题目内容

【题目】一定温度下,在某2 L恒容密闭容器中加入纳米级氧化亚铜并通入0.1 mol (g),发生如下反应:2H2O(g)2H2(g)O2(g) ΔH=+484 kJ·mol1。不同时间产生O2的物质的量见下表:

下列说法不正确的是(  )

A. 20 min内的平均反应速率v(H2O)5×105mol·L1·min1

B. 达到平衡时,需要从外界吸收的能量为0.968 kJ

C. 增大水的浓度,可以改变待反应的限度

D. 使用纳米级的氧化亚铜,可以增大平衡时氧气的体积分数

【答案】D

【解析】

A. 20 min内,生成0.0010mol氧气,则消耗0.0020mol水蒸气,水蒸气的浓度变化量为0.0020mol/2L=0.0010mol·L-1,所以v(H2O)0.0010mol·L-1/20min=5×105mol·L1·min1,故A不选;

B. 达到平衡时,生成0.0020mol氧气,根据热化学方程式,生成1mol氧气,需要吸收484 kJ的热量,所以生成0.0020mol氧气,需要从外界吸收的能量为484 kJ ×0.0020mol=0.968 kJ,故B不选;

C. 增大水蒸气的浓度,可以使平衡右移,故C不选;

D.氧化亚铜是催化剂,只能加快反应速率,不能使平衡发生移动,所以不能改变平衡时氧气的体积分数,故D选。

故选D

练习册系列答案
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1)脱硝:利用CH4催化还原NOx

CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=574kJ·mol-1

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=1160kJ·mol-1

CH4直接将NO2还原为N2的热化学方程为___

2)脱碳:将CO2转化为甲醇(CH3OH)的热化学方程式如下:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3

①取五份等体积的CO2H2的混合气体(物质的量之比均为13),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图所示,则上述反应的ΔH3____0(”““=”)

②在一个恒温恒容密闭容器中充入1molCO23molH2,进行上述反应。测得CO2CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

试回答:

010min内,CO2的平均反应速率为___mol·L1·min1;该温度下,反应的平衡常数的值为___(结果保留一位小数);第10min后,若向该容器中再充入1molCO23molH2,则再次达到平衡时CH3OH(g)的体积分数____(增大减小不变”)

3)脱硫:①某种脱硫工艺将废气经处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设参与反应的SO2NO2的物质的量之比为11,则该反应的化学方程式为___

②硫酸铵和硝酸铵的水溶液pH7,其原因用离子方程式表示为___。在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,则溶液中:c(Na+)+c(H+)___c(NO3)+c(OH)(“=”)

【题目】工业所需氢气大部分由化学法制得,制取出过程中不可避免的会产生副产物COCO2H2S等,CO选择性催化甲烷化技术可实现CO转化为CH4H2O以达到净化氢气的目的。富氢气氛中COCO2甲烷化反应:

CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)H=-206.2kJmol-1

CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)H=-165.0kJmol-1

回答下列问题:

1CO的转化率()H2CO的选择性()是衡量工艺优劣的重要指标。其中nco,in分别为反应器入口COH2物质的量;nco,out分别为反应器出口COH2的物质的量。

①以一定流速将富氢(含COCO2通过反应器 ,温度低于250℃时,在Ni-ZrO2-SiO2催化剂表面COCO2甲烷化速率均随温度升高而增大,则该温度范围内XCO________(填“增大”“减小”或“无法判断”)

②温度高于270℃反应CO2速率迅速增加,此时H2CO的选择性开始________(填“升高”“下降”或“不变”)

2)恒温恒容条件下H2S发生分解反应,2H2S(g)2H2(g)+S2(g),初始投入2molH2S1moH2,容器中的压强为p,一段时间后反应达到平衡,H2S的物质的量为1mol

①则初始时H2S的分压为________

②该反应的Kp=________(Kp表示分压平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。

3)甲烷化过程中H2S会使催化剂中毒,下是图3H2S在催化剂表面逐步解离的能量变化图:

注:TS表示过渡状态

①(c)图中H2S的解离分为________步,决定分解速率快慢的是第________步.

②(b)图SH解离为硫原子和氢原子的反应热为________eV.

Prodhomme研究发现H2S的解离难易与硫原子在催化剂表面吸附的多少有一定关系,观察上图预测该关系为________

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