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【备考2024年】从巩固到提高 高考化学二轮微专题49 化学...

更新时间:2024-02-24 浏览次数:50 类型:二轮复习
一、非选择题
  • 1. (2024·浙江) 通过电化学、热化学等方法,将CO2转化为HCOOH等化学品,是实现“双碳”目标的途径之一。

    请回答:

    1. (1) 某研究小组采用电化学方法将CO2转化为HCOOH,装置如图1。电极B上的电极反应式是 
    2. (2) 该研究小组改用热化学方法,相关热化学方程式如下:

      Ⅰ:C(s)+O2(g)═CO2(g)

      ΔH1=﹣393.5kJ•mol1

      Ⅱ:C(s)+H2(g)+O2(g)═HCOOH(g)

      ΔH2=﹣378.7kJ•mol1

      Ⅲ:CO2(g)+H2(g)⇌HCOOH(g)

      ΔH3

      ①ΔH3kJ•mol1

      ②反应Ⅲ在恒温、恒容的密闭容器中进行,CO2和H2的投料浓度均为1.0mol•L1 , 平衡常数K=2.4×108 , 则CO2的平衡转化率为 

      ③用氨水吸收HCOOH,得到1.00mol•L1氨水和0.18mol•L1甲酸铵的混合溶液,298K时该混合溶液的pH=。[已知:298K时,电离常数Kb(NH3•H2O)=1.8×105、Ka(HCOOH)=1.8×104]

    3. (3) 为提高效率,该研究小组参考文献优化热化学方法,在如图密闭装置中充分搅拌催化剂M的DMSO(有机溶剂)溶液,CO2和H2在溶液中反应制备HCOOH,反应过程中保持CO2(g)和H2(g)的压强不变,总反应CO2+H2⇌HCOOH的反应速率为v,反应机理如下列三个基元反应,各反应的活化能E2<E1<<E3(不考虑催化剂活性降低或丧失)。

      Ⅳ:M+CO2⇌Q

      E1

      Ⅴ:Q+H2⇌L

      E2

      Ⅴ:L⇌M+HCOOH

      E3

      ①催化剂M足量条件下,下列说法正确的是 ____。

      A . v与CO2(g)的压强无关 B . v与溶液中溶解H2的浓度无关 C . 温度升高,v不一定增大 D . 在溶液中加入N(CH2CH33 , 可提高CO2转化率
    4. (4)

      ②实验测得:298K,p(CO2)=p(H2)=2MPa下,v随催化剂M浓度c变化如图3。c⩽c0时,v随c增大而增大:c>c0时,v不再显著增大。请解释原因

  • 2. (2024·吉林模拟) 天然气、石油钻探过程会释放出CO2、H2S等气体。某种将CO2和H2S共活化的工艺涉及反应如下:

             

         

              

         

    恒压密闭容器中,反应物的平衡转化率、部分生成物的选择性与温度关系如图所示。

    已知:i.CO2和H2S的初始物质的量相等:

    ii.产率=转化率×选择性:

    iii.COS的选择性 , H2O的选择性

    回答下列问题:

    1. (1) COS分子的空间结构为形。
    2. (2)
    3. (3) 以下温度,COS的产率最高的是____。
      A . B . C . D .
    4. (4) 温度高于500℃时,H2S的转化率大于CO2 , 原因是
    5. (5) 可提高S2平衡产率的方法为____。
      A . 升高温度 B . 增大压强 C . 降低温度 D . 充入氩气
    6. (6) 700℃时反应①的平衡常数K=(精确到0.01)。
    7. (7) 催化剂CeO2-MgO对反应②具有高选择性,通过理论计算得到反应的主要路径如下图所示。表示状态2的为____。

      A . B . C .
  • 3. (2024·河南模拟) 二氧化碳一甲烷重整反应制备合成气(H2+CO)是一种生产高附加值化学品的低碳过程。该过程存在如下化学反应:

        

        

        

        

    回答下列问题:

    1. (1)  ,反应①正向自发进行(填标号)。

      A.低温下能    B.高温下能    C.任何温度下都能    D.任何温度下都不能

    2. (2) 反应体系总压强分别为时,平衡转化率随反应温度变化如图所示,则代表反应体系总压强为的曲线是(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”),判断依据是

    3. (3) 当反应体系总压强为时,平衡时部分组分的物质的量随反应温度变化如图所示。随反应温度的升高,的物质的量先增加后减少,主要原因是

    4. (4) 恒温恒压条件下,向容器中通入 , 达到平衡时的转化率为的转化率为 , 碳单质的物质的量为的物质的量为 , 反应①用摩尔分数表示的平衡常数(结果保留两位小数)。

      上述平衡时 , 向体系通入气,重新达到平衡时, , 则ab(填“>”“<”或“=”)。(已知反应 , 物质的摩尔分数)

  • 4. (2023·辽宁) 硫酸工业在国民经济中占有重要地位。
    1. (1) 我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析,该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况,数值已省略)如下图所示。700℃左右有两个吸热峰,则此时分解生成的氧化物有SO2(填化学式)。

        

    2. (2) 铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下),副产物为亚硝基硫酸,主要反应如下:

      NO2+SO2+H2O=NO+H2SO4

      2NO+O2=2NO2

      (ⅰ)上述过程中NO2的作用为

      (ⅱ)为了适应化工生产的需求,铅室法最终被接触法所代替,其主要原因是(答出两点即可)。

    3. (3) 接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化:

      SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98.9kJ·mol-1

      (ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度,绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示,下列说法正确的是

        

      a.温度越高,反应速率越大

      b.α=0.88的曲线代表平衡转化率

      c.α越大,反应速率最大值对应温度越低

      d.可根据不同下的最大速率,选择最佳生产温度

      (ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能,我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下,温度和转化率关系如下图所示,催化性能最佳的是(填标号)。

        

      (ⅲ)设O2的平衡分压为p,SO2的平衡转化率为αe , 用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp=(用平衡分压代替平衡浓度计算)。

  • 5. (2023·湖北) 纳米碗是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下,可以由分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。的反应机理和能量变化如下:  

      

      

    回答下列问题:

