铁是一种非常重要的金属。
(1)中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,反应过程如图。催化剂中添加助剂Na、K、Cu(也起催化作用)后可改变反应的选择性。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/5/11777652-4419-45dc-9efd-1e1348e560b2.png?resizew=535)
下列说法正确的是___ 。
A.第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步
B.第ⅰ步所发生的反应为:CO2+H2
CO+H2O
C.Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小
D.保持其他条件不变,添加不同助剂后各反应的平衡常数不变
加入助剂K能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是___ 。
(2)纳米铁是重要的储氢材料,可用反应Fe(s)+5CO(g)
Fe(CO)5(g)制得。在1L恒容密闭容器中加入足量铁粉和0.24mol CO,在T1、T2不同温度下进行反应,测得c(CO)与温度、时间的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/5/f22cd509-8e5a-4d0c-895c-3ac5224e1bf5.png?resizew=200)
①T1___ T2,△H___ 0(填“>”或“<”)
②已知:标准平衡常数Kθ=
,其中pθ为标准压强(1×105Pa),p[Fe(CO)5]、p(CO)为各组分的平衡分压。T2温度下,平衡时体系的压强为p,反应的标准平衡常数Kθ=___ (用含p的最简式表示)
(3)高铁酸钾(K2FeO4)被称为“绿色化学”净水剂,在酸性至弱碱性条件下不稳定。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/5/f0147299-bf9d-470a-88b5-fcac79394bd1.png?resizew=208)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/5/eed32530-0507-4314-80ad-70e45a8a4c42.png?resizew=276)
①电解法可制得K2FeO4,装置如图,若转移6mol电子则隔膜右边溶液增重___ g。
②K2FeO4在水解过程中铁元素形成的微粒分布分数与pH的关系如图所示,向pH=6的溶液中加入KOH溶液,发生反应的离子方程式为___ 。
(4)复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)可用于热化学循环分解制氢气,原理如下:
①MnFe2O4(s)=MnFe2O(4-x)(s)+
O2(g)△H1
②MnFe2O(4-x)(s)+xH2O(g)=MnFe2O4(s)+xH2(g)△H2
③2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H3
则:△H3与△H1、△H2的关系为___ 。
(1)中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,反应过程如图。催化剂中添加助剂Na、K、Cu(也起催化作用)后可改变反应的选择性。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/5/11777652-4419-45dc-9efd-1e1348e560b2.png?resizew=535)
下列说法正确的是
A.第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步
B.第ⅰ步所发生的反应为:CO2+H2
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/30/2495839520751616/2496325124685824/STEM/ab6a48d19f5342d0887ab4ce8dfc15c9.png?resizew=36)
C.Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小
D.保持其他条件不变,添加不同助剂后各反应的平衡常数不变
加入助剂K能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是
(2)纳米铁是重要的储氢材料,可用反应Fe(s)+5CO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/5/f22cd509-8e5a-4d0c-895c-3ac5224e1bf5.png?resizew=200)
①T1
②已知:标准平衡常数Kθ=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/533332e9f483110ab7cb2513786b8b9a.png)
(3)高铁酸钾(K2FeO4)被称为“绿色化学”净水剂,在酸性至弱碱性条件下不稳定。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/5/f0147299-bf9d-470a-88b5-fcac79394bd1.png?resizew=208)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/5/eed32530-0507-4314-80ad-70e45a8a4c42.png?resizew=276)
①电解法可制得K2FeO4,装置如图,若转移6mol电子则隔膜右边溶液增重
②K2FeO4在水解过程中铁元素形成的微粒分布分数与pH的关系如图所示,向pH=6的溶液中加入KOH溶液,发生反应的离子方程式为
(4)复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)可用于热化学循环分解制氢气,原理如下:
①MnFe2O4(s)=MnFe2O(4-x)(s)+
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②MnFe2O(4-x)(s)+xH2O(g)=MnFe2O4(s)+xH2(g)△H2
③2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H3
则:△H3与△H1、△H2的关系为
更新时间:2020-07-01 08:09:22
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解题方法
【推荐1】乙醛是一种重要的脂肪族化合物,在工业、农业、医药、食品和饲料添加剂等领域具有非常广泛的应用。目前,常用乙醇脱氢来制备。
I(乙醇氧化脱氢):2CH3CH2OH(g)+O2(g)
2CH3CHO(g)+2H2O(g) ∆H1
II(乙醇直接脱氢):CH3CH2OH(g)
CH3CHO(g)+H2(g) ∆H2
(1)已知相关共价键的键能数据如表:
∆H1=___________ kJ·mol-1
(2)在恒温恒容下,如果从反应物出发建立平衡,不能说明反应I(乙醇氧化脱氢)达到平衡状态的是___________ 。(填选项字母)
A、体系压强不再变化 B、v正(CH3CH2OH)=2v逆(O2)
C、混合气体的密度保持不变 D、混合气体平均相对分子质量保持不变
(3)对于反应II(乙醇直接脱氢),T1℃,P1kPa条件下,向一容积可变的密闭容器中,充入2mol乙醇气体,达平衡后乙醇的转化率为50%,容器体积为2L。T1℃,P2 kPa条件下,充入2mol乙醇气体,平衡后乙醇的转化率为60%,此时容器的体积为___________ L。
