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专题15 化学反应原理综合题(主观题)
1.(2023·日照校际二模)多晶硅可用作光伏转换器的材料,锌还原法生产多晶硅涉及以下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)已知:;,对于反应,图中_______(填“大于”“小于”或“等于”)。结合下图分析,_______0(填“大于”或“小于”)。
(2)在锌还原法生产多晶硅的密闭体系中,下列说法错误的是_______(填标号)。
A.增大的浓度有利于提高的转化率
B.若气体的平均相对分子质量不再变化,说明反应Ⅰ、反应Ⅱ均达平衡
C.平衡后,若压缩体积,反应I平衡正向移动,反应平衡不移动
D.选用合适的催化剂可以提高硅在单位时间内的产量
(3)一定温度下,向恒容密闭容器中充入和的混合气体,发生反应Ⅰ和Ⅱ,反应Ⅱ的净速率,其中分别为正、逆反应的速率常数,p为气体的分压。降低温度时,_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)图甲为不同温度下达到平衡时各组分的物质的量分数,图乙为在催化剂作用下同一时间内,硅产率与反应温度的关系曲线,M点到N点硅产率缓慢下降的可能原因是_______,N点后硅产率快速下降的主要原因是_______。
(5)在一定温度下,向一定体积的密闭容器中,按的比例充入和的混合气体,此时压强为,达到平衡后体系压强为,其中的分压为,则反应Ⅰ的_______。已知:,其中为和为各组分的平衡分压。
2.(2023·潍坊二模)以和焦炭为原料的炼铁工业会产生大量的碳氧化物,研究碳氧化物的转化对“双碳”目标的实现具有重要意义。实验室模拟炼铁过程,并在一定条件下完成的转化。测得时相关变化及数据如图所示,回答下列问题:
炼铁工业:
已知:反应,
(1)在密闭容器中加入和焦炭(容器中与的体积比为),发生反应,初始压强为,经达平衡时完全反应,该体系总压为,计算用压强变化表示的反应速率__________,反应Ⅲ的___________;保持其他条件不变,向体系中充入一定量,平衡后___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)时,反应II、III的分别为,则反应的__________,该温度下的标准焓_______。
(3)时,向的恒容密闭容器中充入一定量炼铁生产经纯化处理后得到的,再通入一定量,使初始压强为。在催化条件下发生反应:,反应达到平衡时,的分压与起始时的关系如图所示。
①当时,反应达到平衡后,若再向容器中加入和,使二者分压均增大,则达到新平衡时,的平衡转化率将___________“增大”“减小”或“不变”)。
②当时,达到平衡状态后,的分压可能对应图像中的点___________(填“D”“E”或“F”)。
3.(2023·滨州二模)为减少含氮物质的排放对环境造成的污染,研究含氮物质的转化有重大意义。
(1)在进行低温下消除氯氧化物的机理研究时,某科研团队发现NO在转化过程中存在以下核心历程:
①
②
③
当温度为2.4K时,反应最终产物中,若使反应最终产物中,则温度应该___________2.4K(填“高于”或“低于”)。
(2)为实现氮氢化物转化为氢气,我国科技人员计算了下列反应在一定温度范围内的压强平衡常数,并绘制和的线性关系如图所示()。
①
②
则反应的___________(用、表示);由图可知该反应的___________0(填“>”或“<”),写出推理过程___________。
(3)原煤经热解、冷却得到的煤焦可用于NO的脱除。热解温度为500℃、900℃得到的煤焦分别用S-500、S-900表示,相关信息如下表。
煤焦
元素分析(%)
比表面积()
C
H
S-500
80.79
2.76
105.69
S-900
84.26
0.82
8.98
将NO浓度恒定的废气以固定流速通过如下反应器,不同温度下进行多组平行实验,测定相同时间内NO的出口浓度,可得NO的脱除率与温度的关系如下图所示[已知NO的脱除主要含吸附和化学还原()两个过程]。
①已知煤焦表面存在的官能团有利于NO的吸附,其数量与煤焦中氢碳质量比的值密切相关。由图可知,相同温度下,S-900对NO的脱除率比S-500的低,结合表格数据分析其原因可能是___________、___________。
②350℃后,随着温度升高,NO的脱除率增大的原因是___________。
(4)电厂烟气中的氮氧化物进行脱硝处理时,通常采用以下反应原理:;。373℃下,在容积固定的密闭容器中通入1mol、1molNO和0.7mol,初始压强为,达到平衡后测得转化率为88%,体系中,此时容器中压强p=___________(结果保留两位小数),NO转化率为___________。
4.(2023·淄博市