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1、“ 化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平穩(wěn)”一、挑選題1容積固定的2L 密閉容器中,充入X 、 Y 各 2mol ,發(fā)生可逆反應(yīng):t 的關(guān)系如圖 733所X g2Y g2Z g ,并達(dá)到平穩(wěn),以Y 的濃度轉(zhuǎn)變表示的反應(yīng)速率v (正)、 v (逆)與時(shí)間示;就 Y 的平穩(wěn)濃度的表達(dá)式正確選項(xiàng)(式中S 指對(duì)應(yīng)區(qū)域的面積) ;();A 2S aObB 1S aObC 2S abdOD 1S bOdS bOd就表解析: Y 的初始濃度為1molL,S abdO表示 Y 向正反應(yīng)方向進(jìn)行時(shí)削減的濃度,而示 Y 向逆反應(yīng)方向進(jìn)行時(shí)增大的濃度,反應(yīng)減小的濃度是正反應(yīng)削減的濃度與逆反應(yīng)增加的濃度之差,即:S aObc,S ab
2、dOS bOd,表示 Y 向正反應(yīng)方向進(jìn)行時(shí)“ 凈” 削減的濃度,所以Y 的平穩(wěn)濃度表達(dá)式為1S aOb;此題答案為選項(xiàng)B;2對(duì)于簡(jiǎn)潔反應(yīng)aAgb BgcCg,有如下關(guān)系: v(正)k c 1AacBb,v(逆)k c 2C1k 、k 都是常數(shù),且在同一溫度下與物質(zhì)的起始濃度無關(guān),如把混合物的體積縮小到原先的一半,就正反應(yīng)速率增加到原先的();A a倍B b 倍C 2b倍D 2a b 倍解析:如把混合物的體積縮小到原先的一半,物質(zhì)的濃度都會(huì)變?yōu)樵鹊?倍,就v正 0a k 12 A 2 Bb2a bv 正 ;此題答案為選項(xiàng)D;3在合成氨生產(chǎn)過程中,為防止催化劑中毒用銅氨液法除去變換后的一氧化碳
3、:CuNH AcaqCOgNH g吸取CuNH3 COAcaq,HQkJ/mol;解吸該吸取反應(yīng)在常溫常壓下很難進(jìn)行,就相宜的吸取反應(yīng)的條件應(yīng)為();A 10000kPa,70B 10000kPa, 10C 10000kPa, 80D 10kPa, 80解析:由題意可知:該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng)有利于向正反應(yīng)方向進(jìn)行,為了除去一氧化碳,要使反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,應(yīng)當(dāng)用較高的溫度和高壓;此題答案為選項(xiàng)C;22NO gN O g ;現(xiàn)在維4在肯定溫度下,在一固定容積的密閉容器中存在如下平穩(wěn):持容器溫度和容積均不變的情形下,向容器中補(bǔ)充agNO,待建立新的平穩(wěn)時(shí)
4、,平穩(wěn)混合物中NO 的體積分?jǐn)?shù)與原平穩(wěn)狀態(tài)相比是();A增大B減小C不變D以上三種情形都有可能解析:設(shè)想一個(gè)中間過程:由此可知:第一個(gè)過程中平穩(wěn)不移動(dòng),將容器壓縮到原先體積,平穩(wěn)正向移動(dòng),即平穩(wěn)混合物中NO 的體積分?jǐn)?shù)變小;CH COCH3I2CH COCH IHI ;試驗(yàn)此題答案為選項(xiàng)B;5丙酮與碘在酸性介質(zhì)中發(fā)生如下反應(yīng):證 明 , 在 25 時(shí) , 該 反 應(yīng) 的 化 學(xué) 反 應(yīng) 速 率 與 物 質(zhì) 的 量 濃 度 之 間 存 在 如 下 關(guān) 系 式 :vkc CH COCH c H ,式中 k 為速率常數(shù),在該溫度下,k2.23 103,試估計(jì)開頭時(shí)反應(yīng)速率和反應(yīng)后期反應(yīng)速率的變化情形