(4)乙醇直接脱氢反应中Cu基催化剂是最常用的催化剂体系之一、研究者研究了用Cu35Zn25Al43作催化剂时不同温度对乙醇直接脱氢反应性能的影响,图象如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/17/2616190048149504/2617400565170176/STEM/0ab9e2cff8544c96b4c8b70a9a3d538e.png?resizew=554)
最适宜的温度为___________ ;结合图象说明选择该温度的理由___________ 。
(5)乙醇直接脱氢反应中铜基催化剂有失活的缺点。大连物化所的研究者设计了一种多级海胆状结构Cu-MFI-AE催化剂,在乙醇催化中展示了较高的乙醛选择性、稳定性。催化剂表面上反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/17/2616190048149504/2617400565170176/STEM/0a770e9e53ba4a54b35671b5cf86dbb6.png?resizew=554)
写出该历程中最大能垒对应步骤的化学方程式___________ 。
I(乙醇氧化脱氢):2CH3CH2OH(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/12c75458412e463cbc6d6180d30708a7.png)
II(乙醇直接脱氢):CH3CH2OH(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/12c75458412e463cbc6d6180d30708a7.png)
(1)已知相关共价键的键能数据如表:
共价键 | C-H | O-H | C-O | C=O | O=O | C-C |
键能(kJ·mol-1) | 413 | 462 | 351 | 745 | 497 | 348 |
∆H1=
(2)在恒温恒容下,如果从反应物出发建立平衡,不能说明反应I(乙醇氧化脱氢)达到平衡状态的是
A、体系压强不再变化 B、v正(CH3CH2OH)=2v逆(O2)
C、混合气体的密度保持不变 D、混合气体平均相对分子质量保持不变
(3)对于反应II(乙醇直接脱氢),T1℃,P1kPa条件下,向一容积可变的密闭容器中,充入2mol乙醇气体,达平衡后乙醇的转化率为50%,容器体积为2L。T1℃,P2 kPa条件下,充入2mol乙醇气体,平衡后乙醇的转化率为60%,此时容器的体积为
(4)乙醇直接脱氢反应中Cu基催化剂是最常用的催化剂体系之一、研究者研究了用Cu35Zn25Al43作催化剂时不同温度对乙醇直接脱氢反应性能的影响,图象如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/17/2616190048149504/2617400565170176/STEM/0ab9e2cff8544c96b4c8b70a9a3d538e.png?resizew=554)
最适宜的温度为
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/17/2616190048149504/2617400565170176/STEM/0a770e9e53ba4a54b35671b5cf86dbb6.png?resizew=554)
写出该历程中最大能垒对应步骤的化学方程式
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【推荐2】CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。
(1)已知:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-802 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566 kJ·mol-1
则反应 3CO2(g)+CH4(g)=4CO(g)+2H2O(g)的ΔH3=___________ kJ·mol-1。
(2)探究反应 CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)的反应速率和平衡,向1L恒容密闭容器中通入CO2和CH4各1mol,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/3/6e032d72-c08f-41ab-9990-f331b4ce135f.png?resizew=261)
①CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)的ΔH___________ 0(填“大于”或“小于”)。
②下列叙述能判断反应CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)达化学平衡状态的是___________ 。
A.混合气体的密度保持不变
B.CO的体积分数保持不变
C.c(CO)和c(H2)的比值保持不变
D.断裂4mol C-H键的同时断裂2mol H-H键
③在压强为P1,温度为1000℃时,反应经5min达平衡,用CO2表示的化学反应速率v(CO2)=____ ;比较x点和y点的速率:x____ y(填“大于”“小于”或“等于”);压强P1___________ P2(填“大于”“小于”或“等于”),原因是___________ 。
(3)CO2可被 NaOH 溶液捕获,其所得溶液中c(HCO
):c(CO
)=2:1,溶液pH=______ 。(室温下,H2CO3的K1=4x10-7;K2=5x10-11)
(1)已知:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-802 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566 kJ·mol-1
则反应 3CO2(g)+CH4(g)=4CO(g)+2H2O(g)的ΔH3=
(2)探究反应 CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)的反应速率和平衡,向1L恒容密闭容器中通入CO2和CH4各1mol,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/3/6e032d72-c08f-41ab-9990-f331b4ce135f.png?resizew=261)
①CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)的ΔH
②下列叙述能判断反应CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)达化学平衡状态的是
A.混合气体的密度保持不变
B.CO的体积分数保持不变
C.c(CO)和c(H2)的比值保持不变
D.断裂4mol C-H键的同时断裂2mol H-H键
③在压强为P1,温度为1000℃时,反应经5min达平衡,用CO2表示的化学反应速率v(CO2)=
(3)CO2可被 NaOH 溶液捕获,其所得溶液中c(HCO
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解题方法
【推荐3】烷烃脱氢制烯烃是化工领域研究的热点过程。在 Pt-Sn/Zn/Al2O3催化作用下丙烷脱氢过程主要反应有:
反应 i:C3H8 (g)⇌C3H6 (g) + H2 (g) △H1= +125 kJ·mol -1
反应 ii:C3H8 (g)+ H2 (g)⇌C2H6(g) + CH4 (g) △H2= -56 kJ·mol -1
......
