氯化亚砜(SOCl2)具有很强的氯化能力和脱水能力,在有机合成中具有重要的应用。工业上用硫酸厂尾气中的 SO2与 SCl2、Cl2为原料合成 SOCl2,反应如下:
①SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g) ΔH=-471.7 kJ·mol-1
②SCl2(g)+SO2Cl2g)2SOCl2(g) ΔH=-5.6 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)该条件下,由 SO2(g)、Cl2(g)和 SCl2(g),制备 1 mol SOCl2(g)放出的热量为___ kJ。
(2)一定条件下,在 5 L 的恒容密闭容器中通入一定量的 SO2、SCl2与 Cl2,反应 4min 后达到平衡。若初始压强为 p0,反应过程中容器内总压强(p)随时间(t)变化如下图所示(平衡时温度与初始温度相同)。
容器内各组分物质的量如下表。
I.0-1 min 容器内压强增大的原因为___ 。
II.反应①、②达平衡时,SCl2的平衡转化率为___ 。
III.K 为平衡常数,pK=-lgK,该温度下,反应Ⅱ的 pK =___ (保留两位有效数字,lg2 = 0.30)。
(3)常温下,将 SO2通入到 NaOH溶液中,充分反应后得到 a mol·L-1的 NaHSO3溶液,该溶液的 pH=5的电离常数约为___ (用含 a 的式子表示)。
(4)Fe 的纳米颗粒具备优于零价单质的一些新性能,可有效降解多种环境污染物。下图是利用原电池原理除去酸性废水中三氯乙烯的过程,请写出该装置的正极反应式___________ 。
①SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g) ΔH=-471.7 kJ·mol-1
②SCl2(g)+SO2Cl2g)2SOCl2(g) ΔH=-5.6 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)该条件下,由 SO2(g)、Cl2(g)和 SCl2(g),制备 1 mol SOCl2(g)放出的热量为
(2)一定条件下,在 5 L 的恒容密闭容器中通入一定量的 SO2、SCl2与 Cl2,反应 4min 后达到平衡。若初始压强为 p0,反应过程中容器内总压强(p)随时间(t)变化如下图所示(平衡时温度与初始温度相同)。
容器内各组分物质的量如下表。
组分 | SO2 | Cl2 | SCl2 | SO2Cl2 | SOCl2 |
起始/mol | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0 | 0 |
平衡/mol | 0.1 |
I.0-1 min 容器内压强增大的原因为
II.反应①、②达平衡时,SCl2的平衡转化率为
III.K 为平衡常数,pK=-lgK,该温度下,反应Ⅱ的 pK =
(3)常温下,将 SO2通入到 NaOH溶液中,充分反应后得到 a mol·L-1的 NaHSO3溶液,该溶液的 pH=5的电离常数约为
(4)Fe 的纳米颗粒具备优于零价单质的一些新性能,可有效降解多种环境污染物。下图是利用原电池原理除去酸性废水中三氯乙烯的过程,请写出该装置的正极反应式
更新时间:2020-09-03 20:54:35
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【推荐1】高炉炼铁是现代钢铁生产的重要环节,此法工艺简单,产量大,能耗低,仍是现代炼铁的主要方法,回答下列问题:
(1)已知炼铁过程的主要反应为Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H1
还会发生3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2=a kJ/mol;
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H3=b kJ/mol;
FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+ CO2(g) △H4=c kJ/mol;
则△H1=________ kJ/mol(用含a、b、c的代数式表示)。
(2)高炉炼铁产生的废气(CO、CO2)有多种处理方法,反应原理如下:
①生成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(l)。一定温度下在恒容密闭容器中模拟此反应,下列化学反应速率最快的是_______________
A.υ(CO)=1.2 mol/(L·min) B.υ(H2)=0.025 mol/(L·s) C.υ(CH3OH)=1 mol/(L·min)
②生成乙烯:2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g)。在两个容积相同的密闭容器中以不同的氢碳比[n(H2):n(CO2)]充入原料气,CO2平衡转化率α(CO2)与温度的关系如图所示
氢碳比X_____ 2.0(填>、<或=,下同),理由是___________________ 。
(3)反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),其化学平衡常数K与温度T关系如表:
①该反应是___________ 反应(填“吸热”或“放热”)。
②若某恒定温度下,向容积为1 L的恒容密闭容器中充入2 mol CO2、3 mol H2,10 min后反应达到平衡状态,测得υ (CH3OH)=0.075 mol/(L·min),则此反应条件下温度______ 800℃(填>、<或=)。
③若反应在1200℃进行试验,某时刻测得反应容器中各物质浓度满足关系式2c(CO2)·c3(H2)=3c(CH3OH)·c(H2O),此时反应在________ 向进行(填“正”或“逆”)。
(1)已知炼铁过程的主要反应为Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H1