5、是();A反應(yīng)速領(lǐng)先減小后增大B反應(yīng)速領(lǐng)先增大后減小C反應(yīng)速率始終不變D無法判定解析:設(shè)反應(yīng)前 H 濃度為 c 0H ,CH COCH 的濃度為 c 0 CH COCH 3,在反應(yīng)中的某一時(shí)刻,CH COCH 削減的濃度為 x , H 增加的濃度為 x(反應(yīng)過程中,溶液的體積是定值);因此在反應(yīng)的某一時(shí)刻,v k c CH COCH x H x ,依據(jù)數(shù)學(xué)中的一元二次函數(shù)的圖像可得答案;此題答案為選項(xiàng) B;6工業(yè)上目前利用甲烷在 Fe、 Co、 Ni 等過渡金屬催化下,高溫裂解生成 H :CH g Cs 2H g ,圖 7 34是溫度對(duì)甲烷轉(zhuǎn)化率的影響,以下有關(guān)說法正確選項(xiàng)()A甲烷裂解屬于吸
6、熱反應(yīng)B同一溫度下,使用不同催化劑時(shí) CH 轉(zhuǎn)化率不同C增大體系壓強(qiáng),可提高甲烷的轉(zhuǎn)化率D在 1500 以上時(shí),甲烷的轉(zhuǎn)化率很高,但幾乎得不到炭黑,其緣由是在高溫下該反應(yīng)為放熱反應(yīng)解析:由圖像知:溫度上升,甲烷的轉(zhuǎn)化率增加,即:隨著溫度上升反應(yīng)向正方向移動(dòng),所以甲烷裂解屬于吸熱反應(yīng),所以選項(xiàng) A 正確;催化劑只轉(zhuǎn)變反應(yīng)速率,不轉(zhuǎn)變平穩(wěn),所以選項(xiàng) B 錯(cuò)誤;反應(yīng)物氣體總體積小于生成物氣體總體積,因此增大體系壓強(qiáng),反應(yīng)逆向移動(dòng),降低了甲烷的轉(zhuǎn)化率,所以選項(xiàng) C錯(cuò)誤;1500 以上,甲烷轉(zhuǎn)化率很高,但同時(shí)碳會(huì)與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng),所以得不到炭黑,此反應(yīng)是吸熱反應(yīng),所以選項(xiàng) D錯(cuò)誤;此題答案為選項(xiàng)
7、A;二、填空題7在一個(gè)容積固定的反應(yīng)器中,有一可左右滑動(dòng)的密封隔板;兩側(cè)分別進(jìn)行如圖735所示的可逆反應(yīng):各物質(zhì)的起始加入量為:A 、 B 和 C 均為 4 0mol, D 為 6 5mol, F 為 2 0mol,設(shè) E 為x mol;當(dāng) x 在肯定范疇內(nèi)變化時(shí),均可以調(diào)劑反應(yīng)器的溫度,使兩側(cè)反應(yīng)均達(dá)到平穩(wěn),并且隔板恰好處于反應(yīng)器的正中位置;請(qǐng)回答以下問題:(1)如 x 等于 4 5,就右側(cè)反應(yīng)在起始時(shí)向哪個(gè)方向移動(dòng)?欲使起始反應(yīng)維護(hù)向該方向進(jìn)行,就 x 的最大取值應(yīng)在什么范疇?(2)如 x 分別為 4 5和 5 0,就在這兩種情形下,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平穩(wěn)時(shí),A 的物質(zhì)的量是否相等?7mol ;解
8、析:(1)向正方向移動(dòng),x 的取值范疇是小于(2)不相等;由于這兩種情形下達(dá)到的平穩(wěn)建立在不同的溫度下,而溫度不同,反應(yīng)器左端的平穩(wěn)狀態(tài)確定不一樣;8在 100 和25 10 Pa 的條件下,反應(yīng)以a Agd Dge Eg建立平穩(wěn)后,在不加入任何物質(zhì)的條件下逐步增大體系的壓強(qiáng)(溫度維護(hù)不變),下表列出不同壓強(qiáng)下反應(yīng)建立平穩(wěn)時(shí)物質(zhì) D 的濃度;壓強(qiáng)( Pa)25 105 1051 106D 的濃度( mol/L )0.0850.200.44依據(jù)表中的數(shù)據(jù),回答以下問題:(1)壓強(qiáng)從25 10 Pa 增加到55 10 Pa 時(shí),平穩(wěn)向 _(填“ 正” 或“ 逆”)反應(yīng)移動(dòng),理由是 _;(2)壓強(qiáng)從
