- 化学反应原理
- 共2396题
一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:
若反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关说法正确的是
正确答案
解析
本题主要考查外界条件对化学平衡的影响,同时考查考生应用基础知识解决简单化学问题的能力。因反应前后气体分子数不等,平衡前容器内压强逐渐变小,当恒温且容器内压强不变时,可逆反应达到平衡,A选项错误;硫为液体,减少其量不影响化学反应速率,B选项错误;升温,平衡左移,SO2的转化率降低,C项错误;只有温度的改变,才能影响反应的平衡常数,浓度、压强、催化剂对化学平衡常数无影响,故D项正确。
知识点
下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是
正确答案
解析
A、存在平衡 ,升高温度平衡向生成NO2方向移动,故正确;
B、水的电离是可逆过程,升高温度Kw增大,促进水的电离,故B正确;
C、催化剂不能影响平衡移动,故C错误;
D、弱电解质电离存在平衡,浓度越稀,电离程度越大,促进电离,但离子浓度降低,故氨水的浓度越稀,pH值越小,故D正确。
知识点
下列实验过程中产生的现象与所给图形相符合的是( )
正确答案
解析
略
知识点
一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是
正确答案
解析
本题考查化学平衡知识,通过分析图象确定可能对应的反应,观察图象可知,达到平衡用的时间短反应速率快,T2>T1、p1>p2.升高温度水蒸气的百分含量降低,说明平衡逆向移动,反应放热,ΔH<0;增大压强水蒸气的百分含量增大,说明平衡正向移动,正反应气体分子数减少,综合分析A选项中反应符合要求。
知识点
已知CO2、SO2、NOx是对环境影响较大的气体,请你运用所学知识参与环境治理,使我们周围的空气更好。
(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3,反应混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如右图所示(曲线上点均为平衡状态)。由图可知:
①2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)的△H____0(填“>”或“<”),若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡 移动(填“向左”、“向右”或“不移动”);
②若温度为T1时,反应进行到状态D时,v(正) v(逆)(填“>”、“<”或“=”);
③硫酸厂的SO2尾气用过量的氨水吸收,对SO2可进行回收及重新利用,反应的化学方程式为 、 ;
④新型氨法烟气脱硫技术是采用氨水吸收烟气中的SO2,再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。其优点除了能回收利用SO2外,还能得到一种复合肥料,该复合肥料可能的化学式为:________(只要求写一种);
(2)汽车尾气(含有烃类、CO、NOx等物质)是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(用铂、钯合金作催化剂)。其前半部反应方程式为:
2CO+2NO 2CO2+N2。它的优点是 ;
(3)有人设想用下图所示装置,运用电化学原理将CO2、SO2转
化为重要化工原料。
①若A为CO2,B为H2,C为CH3OH,则正极电极反应式为 ;
②若A为SO2,B为O2,C为H2SO4。科研人员希望每分钟
从C处获得100 mL 10 mol/L H2SO4,则A处通入烟气(SO2的体积分数为1%)的速率为 L/min(标准状况)。
正确答案
见解析。
解析
(1) ① < ; 向左; ② > ;
③ SO2+H2O+2NH3 = (NH4)2SO3 、
(NH4)2SO3+H2SO4 = (NH4)2SO4+SO2↑+H2O ;
④ (NH4)3PO4(或(NH4)2HPO4 、NH4H2PO4);
(2)使CO与NO反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体;
(3)① CO2+6H++6e-= CH3OH+H2O ; ② 2240 。
知识点
25℃时,在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中,加入过量金属锡(Sn),发生反应:Sn(s)+Pb2+(aq)Sn2+(aq)+Pb(s),体系中c(Pb2+)和c(Sn2+)变化关系如图所示。下列判断正确的是
正确答案
解析
由于铅是固体状态,往平衡体系中加入金属铅后,平衡不移动,c(Pb2+)不变;往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后,平衡向左移动,c(Pb2+)变大;升高温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,平衡向左移动,说明该反应是放热反应,△H﹤0;25℃时,该反应的平衡常数K==0.22/0.10=2.2,故D项正确。
知识点
甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷.氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:
回答下列问题:
(1)反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的△H= kJ/mol。
(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率 甲烷氧化的反应速率(填大于.小于或等于)。
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以平衡常数(记作KP),则反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的KP= ;
随着温度的升高,该平衡常数 (填“增大”.“减小”或“不变”)。
(4)从能量阶段分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于 。
(5)在某一给定进料比的情况下,温度.压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图:
①若要达到H2物质的量分数>65%.CO的物质的量分数<10%,以下条件中最合适的是 。
(a)600℃,0.9Mpa
(b)700℃,0.9MPa
(c)800℃,1.5Mpa
(d)1000℃,1.5MPa
②画出600℃,0.1Mpa条件下,系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始计时)
的变化趋势示意图:
(6)如果进料中氧气量过大,最终导致H2物质的量分数降低,原因是 。
正确答案
见解析。
解析
(1)根据盖斯定律,由蒸汽重整的两个反应不难得出该反应的△H=-41.2kJ/mol