还会发生3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2=a kJ/mol;
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H3=b kJ/mol;
FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+ CO2(g) △H4=c kJ/mol;
则△H1=
(2)高炉炼铁产生的废气(CO、CO2)有多种处理方法,反应原理如下:
①生成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(l)。一定温度下在恒容密闭容器中模拟此反应,下列化学反应速率最快的是
A.υ(CO)=1.2 mol/(L·min) B.υ(H2)=0.025 mol/(L·s) C.υ(CH3OH)=1 mol/(L·min)
②生成乙烯:2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g)。在两个容积相同的密闭容器中以不同的氢碳比[n(H2):n(CO2)]充入原料气,CO2平衡转化率α(CO2)与温度的关系如图所示
氢碳比X
(3)反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),其化学平衡常数K与温度T关系如表:
T/℃ | 700 | 800 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 1.0 | 2.3 | 3.6 |
①该反应是
②若某恒定温度下,向容积为1 L的恒容密闭容器中充入2 mol CO2、3 mol H2,10 min后反应达到平衡状态,测得υ (CH3OH)=0.075 mol/(L·min),则此反应条件下温度
③若反应在1200℃进行试验,某时刻测得反应容器中各物质浓度满足关系式2c(CO2)·c3(H2)=3c(CH3OH)·c(H2O),此时反应在
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【推荐2】CO2的利用是国际社会普遍关注的问题。
(1)CO2的电子式是__________
(2)CO2在催化剂作用下可以直接转化为乙二醇和甲醇,但若反应温度过高,乙二醇会深度加氢生成乙醇。
获取乙二醇的反应历程可分为如下2步:
I.
II.EC加氢能生成乙二醇与甲醇。
①步骤II的热化学方程式是__________ ;
②研究反应温度对EC加氢的影响(反应时间均为4小时),实验数据见下表:
由上表可知,温度越高,EC的转化率越高,原因是__________ 。温度升高到220℃时,乙二醇的产率反而降低,原因是__________
(3)用稀硫酸作电解质溶液,电解CO2可制取甲醇,装置如下图所示,电极 a 接电源的__________ 极(填“正”或“负”),生成甲醇的电极反应式是__________
(4)CO2较稳定、能量低。为实现CO2的高效使用,下列研究方向合理的是__________ (填序号)。
a.降低CO2参与反应的速率和比例
b.利用电能、光能或热能预先活化CO2分子
c.选择高效的催化剂降低反应条件
(1)CO2的电子式是
(2)CO2在催化剂作用下可以直接转化为乙二醇和甲醇,但若反应温度过高,乙二醇会深度加氢生成乙醇。
获取乙二醇的反应历程可分为如下2步:
I.
II.EC加氢能生成乙二醇与甲醇。
①步骤II的热化学方程式是
②研究反应温度对EC加氢的影响(反应时间均为4小时),实验数据见下表:
反应温度/℃ | EC转化率/ % | 产率/% | |
乙二醇 | 甲醇 | ||
160 | 23.8 | 23.2 | 12.9 |
180 | 62.1 | 60.9 | 31.5 |
200 | 99.9 | 94.7 | 62.3 |
220 | 99.9 | 92.4 | 46.1 |
(3)用稀硫酸作电解质溶液,电解CO2可制取甲醇,装置如下图所示,电极 a 接电源的
(4)CO2较稳定、能量低。为实现CO2的高效使用,下列研究方向合理的是
a.降低CO2参与反应的速率和比例
b.利用电能、光能或热能预先活化CO2分子
c.选择高效的催化剂降低反应条件
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【推荐3】低碳转化是当今世界重要科研课题之一,科学家们提出了多种途径来实现低碳转化。
(1)CO2可以转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=−184 kJ·mol−1。该转化过程正反应的活化能为a kJ·mol−1,则逆反应的活化能为_______ kJ·mol−1(用含a的式子表示);与该反应有关的化学键的键能数据如下表,则表中x=_______ 。
(2)CO2与H2在一定条件下还能转化为CH4,同时发生副反应产生CO,有关图象如下。CO2与H2转化为CH4适宜的条件为_______ 。
(3)中科院上海高等研究院将CO2在Na−Fe3O4/HZSM−5催化下转变为汽油(C5~C11的烃),辛烷值最高含量可达78%左右,该研究成果在《Nature Chemistry》上发表,并已申报中国发明专利和国际PCT专利。反应过程如下图所示。
①若CO2在该条件下转化为辛烷,请写出该反应的化学方程式_______ 。
②催化剂中的Fe3O4可用铁做电极,稀硫酸为电解质,然后通过电解来制备,写出电解时的阳极反应式:_______ 。
③下列关于该转化方法的说法合理的是_______ (填标号)。
a.Na−Fe3O4/HZSM−5不参与反应过程,可以降低反应的活化能
b.CO2在该条件下转化为戊烷或辛烷,均需三步反应
c.反应过程中有非极性键的断裂,没有非极性键的生成
d.该方法有助于减少CO2排放,同时减轻对化石燃料的依赖
(1)CO2可以转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=−184 kJ·mol−1。该转化过程正反应的活化能为a kJ·mol−1,则逆反应的活化能为
化学键 | C=O | C–O | C–H | H–H | O–H |
