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科目: 來源: 題型:實驗題

(15分)乙醇是重要的有機化工原料,可由乙烯直接水合法或間接水合法生產;卮鹣铝袉栴}:
(1)間接水合法是指先將乙烯與濃硫酸反應生成硫酸氫乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。寫出相應的反應的化學方程式                             
(2)已知:
甲醇脫水反應①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)?△H1=-23.9KJ·mol-1
甲醇制烯烴反應②2CH3OH(g)=C2H4 (g)+2H2O(g)? △H2=-29.1KJ·mol-1
乙醇異構化反應③CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g))? △H3=+50.7KJ·mol-1
則乙烯氣相直接水合反應C2H4 (g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的?△H=                   KJ·mol-1
與間接水合法相比,氣相直接水合法的優(yōu)點是:             。
(3)下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉化率與溫度、壓強的關系(其中n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1)

①列式計算乙烯水合制乙醇反應在圖中A點的平衡常數(shù)K=               (用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數(shù))
②圖中壓強P1、P2、P3、P4的大小順序為:                 ,理由是:                      
③氣相直接水合法黨采用的工藝條件為:磷酸/硅藻土為催化劑,反應溫度290 ℃,壓強6.9MPa,n(H2O)︰n(C2H4)=0.6︰1。乙烯的轉化率為5℅。若要進一步提高乙烯的轉化率,除了可以適當改變反應溫度和壓強外,還可以采取的措施有:               、                    。

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科目: 來源: 題型:計算題

(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-94.4kJ·mol-1。恒容時,體系中各物質濃度隨時間變化的曲線如圖示。

①在1L容器中發(fā)生反應,前20min內,v(NH3)=         ,放出的熱量為        
②25min時采取的措施是                                     ;
③時段III條件下,反應的平衡常數(shù)表達式為                (用具體數(shù)據表示)。
(2)電廠煙氣脫氮的主反應①:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)   △H<0,副反應②:2NH3(g)+8NO(g)5N2O(g)+3H2O(g) △H>0。平衡混合氣中N2與N2O含量與溫度的關系如右圖。請回答:在400K~600K時,平衡混合氣中N2含量隨溫度的變化規(guī)律是                                                          ,導致這種規(guī)律的原因是                                                 (任答合理的一條原因)。

(3)直接供氨式燃料電池是以NaOH溶液為電解質的。電池反應為:4NH3+3O2=2N2+6H2O,則負極電極反應式為                                   。

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科目: 來源: 題型:計算題

工業(yè)上“固定”和利用CO2能有效地減輕“溫室’效應。有一種用CO2生產甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH =-49.0 kJ·mol-1
(1)在相同溫度和容積不變時,能說明該反應已達平衡狀態(tài)的是    

A.n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶3∶1∶1
B.容器內壓強保持不變
C.H2的消耗速率與CH3OH的消耗速率之比為3∶1
D.容器內的密度保持不變
(2)一定溫度時將6 mol CO2和8 mol H2充入2L的密閉容器中,測得H2的物質的量隨時間變化如圖所示(實線)。圖中數(shù)據a(1,6)代表的意思是:在1 min時H2的物質的量是6 mol。

① a點正反應速率  逆反應速率(填“大于”、“等于”或“小于”)。
② 僅改變某一實驗條件時,測得H2的物質的量隨時間變化如圖中虛線所示,曲線Ⅰ對應的實驗條件改變是       ,曲線Ⅱ對應的實驗條件改變是      
③ 在題給圖中繪出加入催化劑對應的曲線。
④ 結合圖給實線的數(shù)據,計算該溫度時反應的化學平衡常數(shù)。(寫出計算過程)
(3)甲醇可用以制燃料電池,常用KOH作電解質溶液,負極的電極反應式為:       。

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科目: 來源: 題型:計算題

2012年2月27日深圳宣稱進入“200萬輛汽車時代”,汽車尾氣已成為重要的空氣污染物。
(1)汽車內燃機工作時引起反應:N2(g)+O2(g)2NO(g),是導致汽車尾氣中含有NO的原因之一。T℃時,向2L密閉容器中充入4mol N2和6molO2,5min后達平衡時NO物質的量為4mol,該反應的速率v(N 2)為        ;計算該條件下的平衡常數(shù)(寫出計算過程)。
(2)恒溫恒容,能說明反應 2NO(g)  N2(g)+O2(g) 達到平衡的是        (填代號)。