9、55 10 Pa 增加到16 l0 Pa 時(shí),平穩(wěn)向 _(填“ 正” 或“ 逆”)反應(yīng)移動(dòng),理由是 _;解析:(1)逆; D 物質(zhì)濃度增大的倍數(shù)小于壓強(qiáng)增大的倍數(shù);(2)正; D 物質(zhì)濃度增大的倍數(shù)大于壓強(qiáng)增大的倍數(shù);9已知T K、pkPa時(shí),在容積為V L的密閉容器中充有1molA 和1molB ;保持恒溫恒壓,使反應(yīng) A gB gC g 達(dá)到平穩(wěn)時(shí),C 的體積分?jǐn)?shù)為40%,試回答以下問題;(1)欲使溫度和壓強(qiáng)在上述條件下恒定不變,在密閉容器中加入2molA 和 2molB ,就反應(yīng)達(dá)到平穩(wěn)時(shí),容器的體積為 _; C 的體積分?jǐn)?shù)為 _;(2)如另選一容積不變的密閉容器,仍掌握溫度為 T K,
10、使 1molA 和 1molB 反應(yīng)達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài), C 的體積分?jǐn)?shù)仍為 40% ,就該密閉容器的體積為 _;解析:(1)恒壓恒溫時(shí),由 pV nRT 知,氣體的體積分?jǐn)?shù)等于其物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù),即在 p 、T 不變時(shí), 1molA 和 1molB 達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)時(shí),C 的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為 40% ,從而推出平穩(wěn)時(shí)容器的體積為 5 V ;同樣條件下加入 2molA和2molB求其平穩(wěn)時(shí)容器的體積,可以建立如下等效7平穩(wěn);(2)由于反應(yīng)的條件為相同的溫度、體積及相同的物質(zhì)的量,開頭且平穩(wěn)時(shí)物質(zhì)C的體積分?jǐn)?shù)相同,即與題設(shè)的狀態(tài)相同,此時(shí)整個(gè)體系的狀態(tài)相同,即p 、 T 、 V 相同;此題答案為: (1)10
11、 V ; 40%;(2) 5 V ;7 7A 、 B 、 C 、 D 四個(gè)裝有10把N 、H 以體積之比為1 1 混合勻稱后分成四等份,分別充入鐵觸媒的真空密閉容器(容積不變)中,在保持溫度相同條件下,四個(gè)容器相繼達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),分析下表中的數(shù)據(jù)回答以下問題:容器代號(hào)ABCD平穩(wěn)時(shí)混合物的平均式量20%1617平穩(wěn)時(shí)N 的轉(zhuǎn)化率平穩(wěn)時(shí) H 的轉(zhuǎn)化率 30%(1)平穩(wěn)時(shí), _容器中 NH 所占的比例最大;(2)達(dá)到平穩(wěn)時(shí),所需時(shí)間最長的是 _;(3)四個(gè)容器的壓強(qiáng)由小到大的排列次序是 _;解析:(1)設(shè)四個(gè)容器內(nèi)的 N 和 H 均為 lmol ;在 A 容器中 N 2 3H 2 2NH 3起始
12、mol 1 1 0變化mol 0.2 0.6 0.4平穩(wěn)mol 0.8 0.4 0.4就平均相對(duì)分子質(zhì)量 M A m 1 28 1 218.75,H 的轉(zhuǎn)化率0.6 100% 60%;n 0.8 0.4 0.4 1在 B 容器中 N 2 3H 2 2NH 3起始mol 1 1 0變化mol 0.1 0.3 0.2平穩(wěn)mol 0.9 0.7 0.2混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量 M B 1 28 1 216.67,N 的轉(zhuǎn)化率0.1 100% 10%;即0.9 0.7 0.2 1在 A 、 B 容器中 M 、N 2、H 2, A 中 18 75 、 20%、 60%, B 中 16 67 、 10%、