    1. (1) 已知中的碳氢键和碳碳键的键能分别为 , H-H键能为。估算
    2. (2) 图示历程包含个基元反应,其中速率最慢的是第个。
    3. (3) 纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为
    4. (4) 1200K时,假定体系内只有反应发生,反应过程中压强恒定为(即的初始压强),平衡转化率为α,该反应的平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
    5. (5) 反应的(为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下,(R为理想气体常数,c为截距)。图中两条线几乎平行,从结构的角度分析其原因是

        

    6. (6) 下列措施既能提高反应物的平衡转化率,又能增大生成的反应速率的是(填标号)。

      a.升高温度    b.增大压强    c.加入催化剂

  • 6. (2023·全国乙卷) 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. (1) 在气氛中,的脱水热分解过程如图所示:

      根据上述实验结果,可知

    2. (2) 已知下列热化学方程式:

    3. (3) 将置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:(Ⅰ)。平衡时的关系如下图所示。时,该反应的平衡总压、平衡常数随反应温度升高而(填“增大”“减小”或“不变”)。

    4. (4) 提高温度,上述容器中进一步发生反应(Ⅱ),平衡时(用表示)。在时, , 则(列出计算式)。
  • 7. (2023·新课标卷) 氨是最重要的化学品之一,我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题:
    1. (1) 根据图1数据计算反应

    2. (2) 研究表明,合成氨反应在催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位,表示被吸附于催化剂表面的)。判断上述反应机理中,速率控制步骤(即速率最慢步骤)为(填步骤前的标号),理由是
    3. (3) 合成氨催化剂前驱体(主要成分为)使用前经还原,生成包裹的。已知属于立方晶系,晶胞参数 , 密度为 , 则晶胞中含有的原子数为(列出计算式,阿伏加德罗常数的值为)。
    4. (4) 在不同压强下,以两种不同组成进料,反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为 , 另一种为。(物质i的摩尔分数:)

      ①图中压强由小到大的顺序为,判断的依据是

      ②进料组成中含有情性气体的图是

      ③图3中,当时,氮气的转化率。该温度时,反应的平衡常数(化为最简式)。

  • 8. (2023·贵州模拟) 二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于解决能源短缺问题,涉及的反应如下:
    1. (1) I.主反应CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1

      Ⅱ.副反应CO2(g)+ H2(g) =CO(g)+ H2O(g) ΔH2= + 41 kJ/mol

      回答下列问题:

      已知:

      ①H2(g)+O2(g) = H2O(g) ΔH = -242 kJ/mol 

      ②CH3OH(g) +O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g) ΔH = -677 kJ/mol

      则ΔH1 =kJ/mol, 该反应在(填“低温”或“高温”)易自发进行。

    2. (2) 关于二氧化碳催化加氢制甲醇的反应体系,下列说法正确的有____。
      A . 平衡时,3 v(H2)= v(CO2) B . 平衡后,增大压强有利于提高CH3OH的产率 C . 平衡后,移去部分H2O(g), 反应I、Ⅱ的平衡常数均增大 D . 选择理想的催化剂,可提高CH3OH在最终产物中的比率
    3. (3) 初始进料比n(CO2): n(H2)=1:3时,在不同温度下达到平衡,体系中CH3OH、CO的选择性和CO2的平衡转化率[ α(CO2)]与温度的关系如图所示:

      已知: CH3OH的选择性=

      ①用各物质的平衡分压p(B)表示反应I的平衡常数表达式Kp=

      ②该反应体系中的催化剂活性受温度影响变化不大。图中表示CH3OH选择性变化的曲线是 (填 “a”或“b”),其原因是

      ③当T= 250℃时,H2的平衡转化率α(H2)=

    4. (4) 我国科学家研究Li-CO2电池取得重大科研成果。该电池放电时,CO2在正极放电的反应机理如下:

      (i) 2CO2+2e  →  

      (ii) + CO2

      (iii) + →2 +C

      电池的正极反应式为

  • 9. (2023·马鞍山模拟) 我国力争2030年前实现碳达峰,2060 年前实现碳中和。CO2 的综合利用是实现碳中和的措施之一。
    1. (1) Ⅰ. CO2和CH4在催化剂表面可以合成CH3COOH,该反应的历程和相对能量的变化情况如下图所示(*指微粒吸附在催化剂表面,H*指H吸附在催化剂载体上的氧原子上,TS表示过渡态): 

      决定该过程的总反应速率的基元反应方程式为

    2. (2) 下列说法正确的有

      a.增大催化剂表面积可提高CO2在催化剂表面的吸附速率

      b. CH3COOH* 比CH3COOH(g)能量高

      c.催化效果更好的是催化剂2

      d.使用高活性催化剂可降低反应焓变,加快反应速率

    3. (3) Ⅱ. CO2和 H2在一定条件下也可以合成甲醇,该过程存在副反应ii。

      反应i: CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1 = -49.3 kJ·mol-1

      反应ii: CO2(g) + H2(g CO(g)+ H2O(g) ΔH2

      有关物质能量变化如图所示,稳定单质的焓(H)为0,则ΔH2= kJ·mol-1

    4. (4) 恒温恒容条件下,仅发生反应ii,反应达到平衡的标志是

      a. CO的分压不再发生变化

      b.气体平均相对分子质量不再发生变化

      c. 气体密度不再发生变化

      d. 比值不再发生变化

    5. (5) 在5.0MPa,将n(CO2) : n(H2)=5 : 16的混合气体在催化剂作用下进行反应。体系中气体平衡组成比例(CO和CH3OH在含碳产物中物质的量百分数)及CO2的转化率随温度的变化如图所示。

      ①表示平衡时CH3OH在含碳产物中物质的量百分数的曲线是 (填“a”或“b”)。 

      ②CO2平衡转化率随温度的升高先减小后增大,增大的原因可能是

      ③250℃时反应i: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)的 Kp=(MPa)-2(用最简分数表示)。

  • 10. (2023·宣城模拟) 我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和,因此CO2的综合利用是研究热点之一。
    1. (1) 以CO2为原料可制取甲醇。

      已知:

      ①H2(g)、CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为-285.8kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1