A.NO、N2、O2的濃度之比為2∶1∶1
B.N2的濃度不再發(fā)生變化
C.單位時間內消耗2 mol NO,同時消耗1 mol N2
D.容器內氣體密度不再發(fā)生變化
(3)H2或CO可以催化還原NO以達到消除污染的目的:
①已知:N2(g)+ O2(g) = 2NO(g)     △H = +180.5kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g) = H2O(l)    △H = —285.8kJ/mol
則H2(g)與NO(g)反應生成N2(g)和H2O(l)的熱化學方程式為                         。
②當質量一定時,增大固體催化劑的表面積可提高化學反應速率。下圖是反應:2NO(g) + 2CO(g) 2CO2(g)+ N2(g) 中NO的濃度隨溫度(T)、催化劑表面積(S)和時間(t)的變化曲線,據此判斷該反應的△H      0 (填“>”、“<”或“無法確定”)。若催化劑的表面積S1>S2 ,在下圖中畫出NO的濃度在T1、S2條件下達到平衡過程中的變化曲線,并注明條件。

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科目: 來源: 題型:計算題

CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  ΔH=?867 kJ·mol-1。該反應可用于消除氮氧化物的污染。在130℃和180℃時,分別將0.50 molCH4和a molNO2充入1L的密閉容器中發(fā)生反應,測得有關數(shù)據如下表:

實驗編號
溫度
 
時間
0
10
20
40
50
1
130℃
n(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
2
180℃
n(CH4)/mol
0.50
0.30
0.18
 
0.15
 
(1)開展實驗1和實驗2的目的是                                         。
(2)180℃時,反應到40min,體系    (填“是”或“否”)達到平衡狀態(tài),理由是                                               ;CH4的平衡轉化率為       。
(3)已知130℃時該反應的化學平衡常數(shù)為6.4,試計算a的值。(寫出計算過程)
(4)一定條件下,反應時間t與轉化率μ(NO2)的關系如圖所示,請在圖像中畫出180℃時,壓強為P2(設壓強P2>P1)的變化曲線,并做必要的標注。

(5)根據已知求算:ΔH2=                   。
CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)    ΔH1=?574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g) 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)    ΔH2

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科目: 來源: 題型:計算題

汽車尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體,對汽車加裝尾氣凈化裝置,可使有毒氣體相互反應轉化為無毒氣體。
(1)汽車尾氣中CO、NO2氣體在一定條件下可以發(fā)生反應:
4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·mol-1
①恒溫恒容條件下,不能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是________(填序號);
A.容器內混合氣體顏色不再變化       B.容器內的壓強保持不變
C.2v(NO2)=v(N2)                  D.容器內混合氣體密度保持不變
②能使該反應的反應速率增大,且平衡向逆反應方向移動的是________(填序號);
A.及時分離出CO2                                    B.適當升高溫度
C.減小容器體積使體系壓強增大       D.選擇高效催化劑
③對于該反應,溫度不同(T2>T1)、其他條件相同時,下列圖像正確的是________(填序號);
 
(2)汽車尾氣中CO與H2O(g)在一定條件下可以發(fā)生反應:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0;820 ℃時在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中,起始時按照右表進行投料,達到平衡狀態(tài)時K=1.0。

起始物質的量



n(H2O)/mol
0.10
0.20
0.20
n(CO)/mol
0.10
0.10
0.20
 
①該反應的平衡常數(shù)表達式為___________;平衡時,甲容器中CO的轉化率=       ;
②平衡時,比較下列容器中CO的轉化率:乙       甲(填“>”、“=”或“<”,下同);丙       甲。    

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科目: 來源: 題型:計算題

“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視,而如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2,引起了全世界的普遍重視。所以“低碳經濟”正成為科學家研究的主要課題。
(1)用電弧法合成的儲氫納米碳管常伴有大量的碳納米顆粒(雜質),這種顆?捎萌缦卵趸ㄌ峒儯埻瓿稍摲磻幕瘜W方程式,并在方框內填上系數(shù)。
□C+□KMnO4+□H2SO4 =□CO2↑+□MnSO4 +□K2SO4+□        
(2)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,進行反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下二組數(shù)據:

實驗組
溫度℃
起始量/mol
平衡量/mol
達到平衡所需時間/min
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1.6
2.4
6
2
900
2
1
0.4
1.6
3
 