13、 30% ;(1)N 2 和 H 2 越大,平穩(wěn)混合氣體 NH 的含量越大,M 也越大;而 A 中 M 最大,就含 NH 3 的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)最大,所以選項(xiàng) A 正確;(2)容器體積越大,起始濃度越小,反應(yīng)速率越小,達(dá)到平穩(wěn)所需時(shí)間越長,所以選項(xiàng) C正確;(3)反應(yīng)前,四個(gè)容器中nN 和nH 相同,反應(yīng)溫度也相同,但轉(zhuǎn)化率不同,說明四個(gè)容器的容積不同,體積越小,濃度越大,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越高,ADBC ;此題答案為: (1) A ;(2) C ;( 3) ADBC ;M 越大,所以容積為11盛夏的夜晚,小明同學(xué)花了一個(gè)月的時(shí)間,在黑暗的草叢中,細(xì)數(shù)螢火蟲的閃光頻率;溫度從 1426 ,測(cè)得如下表的閃
14、光頻率:222019181614溫度 / 262523內(nèi)光頻率/s12001781581411261121008979結(jié)果發(fā)覺可應(yīng)用阿累尼烏斯定律加以規(guī)范;試回答以下問題:(1)試?yán)蒙媳頂?shù)據(jù)證明阿累尼烏斯定律,并運(yùn)算閃光行為的活化能;(附一張方格紙及半對(duì)數(shù)紙)(2)導(dǎo)致螢火蟲閃光的反應(yīng)機(jī)理可能相當(dāng)復(fù)雜,但利用阿累尼烏斯定律的這種過程推導(dǎo),其 意義如何?試簡(jiǎn)述之;解析:此題考查同學(xué)對(duì)數(shù)據(jù)的處理才能及其探究求新才能;由于閃光頻率 f k (阿累尼烏斯定律中的 k ),因此 ln k 與1 呈線性關(guān)系, 斜率 m E a;通過作圖可得斜率 m 1505,最終T R的活化能 E amR 12.5kJ
15、/mol;應(yīng)用阿累尼烏斯定律求出的活化能應(yīng)為螢火蟲閃光反應(yīng)的表觀活化能;這樣推導(dǎo)的意義在于找出螢火蟲與溫度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,即通過數(shù)據(jù)分析,建立數(shù)學(xué)模型;12在溫度為 830K 時(shí),以下可逆反應(yīng)具有某些特別性質(zhì):COg H Og H g CO g ;如起始濃度 c CO 2mol/L、c H O 3mol/L,反應(yīng)達(dá)到平穩(wěn)時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率為 60% ;如果將 H O 的起始濃度加大到 6molL,就 CO 的轉(zhuǎn)化率為 75%;請(qǐng)留意上述有關(guān)數(shù)據(jù),并總結(jié)規(guī)律,完成以下問題:設(shè) 830K 時(shí),起始濃度 c CO a mol/L、c H O b mol/L,反應(yīng)達(dá)到平穩(wěn)時(shí) c H c mol/L;(
16、1)當(dāng) b 不變時(shí),a 削減,重新達(dá)到平穩(wěn)時(shí),CO 的轉(zhuǎn)化率 _ ,H O 的轉(zhuǎn)化率_(填“ 上升”、“ 下降” 或“ 不變”);(2)當(dāng) a 5,c 20 時(shí), b _;9(3)當(dāng) a b 時(shí),c _;a(4)用以表示 a 、 b、 c 之間關(guān)系的代數(shù)式是 _;解析:(1)在 830K 時(shí),設(shè)總體積為 1L ,依據(jù)反應(yīng) COg H Og H g CO g 可知,CO 60% 時(shí),參 加 反 應(yīng) 的 n CO 2mol/L 1L 60% 1.2mol,就1.2molH O 100% 40%;3molCO 75% 時(shí),參 加 反 應(yīng) 的 n CO 2mol/L 1L 75% 1.5mol,就H