回答下列问题:
(1)丙烷脱氢过程中,生成的气体产物除 C3H6、C2H6、CH4、H2外,还可能有_____ 。
(2)丙烷脱氢反应 i、ii 的选择性和温度的关系如图所示。1000 K 时丙烷更容易断裂的化学键为_____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/19/299245a6-026d-47f3-bf2c-7e8d321080a8.png?resizew=395)
(3)在 883 K,102 kPa 条件下发生反应 i,其反应速率v正=k正 •P(C3H8), v逆=k逆 •P2(C3H6),该温度下速率常数 k正和 k逆数值分别为 6.0 min-1、1.3×10-3kPa-1·min-1,计算平衡常数 Kp =_____ (保留 1 位小数)。当丙烷与丙烯的物质的量分数相等时,V正=_____ kPa·min-1,此时反应向_____ (填“向正反应进行”、“向逆反应进行”或“达到平衡状态”)。
(4)为研究丙烷脱氢转化率的影响因素,科学家在不同反应器中分别通入一定量的 CO2或水蒸气进行试验:
①恒容条件下,通入 CO2增加了反应 CO2 (g)+ H2 (g)⇌CO(g) + H2O(g) △H3<0。通入CO2能提高丙烷脱氢转化率的原因是_____ 。
②恒压条件下,按不同水烃比 M=n(H2O)/n(C3H8)进行实验,丙烷的平衡转化率和温度、水烃比的关系如图所示。则 M1、M2、M3由大到小的顺序为_____ 。
反应 i:C3H8 (g)⇌C3H6 (g) + H2 (g) △H1= +125 kJ·mol -1
反应 ii:C3H8 (g)+ H2 (g)⇌C2H6(g) + CH4 (g) △H2= -56 kJ·mol -1
......
回答下列问题:
(1)丙烷脱氢过程中,生成的气体产物除 C3H6、C2H6、CH4、H2外,还可能有
(2)丙烷脱氢反应 i、ii 的选择性和温度的关系如图所示。1000 K 时丙烷更容易断裂的化学键为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/19/299245a6-026d-47f3-bf2c-7e8d321080a8.png?resizew=395)
(3)在 883 K,102 kPa 条件下发生反应 i,其反应速率v正=k正 •P(C3H8), v逆=k逆 •P2(C3H6),该温度下速率常数 k正和 k逆数值分别为 6.0 min-1、1.3×10-3kPa-1·min-1,计算平衡常数 Kp =
(4)为研究丙烷脱氢转化率的影响因素,科学家在不同反应器中分别通入一定量的 CO2或水蒸气进行试验:
①恒容条件下,通入 CO2增加了反应 CO2 (g)+ H2 (g)⇌CO(g) + H2O(g) △H3<0。通入CO2能提高丙烷脱氢转化率的原因是
②恒压条件下,按不同水烃比 M=n(H2O)/n(C3H8)进行实验,丙烷的平衡转化率和温度、水烃比的关系如图所示。则 M1、M2、M3由大到小的顺序为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/29/937e81fc-594c-4ae1-ba55-932d28304fea.png?resizew=389)
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解题方法
【推荐1】有效去除烟气中的SO2、NOx是环境保护的重要课题。
(1)用天然碱生产小苏打的母液吸收烟气中的SO2,相关反应的热化学方程式为:
2Na2CO3(aq) +SO2(g) +H2O(1)=Na2SO3(aq) + 2NaHCO3(aq) ΔH1=a kJ·mol-1
2NaHCO3(aq) + SO2(g)=Na2SO3(aq) + 2CO2(g)+H2O(1) ΔH2= b kJ·mol-1
则:Na2CO3(aq)+SO2(g)=Na2SO3(aq) +CO2(g) ΔH=____________ kJ·mol-1。
(2)常温下,用pH=6.0的NaClO2/H2O2复合吸收液可同时脱硫、脱硝。
①NO与吸收液中NaClO2反应生成NO3- 和Cl-,该反应的离子方程式为______________ 。
②其他条件一定时,研究温度对脱硫、脱硝的影响,其结果如图所示。温度高于60℃,NO去除率明显降低,其原因可能是____________________________ 。相同温度下,SO2去除率均高于NO去除率的原因可能是____________________ 。
(1)用天然碱生产小苏打的母液吸收烟气中的SO2,相关反应的热化学方程式为:
2Na2CO3(aq) +SO2(g) +H2O(1)=Na2SO3(aq) + 2NaHCO3(aq) ΔH1=a kJ·mol-1
2NaHCO3(aq) + SO2(g)=Na2SO3(aq) + 2CO2(g)+H2O(1) ΔH2= b kJ·mol-1
则:Na2CO3(aq)+SO2(g)=Na2SO3(aq) +CO2(g) ΔH=
(2)常温下,用pH=6.0的NaClO2/H2O2复合吸收液可同时脱硫、脱硝。
①NO与吸收液中NaClO2反应生成NO3- 和Cl-,该反应的离子方程式为
②其他条件一定时,研究温度对脱硫、脱硝的影响,其结果如图所示。温度高于60℃,NO去除率明显降低,其原因可能是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/25/607107ec-224a-4597-ba8b-f07293af2f1c.png?resizew=260)
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解题方法
【推荐2】现已确认,CO、SO2和NOx的排放是造成大气污染的重要原因。
(1)用CO2和氢气合成CH3OH具有重要意义,既可以解决环境问题,还可解决能源危机。已知CH3OH具有重要意义,既可以解决环境问题,还可解决能源危机。已知CH3OH、H2的燃烧热分别为-726.5kJ/mol、-285.8kJ/mol,写出工业上用CO2和H2合成CH3OH的热化学方程式:_______________________ 。
(2)用铂作电极,一极通入空气,一极通入CH3OH(l),与KOH溶液可组成燃料电池,其负极反应式为_________________ 。溶液中的阴离子向____________ 极定向移动。
(3)如图是一个电化学装置示意图,用CH3OH-空气燃料电池作此装置的电源。
①如果A为粗铜,B为纯铜,C为CuSO4溶液。该原理的工业生产意义是______ 。