①實驗1條件下,反應從開始至達到平衡,以v(CO2)表示的平均反應速率為          (保留小數(shù)點后二位數(shù),下同)。
②實驗2條件下平衡常數(shù)K=____  _____,該反應為          (填“吸熱”或“放熱”)反應。
(3)已知在常溫常壓下:
① 2CH3OH(l) +3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)  ΔH1=-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g)=2CO2(g)   ΔH2=-566.0 kJ/mol 
③ H2O(g)=H2O(l)  ΔH3=-44.0 kJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和氣態(tài)水的熱化學方程式:                                     。
(4)某實驗小組依據甲醇燃燒的反應原理,設計如圖所示的電池裝置。

①該電池正極的電極反應式為:                       
②該電池工作時,溶液中的OH向______(填“正”或“負”)極移動。

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科目: 來源: 題型:計算題

在一密閉容器中發(fā)生反應: 2A(g)+B(g)E(g)
(1)寫出該反應的平衡常數(shù)表達式___________       ____,已知升高溫度時,v(正)>v(逆),此時K值__     __(填“變大”“變小”或“不變”);該反應的△H_____0(填“>”、“=”、“<”);
(2)將1.0mol A和1.0mol B混合后裝入2L容器中發(fā)生反應,E的物質的量的變化如圖所示。
①3分鐘內E的平均反應速率為________       _________;
②求此溫度下該反應的平衡常數(shù)K=                 (結果保留小數(shù)后1位);
③請在圖中畫出5分鐘內A的物質的量變化的曲線;

(3)已知在如圖所示的變化中,平衡常數(shù)K保持不變,則在5~7min內引起E的物質的量變化的原因可能是____________(填編號)。
①降低了溫度 ②升高了溫度 ③使用了催化劑 ④增大了容器的體積 ⑤縮小了容器的體積 ⑥減少了A的物質的量。

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科目: 來源: 題型:計算題

“溫室效應”是全球關注的環(huán)境問題之一。CO2是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體。因此,控制和治理CO2是解決溫室效應的有效途徑。
(1)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,進行反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據:

實驗組
溫度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
達到平衡所需時間/min
CO
H2O
H2
CO
1
650
4
2
1.6
2.4
6
2
900
2
1
0.4
1.6
3
3
900
a
b
c
d
t
 
① 實驗1條件下平衡常數(shù)K=     (保留小數(shù)點后二位數(shù)字)。
② 實驗3中,若平衡時,CO的轉化率大于水蒸氣,則a/b 的值    (填具體值或取值范圍)。
③ 實驗4,若900℃時,在此容器中加入10molCO、5molH2O、2molCO2、5molH2,則此時v(正)     v(逆)(填“<”、“>”、“=”)。
(2)CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應,CaCO3是一種難溶物質,其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的濃度為2×10—4mo1/L,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為   
(3)已知BaSO4(s) + 4C(s) ="4CO(g)" + BaS(s)  △H1 =+571.2kJ/mol,
BaSO4(s) + 2C(s) = 2CO2(g) + BaS(s)  △H2="+226.2" kJ/mol。
則反應C(s) + CO2(g) = 2CO(g)的△H3=      kJ/mol。
(4)尋找新能源是解決溫室效應的一條重要思路。磷酸亞鐵鋰LiFePO4是一種新型汽車鋰離子電池,總反應為:FePO4+Li        LiFePO4,電池中的固體電解質可傳導Li+,則該電池放電時的正極和負極反應式分別為:                                 。若用該電池電解蒸餾水(電解池電極均為惰性電極),當電解池兩極共有3360mL氣體(標準狀況)產生時,該電池消耗鋰的質量為       。(Li的相對原子質量約為7.0)

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科目: 來源: 題型:計算題

(I)某化學家根據“原子經濟”的思想,設計了如下制備H2的反應步驟:
①CaBr2+H2OCaO+2HBr    ②2HBr+HgHgBr2+H2
③HgBr2+__________ +          ④2HgO2Hg+O2
請你根據“原子經濟”的思想完成上述步驟③的化學方程式:________         _。
根據“綠色化學”的思想評估該方法制H2的主要缺點:________             __。
(II)氫氣常用生產水煤氣的方法制得。CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H<0
在850℃時,K=1。
(1)若升高溫度到950℃時,達到平衡時K______1(填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)850℃時,若向一容積可變的密閉容器中同時充入1.0molCO、3.0molH2O、1.0molCO2和x mol H2,則:
①當x = 5.0時,上述平衡向___________(填正反應或逆反應)方向進行。
②若要使上述反應開始時向正反應方向進行,則x應滿足的條件是__________。
(3)在850℃時,若x="5.0" mol,其它物質的投料不變,當上述反應達到平衡后,求H2的體積分數(shù)(計算結果保留兩位有效數(shù)字)。

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