17、O 1.5mol 100% 25%;6mol由運(yùn)算可得: 增加水蒸氣的濃度, CO 轉(zhuǎn)化率增加, 而水的轉(zhuǎn)化率降低, 并且 60% 40% 100% ,75% 25% 100%;由上述運(yùn)算可總結(jié)一些規(guī)律:A各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率之和為100%;用代數(shù)式表示為:cc1;abB增大一種反應(yīng)物濃度,就該物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率降低,而另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率上升,且上升率與該物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率降低率相等;就可得:(1)當(dāng) b 不變、 a 以減小時(shí), CO 轉(zhuǎn)化率增大,H O 轉(zhuǎn)化率減??;(2)當(dāng)a5,c20時(shí),由cc1可得:b4;9ab(3)也是依據(jù) c c 1 可求得;a b此題答案為: (1)上升,下降; (2) 4 ;(
18、3)1;(4)c c 1;2 a b13在肯定溫度下,把 2體積 N 和 6 體積 H 通入一個(gè)帶有活塞的體積可變的容器中,活塞的一端與大氣相通,且不考慮活塞的質(zhì)量及摩擦,如圖 7 36所示;容器中發(fā)生以下反應(yīng):N g 3H g 2NH g Q ;如反應(yīng)達(dá)到平穩(wěn)后,測(cè)得混合氣體為7 體積,據(jù)此回答以下問題:保持上述反應(yīng)溫度不變,使a、 b 、 c 分別代表初始加入的N 、H 和NH 的體積,假如反應(yīng)達(dá)到平穩(wěn)后混合氣體中各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)仍與上述平穩(wěn)時(shí)完全相同,那么:(1)如a1,c2,就 b_,在此情形下,反應(yīng)起始時(shí)將向_(填“ 正”或“ 逆” )方向進(jìn)行;(2)如規(guī)定起始時(shí)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行
19、,就c 的范疇是 _;( 3)在上述裝置中,如需掌握平穩(wěn)后的混合氣體的體積為 6 5體積,就可實(shí)行的措施是_;解析:( 1)3,逆(緣由是這些物質(zhì)加起來仍不足 7 體積,所以平穩(wěn)向氣體體積擴(kuò)大方向移動(dòng));(2) 1 c4;(3)降低溫度(由于 6 57,所以平穩(wěn)必需向逆反應(yīng)方向移動(dòng),而壓強(qiáng)和物質(zhì)的配比關(guān)系在這里是無法轉(zhuǎn)變的) ;14對(duì)以下反應(yīng):2H g 2NOg 2H Ol N g 進(jìn)行了反應(yīng)速率測(cè)定,測(cè)定結(jié)果見附表;附表反應(yīng)的起始速率和起始濃度的試驗(yàn)數(shù)據(jù)(800 )起始濃度(10 3mol/L)生成 N 的起始反應(yīng)速試驗(yàn)序號(hào)c NO c H 3率 10 mol / L s 6.00 1.00
20、 3.19 6.00 2.00 6.36 6.00 3.00 9.56 1.00 6.00 0.48 2.00 6.00 1.92 3.00 6.00 4.30(1)通過分析表中的數(shù)據(jù)找誕生成 N 的反應(yīng)速率與 NO 和 H 起始濃度的關(guān)系;(2)運(yùn)算 800 和 NO、H 的起始濃度都為 6 00 10 mol 3L 時(shí),生成 N 的起始反應(yīng)速率;解析:(1)固定一種反應(yīng)物的起始濃度,轉(zhuǎn)變另一種反應(yīng)物的起始濃度,依據(jù)濃度變化的倍數(shù)關(guān)系可得一種反應(yīng)物的起始濃度與反應(yīng)速率的關(guān)系;依據(jù)試驗(yàn),cNO不變,就有:cv N cH ;依據(jù)實(shí)cH 22.00 1032v26.361032,1.001033.