(2)由于甲烷氧化的活化能低于蒸汽重整的活化能,所以蒸汽重整速率小于甲烷氧化速率。
(3)Kp=,由于该反应△H>0,所以升温则平衡常数变大。
(4)由于放热的甲烷氧化产生的热量可以供给吸热的蒸汽重整,提高了能源的利用率。
(5)简单读图,条件B同时符合“H2物质的量分数>65%.CO的物质的量分数<10%”;
作图的关键是找准零时刻起点位置,反应过程中的变化趋势以及平衡以后的终点位置,氢气不是原料气,即开始时刻氢气含量为0,由图中可以读出600℃,0.1Mpa条件下,平衡系统中H2物质的量分数为70%,因此不难作图如下:
(6)甲烷氧化程度过高,氢气会和氧气反应。
知识点
在溶液中,反应A+2BC分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度均为
、
及
。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示。
请回答下列问题:
(1)与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是:
②_______________;
③_______________;
(2)实验②平衡时B的转化率为_________;实验③平衡时C的浓度为____________;
(3)该反应的_________0,判断其理由是__________________________________;
(4)该反应进行到4.0min时的平均反应速度率:
实验②:=__________________________________;
实验③:=__________________________________。
正确答案
(1)②加催化剂;达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度未变
③温度升高;达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度减小
(2)40%(或0.4);0.06mol/L;
(3)〉;升高温度向正方向移动,故该反应是吸热反应
(4)0.014mol(L·min)-1;0.008mol(L·min)-1
解析
(1)②使用了(正)催化剂;理由:因为从图像可看出,两者最终的平衡浓度相同,即最终的平衡状态相同,而②比①所需要的时间短,显然反应速率加快了,故由影响反应速率和影响平衡的因素可知是加入(正)催化剂;③升高温度;理由:因为该反应是在溶液中进行的反应,所以不可能是改变压强引起速率的改变,又由于各物质起始浓度相同,故不可能是改变浓度影响反应速率,再由于③和①相比达平衡所需时间短,平衡时浓度更小,故不可能是改用催化剂,而只能是升高温度来影响反应速率的
(2)不妨令溶液为1L,则②中达平衡时A转化了0.04mol,由反应计量数可知B转化了0.08mol,所以B转化率为;同样在③中A转化了0.06mol,则生成C为0.06mol,体积不变,即平衡时C(c)=0.06mol/L
(3) ﹥0;理由:由③和①进行对比可知升高温度后A的平衡浓度减小,即A的转化率升高,平衡向正方向移动,而升温是向吸热的方向移动,所以正反应是吸热反应,
﹥0
(4)从图上读数,进行到4.0min时,实验②的A的浓度为:0.072mol/L,则△C(A)=0.10-0.072=0.028mol/L,,∴
=2
=0.014mol(L·min)-1;进行到4.0mi实验③的A的浓度为:0.064mol/L:△C(A,) =0.10-0.064=0.036mol/L,
,∴
=
=0.008mol(L·min)-1
知识点
光谱研究表明,易溶于水的S02所形成的溶液中存在着下列平衡:
据此,下列判断中正确的是
正确答案
解析
本题主要考察化学平衡状态的特点和外界条件对化学平衡对影响。因为该反应是可逆反应,所以达到平衡后反应物和生成物共同存在与体系中,所以选项A正确;溶液中H+的来源有3个方面,即水的电离、SO2·xH2O和HSO3-的电离,因此溶液中H+浓度不一定是SO32-浓度的2倍,选项B错误;SO2是一种还原性气体,若加入的酸是氧化性酸,SO2将被氧化成硫酸而不会放出SO2气体,选项C错误;NaHSO3是一种酸式盐可以与NaOH反应,方程式为NaHSO3+NaOH=Na2SO3+H2O,选项D也错误。
知识点
为探究锌与稀硫酸的反应速率(以v(H2)表示),向反应混合液中加入某些物质,下列判断正确的是
正确答案
解析
本题考查影响化学反应速率的因素,意在考查考生分析、理解能力。A项导致溶液中c(H+)增大,v(H2)加快,A项错误;B项导致溶液中c(H+)减小,v(H2)减小,B项正确;C项因发生CH3COO-+H+=CH3COOH,导致溶液中c(H+)减小,v(H2)减小,C项正确;D项形成铜锌原电池,v(H2)加快,D项错误。
知识点
难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”,在水中存在如下平衡
为能充分利用钾资源,用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾,工艺流程如下:
(1)滤渣主要成分有 和 以及未溶杂卤石。
(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因: 。
(3)“除杂”环节中,先加入 溶液,经搅拌等操作后,过滤,再加入 溶液调滤液PH至中性。
(4)不同温度下,K+的浸出浓度与溶浸时间的关系是图14,由图可得,随着温度升高,
① ②
(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生:
已知298K时, Ksp(CaCO3)=2.80×10-9, Ksp(CaSO4)=4.90×10-5 ,求此温度下该反应的平衡常数K(计算结果保留三位有效数字)。
正确答案
见解析。
解析
(1) Ca(OH)2 Mg(OH)2
(2) 氢氧根与镁离子结合,使平衡向右移动,K+变多
(3) K2CO3 H2SO4
(4) ①在同一时间K+的浸出浓度大。②反应的速率加快,平衡时溶浸时间短。
(5)K=1.75×104
知识点
降低太气中含量及有效开发利用
,是科学家研究的重要课题。
(1)将燃煤废气中的转化为二甲醚的反应原理为:
mol-1
①某温度下,将2。0mol和6。0molH2(g)充入体积可变的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中。CH3OCH3(g)的物质的量分数变化如下表所示。
则______
(填“>”“<”或“=”,下同)。若
、
,
、
时平衡常数分别为
、
,则
_______
。
、
时H2的平衡转化率为________。
②一定条件下,上述反应在密闭容器中达平衡。当仅改变影响反应的一个条件,引起的下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________。
a. 反应物的浓度降低
b. 容器内压强增大
c. 正反应速率大于逆反应速率
d. 化学平衡常数K增大
(2)碳酸氢钾溶液加水稀释,________(填“增大”“不变”或“减小”)。用碳酸钾溶液吸收空气中
,当溶液呈中性时,下列关系或说法正确的是:_______。
a.