      ②CH3OH(l)⇌CH3OH(g) ΔH=+38kJ·mol-1

      ③H2O(l)⇌H2O(g) ΔH=+44kJ·mol-1

      则反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(l)+H2O(g)的ΔH1=kJ·mol-1

    2. (2) 利用CO2与H2合成甲醇涉及的主要反应如下:

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

      II.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O ΔH2=+41kJ·mol-1

      一定条件下向某刚性容器中充入物质的量之比为1:3的CO2和H2发生上述反应,在不同催化剂(catl,cat2)下经相同反应时间,CO2转化率和甲醇的选择性[甲醇的选择=×100%]随温度变化如图甲所示:

      ①由图可知,催化效果catlcat2(填“>”“<”或“=”)。

      ②在210℃-270℃间,CH3OH的选择性随温度的升高而下降,可能原因为

      ③某条件下,达到平衡时CO2的转化率为15%,CH3OH的选择性为80%,则H2的平衡转化率为;反应II的平衡常数Kp=(列出算式即可)。

    3. (3) 利用制备的甲醇可以催化制取丙烯,过程中发生如下反应:3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O(g)。该反应的实验数据遵循Arhenius经验公式,如图乙中曲线a所示,已知Arthenius经验公式为Rlnk=-+C(Ea为活化能,假设受温度影响忽略不计,k为速率常数,R和C为常数),则反应的活化能kJ·mol-1。当改变外界条件时,实验数据如图乙中的曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是;此经验公式说明对于某个基元反应,当升高相同温度时,其活化能越大,反应速率增大的(填“越多”或“越少”)。

  • 11. (2023·唐山模拟) 两种气体转化为合成气(和CO),可以实现能量综合利用,对环境保护具有十分重要的意义。甲烷及二氧化碳重整涉及以下反应:

    I.  平衡常数

    Ⅱ.  平衡常数

    Ⅲ.  平衡常数

    1. (1) 为标准摩尔生成焓,其定义为标准状态下,由稳定相态的单质生成1 mol该物质的焓变。对于稳定相态单质,其为零。根据下表数据,计算反应Ⅱ的反应热,该反应正反应活化能逆反应活化能(填“大于”、“小于”或“等于”)。

      物质

      CO

      ()

    2. (2) 平衡常数(用表示)。
    3. (3) 一定温度下,维持压强 , 向一密闭容器中通入等物质的量的发生反应。已知反应Ⅱ的速率方程可表示为 , 其中分别为正、逆反应的速率常数,则以物质的分压表示的反应Ⅱ的平衡常数(用表示),另lgk与的关系如图所示,①、②、③、④四条直线中,表示的是(填序号),温度时,图中A、B、C、D点的纵坐标分别为 , 达到平衡时,测得的转化率为60%,且体系中 , 则,以物质的分压表示的反应I的平衡常数。(用含的代数式表示,已知:lg5=0.7)

  • 12. (2023·绍兴模拟) 二甲醚()是一种重要的化工原料,可以通过制备得到。制备方法和涉及反应如下:

    方法a:“二步法”制二甲醚

    I:

    Ⅱ:

    方法b:“一步法”制二甲醚

    Ⅲ:

    两种方法都伴随副反应:

    Ⅳ:

    请回答:

    1. (1) 反应I自发进行的条件是
    2. (2) 在一定温度下,向的恒容密闭容器中通入和利用方法a制备二甲醚。测得的平衡转化率为30%, , 反应I的平衡常数为(用含a、b的式子表示,只需列出计算式)。
    3. (3) 恒压条件下,在密闭容器中利用方法b制备二甲醚。按照投料,的平衡转化率和的选择性随温度变化如图1所示。

      (的选择性的选择性)

      ①下列说法正确的是

      A.当反应达到平衡时,

      B.曲线①表示二甲醚的选择性

      C.温度越低越有利于工业生产二甲醚

      D.工业上引入双功能催化剂是为了降低反应Ⅲ的

      ②在的范围内,的平衡转化率先降低后升高的原因:

    4. (4) 有学者研究反应Ⅱ机理,利用磷酸硅铝分子筛催化甲醇制二甲醚,其中简化的分子筛模型与反应过渡态结构模型如图所示,下列说法正确的是____。(已知:磷酸硅铝分子筛中有酸性位点可以将甲醇质子化,题中的分子筛用“”符号表示)

      A . 制得的磷酸硅铝分子筛的孔径越大催化效率越高 B . 该反应机理:[] C . 改变分子筛组分比例适当提高其酸性,有利加快反应速率 D . 温度越高,有利于水蒸气脱离分子筛,反应速率越快
  • 13. (2023·大连模拟) 甲醇水蒸气催化重整是当前制取清洁能源氢气的主要方法,其反应机理如下:

    反应1:  

    反应Ⅱ:  

    请回答下列问题:

    1. (1) 在精选催化剂R作用下,反应Ⅰ可通过如图1所示的反应历程实现催化重整,则kJ/mol(用含字母a、b、c的代数式表示)。

    2. (2) 将一定量的甲醇气体和水蒸气混合反应,使用催化剂R,测得相同条件下,甲醇的转化率与CO的物质的量分数变化如图2所示。反应Ⅱ为反应(填“吸热”或“放热”),选择催化剂R的作用为

    3. (3) 将1 mol甲醇气体和1.2 mol水蒸气混合充入2 L恒容密闭容器中,控制反应温度为300℃、起始压强为2.5 MPa下进行反应。平衡时容器中 mol。此时的浓度为,甲醇的转化率为,则反应Ⅱ的逆反应的压强平衡常数
    4. (4) 相同反应条件下,得到甲醇水蒸气重整反应各组分的实际组成与反应温度关系曲线图。

      下列说法正确的是

      A . 升温对反应Ⅰ的化学反应速率影响更大 B . 催化剂的选择应考虑提高生成的选择性 C . 催化剂的活性与温度有关,且反应前后化学性质保持不变 D . 若容器内气体的平均摩尔质量保持不变,则反应Ⅱ一定处于平衡状态
  • 14. (2023·陕西模拟) 丁二烯是生产丁苯橡胶SBR、ABS 树脂、聚丁二烯橡胶BR等的基本原料,也是生产氯丁二烯、乙烯基环己烯等化学品的关键中间体,工业上常在钼系催化剂作用下,用丁烯氧化脱氢制丁二烯。丁烯氧化脱氢制丁二烯的反应如下:

    反应: 2C4H8 (g) +O2 (g) =2C4H6 (g) +2H2O (g) ΔH

    副反应①: C4H8(g) +6O2 (g) =4CO2 (g) +4H2O (g) ΔH =-2542.6kJ·mol-1

    副反应②: 2C4H6 (g) +11O2 (g) =8CO2 (g) +6H2O (g) ΔH2= -4886.6kJ·mol-1

    1. (1) 丁烯氧化脱氢制丁二烯反应的 ΔH =
    2. (2) 在钼系催化剂作用下,某恒压密闭容器中通入一定量的丁烯和氧气发生反应: 2C4H8 (g) +O2 (g) 2C4H6(g) +2H2O (g),分别测得温度和氧烯比(氧气和丁烯的物质的量之比)对丁烯的转化率和丁二烯选择性的影响如下图所示:

      氧烯比固定,温度升高,丁烯单位时间内转化率先增大后无明显变化的原因是; 丁

      丁二烯最佳的温度和氧烯比分别为

    3. (3) 400℃时,在体积为1L的恒容密闭容器中充入1mol C4H8和1mol O2发生丁烯氧化脱氢制丁二烯反应和副反应①和②,测得此时容器的压强为P0 , 平衡时容器内的压强为1.2P0 , C4H8的转化率为70%,丁二烯的选择性为90%,则平衡后C4H6 (g)的体积分数为,丁烯氧化脱氢制丁二烯反应的平衡常数K=
    4. (4) 钼系催化剂上C4H8燃烧反应的速率方程为v (C4H8) =k·px (C4H8) ·Py (O2)。为确定x和y,通过实验获得如图3数据,则: x和y分别为
    5. (5) 一种以C4H8为主要原料的电池工作原理如图4所示。B上的电极反应式为
  • 15. (2023·广西壮族自治区模拟) 氨是工农业生产中的重要原料,研究氨的合成和转化是一项重要的科研课题。回答下列问题:
    1. (1) 已知:工业合成氨合成塔中每产生2molNH3 , 放出92.2kJ热量,

      则1molN-H键断裂吸收的能量为kJ。

    2. (2) 在密闭容器中合成氨气,有利于加快反应速率且能提高H2转化率的措施是____(填字母)
      A . 升高反应温度 B . 增大反应的压强 C . 及时移走生成的NH3 D . 增加H2的物质的量
    3. (3) 将0.6molN2和0.8molH2充入恒容密闭容器中,在不同温度下,平衡时NH3的体积分数随压强变化的曲线如图。

      甲、乙、丙中温度从高到低的顺序是。d点N2的转化率是,d点Kp=(Kp是以平衡分压表示的平衡常数,平衡分压=平衡时各组分的物质的量分数×总压)。

    4. (4) 催化氧化法消除NO反应原理为:6NO+4NH35N2+6H2O。不同温度条件下,氨气与一氧化氮的物质的量之比为2:1时,得到NO脱除率曲线如图甲所示。脱除NO的最佳温度是。在温度超过1000℃时NO脱除率骤然下降的原因可能是

    5. (5) 研究发现NH3与NO的反应历程如图乙所示。下列说法正确的是____(填字母)。

      A . 该反应历程中形成了非极性键和极性键 B . 每生成2molN2 , 转移的电子总数为8NA C . Fe2+能降低总反应的活化能,提高反应速率 D . 该反应历程中存在:NO+Fe2+-NH2=Fe2++N2↑+H2O
  • 16. (2023·山东模拟) 近年,甲醇的制取与应用在全球引发了关于“甲醇经济”的广泛探讨。二氧化碳加氢制甲醇已经成为研究热点,在某催化加氢制的反应体系中,发生的主要反应如下:

    Ⅰ. 

    Ⅱ. 

    回答下列问题:

    1. (1) 下列能说明反应Ⅰ一定达到平衡状态的是____(填标号)。
      A . B . 平衡常数不再发生变化 C . 混合气体的密度不再发生变化 D . 混合气体中的百分含量保持不变
    2. (2) 在催化剂作用下,将平均相对分子质量为16的的混合气体充入一恒容密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅱ,已知反应Ⅱ的反应速率为速率常数,x为物质的量分数。

      ①当转化率达到60%时,反应达到平衡状态,这时的平均相对分子质量为23,若反应Ⅱ的 , 平衡时反应速率

      经验公式为 , 其中为活化能,T为热力学温度,k为速率常数,R和C为常数,则 (用含、T、R的代数式表示)。

      ③由实验测得,随着温度的逐渐升高,反应Ⅰ为主反应,平衡逆向移动平衡时混合气体的平均相对分子质量几乎又变回16,原因是

    3. (3) 其他条件相同时,反应温度对选择性的影响如图所示:

      由图可知,温度相同时选择性的实验值略高于其平衡值,可能的原因是

    4. (4) 利用甲醇分解制取烯烃,涉及反应如下。

      a. 

      b. 

      c. 

      恒压条件下,平衡体系中各物质的量分数随温度变化如图所示:

      已知时, , 平衡体系总压强为P,则反应c的平衡常数

  • 17. (2023·深圳模拟) 氧化法”和“光催化氧化法”常用于烟气脱硫、脱硝,对环境保护意义重大。回答下列问题:
    1. (1) Ⅰ.氧化法

      氧化烟气中的时,体系中存在以下反应:

      a)     

      b)    

      c)    

      根据盖斯定律,

    2. (2) 在密闭容器中充入 , 发生以下反应:

      d)    

      e)    

      不同压强(p)下,的平衡转化率随反应温度(T)的变化关系如下图所示:

      ①由图可知,0(填“大于”或“小于”下同),

      ②下列有关该反应体系的说法正确的是(填标号)。

      A.恒压下,混合气体的密度保持不变时,说明反应体系已达到平衡

      B.任意时刻,存在

      C.恒容下,升高温度,该体系中气体颜色变浅

      D.恒容下,增大的浓度,反应d、e的正反应速率均增大

      ③某温度下,平衡时的物质的量分数为 , 且的物质的量分数相等,此时mol。

    3. (3) Ⅱ.光催化氧化法

      光照条件下,催化剂表面产生电子()和空穴()。电子与作用生成离子自由基(),空穴与水电离出的作用生成羟基自由基(),分别与反应生成。变化过程如下图所示:

      一定范围内,NO脱除速率随烟气湿度的增大而增大,结合催化剂的作用机理,分析可能的原因

    4. (4) 已知该过程中生成的可继续与发生反应:;该反应可分两步进行,请补充反应ⅰ:

      ⅰ.