②如果A是铂电极,B是石墨电极,C是AgNO3溶液。通电后,若B极增重10.8 g,该燃料电池理论上消耗____ mol甲醇。(计算结果保留两位有效数字)
(4)常温下向1L、0.2 mol/L NaOH溶液中通入4.48 L(标准状况)的SO2(忽略混合后溶液体积的变化),若测得溶液的pH<7,则溶液中c(SO32-)___ c(H2SO3)(填“>”、“<”、或“=”)。有关该溶液中离子浓度关系的判断正确的是_________ (填字母编号)。
A.c(SO32-)+c(OH-)+c(HSO3-)=c(Na+)+c(H+)
B.c(H2SO3)+c(HSO3-)+c(SO32-)=0.2mol/L
C.c(H2SO3)+c(H+)=c(SO32-)+c(OH-)
D.c(Na+)>c(H+)>c(HSO3-)>c(OH-)
(1)用CO2和氢气合成CH3OH具有重要意义,既可以解决环境问题,还可解决能源危机。已知CH3OH具有重要意义,既可以解决环境问题,还可解决能源危机。已知CH3OH、H2的燃烧热分别为-726.5kJ/mol、-285.8kJ/mol,写出工业上用CO2和H2合成CH3OH的热化学方程式:
(2)用铂作电极,一极通入空气,一极通入CH3OH(l),与KOH溶液可组成燃料电池,其负极反应式为
(3)如图是一个电化学装置示意图,用CH3OH-空气燃料电池作此装置的电源。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/13/c0253960-f29b-4ffb-824d-7313bdff6d83.png?resizew=123)
①如果A为粗铜,B为纯铜,C为CuSO4溶液。该原理的工业生产意义是
②如果A是铂电极,B是石墨电极,C是AgNO3溶液。通电后,若B极增重10.8 g,该燃料电池理论上消耗
(4)常温下向1L、0.2 mol/L NaOH溶液中通入4.48 L(标准状况)的SO2(忽略混合后溶液体积的变化),若测得溶液的pH<7,则溶液中c(SO32-)
A.c(SO32-)+c(OH-)+c(HSO3-)=c(Na+)+c(H+)
B.c(H2SO3)+c(HSO3-)+c(SO32-)=0.2mol/L
C.c(H2SO3)+c(H+)=c(SO32-)+c(OH-)
D.c(Na+)>c(H+)>c(HSO3-)>c(OH-)
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名校
【推荐3】已知在一定条件下可发生如下反应:
I.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/57d2c17a7fe3affdc95a20150d18cdba.png)
II.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0dc708eee5c969d03db70d3d1a576f39.png)
回答下列问题:
(1)CO的燃烧热![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/27d3d85459fd9f18216c493e244e9d77.png)
___________
。
(2)在密闭容器中充入等物质的量的CO和NO气体,发生反应:
,下图为平衡时N2的体积分数与温度、压强的关系。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/28/2882168944336896/2884341795586048/STEM/62becb25-e268-4667-ad8f-ae5a4146dde4.png?resizew=331)
①若在g点对反应容器升温,同时增大容器体积使体系压强减小,重新达到新的平衡状态可能是图中a~f中的___________ 点(填字母序号)。
②e点的CO的转化率为___________ (计算结果保留一位小数)。
(3)在密闭容器中发生反应:
。
①改变某一条件可提高NOx的转化速率和平衡转化率,该条件可能是___________ 。
②450℃时,在2L恒容密闭容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3,5min时反应达到平衡,此时NH3的转化率为50%,体系压强为pMPa,则0~5min内用N2表示的平均反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ed08489b67775db740d85aace4d34fa6.png)
_____
,450℃时该反应的平衡常数Kp=____ MPa(用含p的代数式表示,Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
③10min时,保持其他条件不变,再向该容器中通入0.5molNO、0.5molNH3和0.5molN2,此时v正___________ v逆(填“大于”、“等于”或“小于”)。
I.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/57d2c17a7fe3affdc95a20150d18cdba.png)
II.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0dc708eee5c969d03db70d3d1a576f39.png)
回答下列问题:
(1)CO的燃烧热
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/27d3d85459fd9f18216c493e244e9d77.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)在密闭容器中充入等物质的量的CO和NO气体,发生反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f869ff1e94ffdd616b8d5f9cd6bfacaf.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/28/2882168944336896/2884341795586048/STEM/62becb25-e268-4667-ad8f-ae5a4146dde4.png?resizew=331)
①若在g点对反应容器升温,同时增大容器体积使体系压强减小,重新达到新的平衡状态可能是图中a~f中的
②e点的CO的转化率为