21、19103cH 2 1v 1cH 33v 39.561033;cH 2 1v 13.19103可見,cH 增大倍數(shù)與生成N 的起始反應(yīng)速率增大的倍數(shù)相同,即驗(yàn),c H 不變,就有:cNO52v 51.921032 2,3cNOv 40.48 104cNO63v 64.3010332;cNO4v 40.48103NO2;綜上所述,可得可見,生成N 的起始反應(yīng)速率與c NO的平方成正比,即vN 誕生成N 的反應(yīng)速率與NO 和H 起始濃度的關(guān)系如下:v N kcH c NO2;上式中 k 為速率常數(shù),此值可從的六組試驗(yàn)中求平均值得到;(2)運(yùn)算 800 和 NO、H 的起始速率都為6 003 10
22、molL時(shí),生成N 的起始反應(yīng)速率; 提示 :從的六組試驗(yàn)中求平均值得到K ,代入運(yùn)算式即可求得;15自然界中的礦物、巖石的成因和變化受到很多條件的影響;地殼內(nèi)每加深 1km ,壓強(qiáng)增大約 2500030000kPa;在地殼內(nèi) SiO 和 HF 存在以下平穩(wěn):SiO s 4HFg SiF g 2H Og 148.9kJ ;依據(jù)題意完成以下填空:(1)在地殼深處簡(jiǎn)潔有 _氣體逸出,在地殼淺處簡(jiǎn)潔有 _沉積;(2)假如上述反應(yīng)的平穩(wěn)常數(shù) K 值變大,該反應(yīng) _(填編號(hào));A肯定向正反應(yīng)方向移動(dòng)B在平穩(wěn)移動(dòng)時(shí)正反應(yīng)速領(lǐng)先增大后減小C肯定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D在平穩(wěn)移動(dòng)時(shí)逆反應(yīng)速領(lǐng)先減小后增大(3)假如上
23、述反應(yīng)在體積不變的密閉容器中發(fā)生,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平穩(wěn)時(shí),_(填編號(hào));A2 v 正 HF v 逆 H O Bv 正 H O 2 v 逆 SiF CSiO 的質(zhì)量保持不變 D反應(yīng)物不再轉(zhuǎn)化為生成物(4)如反應(yīng)的容器容積為 2 0L ,反應(yīng)時(shí)間 8 0min,容器內(nèi)氣體的密度增大了 012g / L,在這段時(shí)間內(nèi) HF 的平均反應(yīng)速率為 _;解析: K 值增大,說明反應(yīng)向正方向移動(dòng),在此題中,反應(yīng)是放熱反應(yīng),K值增大說明溫度降低,所以反應(yīng)速率剛開頭是降低的,但是隨著反應(yīng)的進(jìn)行,溫度上升反應(yīng)速率逐步增大;此題答案為: (1)SiF ,H O ,SiO ;(2) AD ;( 3) BC ;(4) 0 00
24、10molL min;16用自然氣及煤氣生產(chǎn) CO、H 等合成氣,再在合成塔中,250 和 5MPa的條件下在催化劑( CuO 、 ZnO、Al O 和 V O )表面合成甲醇;合成氣經(jīng)循環(huán)利用,最終碳元素全部轉(zhuǎn)化為甲醇;主要工藝流程圖如圖 7 37 所示:試回答以下問題:(1)催化劑(CuO 、 ZnO 、A1 O 和 V O )中, CuO 和 ZnO 是按質(zhì)量之比為 1 1 組成的,由于體系中有 CO ,可以使 CuO的比例保持相對(duì)恒定,從平穩(wěn)角度考慮,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 _;(2)參考合成反應(yīng)COg2H gCH OHg 的平穩(wěn)常數(shù):30044005溫度 / 0100200平穩(wěn)常數(shù)66