      ⅱ.

    5. (5) 理论上“光催化氧化法”中,消耗的与生成的的物质的量之比为
  • 18. (2023·达州模拟) 工业上常用甲烷和水蒸气催化重整制备H2 , 该工艺同时发生如下反应:

    反应Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1

    反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2

    1. (1) 反应Ⅰ和反应Ⅱ以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图甲所示,则ΔH1-ΔH20(填“>”“<”或“=”)。

    2. (2) 恒容密闭容器中,按质量比为8:9加入CH4和H2O,下列说法正确的是____。
      A . 达平衡时,CH4和H2O的转化率相等 B . 反应Ⅰ在低温时容易自发进行 C . 当压强不再发生改变时,反应Ⅰ和反应Ⅱ均达到了平衡 D . 单位时间内,若有2molH-O键断裂,同时有3molH-H键断裂,则反应Ⅰ处于平衡状态
    3. (3) 某科研小组研究了反应I的动力学,获得其速率方程v=k·cm(CH4)·cn(H2O),k为速率常数(只受温度影响),反应级数是反应的速率方程式中各反应物浓度的指数之和。在某温度下进行实验,测得各组分初始浓度和反应初始速率如下:

      实验序号

      1

      2

      3

      CH4浓度/mol·L-1

      0.1000

      0.2000

      0.2000

      H2O浓度/mol·L-1

      0.1000

      0.1000

      0.2000

      速率/mol·L-1·s-1

      3.75×10-4

      1.50×10-3

      3.00×10-3

      若某时刻,测得c(CH4)=0.4000mol·L-1 , c(H2O)=0.4000mol·L-1 , 则此时的反应速率v=

    4. (4) 在2.4MPa下,将CH4和H2O(g)按照1:3的比例通入反应器中。平衡时各组分的物质的量分数与温度的关系如图乙所示。

      ①600℃时,若经过tmin,反应达到平衡。该条件下,反应I的Kp=(MPa)2(列出计算式即可)。

      ②H2的含量在740℃左右出现峰值的原因为

    5. (5) 某工厂用电解原理除去H2中的杂质CH4、CO和CO2 , 其装置如图丙所示:

      ①CH4参与的电极反应为

      ②经测定,原料气中各气体的体积分数为:

      气体

      H2

      CH4

      CO

      CO2

      体积分数

      82%

      3%

      5%

      10%

      若电解过程中消耗了100m3的原料气,则可得到相同条件下纯净H2m3

  • 19. (2023·运城模拟) 加深对含氮氧化物的研究,有利于为环境污染提供有效决策。回答下列问题:
    1. (1) 已知:2NO(g) +O2(g)2NO2(g) ΔH1=-114 kJ·mol-1

      C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH2= - 393.5 kJ·mol-1

      2NO(g)N2(g)+O2(g) ΔH3=-181 kJ·mol -1

      C(s)与NO2(g)反应生成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式为;关于该可逆反应,改变下列条件,一段时间后,正反应速率增大的是 (填字母)。

      A.恒温下,缩小反应容器体积

      B.恒容下,降低反应温度

      C.恒温恒容下,通入一定量的N2

      D.恒温恒容下,将CO2移出容器

    2. (2) T ℃时,存在如下平衡:2NO2(g)N2O4(g)。该反应正、逆反应速率与NO2、N2O4的浓度关系为:v= kc2 (NO2),v=kc(N2O4) (k、k为速率常数,仅与温度有关),且lg v~lg c(NO2)与lg v~lg c(N2O4)的关系如图所示。

      ①表示v的直线是 (填“A”或“B")。

      ②T ℃时,该反应的平衡常数K=

      ③T ℃时,向刚性容器中充入一定量NO2 , 平衡后测得c(NO2)为0.1 mol·L-1 , 平衡时NO2的转化率为(保留一位小数)。平衡后v=(用含a的表达式表示)。

      ④上题③中的反应达到平衡后,其他条件不变,继续通定量入一的NO2 , NO2的平衡浓度将 (填“增大”“减小”或“不变”)。

    3. (3) 为减少汽车尾气中NOx的排放,某研究小组在实验室以耐高温催化剂催化NO转化为N2 , 测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。结合(1)中的反应,若不使用CO,温度超过775K,发现NO转化为N2的转化率降低,其可能的原因是;用平衡移动原理解释加入CO后,NO转化为N2的转化率增大的原因:。 

  • 20. (2023·安阳模拟) CO2与CH4均是温室气体,CO2与CH4催化重整受到越来越多的关注,它是有效应对全球气候变化的重要方法。
    1. (1) CO2与CH4经催化重整可制得合成气CO和H2 , 其反应原理为CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH=+120kJ·mol-1

      ①该反应在一定温度下能自发进行的原因为

      ②已知键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子所吸收的能量,上述反应中相关的化学键键能数据如下:

      化学键

      C-H     

      C≡O     

      H-H     

      键能/(kJ·mol-1)

      413

      1075

      436

      则CO2(g)=C(g)+2O(g) ΔH=kJ·mol-1

    2. (2)  催化重整涉及的反应如下:

      i.CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g)

      ii.H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) ΔH=+41.2kJ·mol-1

      若在恒温、恒容密闭容器中进行反应i、ii,下列事实能说明上述反应达到平衡状态的是____ (填字母)。

      A . 相同时间内形成C-H键和H-H键的数目之比为2:1 B . 体系内n(H2)/n(CO)保持不变 C . 体系内各物质的浓度保持不变 D . 体系内混合气体的密度保持不变
    3. (3) 在总压为24p0的恒压密闭容器中,起始时通入n(CH4):n(CO2)=1:1的混合气体,在一定温度下发生反应i、ii,测得CH4、CO2的平衡转化率分别为20%和40%。