(3)在密闭容器中发生反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c4abb45c43f18901ad683deeef24b52f.png)
①改变某一条件可提高NOx的转化速率和平衡转化率,该条件可能是
②450℃时,在2L恒容密闭容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3,5min时反应达到平衡,此时NH3的转化率为50%,体系压强为pMPa,则0~5min内用N2表示的平均反应速率
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ed08489b67775db740d85aace4d34fa6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/36e533d654a153e681b831fa9ccefb53.png)
③10min时,保持其他条件不变,再向该容器中通入0.5molNO、0.5molNH3和0.5molN2,此时v正
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【推荐1】2NO(g) + O2(g)
2NO2(g) ∆H<0是制造硝酸的重要反应之一,在800℃时,向容积为2 L的密闭容器中充入0.20 mol NO和0.1 mol O2,反应过程中NO的浓度从随时间变化如图所示,
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/11/4d6c71cc-1114-4adc-9e91-e8a4b3e0dcb4.png?resizew=265)
请回答:
(1)2 min内,v(O2) =_______ mol/(L·min)。
(2)800℃时,该反应的化学平衡常数数值为_______ 。
(3)平衡时,NO的转化率是_______ 。
(4)下列能说明反应达平衡状态的是_______(填字母)。
(5)NO会造成大气污染,在工业上采用多种方法进行处理。
氧化法:烟气中的NO经O3预处理后转化为NO2,再用CaSO3悬浊液吸收NO2。
已知NO与O3反应过程的能量变化如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/11/5739065f-d828-4324-80b6-cd7ba9d75865.png?resizew=604)
①请写出反应过程Ⅰ的热化学方程式_______ 。
②反应3NO(g) + O3(g)=3NO2(g) ΔH=_______ kJ•mol-1
③用CaSO3悬浊液吸收NO2,将其转化为HNO2,该反应的化学方程式为_______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/11/4d6c71cc-1114-4adc-9e91-e8a4b3e0dcb4.png?resizew=265)
请回答:
(1)2 min内,v(O2) =
(2)800℃时,该反应的化学平衡常数数值为
(3)平衡时,NO的转化率是
(4)下列能说明反应达平衡状态的是_______(填字母)。
A.单位时间内生成a mol O2的同时生成2a mol NO2 |
B.混合气体的颜色不再改变 |
C.混合气体的密度不再改变 |
D.混合气体的平均相对分子质量不再改变 |
氧化法:烟气中的NO经O3预处理后转化为NO2,再用CaSO3悬浊液吸收NO2。
已知NO与O3反应过程的能量变化如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/11/5739065f-d828-4324-80b6-cd7ba9d75865.png?resizew=604)
①请写出反应过程Ⅰ的热化学方程式
②反应3NO(g) + O3(g)=3NO2(g) ΔH=
③用CaSO3悬浊液吸收NO2,将其转化为HNO2,该反应的化学方程式为
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】二氧化硫的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应,反应如下:
(1)I:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH1=-197.7kJ/mol K1(浓度平衡常数)
为研究该反应,某同学设计了以下三种已装固体V2O5催化剂的密闭容器装置:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/23/2770589611573248/2771275493548032/STEM/e0edf5cc-5399-4b79-a719-1716d9ea48b4.png?resizew=615)
在初始体积与温度相同的条件下,甲、乙、丙中均按2 mol SO2、1molO2进行投料,达平衡时,三个容器中SO2的转化率从大到小的顺序为___________ (用“甲、乙、丙”表示)。
(2)在容器丙中,0.1 MPa条件下,在不同温度或不同投料方式下研究上述反应,得到数据如下表:
①表中:a=___________ 。
②已知用平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度计算,得到的平衡常数即为压强平衡常数,则Kp1=___________ MPa-1。
③451℃时,若按0.4 mol SO2、0.4mol O2、0.4 mol SO3进行投料,则反应开始时v正(SO2)___________ v逆(SO2)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)将上述固体催化剂V2O5换成NO2气体同样可以对该反应起到催化作用,此催化过程如下:
Ⅱ:SO2(g)+NO2(g)
SO3(g)+NO(g) △H2 K2(浓度平衡常数)
Ⅲ:2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) △H3=-114.1 kJ/mol K3(浓度平衡常数),△H2=___________ ;K3=___________ (用含有K1、K2的表达式表示)。
(1)I:2SO2(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
