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試卷第=page11頁,共=sectionpages33頁試卷第=page11頁,共=sectionpages33頁高三化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí)題—化學(xué)反應(yīng)原理綜合題1.(2023·云南·校聯(lián)考二模)合成氨工業(yè)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展具有里程碑式的意義,目前已有三位科學(xué)家因其獲得諾貝爾獎(jiǎng)。其反應(yīng)為N2(B)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1,生產(chǎn)流程如圖所示:
(1)關(guān)于合成氨工業(yè)流程,下列說法正確的是_______(填標(biāo)號(hào))。A.反應(yīng)過程中,放出的熱量為92.4kJ時(shí),反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)B.加壓能提高N2的平衡轉(zhuǎn)化率,但降低反應(yīng)速率C.鐵觸媒能提高N2的平衡轉(zhuǎn)化率D.冷卻能提高N2的平衡轉(zhuǎn)化率E.熱交換能充分利用反應(yīng)熱,提高反應(yīng)速率(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)定不同條件下,平衡時(shí)氨氣的含量與起始?xì)涞戎g的關(guān)系如圖所示:
①T0_______420°C(填“>”“<”或“=”),a、b、c、d對(duì)應(yīng)平衡常數(shù)最大的點(diǎn)是_______。②350°C時(shí),該反應(yīng)的Kp=_______。(3)可用作合成氨的催化劑有很多,該反應(yīng)在催化劑LaCoSi作用下的化學(xué)吸附及初步表面反應(yīng)歷程如圖所示:
注:方框內(nèi)包含微粒種類及個(gè)數(shù)、微粒的相對(duì)總能量(括號(hào)里數(shù)字的單位:eV)。其中,TS表示過渡態(tài),*表示吸附態(tài)。①請(qǐng)寫出N2參與化學(xué)吸附的反應(yīng)方程式:_______。②以上歷程須克服的最大勢(shì)壘為_______kJ/mol(列出計(jì)算式即可)。(已知:1eV=1.6×10-22kJ)(4)釕系催化劑是目前合成氨最先進(jìn)的催化劑,一種釕的化合物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶胞中與Ba2+等距最近的O2-有_______個(gè),若該晶胞邊長(zhǎng)為apm,該晶體的密度為_______g·cm-3(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。
2.(2023·湖北·校聯(lián)考二模)為促進(jìn)碳中和,科研工作者利用化學(xué)鏈技術(shù)將CO2轉(zhuǎn)化為燃料CO,回答下列問題:(1)化學(xué)鏈技術(shù)分為兩個(gè)過程:過程一:還原器中,低價(jià)態(tài)金屬氧化物(FeO,Ce2O3、NbO2)載氧體將CO2,還原為CO,選用FeO作還原劑時(shí),可能發(fā)生的反應(yīng)有:反應(yīng)I:3FeO(s)+CO2(g)=Fe3O4(s)+CO(g)ΔH1=-9.8kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ:6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s)ΔH2=-189.0kJ·mol-1反應(yīng)Ⅲ:C(s)+CO2(g)=2CO(g)ΔH3根據(jù)蓋斯定理,計(jì)算ΔH3=___________kJ·mol-1。過程二:再生反應(yīng)器中,可能發(fā)生以下兩種路徑(僅表示轉(zhuǎn)化過程):直接再生:MOy→MOx+O2間接再生:MOy+C→MOx+CO壓強(qiáng)101kPa下,不同金屬氧化物直接再生路徑和間接再生路徑的ΔG隨溫度變化如圖1和圖2所示,則在研究溫度內(nèi),直接再生路徑不可行的主要原因是___________。
(2)間接再生時(shí),化學(xué)平衡常數(shù)隨溫度變化見圖3,則間接再生反應(yīng)均為___________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),根據(jù)圖3,化學(xué)鏈技術(shù)將CO2還原為CO的最優(yōu)載氧體系為Fe3O4/FeO,其主要原因是___________。
(3)為確定過程一的最佳反應(yīng)溫度,在還原器中按n(FeO):n(CO2)=3:1投料,達(dá)平衡時(shí)各組分的物質(zhì)的量如圖4所示。
①結(jié)合(1)中過程一的反應(yīng)分析,800℃之前,n(CO))隨溫度升高而增大的原因是_____________。②800℃之后的高溫條件下,n(CO2)和n(CO)趨于穩(wěn)定,說明溫度對(duì)反應(yīng)I、Ⅱ、Ⅲ的平衡影響不大,但n(FeO)仍在增大,則主要發(fā)生的化學(xué)方程式為___________。③800℃達(dá)平衡時(shí),容器內(nèi)總壓為pkPa.n(CO2)=0.66mol。n(CO)=0.33mol,則消碳反應(yīng)C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常數(shù)Kp=___________kPa(以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。3.(2023·福建龍巖·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))將CO2轉(zhuǎn)化為高附加值的化學(xué)品或液體燃料是CO2資源化利用的有效方法,其中轉(zhuǎn)換為甲醇是最可能的利用路徑,主要涉及反應(yīng)如下(其他副反應(yīng)忽略不計(jì)):反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2請(qǐng)回答下列問題:(1)已知H2的燃燒熱ΔH=akJ·mol?1和CO的燃燒熱ΔH=bkJ·mol?1,水的汽化熱(1molH2O從液體汽化為氣體所需要吸收的熱量)為ckJ·mol?1,則ΔH2=___________(用含a、b、c的代數(shù)式表示)。(2)若在恒溫恒壓條件下進(jìn)行上述反應(yīng),下列說法正確的是___________。A.起始?jí)簭?qiáng)越大,平衡時(shí)的值越大B.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),v正(CO2)>v逆(CH3OH)C.當(dāng)n(CO):n(H2O)不變時(shí),反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ均處于平衡狀態(tài)D.向平衡體系中充入少量惰性氣體,甲醇平衡產(chǎn)率不變(3)以n(CO2)=1mol、n(H2)=3mol為初始量,進(jìn)行上述反應(yīng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率(X-CO2)、CH3OH的選擇性(S-CH3OH)隨溫度、壓強(qiáng)變化如圖所示:已知:①ΔH1___________ΔH2(填“>”“<”或“=”),原因是___________。②p1___________p2(填“>”“<”或“=”)。③在溫度為T,壓強(qiáng)為p1(單位為kPa)時(shí),經(jīng)10min反應(yīng)達(dá)到平衡。(i)H2的平衡轉(zhuǎn)化率為___________;(ii)反應(yīng)Ⅱ的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=___________(列出數(shù)字運(yùn)算表達(dá)式即可);(iii)計(jì)算0~10min之間,CO2分壓的平均變化速率為___________kPa·min-1(用含p1的代數(shù)式表示)。4.(2023·山西·統(tǒng)考二模)我省作為煤炭大省,為全國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。但是直接將煤炭用作燃料不僅浪費(fèi)資源,還會(huì)污染環(huán)境,因此如何對(duì)煤炭資源綜合利用提高附加值成為我省經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展亟待解決的問題。煤的間接液化是先把煤轉(zhuǎn)化為CO、CO2和H2,再在催化劑作用下合成化工產(chǎn)品。(1)已知反應(yīng):①②③則反應(yīng)③的_______。(2)已知:在一定條件下可發(fā)生反應(yīng):①以下措施能使反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率都增大的_______(填字母)。A.壓縮體積
B.升高溫度
C.恒容充入氦氣
D.恒容移走甲醇