b.
c. 降低温度,不变
正确答案
(1) ①>;<;57.14%;② cd
(2)增大;b
(3)2Fe3+ +3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3(胶体)+3CO2↑
解析
略。
知识点
下列说法正确的是
正确答案
解析
略。
知识点
硫酸铝铵常用于水的净化以及工业水的处理。硫酸铝铵是白色透明结晶硬块,易溶于热水,水溶液呈酸性;随温度升高、脱去结晶水,产生晶变。工业用铝土矿(主要成分Al2O3、少量SiO2、Fe2O3、MgO等)为原料制取硫酸铝铵的工艺流程示意图如下:
部分氢氧化物沉淀的pH如下表:
请回答下列问题:
(1)步骤③中调节pH使Fe (OH)3沉淀完全,检验Fe3+是否沉淀完全的操作是 。
(2)若X为NaOH ,步骤④中发生反应的离子方程式是 。
(3)用化学平衡移动原理解释步骤⑤中加入硫酸的作用 。
(4)硫酸铝铵水溶液呈酸性的原因是 (用离子方程式表示)。浓度均为0.1 mol/L
硫酸铝和硫酸铝铵两种水溶液, c(Al3+) 较大的是 (填“硫酸铝铵”或“硫酸铝 ”)溶液。
(5)步骤⑥中,要求温度控制在90—100℃之间至硫酸铵全部溶解,其原因是 。
(6)步骤⑦的操作方法包括 。
正确答案
见解析。
解析
(1)取少量溶液C于试管中,加入2~3滴KSCN溶液,若溶液变成红色,说明Fe3+未沉淀完全;若溶液不变色,说明Fe3+已沉淀完全。
(2)Al3+ ﹢3OH-= Al (OH)3↓
(3)由于硫酸电离出氢离子与 氢氧化铝电离出氢氧根离子反应生成水,使Al (OH)3溶解平衡右移,至Al (OH)3溶解。
(4)Al3+﹢3H2O Al (OH)3 ﹢3H+ ; NH4+ + H2O
NH3·H2O + H+
硫酸铝铵
(5)因为硫酸铝铵易溶于热水,有利于生成;随温度升高、脱去结晶水,产生晶变。所以
温度控制在90—100℃之间。
(6)冷却,结晶、过滤、洗涤、干燥
知识点
30.合金贮氢材料具有优异的吸收氢性能,在配合氢能的开发中起到重要作用。
(1)一定温度下,某贮氢合金(M)的贮氢过程如图所示,纵轴为平衡时氢气的压强(p),横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。
在OA段,氢溶解于M中形成固溶体MHx,随着氢气压强的增大,H/M逐惭增大;在AB段,MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy,氢化反应方程式为:zMHx(s)+H2(g)==ZMHy(s) △H(Ⅰ);在B点,氢化反应结束,进一步增大氢气压强,H/M几乎不变。反应(Ⅰ)中z=_____(用含x和y的代数式表示)。温度为T1时,2g某合金4min内吸收氢气240mL,吸氢速率v=______mL•g-1•min。反应的焓变△HⅠ_____0(填“>”“<”或“=”)。
(2)η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例,则温度为T1、T2时,η(T1)____ η(T2)(填“>”“<”或“=”)。当反应(Ⅰ)处于图中a点时,保持温度不变,向恒容体系中通入少量氢气,达到平衡后反应(Ⅰ)可能处于图中的_____点(填“b”“c”或“d”),该贮氢合金可通过______或_______的方式释放氢气。
(3)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应,温度为T时,该反应的热化学方程式为_________。已知温度为T时:
CH4(g)+2H2O=CO2(g)+4H2(g) △H=+165KJ•mol
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41KJ•mol
正确答案
(1)2/(y—x);30;<
(2)>;c;加热 减压
(3)CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g) ∆H=—206kJ•mol‾1
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
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