为研究该反应,某同学设计了以下三种已装固体V2O5催化剂的密闭容器装置:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/23/2770589611573248/2771275493548032/STEM/e0edf5cc-5399-4b79-a719-1716d9ea48b4.png?resizew=615)
在初始体积与温度相同的条件下,甲、乙、丙中均按2 mol SO2、1molO2进行投料,达平衡时,三个容器中SO2的转化率从大到小的顺序为
(2)在容器丙中,0.1 MPa条件下,在不同温度或不同投料方式下研究上述反应,得到数据如下表:
实验序号 | A组 | B组 | C组 |
反应温度 | 451℃ | 451℃ | 551℃ |
投料方式(按照SO2、O2、SO3的顺序) | 2 mol 、1mol、0 mol | 0mol 、0mol 、2mol | 2mol 、1mol 、0mol |
含硫化合物的转化 | 60% | b | c |
反应的热量变化 | 放热a | 吸热79.08kJ | 放热 |
压强平衡常数(Kp) | Kp1 | Kp1 | Kp2 |
①表中:a=
②已知用平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度计算,得到的平衡常数即为压强平衡常数,则Kp1=
③451℃时,若按0.4 mol SO2、0.4mol O2、0.4 mol SO3进行投料,则反应开始时v正(SO2)
(3)将上述固体催化剂V2O5换成NO2气体同样可以对该反应起到催化作用,此催化过程如下:
Ⅱ:SO2(g)+NO2(g)
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Ⅲ:2NO(g)+O2(g)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】含碳物质的价值型转化,有利于“减碳”和可持续发展。回答下列问题:
(1)丙烯(C3H6)是石油化工行业重要的有机原料之一,主要用于生产聚丙烯、二氯丙烷、异丙醇等产品。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/28/2838964532486144/2839064956641280/STEM/3ed72940-de09-4f9e-8a2d-f81f511ae72b.png?resizew=586)
①丙烷脱氢制备丙烯。由图可得C3H8(g)
C3H6(g)+H2(g) ∆H=___________ kJ/mol
②目前在丙烷脱氢制丙烯时常通入适量的O2,让其同时发生下列反应:2C3H8(g)+O2(g)
2C3H6(g)+2H2O(g) ∆H=-235kJ/ mol,通入O2的作用是___________ 。
(2)乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应为:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/28/2838964532486144/2839064956641280/STEM/d9c6025f-5bc3-493f-b080-c14aeded425e.png?resizew=571)
其反应历程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/28/2838964532486144/2839064956641280/STEM/df656430-d7fa-45b4-870f-3897ffbc88fd.png?resizew=656)
①关于该反应,下列说法正确的是___________
A.苯环α位的碳氢键键能小于苯环β位的碳氢键键能
B.催化剂可通过吸附作用,拉近反应物之间的距离,从而增加有效碰撞的概率
C.催化剂的作用是提供反应界面,但不参与化学反应过程。
D.增加催化剂用量可提高反应的平衡转化率
②在相同时间内乙苯的转化率与p(CO2)的关系如图所示,乙苯转化率随着p(CO2)变化的原因是___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/28/2838964532486144/2839064956641280/STEM/b483b55d-7c49-4593-8384-348955dd6b69.png?resizew=237)
(3)工业上可用丙烯加成法制备1,2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3),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)
II.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)
CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)
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,容器内气体的压强随时间的变化如表所示。
①用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即v=
,则前120min内平均反应速率v(CH2ClCHClCH3)=___________ kPa·min-1。
②该温度下,若平衡时HCl的体积分数为12.5%,反应I的平衡常数Kp=___________ kPa-1(Kp为以气体分压表示的平衡常数)。
(1)丙烯(C3H6)是石油化工行业重要的有机原料之一,主要用于生产聚丙烯、二氯丙烷、异丙醇等产品。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/28/2838964532486144/2839064956641280/STEM/3ed72940-de09-4f9e-8a2d-f81f511ae72b.png?resizew=586)
①丙烷脱氢制备丙烯。由图可得C3H8(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
②目前在丙烷脱氢制丙烯时常通入适量的O2,让其同时发生下列反应:2C3H8(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(2)乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应为:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/28/2838964532486144/2839064956641280/STEM/d9c6025f-5bc3-493f-b080-c14aeded425e.png?resizew=571)
