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14．運用化學反應原理研究碳、氮的單質及其化合物的反應對緩解環境污染、能源危機具有重要意義．
（1）已知反應CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-99kJ•mol^-1中的相關化學鍵能如表：

化學鍵	H-H	C-O	C≡O	H-O	C-H
E/（kJ•mol-1）	436	343	x	465	413

則x=1076．
（2）甲醇作為一種重要的化工原料，既可以作為燃料，還可用于合成其它化工原料．在一定條件下可利用甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反應原理可表示為：CH₃OH（g）+CO（g）?HCOOCH₃（g）△H=-29.1kJ•mol^-1．向體積為2L的密閉容器中充入2mol CH₃OH（g） 和2mol CO，測得容器內的壓強（p：kPa）隨時間（min）的變化關系如圖1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲線所示：

①Ⅱ和Ⅰ相比，改變的反應條件是使用催化劑．
②反應Ⅰ在5min時達到平衡，在此條件下從反應開始到達到平衡時v（HCOOCH₃）=0.10mol•L^-1•min^-1．
③反應Ⅱ在2min時達到平衡，平衡常數K（Ⅱ）=2L•mol^-1．在體積和溫度不變的條件下，在上述反應達到平衡Ⅱ時，再往容器中加入1mol CO和2mol HCOOCH₃后v_（正）＜ v_（逆） （填“＞”“＜”“﹦”），原因是濃度商Qc=$\frac{1.5}{0.5•1}$=3＞2=K反應向逆方向進行，故v（正）＜v（逆）．
④比較反應Ⅰ的溫度（T₁）和反應Ⅲ的溫度（T₃）的高低：T₁＞T₃（填“＞”“＜”“﹦”），判斷的理由是此反應為放熱反應，降溫，平衡向正向進行（或反應Ⅰ達平衡時所需的時間比反應Ⅲ達平衡時所需的時間短，反應速率快，故T1溫度更高）．
（3）超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層．科學家正在研究利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉變成CO₂和N₂．某研究小組在實驗室用某新型催化劑對CO、NO催化轉化進行研究，測得NO轉化為N₂的轉化率隨溫度、CO混存量的變化情況如圖2所示，利用以下反應填空：
NO+CO?N₂+CO₂（有CO）  2NO?N₂+O₂（無CO）
①若不使用CO，溫度超過775℃，發現NO的分解率降低，其可能的原因為此反應為放熱反應，升高溫度反應更有利于向逆反應方向進行．
②在$\frac{n（NO）}{n（CO）}$=1的條件下，應控制最佳溫度在870℃左右．

13．一定溫度下，在2L密閉容器中加入4.0molA和6.0molB，發生如下可逆反應：2A（g）+3B（g）?4C（g）+D（g）．反應10 min后達到平衡，此時D的濃度為0.5molL^-1．下列說法正確的是（　　）

	A．	前10min反應的平均速率v（C）=0.1 mol/（L•min）
	B．	反應達到平衡時B的平衡濃度是1.5 mol•L-1
	C．	恒溫下，將反應容器體積壓縮為原來的一半，則D的平衡濃度小于1.0 mol•L-1
	D．	10 min后在容器中加入A，重新建立平衡時A的轉化率一定大于50%

12．硫酸工業中SO₂轉化為SO₃是重要的反應之一，在一定壓強和催化劑作用下在2L密閉容器中充入0.8molSO₂和2molO₂發生反應：2SO₂（g）+O₂（g）$?_{加熱}^{催化劑}$2SO₃（g），SO₂的轉化率隨溫度的變化如表所示：

溫度℃	450	500	550	600
SO2的轉化率%	97.5	95.8	90.50	80.0

（1）由表中數據判斷△H＜0（填“＞”、“=”或“＜”）
（2）能判斷該反應是否達到平衡狀態的是ACF
A．容器的壓強不變                    B．混合氣體的密度不變
C．混合氣體中SO₃的濃度不變           D．C（SO₂）=C（SO₃）
E．V正（SO₂）=V正（SO₃）             F．V正（SO₃）=2V逆（O₂）
（3）某溫度下經2min反應達到平衡后C（SO₂）=0.08mol•L^-1．
①0～2min之間，O₂的反應速率為0.08mol•L^-1•min^-1．
②此時的溫度為600℃．
③此溫度下的平衡常數為$\frac{400}{21}$（可用分數表示）．
（4）若將平衡反應混合物的壓強增大（假如體積可變），平衡將正向移動．