E.恒容充入②催化劑并不是所有部位都有催化作用,真正起催化作用的那些部位稱為活性點(diǎn)位,也稱活性中心。在催化合成甲醇時(shí)必須控制氫碳比在一定區(qū)間內(nèi),若不變,過多時(shí),反應(yīng)速率會(huì)減慢,可能的原因是_______。③若將一定比例的和在裝有催化劑的反應(yīng)器中反應(yīng)12小時(shí),體系中產(chǎn)率隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。之后,產(chǎn)率隨溫度升高而減小的原因除平衡逆向移動(dòng)外還可能是_______。(3)在一定溫度下,向體積固定的密閉容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g),起始?jí)簭?qiáng)為0.2MPa,只發(fā)生下列反應(yīng):Ⅰ.Ⅱ.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),H2O(g)的轉(zhuǎn)化率為50%,CO的物質(zhì)的量為0.1mol。此時(shí),整個(gè)體系_______(填“吸收”或“放出”)熱量,反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kp=_______MPa(以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。5.(2023·山東青島·統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè))丙烯廣泛用以生產(chǎn)多種重要有機(jī)化工原料、生成合成樹脂、合成橡膠及多種精細(xì)化學(xué)品等。反應(yīng)Ⅰ:甲醇醚化反應(yīng)(DME)2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1反應(yīng)Ⅱ:含氧化合物制丙烯(OTP)CH3OH(g)+CH3OCH3(g)CH2=CHCH3(g)+2H2O(g)△H2反應(yīng)Ⅲ:3CH3OH(g)CH2=CHCH3(g)+3H2O(g)△H3回答下面問題:(1)已知:CH3OH(g)、CH3OCH3(g)的燃燒熱分別是-761.5kJ/mol、-1455.2kJ/mol,且H2O(g)H2O(l)△H=-44.0kJ/mol,則△H1=_______kJ/mol。(2)選定催化劑后,測(cè)得平衡時(shí)的甲醇轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示。經(jīng)研究產(chǎn)物的經(jīng)典色譜圖發(fā)現(xiàn)該過程主要存在的副反應(yīng)為2CH3OH(g)CH2=CH2(g)+2H2O(g)△H<0,工業(yè)上生產(chǎn)二甲醚通常在270℃到300℃,高于330℃后,甲醇的轉(zhuǎn)化率下降。根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理分析其原因可能是_______;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率變化分析其原因可能是_______。(3)在恒容密閉容器中通入甲醇,初始?jí)簭?qiáng)為p0MPa,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)壓強(qiáng)為p1MPa,則平衡體系中丙烯的體積分?jǐn)?shù)為_______(用含p0、p1的式子表示,下同)若平衡時(shí)甲醇的轉(zhuǎn)化率為50%,則反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kx=_______。(4)該過程也會(huì)有芳香烴等副產(chǎn)品,其中丙烯和芳香烴選擇性與不同溫度下反應(yīng)Ⅰ進(jìn)行程度的關(guān)系如圖所示,要提高丙烯的選擇性,可采取的措施是_______,理由_______。6.(2023·廣東梅州·統(tǒng)考二模)除去廢水中Cr(Ⅵ)的方法有多種。請(qǐng)按要求回答下列問題。(1)室溫下,含Cr(Ⅵ)的微粒在水溶液中存在如下平衡:
①室溫下,反應(yīng)的________(用含、或的代數(shù)式表示)。②基態(tài)核外電子排布式為________。③室溫下,初始濃度為的溶液中隨的變化如圖所示。根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)的_________,下列關(guān)于該反應(yīng)的說法不正確的是_________。A.加水稀釋,平衡右移,K值增大B.若達(dá)到A點(diǎn)的時(shí)間為,則C.若升高溫度,溶液中的平衡轉(zhuǎn)化率減小,則該反應(yīng)的(2)與熟石灰除Cr(VI)法:向酸性廢水中加入,再加入熟石灰,使沉淀。①實(shí)驗(yàn)中的作用是________。②Cr(Ⅲ)在水溶液中的存在形態(tài)分布如圖所示。當(dāng)時(shí),Cr(Ⅲ)去除率下降的原因可用離子方程式表示為_________。(3)微生物法:①用硫酸鹽還原菌(SRB)處理含Cr(Ⅵ)廢水時(shí),Cr(Ⅵ)去除率隨溫度的變化如圖所示。時(shí),Cr(Ⅵ)的去除率很低的原因是____________。②水體中,F(xiàn)e合金在SRB存在條件下腐蝕的機(jī)理如圖所示。Fe腐蝕后生成FeS的過程可描述為:Fe失去電子轉(zhuǎn)化為,得到電子轉(zhuǎn)化為H,________。(4)可用電解法將廢水中鉻酸鉀溶液制成重鉻酸鉀,其工作原理如圖所示:①該制備過程總反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。②電解一段時(shí)間后,陽極區(qū)溶液中的物質(zhì)的量由變成,則生成的重鉻酸鉀的物質(zhì)的量為___________。7.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))乙烯的產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志,乙烯作為現(xiàn)代有機(jī)合成的重要原料,研究其合成方法受到科學(xué)家的青睞。回答下列問題:(1)乙烷裂解法298K時(shí),乙烷的裂解反應(yīng)歷程如圖1,可能發(fā)生反應(yīng)的平衡常數(shù)的對(duì)數(shù)值(lgK)與溫度的倒數(shù)()的關(guān)系如圖2。①圖1反應(yīng)的決速步驟是___________(填“反應(yīng)a”或“反應(yīng)b”),寫出乙烷裂解制乙烯的熱化學(xué)方程式___________。②工業(yè)上一般選擇溫度在1000K左右,可能的原因是___________。(2)催化加氫法反應(yīng)原理為
。向2L的恒容密閉容器中加入1mol和3mol,在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng),測(cè)得平衡時(shí)體系中各氣體的物質(zhì)的量隨溫度的變化關(guān)系如圖3所示。①圖中曲線代表乙烯的物質(zhì)的量隨溫度的變化關(guān)系的是___________(填字母)。②下列說法正確的是___________(填標(biāo)號(hào))。A.使用催化劑,可降低反應(yīng)的活化能,加快反應(yīng)速率,提高平衡產(chǎn)率B.其他條件不變時(shí),若擴(kuò)大容器容積,則平衡逆向移動(dòng),減小,增大C.若容器內(nèi)混合氣體的密度不再隨時(shí)間改變時(shí),說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)D.保持溫度不變,再通入3mol,達(dá)到平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率增大,平衡常數(shù)K保持不變③時(shí),化學(xué)平衡常數(shù)K=___________,的平衡轉(zhuǎn)化率為___________%。(3)柴油裂解法實(shí)驗(yàn)測(cè)得柴油裂解得到乙烯和丙烯的收率與溫度、柴油在裂解設(shè)備內(nèi)的停留時(shí)間的關(guān)系如圖4所示。工業(yè)上應(yīng)選擇的溫度和停留時(shí)間分別為___________K和___________s。8.(2023·河北保定·統(tǒng)考一模)我國(guó)要在2060年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo),的資源化對(duì)于實(shí)現(xiàn)碳中和具有重要意義。回答下列問題:(1)與重整生成和CO的反應(yīng)為
kJ?mol①已知物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱(kJ?mol)-285.8-283.0則表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_______。②在恒溫恒容裝置中通入等體積和,發(fā)生上述反應(yīng),起始?jí)簭?qiáng)為p,的平衡轉(zhuǎn)化率為α,達(dá)平衡時(shí),容器內(nèi)總壓強(qiáng)為_______,該反應(yīng)的平衡常數(shù)_______(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(2)利用和合成乙烯:
。①上述反應(yīng)的Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖中曲線a所示,已知Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式(為活化能,k為速率常數(shù),R和C為常數(shù))。反應(yīng)的活化能_______kJ?mol。當(dāng)改變外界條件時(shí),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖中曲線b所示,則實(shí)驗(yàn)可能改變的外界條件是_______。②在恒容密閉容器中,起始?jí)簭?qiáng)相同,反應(yīng)溫度、投料比對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響如圖所示。則_______0(填“>”或“<”,下同);a_______3;M、N兩點(diǎn)的反應(yīng)速率_______。③常壓某溫度下,按(總物質(zhì)的量為4amol)的投料比充入密閉容器中發(fā)生反應(yīng)。隨時(shí)間(t)的變化趨勢(shì)如圖中曲線A所示。其它條件相同,若將容器的體積改為原來的一半,時(shí)刻隨時(shí)間(t)的變化趨勢(shì)曲線為_______(填B、C或D)。9.(2023·河北邢臺(tái)·統(tǒng)考一模)氨是化肥工業(yè)和有機(jī)化工的主要原料,歷史上在合成氨的理論可行性、工業(yè)化及機(jī)理等方面的研究上產(chǎn)生過三位諾貝爾獎(jiǎng)得主?;卮鹣铝袉栴}:(1)科學(xué)家基于不同的催化體系提出了相應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理。①基于鐵催化體系(添加了氧化鋁和氧化鉀)的反應(yīng)機(jī)理及能量變化如圖所示,據(jù)此計(jì)算反應(yīng)的ΔΗ=___________。