其反应历程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/28/2838964532486144/2839064956641280/STEM/df656430-d7fa-45b4-870f-3897ffbc88fd.png?resizew=656)
①关于该反应,下列说法正确的是
A.苯环α位的碳氢键键能小于苯环β位的碳氢键键能
B.催化剂可通过吸附作用,拉近反应物之间的距离,从而增加有效碰撞的概率
C.催化剂的作用是提供反应界面,但不参与化学反应过程。
D.增加催化剂用量可提高反应的平衡转化率
②在相同时间内乙苯的转化率与p(CO2)的关系如图所示,乙苯转化率随着p(CO2)变化的原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/28/2838964532486144/2839064956641280/STEM/b483b55d-7c49-4593-8384-348955dd6b69.png?resizew=237)
(3)工业上可用丙烯加成法制备1,2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3),主要副产物为3-氯丙烯(CH2=CHCH2Cl),反应原理为:
I.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
II.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
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,容器内气体的压强随时间的变化如表所示。
时间/min | 0 | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 360 |
压强/kPa | 80 | 74.2 | 69.2 | 65.2 | 61.6 | 60.0 | 60.0 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/961e87569d44cb46441703de16e62827.png)
②该温度下,若平衡时HCl的体积分数为12.5%,反应I的平衡常数Kp=
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【推荐1】我国提出了2030年前碳达峰、2060年前碳中和的“双碳”目标。研发二氧化碳被转化为多种基础化学品,如一氧化碳、甲烷、甲醇等是实现“双碳”目标的有效方法。二氧化碳催化加氢部分热化学反应式如下:
Ⅰ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/551b096b65b2c5ff5c0b6b21b0567621.png)
Ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d8ef76da0d9a1f2465f137d386fe71d7.png)
Ⅲ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7116e602668f4694fa643aa591b80085.png)
(1)二氧化碳与甲烷反应生成一氧化碳和氢气的热化学方程武为___________ 。
(2)消除NO污染物,在一定条件下,用H2将NO还原为N2和H2O(g)。H2还原
的总反应为
,其能量变化如下图所示。每还原
,应___________ (填“释放”或“吸收”)___________
能量。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/24/bb04da2e-4791-4b41-975a-0ed140cf2e21.png?resizew=201)
(3)电渗析法淡化海水(在直流电源作用下通过离子交换膜对海水进行处理)
①利用如图甲所示装置可以减缓海水中钢铁设施的腐蚀。若开关K置于M处,则电极X可选用的物质是___________ (选填“石墨块”、“锌块”或“铜块”),钢铁设施表面发生的电极反应为___________ ;若开关K置于N处,则a极为电源的___________ (选填“正极”或“负极”),该金属防护方法被称为___________ (选填“牺牲阳极”或“外加电流”)的阴极保护法。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/24/2ad26be2-1368-4059-bbab-189d32120695.png?resizew=231)
②NaCl溶液模拟海水淡化,电解装置如图乙所示,淡水从___________ 室(填Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ)流出,该电解的总离子方程式为___________ 。
Ⅰ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/80df188d27dddaed3f38308d4968ef58.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/551b096b65b2c5ff5c0b6b21b0567621.png)
Ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7be2c33e7db2235513355fc378e99515.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d8ef76da0d9a1f2465f137d386fe71d7.png)
Ⅲ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a1a0a7e8797859917d04ff18a6a89d4c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7116e602668f4694fa643aa591b80085.png)
(1)二氧化碳与甲烷反应生成一氧化碳和氢气的热化学方程武为
(2)消除NO污染物,在一定条件下,用H2将NO还原为N2和H2O(g)。H2还原