      ①平衡时容器的体积是起始时的倍。

      ②该温度下反应i的压强平衡常数Kp=(Kp为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。

      ③维持其他因素不变,若向平衡体系中通入一定量的N2(N2不参与反应),再次平衡后CH4的转化率 (填“增大”“减小”“不变”或“无法判断”,下同),

    4. (4) 光催化甲烷重整技术也是研究热点。以Rh/SrTiO3为光催化剂,光照时,价带失去电子并产生空穴(h+ , 具有强氧化性),CO2在导带获得电子生成CO和O2- , 价带上CH4直接转化为CO和H2 , 反应机理如图所示:

      在Rh表面,每生成1molCO,则价带产生的空穴(h+)数为NA;价带上的电极反应式可表示为

  • 21. (2023·邢台模拟) 氨是化肥工业和有机化工的主要原料,历史上在合成氨的理论可行性、工业化及机理等方面的研究上产生过三位诺贝尔奖得主。回答下列问题:
    1. (1) 科学家基于不同的催化体系提出了相应的反应机理。

      ①基于铁催化体系(添加了氧化铝和氧化钾)的反应机理及能量变化如图所示,据此计算反应的ΔΗ=

      ②中科院大连化学物理研究所科研团队构筑了“过渡金属—LiH”双活性中心催化体系,显著提高了传统金属催化剂在温和条件下的合成氨性能,其反应过程分为以下三步(*表示催化剂的活性位点),据此写出Ⅱ的化学方程式。

      I.;Ⅱ.;Ⅲ.

    2. (2) 研究表明,反应在不同压强(p)和氮氢比[]下,平衡体系中氨的体积分数[]随温度(T)的变化曲线如图所示。

      ①a点对应的转化率:(填“>”“<”或“=”,下同);

      ②c点对应的小于a点对应的 , 解释其原因为

      ③a、b、e三点对应的压强平衡常数()的大小关系为;a点对应的压强平衡常数(用体系中各气体的分压来表示,分压=总压×物质的量分数)

    3. (3) 合成氨动力学研究表明,反应达到平衡时,正反应的速率方程为。已知:为速率常数。据此计算,中β=;γ=
  • 22. (2023·益阳模拟) 二氧化碳是地球上取之不尽用之不竭的碳源,捕集、利用二氧化碳始终是科学研究的热点,回答下列问题:
    1. (1) I.乙醇胺是重要的吸收剂,其吸收的原理可能如下:

      乙醇胺

      的电子式为

    2. (2) 已知A能够水解,且能与发生反应。反应①的化学方程式为
    3. (3) 用一定浓度的乙醇胺溶液吸收模拟烟气中的 , 将烟气流量分别定为进行吸收实验,脱除率随时间变化如图1所示,相同时间内脱除率随气流增大而降低的原因是

    4. (4) II.制取C的太阳能工艺如图2所示。

       “重整系统”发生反应的化学反应方程式为

    5. (5) III.探究利用合成的相关反应有:

        

      ΔH2

      已知键能如表所示:

      化学键

      键能

      745

      351

      436

      414

      347

      460

      =

    6. (6) 一定条件下,向体积的恒容密闭容器中通入发生上述反应,达到平衡时,容器中 , 反应①的平衡常数(用含a、b、V的代数式表示)。
    7. (7) IV.利用1-氨基吡啶硝酸盐在电化学条件下,可以实现直接从空气中捕获与再释放。原理如图3所示。

      通电时,阳极有机产物是(填结构简式)。

  • 23. (2023·蚌埠模拟) 能源的合理开发和利用,低碳减排是人类正在努力解决的大问题。2023 年2月21日,中国气候变化特使谢振华获得首届诺贝尔可持续发展特别贡献奖,以表彰他在全球生态保护中做出的贡献
    1. (1) 在298K、100kPa时,已知:

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

      H2(g) +O2(g)=H2O(1) ΔH2= -285.8 kJ· mol-1

      2C2H2(g) +5O2 (g)= 4CO2(g) +2H2O(1) ΔH3= -2599.0 kJ·mol-1

      在298K时由C(s,石墨)和H2(g)反应生成1 mol C2H2(g) 的热化学方程式为

    2. (2) 在固相催化剂作用下CO2加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:

      主反应:CO2(g) +4H2(g) CH4(g) +2H2O(g) ΔH1=-156.9kJ· mol-1

      副反应:CO2(g) +H2(g) CO(g) + H2O(g) ΔH2= +41.1 kJ·mol -1

      工业合成甲烷通常控制温度为500℃左右,其主要原因为

    3. (3) 向密闭容器中充入一定量的CH4(g)和NO(g) ,保持总压为100kPa发生反应:

      CH4(g) +4NO(g) 2N2(g) +CO2(g) +2H2O(g) ΔH <0。

      =1时,NO的平衡转化率~;T2时NO平衡转化率~的关系如图

      ①能表示此反应已经达到平衡的是

      A.气体总体积保持不变

      B.混合气体的平均相对分子质量保持不变

      C. 不再变化

      ②表示T2时NO平衡转化率~的关系是(填“I”或“II”),T1T2(填“>”或“<”)。

      ③在=1、T2时,CH4的平衡分压为 。已知:该反应的标准平衡常数  , 其中=100 kPa,p(CH4)、p(NO)、p(CO)2、 p(N2)和p( H2O)为各组分的平衡分压,则该温度下 =。(分压=总压 ×物质的量分数。计算结果用分数表示)。

  • 24. (2023·怀仁模拟) 全球大气CO2浓度升高对人类生产、生活产生了影响,碳及其化合物的资源化利用成为研究热点。回答下列问题:
    1. (1) 已知25℃时,大气中的CO2溶于水存在以下过程