②中科院大連化學(xué)物理研究所科研團(tuán)隊(duì)構(gòu)筑了“過渡金屬—LiH”雙活性中心催化體系,顯著提高了傳統(tǒng)金屬催化劑在溫和條件下的合成氨性能,其反應(yīng)過程分為以下三步(*表示催化劑的活性位點(diǎn)),據(jù)此寫出Ⅱ的化學(xué)方程式。I.;Ⅱ.___________;Ⅲ.。(2)研究表明,反應(yīng)在不同壓強(qiáng)(p)和氮?dú)浔萚]下,平衡體系中氨的體積分?jǐn)?shù)[]隨溫度(T)的變化曲線如圖所示。①a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)化率:___________(填“>”“<”或“=”,下同);___________。②c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的小于a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的,解釋其原因?yàn)開__________。③a、b、e三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)(、和)的大小關(guān)系為___________;a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)___________(用體系中各氣體的分壓來表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))(3)合成氨動(dòng)力學(xué)研究表明,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),正反應(yīng)的速率方程為。已知:,、為速率常數(shù)。據(jù)此計(jì)算,中β=___________;γ=___________。10.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))二氧化碳的資源化利用是科學(xué)家研究的重要課題?;卮鹣铝袉栴}:(1)用化加氫可以制取乙烯:①已知與該反應(yīng)相關(guān)的鍵能數(shù)據(jù)如表所示:化學(xué)鍵C=OH-HC=CC-HH-O鍵能/()803764414464則表中H-H鍵的鍵能數(shù)據(jù)為___________。②在恒容密閉容器中,反應(yīng)溫度、投料比對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響如圖1所示,則a___________(填“>”“<”或“=”)3;M、N兩點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù):___________(填“>”“<”或“=”),判斷的理由是___________。(2)與還可合成,涉及的主要反應(yīng)如下:反應(yīng)1:
反應(yīng)2:
①下列措施中,既能提高二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率又能提高選擇性的是___________(填字母)。A.加壓
B.降溫
C.及時(shí)移走甲醇
D.使用合適的催化劑②當(dāng)起始投料比時(shí),在不同條件下只發(fā)生反應(yīng)1且達(dá)到平衡,設(shè)體系中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為,T=250℃時(shí)隨壓強(qiáng)(p)的變化關(guān)系及在時(shí)隨溫度(T)的變化關(guān)系如圖2所示。a.圖中對(duì)應(yīng)等壓過程的曲線是___________(填“m”或“n”),判斷的理由是___________。b.當(dāng)T=250℃、時(shí),的平衡轉(zhuǎn)化率α=___________(結(jié)果精確到0.1%),此條件下該反應(yīng)的___________(結(jié)果保留3位有效數(shù)字,對(duì)于氣相反應(yīng),可以用分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。11.(2023·新疆阿勒泰·統(tǒng)考二模)二十大提出“堅(jiān)持精準(zhǔn)治污、科學(xué)治污、依法治污,持續(xù)深入打好藍(lán)天碧水凈土保衛(wèi)戰(zhàn)”。利用反應(yīng)2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g),可有效減少汽車尾氣污染物的排放。(1)已知該反應(yīng)的ΔH=-620.9kJ·mol-1,逆反應(yīng)活化能為akJ·mol-1,則其正反應(yīng)活化能為_________kJ·mol-1。(2)在一定溫度下,向恒容容器中通入等物質(zhì)的量的NO和CO氣體,測(cè)得容器中壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化關(guān)系如下表所示:t/min012345p/kPa400370346330320320①反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=__(Kp為用分壓代替濃度計(jì)算的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。②實(shí)驗(yàn)測(cè)得該反應(yīng)的速率v正=k正·p2(CO)·p2(NO),v逆=k逆·p(N2)·p2(CO2),k正與k逆僅與溫度有關(guān)。則平衡時(shí)k正_________k逆(填“>”“<”或“=”,下同)。達(dá)到平衡后,僅升高溫度,k正增大的倍數(shù)____k逆增大的倍數(shù)。③未達(dá)平衡前,單位時(shí)間內(nèi)要提高汽車尾氣中CO、NO的轉(zhuǎn)化率和化學(xué)反應(yīng)速率,應(yīng)選擇的最佳措施是_____(填標(biāo)號(hào))。A.降低溫度
B.增大壓強(qiáng)C.使用合適的催化劑
D.降低氮?dú)鉂舛?3)①在不同催化劑甲、乙作用下,NO的脫氮率在相同時(shí)間內(nèi)隨溫度的變化如圖所示。工業(yè)生產(chǎn)中選用甲,理由是_____________。②在催化劑甲作用下,反應(yīng)經(jīng)歷三個(gè)基元反應(yīng)階段,反應(yīng)歷程如圖所示(TS表示過渡態(tài))。該化學(xué)反應(yīng)的速率主要由反應(yīng)______決定(填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”,下同)。提高反應(yīng)溫度,逆反應(yīng)速率增加最大的是反應(yīng)______________。(4)若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池,既能產(chǎn)生電能,又能消除環(huán)境污染。a極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為__________。12.(2023·上海閔行·統(tǒng)考二模)冷凍氨碳捕集技術(shù),要先用氨吸收CO2生成鹽,然后在高溫下使CO2再生。吸收CO2的主要化學(xué)反應(yīng):2NH3(aq)+CO2(g)+H2O(l)(NH4)2CO3(aq)+99.3kJNH3(aq)+CO2(g)+H2O(l)NH4HCO3(aq)+26.4kJ2NH3(aq)+CO2(g)NH2COONH4(aq)+135.9kJ(1)吸收CO2時(shí)宜選用___________,(選填“低溫”或“高溫”)理由___________、___________。(列舉兩點(diǎn))再生的CO2可直接用于合成乙醇。2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)(2)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=___________。(3)在恒溫恒容的密閉容器中反應(yīng),可以判斷已達(dá)平衡狀態(tài)的是___________。(選填編號(hào))a.2v(CO2)正=3v(H2O)逆b.容器中總壓強(qiáng)不變c.容器中混合氣體的密度不變d.容器中CO2的體積分?jǐn)?shù)不變干燥的NH3和CO2可生成較純凈的氨基甲酸銨(NH2COONH4),氨基甲酸銨易水解,產(chǎn)物是碳酸氫銨和一種弱堿。取二份氨基甲酸銨溶液,測(cè)定15℃、25℃時(shí)水解反應(yīng)速率,得到c(NH2COO﹣)隨時(shí)間變化趨勢(shì)如圖所示。(4)寫出氨基甲酸銨水解的離子方程式___________。(5)根據(jù)圖中信息回答:25℃,0~10min內(nèi)NH2COO﹣的平均水解速率v(NH2COO﹣)=___________。判斷NH2COO﹣的水解速率隨溫度升高而增大的理由是___________。13.(2023·浙江·校聯(lián)考二模)和合成甲醇是資源化利用的重要方法,總反應(yīng)為:
。(1)有利于提高甲醇平衡產(chǎn)率的條件有_______A.低溫低壓
B.高溫低壓
C.低溫高壓
D.高溫高壓
E.催化劑(2)制備甲醇的反應(yīng)一般認(rèn)為通過如下步驟來實(shí)現(xiàn):Ⅰ.
Ⅱ.
