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解答题-原理综合题 适中0.65 引用2 组卷218
羰基硫(COS)作为一种粮食熏蒸剂广泛应用于农药工业。利用工厂废气中的H2S和CO反应可以合成COS,回答下列问题:
(1)已知:①CO的燃烧热为283kJ•mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)        ΔH1=-484kJ•mol-1
③COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g)        ΔH2=-18kJ•mol-1
④CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)        ΔH3
则ΔH3=_______kJ•mol-1
(2)以FeOOH作催化剂,由H2S和CO合成COS的反应分两步进行。下列示意图能正确体现上述反应能量变化的是_______(填“甲”或“乙”)。

关于该反应的下列叙述正确的是_______(填标号)。
A.步骤①是慢反应,活化能较大          B.总反应的速率由步骤②决定
C.反应进程中S2属于中间产物            D.更换催化剂可改变E和ΔH
(3)在240℃,将等物质的量H2S和CO充入恒压(100kPa)的密闭容器中发生反应:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)。已知正反应速率v=k×p(CO)×p(H2S),v=k×p(COS)×p(H2),其中p为分压,该温度下k=5.0×10-4kPa-1•s-1,反应达平衡时v=kPa-1•s-1测得,则H2S的转化率为______,COS的体积分数为______。在240℃下,要同时提高CO和H2S的转化率,可采取的措施是______
(4)在两个密闭容器中都加入CO、H2S、COS、H2四种气体,起始时气体体积分数φ(CO)=φ(H2S),φ(COS)=p(H2),分别在300℃和320℃时反应,容器中H2S(g)和COS(g)的体积分数(φ)随时间(t)的变化关系如图所示。

320℃时,φ(COS)随时间变化关系的曲线是______,判断的理由是_______
2024·四川·二模
知识点:盖斯定律的应用温度对化学平衡移动的影响化学平衡常数的有关计算与物质百分含量变化有关图像的分析 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下可合成甲醇,发生的主要反应如下
I.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) H1=-129.0kJ•mol-1
II.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) H2=+41kJ•mol-1
III.CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) H3
回答下列问题:
(1)H3=____
(2)将2.0molCO2和3.0molH2通入容积为3L的恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应II,测得H2的平衡转化率与温度的关系如图所示。

①100℃时反应II达到平衡所需的时间为5min,则反应从起始至5min内,用H2表示该反应的平均反应速率为____
②100℃时,反应II的平衡常数K=____
③其他条件不变时,下列措施可以提高反应II的化学反应速率的是____(填标号)。
A.恒容条件下通入He          B.增大容器体积
C.升高温度                         D.通入更多的H2(g)
④已知:反应II的瞬时速率表达式为v=kc(CO2)•c(H2),v=kc(CO)•c(H2O)(k为速率常数,只与温度有关)。温度由100℃升高到300℃,活化分子百分数____(填“增大”“减小”或“不变”)。300℃时,____(填“大于”“小于”或“等于”)K(100℃)。
(3)如图为含有少量水蒸气的一定比例的CO2+H2、CO/CO2+H2、CO+H2分别发生反应时,甲醇的生成速率与温度的关系。490K时,根据曲线a、c可判断合成甲醇的反应机理是____(填“A”或“B”)。

A.COCO2CH3OH+H2O
B.CO2COCH3OH
合成氨工业在国民生产中有重要意义,以下是关于合成氨的有关问题,请回答:
(1)若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的N2和0.6mol的H2,在一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量0.2mol。则前5分钟的平均反应速率v(N2)=____。平衡时H2的转化率为____
(2)平衡后,若要提高H2的转化率,可以采取的措施有____
A.加了催化剂B.增大容器体积
C.降低反应体系的温度D.加入一定量N2

(3)若在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示:
T/℃200300400
KK1K20.5
请完成下列问题:
①试比较K1、K2的大小,K1____K2(填“<”、“>”或“=”)。
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是____。(填序号字母)。
A.容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1:3:2
B.v(N2)=3v(H2)
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
③400℃时,反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为____。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3mol、2mol和1mol时,则该反应的v(N2)____v(N2)(填“<”“>”或“=”)。
(4)反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H<0。在一定条件下,将1molCO和2molH2通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:

①平衡时,M点CH3OH的体积分数为10%,CO的转化率为____
②X轴上a点的数值比b点____(填“大”“小”)。某同学认为图中Y轴表示温度,你认为他判断的理由是_____
用化学反应原理研究氮的氧化物和硫的氧化物有着重要的意义。
(5)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H2
NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g) △H3
则△H3=____(用△H1、△H2表示),如果上述三个反应方程式的平衡常数分别为K1、K2、K3,则K3=____(用K1、K2表示)。
(6)如图所示,甲是恒容的密闭容器,乙是一个体积可变的充气气囊。保持恒温,关闭K2,分别将2molNO和1molO2通过K1、K3分别充入甲、乙中,发生的反应为2NO(g)+O2(g)2NO2(g)[不考虑2NO2(g)N2O4(g)],起始时甲、乙的体积相同均为aL。

①下列说法正确的是_____

a.甲、乙两容器中气体的颜色均不再发生变化,说明两容器中的反应已达平衡状态
b.甲、乙两容器中NO和O2物质的量浓度比均为2:1时,说明两容器中的反应已达平衡状态
c.甲、乙两容器中平衡常数随时间变化如图(1)所示
d.在其它条件一定时,图(2)中曲线表示反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H>0达平衡时NO的转化率与温度的关系,图上标有A、B、C、D、E点,其中表示未达平衡状态且v>v的点是A或E
②T℃时,甲容器中反应达到平衡时的平衡常数Kp=8×10-2(kPa)-1。若A容器中反应达到平衡时p(NO2)=200kPa,则平衡时NO的转化率为____。(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算所得平衡常数,分压=总压×物质的量分数)
1,2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)是一种重要的化工原料,工业上可用丙烯加成法制备,主要副产物为3-氯丙烯(CH2=CHCH2Cl),反应原理为:
I.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2ClCHClCH3(g)     H1=-134kJ·mol-1
II.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)   H2=-102kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)已知CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) CH2ClCHClCH3(g)的活化能Ea(正)为132kJ·mol-1,则该反应的活化能Ea(逆)为___________kJ·mol-1
(2)一定温度下,密闭容器中发生反应I和反应II,达到平衡后增大压强,CH2ClCHClCH3的产率____________(填“增大”“减小”或“不变”),理由是_________________________________
(3)起始时向某恒容绝热容器中充入1 mol CH2=CHCH3和1 mol Cl2发生反应II,达到平衡时,容器内气体压强_________________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)某研究小组向密闭容器中充入一定量的CH2=CHCH3和Cl2,分别在A、B两种不同催化剂作用下发生反应,一段时间后测得CH2ClCHClCH3的产率与温度的关系如图所示。p点是否为对应温度下CH2ClCHClCH3的平衡产率,_________填“是”或“否”)判断理由是_______________________

(5)一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3(g)和Cl2(g)。在催化剂作用下发生反应I,容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。
时间/min060120180240300360
压强/kPa8074.269.465.261.657.657.6
①用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即,则前120min内平均反应速率v(CH2ClCHClCH3)=__________ kPa·min-1。(保留小数点后2位)。
②该温度下,若平衡时HCl的体积分数为,则丙烯的平衡总转化率____________;反应I的平衡常数Kp=____________________kPa-1(Kp为以分压表示的平衡常数,保留小数点后2位)。

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