11．乙苯是一種用途廣泛的有機原料，可制備多種化工產品．
（一）制備苯乙烯（原理如反應I所示）：
I．
（1）部分化學鍵的鍵能如表所示：

化學鍵	C-H	C-C	C=C	H-H
鍵能/kJ•mol-1	412	348	x	436

根據反應I的能量變化，計算x=612．
（2）工業上，在恒壓設備中進行反應I時，常在乙苯蒸氣中通入一定量的水蒸氣．用化學平衡理論解釋通入水蒸氣的原因為該反應正向為氣體分子數增大的反應，入水蒸氣需增大容器容積，減小體系壓強，平衡正向移動，增大反應物的轉化率．
（3）從體系自由能變化的角度分析，反應I在高溫（填“高溫”或“低溫”）下有利于其自發進行．
（二）制備α-氯乙基苯（原理如反應II所示）：
II．
（4）T℃時，向10L恒容密閉容器中充人2mol乙苯（g）和2mol Cl₂（g）發生反應Ⅱ，5min時達到平衡，乙苯和Cl₂、α-氯乙基苯和HCl的物質的量濃度（c）隨時間（t）變化的曲線如圖l所示：

①0-5min內，以HCl表示的該反應速率v（HCl）=0.032 mol•L^-1•min^-1．
②T℃時，該反應的平衡常數K=16．
③6min時，改變的外界條件為升高溫度．
④10min時，保持其他條件不變，再向容器中充人1moI乙苯、1mol Cl₂、1mol α-氯乙基苯和l mol HCl，12min時達到新平衡．在圖2中畫出10-12min，Cl₂和HCl的濃度變化曲線（曲線上標明Cl₂和HC1）；0-5min和0-12min時間段，Cl₂的轉化率分別用α₁、α₂表示，則α_l＜α₂（填“＞”、“＜”或“=”）．

10．目前工業上有一種方法是用CO₂生產燃料甲醇．一定條件下發生反應：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），圖1表示該反應過程中能量（單位為kJ•mol^-1）的變化．

（1）該反應為放熱反應，原因是反應物的總能量高于生成物的總能量．
（2）下列能說明該反應已經達到平衡狀態的是BCE（填序號）
A．v （H₂）=3v（CO₂）                   B．容器內氣體壓強保持不變
C．v_逆（CO₂）=v_正（CH₃OH）             D．容器內氣體密度保持不變
E．1mol H-O鍵斷裂的同時2mol C=O鍵斷裂
（3）在體積為1L的密閉容器中，充入1molCO₂和3molH₂，測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如圖2所示．從反應開始到平衡，用氫氣濃度變化表示的平均反應速率v（H₂）=0.225mol/（L．min）． 達平衡時容器內平衡時與起始時的壓強之比5：8 （或0.625）．
（4）甲醇、氧氣在酸性條件下可構成燃料電池，其負極的電極反應式為CH₃OH-6e^-+H₂O=6H⁺+CO₂，與鉛蓄電池相比，當消耗相同質量的負極活性物質時，甲醇燃料電池的理論放電量是鉛蓄電池的19.4倍（保留小數點后1位）．

9．氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農業生產、生活中有著重要作用．
（1）在固定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，其平衡常數K與溫度T的關系如下表：

