- 影响化学反应速率的因素
- 共2373题
工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下:
Ⅰ.合成氨
(1)写出装置①中发生反应(该反应为放热反应)的化学方程式:______________
(2)进入装置①的氮、氢混合气体(体积比为1:3)与反应达平衡后出来的混合气体压强之比为5:4,则氮气的转化率为______________。
(3)生产过程中氮气与氢气以1:2.8(体积比)进行投料,试从原料利用的角度解释原因_______________________
(4)已知在实际生产过程中装置①中温度控制在700K左右,这样做的目的是:
①该温度下铁触媒的活性最大,催化效果最佳;
②____________________
Ⅱ.氨的接触氧化原理
(5)在装置②中反应有:
4NH3(g) + 5O2(g)4NO(g)+ 6H2O(g);ΔH=—905.5 kJ·mol-1
4NH3(g) + 3O2(g)2N2(g) + 6H2O(g);ΔH=—1267 kJ·mol-1
除了上列反应外还可能发生一氧化氮的分解。完成热化学方程式:
2NO(g)N2(g) +O2(g);ΔH=__________
(6)根据下图信息回答问题
装置②中将温度控制在780℃-840℃,不可超过900℃,其原因是____________________
正确答案
(1)N2+3H22NH3
(2)40%
(3)增大氮气浓度,提高氢气转化率
(4)加快反应速率
(5)-180.75 kJ·mol-1(6)NO产率下降,氨气更多地转化为了氮气
欧盟原定于2012年1月1日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暖,使得对如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫。请运 用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)近年来,我国储氢纳米碳管研究取得重大进展,用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒(杂质),这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应的化学方程式为:
____C + ____K2Cr2O7 + ____→ ____CO2↑+ ____K2SO4 + ____Cr2(SO4)3 + ____H2O
请完成并配平上述化学方程式。
(2)甲醇是一种新型燃料,甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) △H1=-116 kJ/mol
①下列措施中有利于增大该反应的反应速率的是 _______;
A.随时将CH3OH与反应混合物分离
B.降低反应温度
C.增大体系压强
D.使用高效催化剂
②已知:
△H2=-283 kJ·mol-1
△H3=-242 kJ·mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式为______________;
③在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。
请回答:
ⅰ)在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是___________________;
ⅱ)利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z 在对应温度下CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) 的平衡常数K =__________。
(3)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10-9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为7×10-4mol/L ,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为__________。
正确答案
(1)3 2 8H2SO4 3 2 2 8
(2)①CD;② CH3OH(g)+3/2O2(g)CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-651kJ/mol;③ⅰ)270℃;ⅱ) 4 L2/mol2(3)1.6×10-5 mol/L
欧盟原定于2012年1月1日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暖,使得对如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫。请运 用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)近年来,我国储氢纳米碳管研究取得重大进展,用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒(杂质),这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应的化学方程式为:
____C + ____K2Cr2O7 + ____→ ____CO2↑+ ____K2SO4 + ____Cr2(SO4)3 + ____H2O
请完成并配平上述化学方程式。
(2)甲醇是一种新型燃料,甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) △H1=-116 kJ/mol
①下列措施中有利于增大该反应的反应速率的是 _______;
A.随时将CH3OH与反应混合物分离
B.降低反应温度
C.增大体系压强
D.使用高效催化剂
②已知:
△H2=-283 kJ·mol-1
△H3=-242 kJ·mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式为______________;
③在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。
请回答:
ⅰ)在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是___________________;
ⅱ)利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z 在对应温度下CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) 的平衡常数K =__________。
(3)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10-9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为7×10-4mol/L ,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为__________。
正确答案
(1)3 2 8H2SO4 3 2 2 8
(2)①CD;② CH3OH(g)+3/2O2(g)CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-651kJ/mol;③ⅰ)270℃;ⅱ) 4 L2/mol2(3)1.6×10-5 mol/L
某温度时,在2L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z,它们的物质的量随时间的变化如表所示。
(1)根据下表中数据,画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线
(2)体系中发生反应的化学方程式是_______________________
(3)该反应在0-3min时间内产物Z的平均反应速率:_______________
(4)该反应达到平衡时反应物X的转化率等于___________________________
(5)如果该反应是放热反应。改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到Z随时间变化的曲线①、②、③(如下图所示)则曲线①、②、③所对应的实验条件改变分别是:
① _________________ ②________________ ③__________________
正确答案
(1)
(2)aX+bYcZ
(3)0.083mol/(L·min)
(4)0.45或45%
(5)①升高温度;②加入催化剂;③加压
(附加题)
A是由导热材料制成的密闭容器,B是一耐化学腐蚀且易于传热的气球.关闭K2,将等量且少量的NO2通过K1、K3分别充入A、B中,反应开始时,A、B的体积相同。已知:2NO2(g)N2O4(g) △H<0。
(1)一段时间后,反应达到平衡,此时A、B中生成的N2O4的速率是V(A)______V(B)(填“<”、“>”或“=”);若打开活塞K2,气球B将________(填“变大”、“变小”或“不 变”,下同)。
(2)若在A、B中再充入与初始量相等的NO2,则达到平衡时,NO2的转化率α(A)将________________。若通入等量的Ne气,则达到平衡时,A中NO2的转化率将__________,B中NO2的转化率将_____________
(3)室温时,若A、B都保持体积不变,将A套上一个绝热层,B与外界可以进行热传递,则达到平衡时,__________中的颜色较深。
(4)若在容器A中充入4.6g的NO2,达到平衡后容器内混合气体的压强为原来的80%,试求出平衡时NO2的转化率(写出计算过程)
正确答案
(1)< ;变小
(2)增大;不变;变小
(3)A
(4)40%
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