在體積為2L的密閉容器中按物質(zhì)的量之比為充入和發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,測(cè)得平衡混合物中的體積分?jǐn)?shù)在不同壓強(qiáng)下隨溫度的變化如圖1所示。①下列說法正確的是_______。A.圖像中B.A、B、C、D的平衡常數(shù)大小關(guān)系C.反應(yīng)速率(狀態(tài)A)(狀態(tài)B)D.在C點(diǎn)時(shí),的轉(zhuǎn)化率為75%②C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)_______(對(duì)于氣相反應(yīng),用組分B的平衡壓強(qiáng)代替物質(zhì)的量濃度也可以表示平衡常數(shù),記作,如,為平衡壓強(qiáng),為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(3)一定反應(yīng)條件下,各物質(zhì)以碳元素計(jì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與時(shí)間的關(guān)系如圖2所示,請(qǐng)解釋對(duì)應(yīng)的曲線出現(xiàn)極大值的原因_______。(4)若起始時(shí)加入合適的催化劑加快反應(yīng)Ⅰ的速率,請(qǐng)?jiān)趫D3中畫出此條件下CO以碳元素計(jì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的圖像_______。(5)和合成甲烷也是資源化利用的重要方法。一定條件下催化劑可使“甲烷化”從而變廢為寶,其反應(yīng)機(jī)理如圖4所示,下列說法不正確的是_______。A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為B.通過的結(jié)合,在傕化劑表面生成碳酸鹽類物質(zhì)C.反應(yīng)過程中碳元素的化合價(jià)為價(jià)的中間體是D.該反應(yīng)過程中有中間體生成14.(2023·寧夏銀川·統(tǒng)考一模)氨是現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基礎(chǔ)的化工原料之一。I.傳統(tǒng)的“哈伯法”反應(yīng)原理為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ?mol-1ΔS=-200J?K-1?mol-1(1)上述反應(yīng)在常溫下_____(填“能”或“不能”)自發(fā)進(jìn)行,理由是_____。(2)以NH3、CO2為原料生產(chǎn)重要的高效氮肥一一尿素[CO(NH2)2],兩步反應(yīng)的能量變化如圖所示。2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)的ΔH=_____(用Ea1、Ea2、Ea3、Ea4表示)。已知Ea1<Ea3,則兩步反應(yīng)中_____(填“第一步”或“第二步”)反應(yīng)決定了生產(chǎn)尿素的反應(yīng)速率。(3)某小組模擬不同條件下的合成氨反應(yīng),向容器中充入1molN2和3molH2在不同溫度和壓強(qiáng)下平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。①B、C點(diǎn)化學(xué)平衡常數(shù)K(B)_____K(C)(填“>”“<”或“=”)。②在A、B兩點(diǎn)條件下,該反應(yīng)從開始到平衡時(shí)生成氨氣的平均速率v(A)_____v(B)(填“>”“<”或“=”)。II.“哈伯法”的原料H2來自于化石燃料,該過程會(huì)產(chǎn)生大量溫室氣體CO2。近年來有科學(xué)家提出通過電解氮?dú)夂退畞砗铣砂?NRR反應(yīng))。(4)一種常溫常壓下NRR反應(yīng)的裝置如圖所示,陰極的電極反應(yīng)式為_____。(5)合成氨的捷姆金和佩熱夫速率方程式為γ=k1?p(N2)?-k2?,γ為反應(yīng)的瞬時(shí)總速率(正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率之差),k1、k2是正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常數(shù)Kp=______(用k1,k2表示)。15.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))溫室氣體CO2影響著人類的生存環(huán)境,CO2的資源化利用成為研究熱點(diǎn)?;卮鹣铝袉栴}:I.利用CO2和CH4催化制備合成氣(CO、H2)同時(shí)存在以下兩個(gè)反應(yīng):主反應(yīng):CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H1Ea1副反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=+41.0kJ?mol-1Ea2(1)已知CH4、H2和CO的燃燒熱分別為764kJ?mol-1、285.5kJ?mol-1、283kJ?mol-1,則△H1=_____kJ?mol-1。(2)下列說法正確的是_____(填序號(hào))。A.反應(yīng)達(dá)到平衡后,增大壓強(qiáng),主反應(yīng)逆向移動(dòng),反應(yīng)的平衡常數(shù)K減小B.恒溫條件下,△H1和△H2不變,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)C.相同條件下,主反應(yīng)的活化能Ea1<副反應(yīng)的活化能Ea2,則反應(yīng)速率:主反應(yīng)>副反應(yīng)D.選用合適的催化劑可以提高CO的平衡產(chǎn)率II.將CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH等燃料將成為理想的能源補(bǔ)充途徑。一種重要的工業(yè)制備甲醇的反應(yīng)為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H3=-50kJ?mol-1。在540K下,向0.5L恒容密閉容器中充入1molCO2和3molH2發(fā)生該咳應(yīng),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為80%。(3)平衡時(shí),CH3OH的體積分?jǐn)?shù)為_____%,若起始?jí)簭?qiáng)為10atm,Kp=_____(atm)-2(結(jié)果保留一位小數(shù),Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(4)若達(dá)到平衡后,再充入amolCO2和;3amolH2,重新達(dá)到平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)______(填“增大”“減小”或“不變”)。(5)已知,上述二氧化碳催化加氫制甲醇的反應(yīng)在起始投料比=3時(shí),在不同條件下達(dá)到平衡。設(shè)體系中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x(CH3OH),T=250℃時(shí)x(CH3OH)隨壓強(qiáng)(p)的變化以及p=5×103Pa時(shí)x(CH3OH)隨溫度(T)的變化如圖所示。圖中對(duì)應(yīng)等溫過程的曲線是_____(填“a”或“b”),判斷的理由是_____。16.(2023·遼寧沈陽·沈陽二中校考三模)甲醇是重要的化工原料,合成甲醇和利用甲醇的研究和探索,在國(guó)際上一直受到重視。工業(yè)上常利用CO2和H2為原料合成甲醇,再利用甲醇生產(chǎn)丙烯?;卮鹣铝袉栴}:(1)①常溫下,H2和甲醇的燃燒熱分別為285.8kJ·mol-1和726.4kJ·mol-1,1mol甲醇汽化需要吸收82.0kJ的熱量,則CO2和H2在Cu/ZnO催化作用下合成氣態(tài)甲醇的熱化學(xué)方程式為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(1)△H=___________kJ·mol-1;②上述反應(yīng)分兩步進(jìn)行:第一步___________(寫化學(xué)方程式)△H>0第二步Cu/Zn*+2H2+CO2=Cu/ZnO*+CH3OH△H<0③第二步反應(yīng)幾乎不影響總反應(yīng)達(dá)到平衡所用的時(shí)間,由此推知以下能正確表示Cu/ZnO催化CO2和H2合成甲醇反應(yīng)過程的示意圖為___________。a.b.c.d.(2)工業(yè)上用CO2和H2催化合成甲醇存在如下反應(yīng):主反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H<0副反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H>0一定條件下,在裝有催化劑的密閉容器中投入amolCO2和3amolH2,發(fā)生上述合成反應(yīng)。①在相同時(shí)間內(nèi),測(cè)得甲醇產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如圖所示。圖中490K之后,甲醇的產(chǎn)率隨溫度的升高而減小的原因可能是___________。②某溫度下,達(dá)平衡時(shí)容器中CH3OH的物質(zhì)的量為cmol,CO的物質(zhì)的量為dmol。則此條件下CO2的轉(zhuǎn)化率為___________(列式表示,下同);此條件下副反應(yīng)的平衡常數(shù)為___________。③關(guān)于主反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H<0,已知該反應(yīng)的(、分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù))。該反應(yīng)的隨溫度變化的曲線如圖所示,則___________表示隨溫度變化的曲線。17.(2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè))丙烯是重要的有機(jī)合成原料。由丙烷制備丙烯是近年來研究的熱點(diǎn),主要涉及如下反應(yīng)。反應(yīng)I.2C3H8(g)+O2(g)2C3H6(g)+2H2O(g)△H1=-238kJ?mol-1反應(yīng)II.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)△H2=-484kJ?mol-1(1)則丙烷脫氫制丙烯反應(yīng)C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)的逆反應(yīng)活化能為akJ/mol,則正反應(yīng)活化能為______kJ/mol。(2)在恒溫恒壓容器中發(fā)生反應(yīng)I,下列能說明已達(dá)到平衡狀態(tài)的有______(填標(biāo)號(hào))。A.每斷裂1molO=O鍵,同時(shí)生成4molO-H鍵B.△H不再變化C.