科目: 來源: 題型:計算題
工業(yè)合成氨的反應(yīng)為:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H<0。某實驗將3.0 mol N2(g)和4. 0 mol H2(g)充入容積為10L的密閉容器中,在溫度T1下反應(yīng)。測得H2的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間的變化如下圖所示。![]()
(1)反應(yīng)開始3min內(nèi),H2的平均反應(yīng)速率為 。
(2)計算該條件下合成氨反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)(寫出計算過程,結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
(3)僅改變溫度為T2 ( T2小于TI)再進行實驗,請在答題卡框圖中畫出H2的物質(zhì)的量隨
反應(yīng)時間變化的預(yù)期結(jié)果示意圖。
(4)在以煤為主要原料的合成氨工業(yè)中,原料氣氫氣常用下述方法獲得:![]()
寫出上述CO與H2O(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 。
(5)合成氨工業(yè)中,原料氣(N2、H2混有少量CO、NH3)在進入合成塔之前,用醋酸二氨合銅(I)溶液來吸收CO其反應(yīng)為:CH3COO[Cu(NH3)2]+CO+NH3
CH3COO[Cu(NH3)3]?CO △H<0。寫出提高CO吸收率的其中一項措施: 。
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金屬鐵用途廣泛,高爐煉鐵的總反應(yīng)為:Fe2O3(s)+3CO(g)
2Fe(s)+3CO2(g),請回答下列問題:
(1)一定溫度下,在體積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),可以判斷該反應(yīng)已經(jīng)達到平衡的是 。
| A.密閉容器中總壓強不變 |
| B.密閉容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變 |
| C.密閉容器中混合氣體的密度不變 |
| D.c(CO)= c(CO2) |
| 溫度 | 250℃ ~ 600℃ ~ 1000℃ ~ 2000℃ |
| 主要成分 | Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe |
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以下是一些物質(zhì)的熔沸點數(shù)據(jù)(常壓):
| | 鉀 | 鈉 | Na2CO3 | 金剛石 | 石墨 |
| 熔點(℃) | 63.65 | 97.8 | 851 | 3550 | 3850 |
| 沸點(℃) | 774 | 882.9 | 1850(分解產(chǎn)生CO2) | ---- | 4250 |
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科目: 來源: 題型:計算題
I.高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法,發(fā)生的主要反應(yīng)為:
Fe2O3(s) + 3CO(g)
2Fe(s)+3CO2(g) △H
(1)已知:①Fe2O3(s) + 3C(石墨)="2Fe(s)" + 3CO(g) △H1
②C(石墨)+ CO2(g) = 2CO(g) △H2
則△H___________________(用含△H1 、△H2的代數(shù)式表示)。
(2)高爐煉鐵反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=____________________________。
(3)在某溫度時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64,在2L恒容密閉容器甲和乙中,分別按下表所示加入物質(zhì),反應(yīng)經(jīng)過一段時間后達到平衡。
| | Fe2O3 | CO | Fe | CO2 |
| 甲/mol | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| 乙/mol | 1.0 | 1.5 | 1.0 | 1.0 |
| 編號 | 溫度/K | 反應(yīng)時間/h | 反應(yīng)物物質(zhì)的量配比 | 實驗?zāi)康?br /> |
| ① | 378 | 4 | 3∶1 | 實驗②和④探究________ ______________________ 實驗②和__________探究 反應(yīng)時間對產(chǎn)率的影響。 |
| ② | 378 | 4 | 4∶1 | |
| ③ | 378 | 3 | _______ | |
| ④ | 398 | 4 | 4∶1 |
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I.甲醇是一種優(yōu)質(zhì)燃料,可制作燃料電池。工業(yè)上可用下列兩種反應(yīng)制備甲醇:
已知:CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1
CO2(g) + 3H2(g)
CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2
2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) ΔH3
則2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) 的反應(yīng)熱ΔH=____ ___(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
II.工業(yè)上可利用“甲烷蒸氣轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)氫氣”,反應(yīng)為:CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)。
已知溫度、壓強和水碳比[n(H2O)/ n(CH4)]對甲烷平衡含量的影響如下圖:![]()
圖1(水碳比為3) 圖2(800℃)
(1)溫度對該反應(yīng)的反應(yīng)速率和平衡移動的影響是 。
(2)其他條件不變,請在圖2中畫出壓強為2 MPa時,CH4平衡含量與水碳比之間關(guān)系曲線。(只要求畫出大致的變化曲線)
(3)已知:在700℃,1MPa時,1mol CH4與1mol H2O在1L的密閉容器中反應(yīng),6分鐘達到平衡,此時CH4的轉(zhuǎn)化率為80%,求這6分鐘H2的平均反應(yīng)速率和該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)是多少?(寫出計算過程,結(jié)果保留小數(shù)點后一位數(shù)字。)
III.某實驗小組設(shè)計如圖a所示的電池裝置,正極的電極反應(yīng)式為____ ____。![]()
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科目: 來源: 題型:計算題
目前工業(yè)合成氨的原理是:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H=-93.0kJ /mol;另據(jù)報道,一定條件下:2N2(g)+6H2O(l)
4NH3(g)+3O2(g) △H=" +1530.0kJ" /mol。
(1)氫氣的燃燒熱△H=_______________kJ/mol。
(2)在恒溫恒壓裝置中進行工業(yè)合成氨反應(yīng),下列說法正確的是 。
| A.氣體體積不再變化,則已平衡 |
| B.氣體密度不再變化,尚未平衡 |
| C.平衡后,往裝置中通入一定量Ar,壓強不變,平衡不移動 |
| D.平衡后,壓縮裝置,生成更多NH3 |
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科目: 來源: 題型:計算題
合成氨然后再生產(chǎn)尿素是最重要的化工生產(chǎn)。
I.在3個2 L的密閉容器中,在相同的溫度下、使用相同的催化劑分別進行反應(yīng):
3H2(g) + N2(g)
2NH3(g),按不同方式投入反應(yīng)物,保持恒溫、恒容,測得反應(yīng)達到平衡時有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
| 甲 | 乙 | 丙 | ||
| 反應(yīng)物投入量 | 3 mol H2、2 mol N2 | 6 mol H2、4mol N2 | 2 mol NH3 | ||
| 達到平衡的時間/min | | 5 | 8 | ||
| 平衡時N2的濃度/mol·L-1 | c1 | 1.5 | | ||
| NH3的體積分?jǐn)?shù) | ω1 | | ω3 | ||
| 混合氣體密度/g·L-1 | ρ1 | ρ2 | |
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常溫下鈦的化學(xué)活性很小,在較高溫度下可與多種物質(zhì)反應(yīng)。
(1)工業(yè)上由金紅石(含TiO2大于96%)為原料生產(chǎn)鈦的流程如下:![]()
① 沸騰氯化爐中發(fā)生的主要反應(yīng)為: 。
②已知:Ti(s) +2Cl2(g)=TiCl4(l) ΔH=a kJ·mol-1;
2Na(s) +Cl2(g)=2NaCl(s) ΔH=b kJ·mol-1;
Na(s)=Na(l) ΔH=c kJ·mol-1;
則TiCl4(l) +4Na(l)=Ti(s) +4NaCl(s) ΔH= kJ·mol-1。
③ TiCl4遇水強烈水解,寫出其水解的化學(xué)方程式 。
(2)TiO2直接電解法生產(chǎn)鈦是一種較先進的方法,電解質(zhì)為熔融的氯化鈣,原理如圖所示,二氧化鈦電極連接電 極,該極電極反應(yīng)為: 。但此法會產(chǎn)生有毒氣體,為減少對環(huán)境的污染,在電池中加入固體氧離子隔膜(氧離子能順利通過),將兩極產(chǎn)物隔開,再將石墨改為金屬陶瓷電極,并通入一種還原性氣體,該氣體是 。![]()
(3)海綿鈦可用碘提純,原理為:
,下列說法正確的是 。
| A.該反應(yīng)正反應(yīng)的ΔH>0 |
| B.在不同溫度區(qū)域,TiI4的量保持不變 |