      ①CO2(g)CO2(aq)

      ②CO2(aq)+H2O(1)H+(ag)+HCO(aq)    K

      过程①的ΔH0(填“>”“<”或“=”)。溶液中CO2的浓度与其在大气中的分压(分压=总压×物质的量分数)成正比,比例系数为ymol·L-1·kPa-1。当大气压强为pkPa,大气中CO2(g)的物质的量分数为x时,溶液中H+的浓度为mol·L-1(忽略HCO和水的电离)。

    2. (2) 焦炭与水蒸气可在高温下反应制H2

      反应I:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH1=+131.3kJ·mol-1 K1

      反应II:C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g) ΔH2=+90.3kJ·mol-1 K2

      反应III:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.0kJ·mol-1 K3

      上述反应的化学平衡常数随温度变化的关系如图所示,表示K1、K2、K3的曲线分别是c、

      ②研究表明,反应III的速率方程为v=k[x(CO)·x(H2O)-],x表示相应气体的物质的量分数,Kp为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算),k为反应的速率常数,随温度升高而增大。在气体物质的量分数和催化剂一定的情况下,反应速率随温度的变化如图所示。根据速率方程分析T>Tm时,v逐渐下降的原因是

    3. (3) 甲烷干法重整制H2同时存在如下反应:

      主反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1

      副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2

      温度为T℃,压强为p0的恒压密闭容器中,通入2molCH4和1molCO2发生上述反应。平衡时H2O(g)的分压为p1 , 甲烷的转化率为40%。

      ①下列说法正确的是(填标号)

      A.ΔH1和ΔH2不变,说明反应达到平衡状态

      B.相同条件下,主反应的速率大于副反应,说明主反应的活化能小

      C.选用合适的催化剂可以提高主反应的选择性,增大甲烷的平衡转化率

      D.平衡后,若增大压强,主反应平衡逆向移动,副反应平衡不移动

      ②平衡时混合气体的总物质的量为mol,H2(g)的分压是(用含p0和p1的计算式表示)。

    4. (4) 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)。

  • 25. (2023·福州模拟) 常用作脱硝催化剂,采用共沉淀法等比掺入金属后,催化剂的脱硝性能及抗硫中毒性能会发生改变。烟气脱硝主要副产物为 , 主反应如下:

    反应I:

    反应II:

    1. (1) 已知:。则
    2. (2) 某条件下对于反应I, , k、k为速率常数。升高温度时,k增大m倍,k增大n倍,则m n(填“>”“<”或“=”)。
    3. (3) 将模拟烟气按一定流速通到催化剂表面,不同温度下气体出口处测定相关物质浓度,得出NO的转化率、的选择性、的生成量随温度变化关系如下图。

      ①选择时,温度高于260℃时NO转化率下降的原因为

      ②综合分析,该脱硝过程应选择的最佳催化剂中M为

      ③选用合适的催化剂还能抑制催化剂表面出现NH4HSO4结晶现象,结晶会导致

    4. (4) 273℃,P0kPa下,向恒温恒压密闭的容器中(假设仅发生反应I、II)通入4molNH3、4molNO、2molO2。

      ①下列选项不能说明反应I、Ⅱ均达到化学平衡状态的是

      A.混合气体的平均摩尔质量保持不变        B.n(NH3)∶n(NO)保持不变

      C.有1molN-H键断裂的同时,有键断裂    D.NO的分压保持不变

      ②达到平衡后测定O2转化率为30%,体系中NH3为1.2mol。则NO的转化率为,反应I的Kp=(写出计算式即可)(分压=总压×物质的量分数)。

  • 26. (2023·乌鲁木齐模拟) 减少CO2排放并实现CO2的有效转化已成为科研工作者的研究热点。根据以下几种常见的CO2转化方法,回答下列问题:

    1. (1) I.研究表明,利用如图所示的原理,可以将CO2转化为炭黑。

      该过程的能量转化形式为,在整个过程中, FeO 的作用是

    2. (2) 已知:①2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g) ΔH1=akJmol

      ②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=bkJ/mol

      则过程1的热化学方程式为

      II.以氧化铟(In2O3)作催化剂,采用“CO2催化加氢制甲醇”方法将CO2资源化利用。反应历程如下:

      i.催化剂活化: In2O3( 无活性) In2O3-x(有活性) ;

      ii.CO2与H2在活化的催化剂表面同时发生如下反应:

      反应①: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3主反应

      反应②: CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH4副反应

    3. (3) 某温度下,在恒容密闭反应器中,下列能说明反应①达到平衡状态的是____ (填编号 )。
      A . 混合气体的密度不再变化 B . CH3OH的分压保持不变 C . v(H2):v(CH3OH)=3:1 D . CO2、H2、CH3OH和H2O的浓度之比为1:3:1:1
    4. (4) 增大CO2和H2混合气体的流速,可减少产物中H2O(g) 的积累,从而减少催化剂的失活,请用化学方程式表示催化剂失活的原因:
    5. (5) ii中反应①、②的lnK(K代表化学平衡常数)随 ×103 (T代表温度)的变化如图所示。

      a.升高温度,反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的化学平衡常数K (填“增大” “减小”或“不变”)。

      b.恒温恒压密闭容器中,加入2molCO2和4molH2 , 只发生反应①和反应②,初始压强为P0。 在230℃以上,升高温度,CO2 的平衡转化率增大,但甲醇的产率降低,可能原因是 。在300℃发生反应,反应达到平衡时,CO2的转化率为50%,容器体积减小20%,则反应②用平衡分压表示的平衡常数Kp= ( 保留两位有效数字)。

  • 27. (2023·崇明模拟)               
    1. (1) Ⅰ.科学家对汽车尾气进行无害化处理反应为:2CO + 2NO2CO2 + N2。一定条件下,在L密闭容器中充入mol CO和mol NO,一段时间后测得CO、CO2浓度随时间变化如图1所示,CO的平衡转化率与温度、起始投料比m的关系如图2所示,图中起始投料比 , 完成问题:

      该反应的化学平衡常数表达式是。根据图1,用N2表示该反应达平衡过程中的平均反应速率是mol/(L·min)。

    2. (2) 已知:反应2CO(g) + 2NO(g)2CO2(g) + N2(g)中,每生成14克N2时放出373.23kJ热量,试写出上述反应的热化学方程式:
    3. (3) 该反应的正反应是反应(填“吸热”或“放热”)。图2中a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc相对大小关系是
    4. (4) 写出一条结论,可表明该反应已经达到平衡状态
    5. (5) 下列关于该可逆反应的说法错误的是(单选题)

      a.其他条件不变,若充入N2 , 达到新平衡时,均增大

      b.加入催化剂可提高NO的平衡转化率

      c.若适当增大压强,则平衡正向移动

      d.其他条件不变,若容器体积扩大一倍,达到新平衡时,c(N2)小于原来的一半

    6. (6) Ⅱ.研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了验证催化剂比表面积对反应速率的影响规律,在温度为T0时,某同学设计了以下实验:

      实验编号

      T(K)

      NO的初始浓()

      CO的初始浓度 ()

      催化剂的比表面积 ()

      I

      T0

      75

      II

      T0

      50

      在图3中画出表中实验II条件下混合气体中NO的浓度随时间变化的曲线。

  • 28. (2023·房山模拟) 氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
    1. (1) Ⅰ.制取氢气

      甲醇和水蒸气制取氢气的过程中有下列反应:

         kJ·mol

         kJ·mol

      写出以甲醇为原料制取氢气的热化学方程式

    2. (2) 理论上,能提高平衡产率的措施有(写出一条即可)。
    3. (3) Ⅱ.储存氢气

      硼氢化钠()是研究最广泛的储氢材料之一

      已知:

      i.B的电负性为2.0,H的电负性为2.1

      ii.25℃下在水中的溶解度为55 g,在水中的溶解度为0.28 g

      在配制溶液时,为了防止发生水解反应,可以加入少量的(填写化学式)。

    4. (4) 向水溶液中加入催化剂Ru/NGR后,能够迅速反应,生成偏硼酸钠()和氢气。写出该反应的化学方程式
    5. (5) 在研究浓度对催化剂Ru/NGR活性的影响时,发现B点后(见图1)增加的浓度,制氢速率反而下降,推断可能的原因是

    6. (6) 用惰性电极电解溶液可制得 , 实现物质的循环使用,制备装置如图2所示。

      ①钛电极的电极反应式是

      ②电解过程中,阴极区溶液pH(填“增大”“减小”或“不变”)

  • 29. (2023·沈阳模拟) 我国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。的综合利用是实现碳中和的措施之一。
    1. (1) 生产尿素:

      ①尿素的合成分两步进行:

      a.    

      b.    

      则总反应的ΔH=

      ②如图为时,温度对的转化率的影响。解释温度升高的平衡转化率增大的原因:

    2. (2) 已知制备甲醇的有关化学反应如下:

      ①甲醇还可以与乙酸反应制香料,反应方程式为 , 制香料反应的平衡常数K的表达式为

      ②850℃时,反应的平衡常数K=160,在密闭容器中进行该反应,开始时只加入 , 反应10min后测得各组分的浓度如下表。比较正、逆反应的速率的大小:v(正) v(逆)(填“>”“<”或“=”)。

      物质

      浓度/()

      0.2

      0.2

      0.4

      0.4

    3. (3) 一定温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中加入4mol CO(g)和4mol (g)发生反应 , 测得CO(g)和(g)的物质的量随时间的变化如图所示:

      ①从反应开始至达到化学平衡时,以表示的平均化学反应速率为

      ②若该反应的正、逆反应速率分别可表示为分别为正、逆反应速率常数, A、B两点对应的时刻,该反应的正反应速率之比

      ③若平衡时总压强为pkPa,用平衡分压代替其平衡浓度表示的化学平衡常数 [已知:气体分压()=气体总压()×该气体的体积分数]。

  • 30. (2023·太原模拟) 运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义。请回答下列问题,
    1. (1) 生成氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)+H2O(g)⇌H2(g)+CO(g)    ΔH= +131.3 kJ·mol-1 , ΔS = +133.7 J·mol-1·K-1 ,该反应在低温下(“能”或“不能”)自发进行。
    2. (2) 已知在T ℃时,反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的平衡常数K = 0.5,相关化学键键能数据如表:

      化学键

      N≡N

      H-H

      N-H

      键能/(kJ·mol-1)

      946

      436

      390.8

      ①T℃时, 2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)的ΔH =。 

      ②T℃时,在1L密闭容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为4 mol 、2 mol 、4 mol,则此时反应v(N2)v(N2)(填“>”“<”“=”或“不能确定” )。

    3. (3) 近期,我国科学家为了解决合成氨反应速率和平衡产率的矛盾,选择使用Fe-TiO2-xHy双催化剂,通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时,Fe的温度为547℃,而TiO2-xHy的温度为415℃)。结合图示解释该双催化剂的工作原理

    4. (4) 已知合成氨反应的速率方程为:v= kcα(N2)cβ( H2)c-1(NH3) ,k为反应速率常数。在合成氨过程中,需要不断分离出氨,该操作的目的是
    5. (5) 以氨为原料生产尿素的方程式为2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(1)+H2O(g)。

      ①为进一步提高NH3的平衡转化率,下列措施能达到目的的是(填字母)。 

      A.增大CO2的浓度            B.增大压强

      C.及时转移生成的尿素        D.使用更高效的催化剂

      ②尿素的合成分两步进行:

      a.2NH3(g)+CO2(g)⇌NH2COONH4 (1) ΔH =-117 kJ/mol

      b.NH2COONH4(1)⇌CO(NH2)2(1)+H2O(g)   ΔH = +15 kJ/mol,

      第一步反应速率快,可判断活化能较大的是 (填“第一步”或“第二步”)。

      ③某实验小组为了模拟工业合成尿素,在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的CO2和NH3发生反应: 2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(1)+H2O(g),反应过程中NH3的体积分数如图所示。实验测得体系平衡时的压强为10MPa,计算该反应的平衡常数(MPa)-2(已知:分压=总压 ×体积分数)。

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