混合氣體的密度不再變化D.v(C3H6)正=v(C3H6)逆(3)在恒溫條件下,1molC3H8(g)發(fā)生丙烷脫氫制丙烯反應(yīng)C3H8(g)C3H6(g)+H2(g),測(cè)得平衡時(shí)C3H8(g)和C3H6(g)的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示:①A、B兩點(diǎn)的濃度平衡常數(shù)關(guān)系:KC(A)_____KC(B)(填“<”或“>”或“=”)。②計(jì)算C點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp(C)=_____(Kp是用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(4)研究表明二氧化碳氧化丙烷脫氫制取丙烯可采用鉻的氧化物為催化劑,其反應(yīng)機(jī)理如圖所示。該工藝可有效維持催化劑活性,請(qǐng)結(jié)合方程式說明原因:_____。18.(2023·湖北·武漢二中校聯(lián)考二模)汽車尾氣中含有等大氣污染物,可發(fā)生以下反應(yīng):①②③(1)已知,(忽略隨溫度的影響),則_________。(2)反應(yīng)①的平衡常數(shù)的關(guān)系如圖1:反應(yīng)①為___________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng);溫度為下,向恒容密閉容器中加入和(若只發(fā)生反應(yīng)①),測(cè)得起始?jí)簭?qiáng)為,達(dá)到平衡時(shí),的轉(zhuǎn)化率為___________;的分壓為___________。(3)向體積均為的容器中加入和(若只發(fā)生反應(yīng)②),其中甲為絕熱恒容,乙為恒溫恒容,兩容器中壓強(qiáng)隨時(shí)間變化曲線如圖2:①甲容器中,開始?jí)簭?qiáng)增大的原因是___________②c點(diǎn)的逆反應(yīng)速率大于b點(diǎn)的逆反應(yīng)速率的原因是___________③c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)___________d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)(填“大于”、“小于”或“等于”)。答案第=page11頁,共=sectionpages22頁答案第=page11頁,共=sectionpages22頁參考答案:1.(1)DE(2)>bc(3)N2(g)→2N*(g)[或N2(g)+H2(g)→2N*(g)+H2(g)]1.47×1.6×10-22×6.02×1023{或[0.01-(-1.46)]×1.6×10-22×6.02×1023}(4)12【詳解】(1)A.反應(yīng)N2(B)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1表示生成2molNH3時(shí)放出92.4kJ熱量,當(dāng)2molNH3時(shí)不能說明正逆反應(yīng)速率相等,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故A錯(cuò)誤;B.該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng),N2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,反應(yīng)速率也增大,故B錯(cuò)誤;C.鐵觸媒是催化劑,催化劑不能提高N2的平衡轉(zhuǎn)化率,故C錯(cuò)誤;D.該反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度,平衡正向移動(dòng),N2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,故D正確;E.熱交換能充分利用反應(yīng)熱,升高溫度,提高反應(yīng)速率,故E正確;故選DE。(2)①根據(jù)圖像,由①④曲線分析可知,壓強(qiáng)相同,420℃→T0℃,平衡時(shí)氨氣的含量降低,說明平衡逆向移,動(dòng),又反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以420℃→T0℃為溫度升高的過程,則T0>420℃;由于②③的溫度相同,所以兩個(gè)條件下平衡常數(shù)相等,即Kb=Kc,①④相比,壓強(qiáng)相同,④的溫度更高,所以平衡常數(shù)Ka>Kd,①②相比,①的溫度更高,所以平衡常數(shù)Kb>Ka,a、b、c、d對(duì)應(yīng)平衡常數(shù)最大的點(diǎn)是bc;②根據(jù)圖像,350°C時(shí),b點(diǎn)時(shí)起始?xì)涞?3,總壓強(qiáng)為20MPa,平衡時(shí)氨氣的含量為50%,設(shè)N2的起始投n(N2)量為1mol,轉(zhuǎn)化量為xmol,則列三段式有:則有,x=,則該反應(yīng)的Kp=。(3)①根據(jù)題意,N2與H2合成NH3的過程是:N2在催化劑表面化學(xué)吸附后變成N*,然后再與H2作用生成過渡態(tài)TS,最后再解吸附,因此N2的化學(xué)吸附發(fā)生在第一步,為N2(g)→2N*(g)[或N2(g)+H2(g)→2N*(g)+H2(g)];②根據(jù)框圖,反應(yīng)最大能壘為2N*(g)+H2(g)→TS,能量E=0.01eV-(-1.46eV)=1.47eV,即可計(jì)算出1.47×1.6×10-22×6.02×1023{或[0.01-(-1.46)]×1.6×10-22×6.02×1023}。(4)由晶胞結(jié)構(gòu)可知,以正方體頂點(diǎn)的Ba2+為中心,則該晶胞中與Ba2+等距最近的O2-有12個(gè),晶胞中Ba2+的個(gè)數(shù)為8=1,O2-的個(gè)數(shù)為=3,Ru4+的個(gè)數(shù)為1,若該晶胞邊長(zhǎng)為apm,該晶體的密度為g·cm-3。2.(1)+169.4直接再生路徑的ΔG均大于0,反應(yīng)不自發(fā)(2)吸熱在相同溫度下,F(xiàn)e3O4/FeO載氧體系參與反應(yīng)時(shí),平衡常數(shù)最大(Fe3O4/FeO載氧體系成本較低)(3)反應(yīng)I為放熱反應(yīng),反應(yīng)Ⅲ為吸熱反應(yīng),溫度升高促進(jìn)反應(yīng)I逆向進(jìn)行、反應(yīng)Ⅲ正向進(jìn)行,800℃之前,溫度對(duì)反應(yīng)Ⅲ的影響程度大于反應(yīng)I,故n(CO)隨溫度升高而增大Fe+Fe3O44FeO【詳解】(1)已知:反應(yīng)I:3FeO(s)+CO2(g)=Fe3O4(s)+CO(g)ΔH1=-9.8kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ:6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s)ΔH2=-189.0kJ·mol-1根據(jù)蓋斯定律,由①-②得反應(yīng)Ⅲ:C(s)+CO2(g)=2CO(g)ΔH3=ΔH1-ΔH2=-9.8kJ·mol-1-(-189.0kJ·mol-1)=+169.4kJ·mol-1;答案為+169.4;直接再生路徑的ΔG均大于0,反應(yīng)不自發(fā),故在研究溫度內(nèi),直接再生路徑不可行;(2)間接再生時(shí),化學(xué)平衡常數(shù)隨溫度變化見圖3,隨著溫度的升高,lnK增大,則K增大,說明升高溫度平衡正向移動(dòng),正反應(yīng)為吸熱反應(yīng);則間接再生反應(yīng)均為吸熱反應(yīng),根據(jù)圖3,化學(xué)鏈技術(shù)將CO2還原為CO的最優(yōu)載氧體系為Fe3O4/FeO,其主要原因是在相同溫度下,F(xiàn)e3O4/FeO載氧體系參與反應(yīng)時(shí),平衡常數(shù)最大(Fe3O4/FeO載氧體系成本較低);(3)①反應(yīng)I為放熱反應(yīng),反應(yīng)Ⅲ為吸熱反應(yīng),溫度升高促進(jìn)反應(yīng)I逆向進(jìn)行、反應(yīng)Ⅲ正向進(jìn)行,800℃之前,溫度對(duì)反應(yīng)Ⅲ的影響程度大于反應(yīng)I,故n(CO)隨溫度升高而增大;②800℃之后的高溫條件下,n(CO2)和n(CO)趨于穩(wěn)定,說明溫度對(duì)反應(yīng)I、Ⅱ、Ⅲ的平衡影響不大,則氣體濃度幾乎保持不變,但n(FeO)仍在增大,則只能固體物質(zhì)在參與反應(yīng),結(jié)合鐵的氧化物中鐵的價(jià)態(tài)可知,主要發(fā)生的化學(xué)方程式為Fe+Fe3O44FeO;③800℃達(dá)平衡時(shí),容器內(nèi)總壓為pkPa.n(CO2)=0.66mol。n(CO)=0.33mol,則消碳反應(yīng)C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常數(shù)Kp==0.165pkPa=kPa。3.(1)(a-b+c)kJ·mol?1(2)BC(3)<溫度升高,甲醇的選擇性降低,說明反應(yīng)I逆向移動(dòng),ΔH1<0;250℃以后,隨溫度升高,CO2平衡轉(zhuǎn)化率升高,說明反應(yīng)Ⅱ正向移動(dòng),ΔH2>0>28%0.005P1(或0.0048P1)【詳解】(1)由已知數(shù)據(jù)得,①、②、③,則反應(yīng)Ⅱ=①-②+③,ΔH2=(a+c-b)kJ/mol。答案為(a+c-b)kJ/mol;(2)A.,KⅠ和KⅡ均只與溫度有關(guān),增大壓強(qiáng)這一比值不變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ均消耗CO2而CH3OH只有反應(yīng)Ⅰ產(chǎn)生,所以相同時(shí)間CO2的速率大于CH3OH的速率即平衡時(shí)v正(CO2)>v正(CH3OH)=v逆(CH3OH),B項(xiàng)正確;C.隨著反應(yīng)的進(jìn)行n(CO):n(H2O)發(fā)生變化,當(dāng)平衡時(shí)不再改變,所以n(CO):n(H2O)不變時(shí),反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ均處于平衡狀態(tài),C項(xiàng)正確;D.