的增加程度大于C6H6 , 从活化能角度分析其主要原因是;结合图2和图3,该模拟工业生产制备C6H5 - SH的适宜条件为。
(g)+4H2(g)→ (g)+2CH3OH(g) ΔH。
化学键 |
C=O |
C−O |
C−H |
C−C |
O−H |
H−H |
键能/ kJ∙mol−1 |
745 |
358 |
413 |
347 |
467 |
436 |
计算上述反应的△H=;此反应自发进行的条件是(填“高温易自发”“低温易自发”或“任何温度都能自发”)。
已知,选择性= ×100%。
①由图可知,在压强为27MPa时,己二酸二甲酯制备1,6−己二醇应选择的合适温度为;选择此温度的理由是;当260℃时,转化率随着压强增大而不断增大的原因是。
②图丙为反应时间与加氢反应时反应物的转化率和选择性的关系。
综合考虑,反应时间控制在5h左右较为合适。此时1,6−己二醇的产率为。
①当分离出0.8molH2时,分离比η=。(分离比 ,实际 分离量与CH4完全转化时得到的H2量的比例,体现H2分离的程度)。
②下图是甲烷平衡转化率与温度、H2分离比的关系,其中η1、η2、η3的由大到小的关系是。
③η3=0.25时,A点气体的总压p(总)a MPa(填“>”、“=”、“<”);H2的分压p(H2)=MPa;平衡常数Kp=(MPa)2。
在提供相同的分离能量时,哪种分离方式更有利于提高甲烷平衡转化率。
I.CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H1
II.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H2<0
III.CH4(g) +2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) △H3>0
回答下列问题:
物质 | CH4(g) | CO(g) | H2O(1) |
/(kJ·mol-1) | -75 | -110.5 | -285.8 |
△H1=kJ·mol-1[已知:H2O(g)= H2O(1)△H= -44kJ·mol-1]。
已知:反应速率=正-逆=k正x(CO)·x(H2O)-k逆x(CO2)·x(H2),k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数。A、B、D、E四点中温度最高的是,在C点所示投料比下,当CO转化率达到40%时, =。
①NaHCO3(s)=Na+(aq)+HCO(aq) ΔH=+18.81kJ·mol-1
②Na2CO3(s)=2Na+(aq)+CO(aq) ΔH=-16.44kJ·mol-1
③2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(l) ΔH=+92.34kJ·mol-1
回答下列问题:
2HCO(aq)=CO(aq)+CO2(g)+H2O(l)ΔH=kJ·mol-1。资料显示,NaHCO3固体加热到100℃发生分解,但是加热NaHCO3溶液不到80℃就有大量CO2气体放出,用反应热角度说明原因。
a.HCO+H2OH2CO3+OH- ,
b.2HCOCO+H2O+CO2
根据理论计算0.10mol·L-1NaHCO3溶液中2个反应的转化率随温度变化如图1所示(不考虑相互影响):
①计算25℃0.10mol·L-1NaHCO3溶液中CO2与H2CO3的总浓度最大可能为mol·L-1。
②加热蒸干NaHCO3溶液最后得到的固体是。
T1℃时,向1L恒容密闭容器中充入0.3molCH4 , 只发生反应2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,c(C2H4)=c(CH4),则CH4的平衡转化率为(小数点后保留一位);上述平衡状态某一时刻,若改变温度至T2℃,CH4以0.01mol·L-1·s-1的平均速率增多,经ts后再次达到平衡,且平衡时,c(CH4)=2c(C2H4),则t=s。
①C2H6(g) CH4(g)+H2(g)+C(s) △H1=+9kJ·mol-1
②C2H4(g)+H2(g) C2H6(g) △H2=-136 kJ·mol-1
③H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) △H3=+41 kJ·mol-1
④CO2(g)+C2H6(g) C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) △H4
△H4=,0.1MPa 时向密闭容器中充入CO2和C2H6 , 发生反应④,温度对催化剂K- Fe-Mn/Si 性能的影响如图:
工业生产综合各方面的因素,根据图中的信息判断反应的最佳温度是 ℃。
主反应: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H <0
副反应: CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H>0
将反应物混合气体按进料比n(CO2): n(H2)=1: 3通入反应装置中,选择合适的催化剂,发生上述反应。
不同温度下,CO2的平衡转化率如图①所示,温度高于503K时,CO2 的平衡转化率随温度的升高而增大的原因是。 实际生产中,保持压强不变,相同反应时间内不同温度下CH3OH的产率如图②所示,由图可知,523K时CH3OH的产率最大,可能的原因是。
已知: NH3·H2O的Kb=1.7 ×10-5 , H2CO3的Ka1=4.3 ×10-7 , Ka2 =5.6 ×10-11。工业生产尾气中的CO2捕获技术之一是氨水溶液吸收技术,工艺流程是将烟气冷却至20℃后用氨水吸收过量的CO2。吸收反应的化学反应方程式为,所得溶液离子浓度由大到小的顺序是(不考虑二氧化碳的溶解)。