25、7131.91022.4101 10以下說法中正確選項(xiàng)_;A該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)B該反應(yīng)在低溫下不能自發(fā)進(jìn)行,高溫下可自發(fā)進(jìn)行,說明該反應(yīng) S 0C在 t 時(shí), 1L 密閉容器中,投入 01molCO 和 0 2molH 2,達(dá)到平穩(wěn)時(shí),CO轉(zhuǎn)化率為 40% ,就此時(shí)的平穩(wěn)常數(shù)約為 46 3D工業(yè)上采納稍高的壓強(qiáng)(5MPa )和 250 時(shí),原料氣轉(zhuǎn)化率最高(3)假定生產(chǎn)合成氣時(shí),只有和兩個(gè)反應(yīng),和中 CO、CO 及 H 合成甲醇時(shí)原子利用率最高, 且各物質(zhì)均無剩余(假定轉(zhuǎn)化率為 100%);反應(yīng)產(chǎn)生的氣體與反應(yīng)產(chǎn)生的氣體正確體積之比為 _;(4)某合作學(xué)習(xí)小組依據(jù)上題(3)的結(jié)論,取的產(chǎn)物
26、與的產(chǎn)物混合氣體 67 2L (標(biāo)準(zhǔn)狀況),其中 CO 的體積分?jǐn)?shù)為 x ,通過模擬裝置合成得到甲醇的物質(zhì)的量隨 CO 體積分?jǐn)?shù)變化的函數(shù)關(guān)系式,并畫出圖像(假定 CO先與 H 反應(yīng), CO 完全反應(yīng)后,CO 才與 H 反應(yīng),且各步轉(zhuǎn)化率均為 100% );解析:( 1)依據(jù)可逆反應(yīng)中 CO 生成,CO 可抑制平穩(wěn)移動(dòng),因此反應(yīng)的化學(xué)方程式為:CO 2CuO Cu O CO (或 CO CuO Cu CO );(2)依據(jù)溫度上升,平穩(wěn)常數(shù)減??;因此正反應(yīng)是放熱反應(yīng);又由于正反應(yīng)中氣體分子數(shù)減小,因此 S 0,該反應(yīng)的平穩(wěn)常數(shù) K c CH OH2 0.042 46.3,因此答案為 AC;c C
27、O c H 0.06 0.12(3)設(shè)產(chǎn)生的氣體總體積為 V ,其中 CO體積為 V ,H 體積為 3 V ,為滿意過剩的 H 為4 4V ,設(shè)產(chǎn)生的氣體總體積為 V ,其中 CO 體積為 V ,H 體積為 V 2,為滿意,就4 2 2V 2V 2 V 1 1 3 ,解得 V 1V 2 4 1 ;因此答案為 4 1 ;2 2 4(4)產(chǎn)物總物質(zhì)的量為 3mol ,由題意可知:CO 為 3 mol,產(chǎn)物中 H 為 9 mol,CO 2物質(zhì)的量為 3mol 3 mol 9 mol1.5mol 6 mol;2產(chǎn)生 H 的量也為 1.5mol 6 mol;如 V 2 0,就 x 0.25;如按( 3)
28、的爭(zhēng)論, 4 1 ,即 12 x3 12 x4,解 答 x 0.2;因 此 分 別 討 論:當(dāng) x 0.2 時(shí),1y n CO n CO 3 x 1.5 6 x 1.5 3 x 0.9;如 0 x 0.2 時(shí),就反應(yīng)中 H 2 不足,y 3 x 9 x 1.5 6 x 6 2 x 0.5; 如 0.2 x 0.25, 就 反 應(yīng) 中 H 2 過 量 ,y n CO n CO 1.5 3 x ;產(chǎn)物總物質(zhì)的量為 3mol ,的產(chǎn)物為 3mol 4512.4mol,的產(chǎn)物就為 3mol 0.6mol;綜上所述, 當(dāng) x 0.2 時(shí),y 0.9mol;當(dāng) 0 x 0.25時(shí),y 2 x 0.5; 0