T/K	298	398	498
平衡常數K	4.1×106	K1	K2

①試判斷K₁＞ K₂（填寫“＞”“=”或“＜”）．
②如果合成氨反應的方程式寫為$\frac{1}{2}$N₂（g）+$\frac{3}{2}$H₂（g）?NH₃（g），其平衡常數為K’，則K’與K的關系為D（填字母）
A．K′=K   B．K′=2K   C．K′=$\frac{1}{2}$K  D．K′=$\sqrt{k}$（2）下列各項能說明合成氨反應已達到平衡狀態的是ce（填字母）（反應是在固定體積的密閉容器中進行的）
a．容器內N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1：3：2    b．v（N₂）_（正）=3v（H₂）_（逆）
c．容器內壓強保持不變                        d．混合氣體的密度保持不變
e．混合氣體的平均摩爾質量不變
（3）將0.3mol N₂和0.5mol H₂充入體積不變的密閉容器中，在一定條件下達到平衡，測得容器內氣體壓強變為原來的$\frac{7}{8}$，此時H₂的轉化率為30%；欲提高該容器中H₂的轉化率，下列措施可行的是AD（填選項字母）．
A．向容器中按原比例再充入原料氣         B．向容器中再充入一定量H₂
C．改變反應的催化劑                     D．液化生成物分離出氨
（4）鹽酸肼（N₂H₆Cl₂）是一種重要的化工原料，屬于離子化合物，易溶于水，溶液呈酸性，水解原理與NH₄Cl類似．
①寫出鹽酸肼第一步水解反應的離子方程式N₂H₆²⁺+H₂O═[N₂H₅•H₂O]⁺+H⁺；
②鹽酸肼水溶液中離子濃度的排列順序正確的是A（填序號）．
A．c（Cl^-）＞c（N₂H₆²⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）    
B．c（Cl^-）＞c（[N₂H₅•H₂O⁺]）＞c（H⁺）＞c（OH^-）
C．2c（N₂H₆²⁺）+c（[N₂H₅•H₂O]⁺）+c（H⁺）=c（H⁺）+c（OH^-）
D．c（N₂H₆²⁺）＞c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）

8．研究氮及其化合物對化工生產有重要意義．
（1）工業合成氨的原理為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ•mol^-1．
下圖甲表示在一定體積的密閉容器中反應時N₂的物質的量濃度隨時間的變化，圖乙表示在其他條件不變的情況下，改變起始投料中H₂與N₂的物質的量之比（設為n）對該平衡的影響

①已知圖甲中0～t₁ min內，v（H₂）=0.03mol•L^-1•min^-1，則t₁=30 min；若從t₂ min起僅改變一個反應條件，則所改變的條件可能是降低溫度或增大H₂濃度（填一種即可）；圖乙中，b點時n=3．
②已知某溫度下該反應的K=10，該溫度下向容器中同時加入下列濃度的混合氣體：c（H₂）=0.1mol•L^-1，c（N₂）=0.5mol•L^-1，c（NH₃）=0.1mol•L^-1，則在平衡建立過程中NH₃的濃度變化趨勢是逐漸減小（填“逐漸增大”“逐漸減小”或“恒定不變”）．
（2）已知肼（N₂H₄）是二元弱堿，其電離是分步的，電離方程式為N₂H₄+H₂O?N₂H₅⁺+OH^-、N₂H₅⁺+H₂O?N₂H₆²⁺+OH^-．
（3）中國航天科技集團公司計劃在2015年完成20次宇航發射任務．肼（N₂H₄）可作為火箭發動機的燃料，與氧化劑N₂O₄反應生成N₂和水蒸氣．
已知：①N₂（g）+2O₂（g）═N₂O₄（l）
△H₁=-195kJ•mol^-1
②N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）
△H₂=-534.2kJ•mol^-1
寫出肼和N₂O₄反應的熱化學方程式：2N₂H₄（l）++N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-873.4 kJ•mol^-1．
（4）以NO₂為原料可以制得新型綠色硝化劑N₂O₅，原理是先將NO₂轉化為N₂O₄，然后采用電解法制備N₂O₅，其裝置如圖丙所示，兩端是石墨電極，中間隔板只允許離子通過，不允許水分子通過．
①已知兩室加入的試劑分別是：a．硝酸溶液；b．N₂O₄和無水硝酸，則左室加入的試劑應為b（填代號），其電極反應式為N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺．
②若以甲醇燃料電池為電源進行上述電解，已知：CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-651kJ•mol^-1，又知甲醇和水的汽化熱分別為11kJ•mol^-1、44kJ•mol^-1，標準狀況下，該燃料電池消耗0.5mol CH₃OH產生的最大電能為345.8kJ，則該電池的能量效率為95%（電池的能量效率=電池所產生的最大電能與電池所釋放的全部能量之比）．

7．二甲醚（CH₃OCH₃）是一種應用前景廣闊的清潔燃料，以CO和H₂為原料生產二甲醚主要發生以下三個反應：

編號	熱化學方程式	化學平衡常數
①	CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1	K1
②	2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2=-24kJ•mol-1	K2
③	CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H3=-41kJ•mol-1	K3