恒壓充入惰性氣體,反應(yīng)體系相當(dāng)于減壓,反應(yīng)Ⅰ逆向移動(dòng)CH3OH減少,D項(xiàng)錯(cuò)誤;故選BC。(3)①從曲線看,350℃以后壓強(qiáng)對(duì)CO2的轉(zhuǎn)化率無影響,即高溫下以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹?,?50℃以后隨著溫度升高CO2轉(zhuǎn)化率增大,即說明升溫后反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動(dòng),反應(yīng)Ⅱ?yàn)槲鼰岱磻?yīng)。250℃以前隨著溫度升高,CO2的轉(zhuǎn)化率降低即以反應(yīng)Ⅰ為主,升溫反應(yīng)I平衡逆向移動(dòng),所以反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng)。因此,ΔH1<ΔH2。②相同溫度下,增大壓強(qiáng)反應(yīng)Ⅱ平衡不移動(dòng),而反應(yīng)Ⅰ正向移動(dòng)而使CH3OH增多,即壓強(qiáng)增大后甲醇的選擇性高,所以P1>P2。③n(CO2)=1mol、n(H2)=3mol壓強(qiáng)為P1,則起始時(shí)CO2的分壓為=0.25P1。由圖知CO2的轉(zhuǎn)化率為30%,即CO2消耗0.3mol,平衡時(shí)CO2為1mol-0.3mol=0.7mol。此時(shí)甲醇的選擇性為90%=則平衡時(shí)CH3OH為0.27mol,計(jì)算該反應(yīng)Ⅰ消耗的H2為0.27mol×3=0.81mol、CO2為0.27mol,產(chǎn)生的H2O為0.27mol。發(fā)生反應(yīng)Ⅱ的CO2為0.3mol-0.27mol=0.03mol,反應(yīng)Ⅱ消耗的H2為0.03mol、產(chǎn)生的H2O和CO均為0.03mol。平衡時(shí)體系中H2為3mol-0.03mol-0.81mol=2.16mol、H2O為0.03mol+0.27mol=0.3mol。H2的轉(zhuǎn)化率為。平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為=20%,此時(shí)它的分壓為0.2P1。Ⅱ的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=。計(jì)算0~10min之間,CO2分壓的平均變化速率為。答案為<;溫度升高,甲醇的選擇性降低,說明反應(yīng)I逆向移動(dòng),ΔH1<0;250℃以后,隨溫度升高,CO2平衡轉(zhuǎn)化率升高,說明反應(yīng)Ⅱ正向移動(dòng),ΔH2>0;>;28%;;0.055P1。4.(1)+131.3kJ/mol(2)A過多的H2占用催化劑活性點(diǎn)位過多,導(dǎo)致反應(yīng)速率減慢催化劑活性降低(3)吸收0.02MPa【詳解】(1)已知反應(yīng):①②,則可得反應(yīng)③,根據(jù)蓋斯定律可知反應(yīng)③的=[(-221.0)-(-483.6)]kJ/mol=+131.3kJ/mol,故答案為:+131.3kJ/mol;(2)①A.已知該反應(yīng)正反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的方向,故壓縮體積,反應(yīng)物和生成物濃度增大,反應(yīng)速率增大,化學(xué)平衡正向移動(dòng),CO轉(zhuǎn)化率增大,A符合題意;
B.已知該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng),故升高溫度,反應(yīng)速率增大,化學(xué)平衡逆向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率減小,B不合題意;
C.恒容充入氦氣,反應(yīng)速率不變,化學(xué)平衡不移動(dòng),CO轉(zhuǎn)化率不變,C不合題意;D.恒容移走甲醇,即減小生成物濃度,反應(yīng)速率減慢,平衡正向移動(dòng),CO轉(zhuǎn)化率增大,D不合題意;E.恒容充入CO(g),反應(yīng)物濃度增大,反應(yīng)速率增大,平衡正向移動(dòng),H2轉(zhuǎn)化率增大,而CO轉(zhuǎn)化率減小,E不合題意;故答案為:A;②催化劑并不是所有部位都有催化作用,真正起催化作用的那些部位稱為活性點(diǎn)位,也稱活性中心,在催化合成甲醇時(shí)必須控制氫碳比在一定區(qū)間內(nèi),若n(CO)不變,n(H2)過多時(shí),則由于H2占用催化劑活性點(diǎn)位過多,則CO占用催化劑的活性點(diǎn)位過少,導(dǎo)致反應(yīng)速率會(huì)減慢,故答案為:過多的H2占用催化劑活性點(diǎn)位過多,導(dǎo)致反應(yīng)速率減慢;③由圖可知490K后溫度升高時(shí)甲醇的產(chǎn)率降低,可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng),490K之前甲醇的產(chǎn)率均小于最大產(chǎn)率,則溫度為470K時(shí),圖中P點(diǎn)不是處于平衡狀態(tài)。490K之后,甲醇產(chǎn)率下降的原因是反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ均為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),且催化劑活性降低,CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)正向移動(dòng),故答案為:催化劑活性降低;(3)設(shè)反應(yīng)Ⅰ中水轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為a,反應(yīng)Ⅱ中水轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為b,可列出以下式子:,,根據(jù)H2O(g)的轉(zhuǎn)化率為50%,可得×100%=50%,CO的物質(zhì)的量為0.1mol可得a-b=0.1,解得a=0.3mol,b=0.2mol,則反應(yīng)Ⅰ吸收能量0.3mol×131.3kJ?mol-1=39.39kJ,反應(yīng)Ⅱ放出熱量為:0.2mol×41.1kJ?mol-1=8.22kJ,故整個(gè)過程是吸熱過程,吸收熱量為:39.39kJ-8.22kJ=31.17kJ;由以上計(jì)算可知:n(H2O)=0.5mol,n(H2)=0.5mol,n(CO)=0.1mol,n(CO2)=0.2mol,n(總)=(0.5+0.5+0.1+0.2)mol=1.3mol,物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比可得=,p=0.26MPa,Kp===0.02MPa,故答案為:吸收;0.02MPa。5.(1)-23.8kJ/mol(2)反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡左移,甲醇轉(zhuǎn)化率下降升高溫度,催化劑活性降低,反應(yīng)Ⅰ選擇性降低(3)(4)升溫由圖可知,反應(yīng)Ⅰ程度小時(shí),丙烯的選擇性高。反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡左移,反應(yīng)程度減小【詳解】(1)已知①CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
△H=-761.5kJ/mol;②CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1455.2kJ/mol;③H2O(g)H2O(l)
△H=-44.0kJ/mol;由蓋斯定律知2①-②-③可得反應(yīng)Ⅰ,故△H1=2(-761.5kJ/mol)-(-1455.2kJ/mol)-(-44.0kJ/mol)=-23.8kJ/mol;(2)工業(yè)上生產(chǎn)二甲醚通常在270℃到300℃,高于330℃后,甲醇的轉(zhuǎn)化率下降。根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理分析其原因可能是反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡左移,甲醇轉(zhuǎn)化率下降;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率變化分析其原因可能是升高溫度,催化劑活性降低,反應(yīng)Ⅰ選擇性降低;(3)在恒容密閉容器中通入甲醇,初始?jí)簭?qiáng)為,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)壓強(qiáng)為;“兩步法”中,反應(yīng)I為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),反應(yīng)II為氣體分子數(shù)增加1的反應(yīng),則總壓強(qiáng)的變化是由反應(yīng)II引起的,根據(jù)化學(xué)方程式II體現(xiàn)的關(guān)系可知,平衡混合體系中,丙烯的分液為,體積分?jǐn)?shù)為;若平衡時(shí)甲醇的轉(zhuǎn)化率為50%,則反應(yīng)甲醇0.5、平衡是甲醇0.5;平衡時(shí)丙烯;則反應(yīng)II生成水2、消耗甲醚,反應(yīng)I消耗甲醇[0.5-]=(1.5-)、生成甲醚(0.75-0.5)、水(0.75-0.5),故平衡時(shí)甲醚為(0.75-0.5)-=(1.75-1.5)、水為2+(0.75-0.5)=(1.5-1.25p0),故反應(yīng)I的平衡常數(shù)=;(4)由圖可知,反應(yīng)Ⅰ程度小時(shí),丙烯的選擇性高。反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡左移,反應(yīng)程度減小,故升溫可提高丙烯的選擇性。6.(1)ΔH3-2ΔH2[Ar]3d31.0×1014AC(2)將Cr(Ⅵ)還原為Cr(III)Cr(OH)3+OH-=[Cr(OH)4]-(3)時(shí),硫酸鹽還原菌發(fā)生變性,幾乎失去活性被H還原為S2-,S2-與Fe2+結(jié)合為FeS(4)4K2CrO4+4H2O2K2Cr2O7+2H2↑+O2↑+4KOH?!驹斀狻浚?)①已知:II.
III.