| C.在提純過程中,I2 的作用是將粗鈦從低溫區(qū)轉(zhuǎn)移到高溫區(qū) |
| D.在提純過程中,I2 可循環(huán)利用 |
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)含硫化合物在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的用途。
(1)SO2可用于工業(yè)生產(chǎn)SO3。
①在一定條件下,每生成8g SO3氣體,放熱9.83kJ。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為__________________
②在500℃,催化劑存在的條件下,向容積為1L的甲、乙兩個密閉容器中均充入2 mol SO2和1 mol O2。甲保持壓強不變,乙保持容積不變,充分反應(yīng)后均達到平衡。
I.平衡時,兩容器中SO3體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系為:甲_______乙(填“>”、“<”或“ =”)。
II.若乙在t1 min時達到平衡,此時測得容器乙中SO2的轉(zhuǎn)化率為90%,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_______;保持溫度不變,t2 min時再向該容器中充入1 mol SO2和1 mol SO3,t3 min時達到新平衡。請在下圖中畫出t2~t4min內(nèi)正逆反應(yīng)速率的變化曲線(曲線上必須標(biāo)明V正、 V逆)![]()
(2)硫酸鎂晶體(MgSO4·7H2O )在制革、醫(yī)藥等領(lǐng)域均有廣泛用途。4.92g硫酸鎂晶體受熱脫水過程的熱重曲線(固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如右圖所示。![]()
①固體M的化學(xué)式為__________。
②硫酸鎂晶體受熱失去結(jié)晶水的過程分為_________個階段。
③N轉(zhuǎn)化成P時,同時生成另一種氧化物,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。
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科目: 來源: 題型:計算題
隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重,“節(jié)能減排”,減少全球溫室氣體排放,研究NOx、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。
(1)下圖是在101kPa,298k條件下1mol NO2和1mol CO反應(yīng)生成1mol CO2和1mol NO過程中能量變化示意圖。![]()
已知:① N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+179.5kJ/mol
② 2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=-112.3kJ/mol
則在298k時,反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)的△H= 。
(2)將0.20mol NO2和0.10molCO充入一個容積恒定為1L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),在不同條件下,反應(yīng)過程中部分物質(zhì)的濃度變化狀況如圖所示。![]()
①下列說法正確的是 。(填序號)
a.容器內(nèi)的壓強不發(fā)生變化說明該反應(yīng)達到平衡
b.當(dāng)向容器中加再充入0.20mol NO時,平衡向正反應(yīng)方向移動,K值增大
c.升高溫度后,K值減小,NO2的轉(zhuǎn)化率減小
d.向該容器內(nèi)充入He氣,反應(yīng)物的體積減小,濃度增大,所以反應(yīng)反應(yīng)速率增大
②計算產(chǎn)物NO在0~2min時平均反應(yīng)速率v(NO)= mol·L-1·min-1;
③第4min時改變的反應(yīng)條件為 (填“升溫”、“降溫”);
④計算反應(yīng)在第6min時的平衡常數(shù)K= 。若保持溫度不變,此時再向容器中充入CO、NO各0.060mol,平衡將 移動(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)有學(xué)者想以如圖所示裝置用原電池原理將SO2轉(zhuǎn)化為重要的化工原料。其負極的反應(yīng)式為 ,當(dāng)有0.25molSO2被吸收,則通過質(zhì)子(H+)交換膜的H+的物質(zhì)的量為 。![]()
(4)CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應(yīng),CaCO3是一種難溶物質(zhì),其KSP=2.8×10-9mol2/L2。現(xiàn)將2×10-4mol/L的Na2CO3溶液與一定濃度的CaC12溶液等體積混合生成沉淀,計算應(yīng)加入CaC12溶液的最小濃度為 。
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