回答下列問題：
（1）已知反應①中的相關的化學鍵鍵能數據如下：

化學鍵	H-H	C-O	C=O	H-O	C-H
E/（kJ．mol-1）	436	343	1076	465	413

由上述數據計算△H₁=-99 kJ•mol^-1．
（2）該工藝的總反應為3CO（g）+3H₂（g）?CH₃OCH₃（g）+CO₂（g）△H
該反應△H=-263 kJ•mol^-1，化學平衡常數K=K₁²•K₂•K₃（用含K₁、K₂、K₃的代數式表示）．
（3）下列措施中，能提高CH₃OCH₃產率的有AD．
A．分離出二甲醚               B．升高溫度
C．改用高效催化劑             D．增大壓強
（4）工藝中反應①和反應②分別在不同的反應器中進行，無反應③發生．該工藝中反應③的發生提高了CH₃OCH₃的產率，原因是反應③消耗了反應②中的產物H₂O，使反應②的化學平衡向正反應方向移動，從而提高CH₃OCH₃的產率．
（5）以$\frac{n（{H}_{2}）}{n（CO）}$=2 通入1L的反應器中，一定條件下發生反應：4H₂（g）+2CO（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H，其CO的平衡轉化率隨溫度、壓強變化關系如圖所示．下列說法正確的是CD．
A．該反應的△H＞0
B．若在p₂和316℃時反應達到平衡，則CO的轉化率小于50%
C．若在p₃和316℃時反應達到平衡，H₂的轉化率等于50%
D．若在p₃和316℃時，起始時$\frac{n（{H}_{2}）}{n（CO）}$=3，則達平衡時CO的轉化率大于50%
E．若在p₁和200℃時，反應達平衡后保持溫度和壓強不變，再充入2mol H₂和1mol CO，則平衡時二甲醚的體積分數增大
（6）某溫度下，將8.0mol H₂和4.0mol CO充入容積為2L的密閉容器中，發生反應：4H₂（g）+2CO（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g），反應達平衡后測得二甲醚的體積分數為25%，則該溫度下反應的平衡常數K=2.25．

6．將1molN₂和3mol H₂充入體積可變的恒溫密閉容器中，在380℃下發生反應：N₂（g）+3H₂（g）$\stackrel{催化劑}{?}$2NH₃（g），平衡時，體系中氨的體積分數（NH₃）隨壓強變化的情況如表：

壓強/MPa	10	20	30	40
φ（NH3）	0.30	0.45	0.54	0.60

下列說法正確的是（　　）

	A．	10 MPa時，H2的轉化率為75%
	B．	20 MPa時，NH3的物質的量濃度是10 MPa時的1.5倍
	C．	40 MPa時，若容器的體積為VL，則平衡常數$K=\frac{{64{V^2}}}{3}$
	D．	30 MPa時，若向容器中充入惰性氣體，則平衡向正反應方向移動

5．甲醇是一種很好的燃料，工業上用CH₄和H₂O為原料，通過反應Ⅰ和Ⅱ來制備甲醇．

（1）將1.0mol CH₄和2.0mol H₂O（g）通入反應室（容積為100L），在一定條件下發生反應：
CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）…Ⅰ．CH₄的轉化率與溫度、壓強的關系如圖1．
①已知100℃時達到平衡所需的時間為5min，則用H₂表示的平均反應速率為0.0030 mol/（L•min）．
②圖中的P₁＜P₂（填“＜”、“＞”或“=”），100℃時平衡常數為2.25×10^-4．
③該反應的△H＞0（填“＜”、“＞”或“=”）．
（2）在壓強為0.1MPa條件下，將a mol CO與 3a mol H₂的混合氣體在催化劑作用下能自發反應生成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；△H＜0…Ⅱ．
①若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產率的是BD．
A．升高溫度                                    B．將CH₃OH（g）從體系中分離
C．充入He，使體系總壓強增大           D．再充入1mol CO和3mol H₂
②為了尋找合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件，某同學設計了三組實驗，部分實驗條件已經填在下面實驗設計表中．

實驗編號	T（℃）	n（CO）/n（H2）	p（MPa）
1	150	$\frac{1}{3}$	0.1
2	a	$\frac{1}{3}$	5
3	350	b	5

A．則上表中剩余的實驗條件數據：a=150、b=$\frac{1}{3}$．
B．根據反應Ⅱ的特點，圖2是在壓強分別為0.1MPa和5MPa下CO的轉化率隨溫度變化的曲線圖，請指明圖中的壓強P_x=0.1MPa．