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9110e80d125190c4b5bed606e1fc2220.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/707ef142e982fd8b73a419d81bb9db2f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/547a49b98641a5a7301996829b6d31ac.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9235414bc13fe2ad07f1f6fd8f14c9ad.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/24/bb04da2e-4791-4b41-975a-0ed140cf2e21.png?resizew=201)
(3)电渗析法淡化海水(在直流电源作用下通过离子交换膜对海水进行处理)
①利用如图甲所示装置可以减缓海水中钢铁设施的腐蚀。若开关K置于M处,则电极X可选用的物质是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/24/2ad26be2-1368-4059-bbab-189d32120695.png?resizew=231)
②NaCl溶液模拟海水淡化,电解装置如图乙所示,淡水从
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/13/fe1a6e0a-c608-49b1-b947-341957630a6d.png?resizew=244)
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解答题-工业流程题
|
适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐2】我国是最早发现并使用锌的国家,《天工开物》记载了炉甘石(ZnCO3)和木炭冶炼锌。现代工业上用氧化锌烟灰(主要成分为ZnO 、少量Pb、CuO和As2O3)制取高纯锌的工艺流程如图所示。
请回答下列问题:
(1)《天工开物》中炼锌的方法中利用了木炭的____ 性。
(2)滤渣1和滤渣3的主要成分分别是______ 、______ (填化学式)。
(3)“溶浸”时,氧化锌参与反应的相关离子方程式是______ ;“溶浸”时温度不宜过高,其原因是______ 。
(4)“氧化除杂”的目的是将AsCl52-转化为As2O5胶体,再经吸附聚沉除去,该反应的离子方程式是______ 。
(5)“电解”含 [Zn(NH3)4]2+的溶液,阴极放电的电极反应式是______ 。阳极区产生一种无色无味的气体,将其通入滴有KSCN的FeCl2溶液中,无明显现象,该气体是_____ (写化学式)。该流程中可以循环使用的物质是_____ (写化学式)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/4/0453f54d-78dc-4a4e-b315-3e57cc3935e4.png?resizew=703)
请回答下列问题:
(1)《天工开物》中炼锌的方法中利用了木炭的
(2)滤渣1和滤渣3的主要成分分别是
(3)“溶浸”时,氧化锌参与反应的相关离子方程式是
(4)“氧化除杂”的目的是将AsCl52-转化为As2O5胶体,再经吸附聚沉除去,该反应的离子方程式是
(5)“电解”含 [Zn(NH3)4]2+的溶液,阴极放电的电极反应式是
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】(1)利用电化学原理,将 NO2、O2和熔融 KNO3制成燃料电池,模拟工业电解法来处理含 Cr2O72-废水,如下图所示;电解过程中溶液发生反应: Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2 O。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/3/23/2425763696525312/2428415386779648/STEM/8b01419f-d439-4f87-804e-b54e4b6add5f.png?resizew=382)
①甲池工作时,NO2转变成绿色硝化剂 Y,Y 是 N2O5,可循环使用,则石墨Ⅱ附近发生的电极反应式为______ 。
②向完全还原为 Cr3+的乙池工业废水中滴加 NaOH 溶液,可将铬以 Cr(OH)3沉淀的形式除去,已知 Cr(OH)3存在以下溶解平衡:Cr(OH)(s)
Cr3+(aq)+3OH-(aq),常温下 Cr(OH)3的溶度积 K=c(Cr3+)•c(3OH-)=1.0×10-32,要使 c(Cr3+)降至 10-5mol•L-1,溶液的 pH 应调至___________ 。
(2)镉镍可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充、放电反应按下式进行: Cd+2NiO(OH)+H2O
Cd(OH)2+2Ni(OH)2
回答下列问题:
①放电时,金属 Cd 作______ 极;
②充电时的阳极电极反应式为。_____
③充电时,当电路中通过 0.2moleˉ,阴极质量将___________ (填“增加”、“减少”)___________ 。
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①甲池工作时,NO2转变成绿色硝化剂 Y,Y 是 N2O5,可循环使用,则石墨Ⅱ附近发生的电极反应式为
②向完全还原为 Cr3+的乙池工业废水中滴加 NaOH 溶液,可将铬以 Cr(OH)3沉淀的形式除去,已知 Cr(OH)3存在以下溶解平衡:Cr(OH)(s)
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(2)镉镍可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充、放电反应按下式进行: Cd+2NiO(OH)+H2O
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回答下列问题:
①放电时,金属 Cd 作
②充电时的阳极电极反应式为。
③充电时,当电路中通过 0.2moleˉ,阴极质量将
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