,由蓋斯定律,反應(yīng)III-2II得得,則ΔH=ΔH3-2ΔH2,故答案為:ΔH3-2ΔH2;②Cr為24號(hào)元素,其核外電子排布式為[Ar]3d54s1,則Cr3+核外電子排布式為[Ar]3d3,故答案為:[Ar]3d3;③從圖看出A點(diǎn)時(shí),c(H+)=1.0×10-7mol/L時(shí)為0.25mol/L,由原子守恒得為1.0-0.25×2=0.5mol/L。則K=。A.加水稀釋溶液中的Q>K,平衡逆向,同時(shí)沒有改變溫度,K值不變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.A點(diǎn)為0.25mol/L,由原子守恒得溶液中的為1.0-0.25×2=0.5mol/L,則v()=,B項(xiàng)正確;C.升溫轉(zhuǎn)化率減小即平衡逆向移動(dòng),說明逆向?yàn)槲鼰岱磻?yīng),該反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,C項(xiàng)錯(cuò)誤;故選AC。故答案為:1.0×1014;AC;(2)實(shí)驗(yàn)中將除Cr(OH)3沉淀除去,則NaHSO3將Cr(Ⅵ)還原為Cr(III),便于沉淀除去。從圖分析pH>12時(shí)[Cr(OH)4]-增大而Cr(OH)3降低,則反應(yīng)為Cr(OH)3+OH-=[Cr(OH)4]-。答案為:將Cr(Ⅵ)還原為Cr(III);Cr(OH)3+OH-=[Cr(OH)4]-;(3)溫度過高,硫酸鹽還原菌失活導(dǎo)致去除率降低。從圖看H和經(jīng)SRB細(xì)胞膜之后轉(zhuǎn)變?yōu)镾2-和H2O,S2-再與Fe2+結(jié)合為FeS。故答案為:時(shí),硫酸鹽還原菌發(fā)生變性,幾乎失去活性;被H還原為S2-,S2-與Fe2+結(jié)合為FeS;(4)陰極區(qū)為H+放電產(chǎn)生H2。陽極區(qū)OH-放電產(chǎn)生H+和O2,H+促使平衡正向從而制備K2Cr2O7。總反應(yīng)為4K2CrO4+4H2O2K2Cr2O7+2H2↑+O2↑+4KOH。由方程式看出每生成1molK2Cr2O7產(chǎn)生2molKOH,即2molK+移入陰極區(qū)產(chǎn)生KOH。當(dāng)陽極區(qū)K+由amol變?yōu)閎mol產(chǎn)生K2Cr2O7為。故答案為:4K2CrO4+4H2O2K2Cr2O7+2H2↑+O2↑+4KOH;。7.(1)反應(yīng)a溫度太低,乙烷裂解制乙烯反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K太小,反應(yīng)速率太慢;反應(yīng)溫度太高,副反應(yīng)增多,容易產(chǎn)生積碳(2)qD33.3(3)11200.4【詳解】(1)①活化能越大,反應(yīng)速率越小,故該反應(yīng)的決速步驟是反應(yīng)a;由圖可知,乙烷裂解制乙烯的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為
;②工業(yè)上一般選擇溫度在1000K左右,因?yàn)闇囟忍?,乙烷裂解制乙烯反?yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K太小,反應(yīng)速率太慢;反應(yīng)溫度太高,副反應(yīng)增多,容易產(chǎn)生積碳;(2)①題給反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動(dòng),則隨溫度升高,物質(zhì)的量增大的曲線m、n代表反應(yīng)物隨溫度的變化關(guān)系,隨溫度升高,物質(zhì)的量減小的曲線p、q代表生成物隨溫度的變化關(guān)系,結(jié)合化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系可知,m代表的物質(zhì)的量隨溫度的變化,n代表的物質(zhì)的量隨溫度的變化,p代表的物質(zhì)的量隨溫度的變化,q代表的物質(zhì)的量隨溫度的變化;②A.使用催化劑,可降低反應(yīng)的活化能,加快反應(yīng)速率,但不能提高平衡產(chǎn)率,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;B.?dāng)U大容器容積相當(dāng)于減小壓強(qiáng),則和均減小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.容器體積不變,氣體總質(zhì)量不變,混合氣體的密度一直不變,無法判斷反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.再通入3mol,平衡正向移動(dòng),達(dá)到平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率增大,但平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān),故K保持不變,選項(xiàng)D正確;答案選D;③設(shè)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)生成xmol,根據(jù)反應(yīng)方程式,列三段式:由圖可知,解得,平衡時(shí),,,則;平衡時(shí),氫氣的轉(zhuǎn)化率為;(3)由圖像可知,停留時(shí)間在0.4s時(shí)乙烯的收率最高,在1120K附近,乙烯的收率比較高,且此溫度下丙烯的收率比較低。8.(1)
kJ·mol(2)30加入催化劑<><C【詳解】(1)①燃燒熱是在101kPa時(shí),1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量;由表格數(shù)據(jù)及題干可知:ⅠkJ?molⅡkJ?molⅢ
kJ?mol由蓋斯定律可知,Ⅲ+2×Ⅱ+2×Ⅰ得:
kJ·mol;②在恒溫恒容裝置中通入等體積和,假設(shè)投料均為1mol,發(fā)生上述反應(yīng),起始?jí)簭?qiáng)為p,的平衡轉(zhuǎn)化率為α,達(dá)平衡時(shí):則反應(yīng)后總的物質(zhì)的量為(2+2α)mol,根據(jù)阿伏伽德羅定律可知,容器內(nèi)總壓強(qiáng)為,該反應(yīng)的平衡常數(shù);(2)①已知,,則斜率即為反應(yīng)的活化能,故kJ?mol=30kJ?mol;當(dāng)改變外界條件時(shí),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖中曲線b所示,圖像斜率變小,則反應(yīng)的活化能減小,故實(shí)驗(yàn)可能改變的外界條件是加入催化劑;②由圖可知,相同條件下,升高溫度,二氧化碳轉(zhuǎn)化率下降,則平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)為放熱反應(yīng),小于零;相同條件下,增加氫氣的投料,平衡正向移動(dòng),會(huì)提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率,故a>3;MN均為平衡點(diǎn),各自的正逆反應(yīng)速率相等,由于N點(diǎn)溫度更高,則反應(yīng)速率更快,故M、N兩點(diǎn)的反應(yīng)速率<。③,反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),其它條件相同,若將容器的體積改為原來的一半,物質(zhì)濃度變大,反應(yīng)速率更快,縮小體積相當(dāng)于增大壓強(qiáng),達(dá)到新平衡時(shí)相當(dāng)于在原有平衡的基礎(chǔ)上平衡正向移動(dòng),則生成乙烯的物質(zhì)的量更大,結(jié)合圖像可知,時(shí)刻隨時(shí)間(t)的變化趨勢(shì)曲線為C。9.(1)2(E2+E4+E6–E1–E3–E5)+2(ΔH1+ΔH2)N*+LiH=*+[LiNH](或2N*+2LiH=2*+2[LiNH])(2)=>合成氨反應(yīng)是一個(gè)氣體分子數(shù)減小的放熱反應(yīng),減小壓強(qiáng)或升高溫度,平衡逆向移動(dòng),φ(NH3)減小。與a點(diǎn)相比,c點(diǎn)的溫度高、壓強(qiáng)大,溫度對(duì)φ(NH3)的影響起主導(dǎo)作用Ka=Kb>Kc(3)-1.51【詳解】(1)①由反應(yīng)機(jī)理及能量變化圖可知,ΔΗ=2(–E1+E2–E3+ΔH1+E4–E5+ΔH2+E6)=2(E2+E4+E6–E1–E3–E5)+2(ΔH1+ΔH2);②設(shè)Ⅳ.,則Ⅳ-I-2Ⅲ得,2N*+2LiH=2*+2[LiNH],化簡(jiǎn)得N*+LiH=*+[LiNH],即Ⅱ的化學(xué)方程式為N*+LiH=*+[LiNH]或2N*+2LiH=2*+2[LiNH]。(2)①a點(diǎn)時(shí),投料比,而消耗量按照化學(xué)計(jì)量數(shù)之比也為1:3,則對(duì)應(yīng)氮?dú)夂蜌錃獾霓D(zhuǎn)化率相等;由圖像可知,同一溫度下,Ⅱ的投料比為1:2,其等效于在Ⅲ的投料比的基礎(chǔ)上,減少氫氣的濃度,平衡逆向移動(dòng),氨氣的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)減小,可實(shí)際上Ⅱ?qū)?yīng)氨氣的體積分?jǐn)?shù)大于Ⅲ,說明壓強(qiáng)>,因?yàn)閴簭?qiáng)增大,平衡正向移動(dòng),氨氣的體積分?jǐn)?shù)增大;②合成氨反應(yīng)是一個(gè)氣體分子數(shù)減小的放熱反應(yīng),減小壓強(qiáng)或升高溫度,平衡逆向移動(dòng),φ(NH3)減小。與a點(diǎn)相比,c點(diǎn)的溫度高、壓強(qiáng)大,溫度對(duì)φ(NH3)的影響起主導(dǎo)作用,從而導(dǎo)致c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的小于a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的;③壓強(qiáng)平衡常數(shù)只受溫度影響,溫度不變平衡常數(shù)不變,升高溫度,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,由圖像可知,溫度:e>a=b,則壓強(qiáng)平衡常數(shù)Ka=Kb>Kc;a點(diǎn)時(shí),,列三段式:,則,解得,達(dá)到平衡時(shí)氮?dú)馕镔|(zhì)的量分?jǐn)?shù)為,同理可得氫氣和氨氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為和,則a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)。(3)當(dāng)達(dá)到平衡時(shí),,即,則,由此可得,,解得,。10.(1)436>>該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小(2)ACn在一定壓強(qiáng)下,升高溫度,平衡逆向移動(dòng),減小33.3%【詳解】(1)①根據(jù)反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能可計(jì)算H—H鍵的鍵能。設(shè)H—H鍵的鍵能為,則,解得;②在一定溫度下,增大的物質(zhì)的量,平衡正向移動(dòng),的平衡轉(zhuǎn)化率增大,則;該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,溫度越高,平衡常數(shù)越小,M點(diǎn)的溫度比N點(diǎn)的低,所以M、N兩點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)。