29、.2 x0.25 時(shí),y 1.5 3 x ;據(jù)此畫圖;17環(huán)己烷()在負(fù)載納米 Au 的分子篩( Au / TS l )催化劑的作用下與空氣發(fā)生氧化反應(yīng),反應(yīng)原理是:通過游離基反應(yīng)形成環(huán)己基過氧化氫,該過氧化物在 Au / TS l 催化作用下受熱分解,生成環(huán)己醇()和環(huán)己酮();由于環(huán)己醇、環(huán)己酮比環(huán)己烷更簡(jiǎn)潔被氧化,因而有很多副產(chǎn)物(如己二酸及一些酯類化合物)生成;(1)下表是某反應(yīng)溫度下,環(huán)己烷催化氧化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率(x )和目標(biāo)產(chǎn)物的挑選性(S )的結(jié)果:目標(biāo)產(chǎn)物的挑選性(S )/% 催化劑 轉(zhuǎn)化率( x ) /% 環(huán)己基過氧化氫 環(huán)己醇 環(huán)己酮Au / TS l 10.4 14.1 3
30、4.9 39.8寫出環(huán)己烷催化氧化為環(huán)己酮的化學(xué)方程式:_;如在反應(yīng)容器中加入 1 0mol 環(huán)己烷, 就生成的環(huán)己酮的物質(zhì)的量為 _(保留 2 位小數(shù));(2)圖 7 38 a 是反應(yīng)溫度對(duì)環(huán)己烷催化氧化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率(x )和目標(biāo)產(chǎn)物的挑選性(S )和目標(biāo)產(chǎn)物的總收率(y )的影響;由圖 7 38 a 可知:該反應(yīng)較相宜的反應(yīng)溫度約為 _;隨著反應(yīng)溫度的上升,環(huán)己烷的轉(zhuǎn)化率(x )逐步增加,而目標(biāo)產(chǎn)物的挑選性(S )和目標(biāo)產(chǎn)物的總收率(y )卻逐步降低,其可能的緣由是 _;(3)圖 7 38 b 是反應(yīng)時(shí)間對(duì)環(huán)己烷催化氧化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率(x )和目標(biāo)產(chǎn)物的挑選性(S )和目標(biāo)產(chǎn)物的總收率(y )的影響;由圖 7 38 b 可知,該反應(yīng)較相宜的反應(yīng)時(shí)間約為 _;隨著反應(yīng)時(shí)間的延長,環(huán)己烷的轉(zhuǎn)化率(x )逐步增加,而目標(biāo)產(chǎn)物的挑選性(S )逐步降低,這說明: _;解析:(1) 004mol;(2) 150 ,過高的溫度使環(huán)己醇、環(huán)己酮被氧化為己二酸和酯類化合物;(3) 2 5h ,環(huán)己醇和環(huán)己酮的氧化速率要比環(huán)己烷大得多;須留意:如答環(huán)己醇、環(huán)己酮比環(huán)己烷更簡(jiǎn)潔被氧化不給分;18在 2L 密閉容器內(nèi),投入肯定量 NO ,發(fā)生以下反應(yīng):2NO g 2NOg O g ;在三種不同條件下進(jìn)行試驗(yàn),NO 的濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化情形如
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