(2)①加壓時(shí)反應(yīng)2平衡不移動(dòng),反應(yīng)1向右移動(dòng),故該措施既能提高二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率又能提高的選擇性,選A;降溫時(shí)反應(yīng)1向右移動(dòng),反應(yīng)2向左移動(dòng),故甲醇的選擇性提高,但二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率不一定提高,故不選B;及時(shí)移走甲醇,反應(yīng)1向右移動(dòng),反應(yīng)2不移動(dòng),該措施既能提高二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率又能提高的選擇性,故選C;使用合適的催化劑,可以提高甲醇的選擇性,但不能提高二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率,故不選D;選A、C;②a.反應(yīng)1是的反應(yīng),在一定壓強(qiáng)下,升高溫度,平衡逆向移動(dòng),減小,故題圖中對(duì)應(yīng)等壓過程的曲線是n。b.當(dāng)、時(shí),設(shè)起始時(shí)的物質(zhì)的量為1mol,則的物質(zhì)的量為3mol,平衡時(shí)消耗的物質(zhì)的量為xmol,列“三段式”:則,解得,的平衡轉(zhuǎn)化率。平衡時(shí)、、、的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為0.20、0.60、0.10、0.10;根據(jù)題圖可知平衡時(shí)壓強(qiáng),則該反應(yīng)的平衡常數(shù)。11.(1)(a-620.9)(2)0.8kPa-1<<C(3)催化劑甲在較低溫度下活性可達(dá)到最大,降低生產(chǎn)能耗的同時(shí)滿足NO的脫氮率最高IⅡ(4)2NO+4e-=N2+2O2-【詳解】(1)根據(jù)ΔH=正反應(yīng)活化能-逆反應(yīng)活化能可得,正反應(yīng)活化能=ΔH+逆反應(yīng)活化能=(a-620.9)kJ·mol-1;故答案為:(a-620.9)。(2)①設(shè)開始反應(yīng)時(shí)通入的NO和CO氣體的物質(zhì)的量均為2mol,4min反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)生成氮?dú)鈇mol,由題意可建立如下三段式:由平衡前后氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比可得:=,解得a=0.8m,平衡時(shí)各物質(zhì)的分壓為:p(NO)=×320kPa=40kPa,p(CO)=×320kPa=40kPa,p(CO2)=×320kPa=160kPa,p(N2)=×320kPa=80kPa,反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=;②達(dá)到平衡后,v正=v逆=k正·p2(NO)·p2(CO)=k逆·p(N2)·p2(CO2),反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=,所以平衡時(shí)k正小于k逆;反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),K值減小,則僅升高溫度,k正增大的倍數(shù)小于k逆增大的倍數(shù);③A.降低溫度,化學(xué)反應(yīng)速率減小,A錯(cuò)誤;B.該反應(yīng)為氣體計(jì)量數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),單位時(shí)間內(nèi)要提高汽車尾氣中CO、NO的轉(zhuǎn)化率和化學(xué)反應(yīng)速率增大,但增大壓強(qiáng),會(huì)增大對(duì)設(shè)備的要求,增加成本,不是最佳措施,B錯(cuò)誤;C.使用適合催化劑,降低反應(yīng)的活化能,化單位時(shí)間內(nèi)要提高汽車尾氣中CO、NO的轉(zhuǎn)化率和化學(xué)反應(yīng)速率增大,C正確;D.降低氮?dú)鉂舛?,生成物的濃度減小,化學(xué)反應(yīng)速率減小,D錯(cuò)誤;故選C;故答案為:0.8kPa-1;<;<;C。(3)①由圖可知,反應(yīng)在催化劑甲的條件下反應(yīng)時(shí),在較低溫度下,催化劑的活性可達(dá)到最大,能降低生產(chǎn)能耗的同時(shí)還滿足一氧化氮的脫氮率最高,所以在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)選用催化劑甲;②活化能越大反應(yīng)速率越慢,整個(gè)反應(yīng)由最慢的一步?jīng)Q定,由圖可知,整個(gè)反應(yīng)分為三個(gè)基元反應(yīng)階段,其中反應(yīng)I正反應(yīng)的活化能為298.4kJ/mol,正反應(yīng)的活化能最大,故反應(yīng)速率最慢,故該化學(xué)反應(yīng)的速率主要由反應(yīng)I決定;改變溫度,對(duì)活化能大的反應(yīng)影響大,反應(yīng)Ⅱ的逆反應(yīng)活化能最大,所以逆反應(yīng)速率增加最大,逆反應(yīng)速率增加最大的是反應(yīng)Ⅱ;故答案為:催化劑甲在較低溫度下活性可達(dá)到最大,降低生產(chǎn)能耗的同時(shí)滿足NO的脫氮率最高;I;Ⅱ。(4)由圖可知,a電極NO得到電子轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂蚈2-,a極對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為:2NO+4e-=N2+2O2-;故答案為:2NO+4e-=N2+2O2-。12.(1)低溫反應(yīng)均放熱,低溫有利于平衡右移吸收更多的CO2低溫有利減少氨的揮發(fā)、低溫防止鹽的分解(2)(3)bd(4)NH2COO-+2H2O+NH3?H2O(5)0.04mol/(L?min)因25℃反應(yīng)物起始濃度較小,但(0~10min)平均反應(yīng)速率仍比15℃大【詳解】(1)吸收CO2反應(yīng)均放熱,低溫有利于平衡右移吸收更多的CO2,且低溫有利減少氨的揮發(fā)、低溫防止鹽的分解,故合適選擇低溫;(2)平衡常數(shù)等于生成物濃度系數(shù)次方之積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次方之積的比;該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=;(3)a.2v(CO2)正=3v(H2O)逆,說明此時(shí)正逆反應(yīng)速率不相等,反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài),a不符合題意;b.反應(yīng)是氣體分子數(shù)改變的的化學(xué)反應(yīng),物質(zhì)的量與壓強(qiáng)成正比,則混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),b符合題意;c.容器體積和氣體總質(zhì)量始終不變,則混合氣體的密度始終不變,因此不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡,c不符合題意;d.容器中CO2的體積分?jǐn)?shù)不變,說明平衡不再移動(dòng),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),d符合題意;故選bd;(4)氨基甲酸銨易水解,產(chǎn)物是碳酸氫銨和一種弱堿,根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知,弱堿為一水合氨,故氨基甲酸銨水解的離子方程式為NH2COO-+2H2O+NH3?H2O;(5)25℃,0~10min內(nèi)NH2COO﹣的平均水解速率v(NH2COO﹣)=;25℃反應(yīng)物起始濃度較小,但(0~10min)平均反應(yīng)速率仍比15℃大,故其水解速率隨溫度升高而增大。13.(1)C(2)AD(3)反應(yīng)開始時(shí),反應(yīng)Ⅰ中濃度大,生成的速率較快,物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大。隨著反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,反應(yīng)Ⅱ的消耗速率增大,反應(yīng)Ⅰ生成速率減小,兩者速率相等時(shí),出現(xiàn)極大值(4)(5)D【詳解】(1)反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),且反應(yīng)為放熱反應(yīng),故低溫高壓利于平衡正向移動(dòng)提高甲醇平衡產(chǎn)率,催化劑改變反應(yīng)速率不改變平衡移動(dòng),故選C;(2)①A.反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),相同條件下,增大壓強(qiáng),甲醇的含量增加,故圖像中,A正確;B.由圖可知,相同條件下,溫度升高甲醇含量減小,則平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,且相同溫度下平衡常數(shù)相同,則A、B、C、D的平衡常數(shù)大小關(guān)系,B錯(cuò)誤;C.AB甲醇含量相同濃度相同,溫度升高則反應(yīng)速率增大,故反應(yīng)速率(狀態(tài)A)(狀態(tài)B),C錯(cuò)誤;D.在C點(diǎn)時(shí),甲醇的含量為50%,設(shè)一氧化碳、氫氣投料分別為1mol、2mol,則:,a=0.75mol,的轉(zhuǎn)化率為75%,D正確;故選AD;②由①分析可知,C點(diǎn)平衡時(shí),、、分別為0.25mol、0.5mol、0.75mol,總的物質(zhì)的量為1.5mol,則、、分壓分別為、、,故C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù);(3)反應(yīng)開始時(shí),反應(yīng)Ⅰ中濃度大,生成的速率較快,物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大;隨著反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,反應(yīng)Ⅱ的消耗速率增大,反應(yīng)Ⅰ生成速率減小,兩者速率相等時(shí),出現(xiàn)極大值,之后隨著反應(yīng)Ⅱ生成甲醇消耗一氧化碳增加,一氧化碳量減??;(4)若起始時(shí)加入合適的催化劑加快反應(yīng)Ⅰ的速率,導(dǎo)致反應(yīng)Ⅰ中生成CO速率更快,由于反應(yīng)Ⅱ的消耗速率與反應(yīng)Ⅰ中生成CO速率差別更大,導(dǎo)致CO的極值更大;更大的一氧化碳濃度導(dǎo)致反應(yīng)Ⅱ反應(yīng)速率加快,則極值后CO濃度減小速率更快,圖像為:;(5)A.由圖可知,該反應(yīng)為二氧化碳和氫氣在催化劑作用下生成甲烷和水,化學(xué)方程式為,A正確;B.由圖可知,通過的結(jié)合,在傕化劑表面生成碳酸鹽類物質(zhì)MgOCO2,B正確;C.中鎂、氧、氫化合價(jià)分別為+2、-2、+1,則碳元素的化合價(jià)為價(jià),C正確;D.由圖可知,該反應(yīng)過程中沒有中間體生成,D錯(cuò)誤;故選D。14.(1)能ΔH-TΔS=-92.4-298×(-200)×10-3=-32.8<0(2)ΔH=Ea1-Ea2+Ea3-Ea4第二步(3)=<(4)N2+6H++6e-=2NH3(或N2+8H++6e-=2NH)(5)【詳解】(1)正反應(yīng)是體積減少的放熱反應(yīng),-92.4-298×(-200)×10-3=-32.8<0,故上述反應(yīng)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行
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