键能/kJ·mol−1 | x | 351 | 415 | 436 | 462 |
(3)中科院上海高等研究院将CO2在Na−Fe3O4/HZSM−5催化下转变为汽油(C5~C11的烃),辛烷值最高含量可达78%左右,该研究成果在《Nature Chemistry》上发表,并已申报中国发明专利和国际PCT专利。反应过程如下图所示。
①若CO2在该条件下转化为辛烷,请写出该反应的化学方程式
②催化剂中的Fe3O4可用铁做电极,稀硫酸为电解质,然后通过电解来制备,写出电解时的阳极反应式:
③下列关于该转化方法的说法合理的是
a.Na−Fe3O4/HZSM−5不参与反应过程,可以降低反应的活化能
b.CO2在该条件下转化为戊烷或辛烷,均需三步反应
c.反应过程中有非极性键的断裂,没有非极性键的生成
d.该方法有助于减少CO2排放,同时减轻对化石燃料的依赖
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【推荐1】化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。
(1)用生物质热解气(主要成分为 CO、CH4、H2)将SO2在一定条件下还原为单质硫进行烟 气脱硫。已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1= -393.5 kJ·mol-1
②CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH2= + 172.5 kJ·mol-1
③S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3= -296.0kJ·mol-1
CO将SO2还原为单质硫的热化学方程式为_______ 。
(2)CO可用于合成甲醇,一定温度下,向体积为2L的密闭容器中加入CO和H2,发生 反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),达到平衡后测得各组分的浓度如下:
①反应达到平衡时,CO的转化率为_______ 。
②该反应的平衡常数值 K=_______ 。
③恒温恒容条件下,可以说明反应已达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A v 正(CO)=2v 逆(H2) B 混合气体的密度不变
C 混合气体的平均相对分子质量不变 D CH3OH、CO、H2 的浓度都不再发生变化
④若保持容器体积不变,再充入 0.6mol CO 和 0.4mol CH3OH,此时v正_______ v逆(填“ >” 、< ”或“= ”)。
(3)在常温下,亚硝酸HNO2的电离常数 Ka=7.1×10-4mol·L-1,NH3·H2O的电离常数 Kb=1.7×10-5mol·L-1。0.1mol·L-1 NH4NO2溶液中离子浓度由大到小的顺序是__________ ,常温下NO2-水解反应的平衡常数Kh=_______ (保留两位有效数字)。
(1)用生物质热解气(主要成分为 CO、CH4、H2)将SO2在一定条件下还原为单质硫进行烟 气脱硫。已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1= -393.5 kJ·mol-1
②CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH2= + 172.5 kJ·mol-1
③S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3= -296.0kJ·mol-1
CO将SO2还原为单质硫的热化学方程式为
(2)CO可用于合成甲醇,一定温度下,向体积为2L的密闭容器中加入CO和H2,发生 反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),达到平衡后测得各组分的浓度如下:
物质 | CO | H2 | CH3OH |
浓度(mol·L-1) | 0.9 | 1.0 | 0.6 |
①反应达到平衡时,CO的转化率为
②该反应的平衡常数值 K=
③恒温恒容条件下,可以说明反应已达到平衡状态的是
A v 正(CO)=2v 逆(H2) B 混合气体的密度不变
C 混合气体的平均相对分子质量不变 D CH3OH、CO、H2 的浓度都不再发生变化
④若保持容器体积不变,再充入 0.6mol CO 和 0.4mol CH3OH,此时v正
(3)在常温下,亚硝酸HNO2的电离常数 Ka=7.1×10-4mol·L-1,NH3·H2O的电离常数 Kb=1.7×10-5mol·L-1。0.1mol·L-1 NH4NO2溶液中离子浓度由大到小的顺序是
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【推荐2】1913年,德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产,被称作解救世界粮食危机的化学天才.现将lmolN2和3molH2投入1L的密闭容器,在一定条件下,利用如下反应模拟哈伯合成氨的工业化生产:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0.当改变某一外界条件(温度或压强)时,NH3的体积分数ψ(NH3)变化趋势如图所示.
回答下列问题:
(1)已知:①NH3(l)═NH3(g)△H1,②N2(g)+3H2(g) 2NH3(l)△H2;则反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的△H=_____________ (用含△H1、△H2的代数式表示)。
(2)合成氨的平衡常数表达式为____________ ,平衡时,M点NH3的体积分数为10%,则N2的转化率为____________ (保留两位有效数字).
(3)X轴上a点的数值比b点____________ (填“大”或“小”)。上图中,Y轴表示____________ (填“温度”或“压强”),判断的理由是____________ 。
(4)若将1mol N2和3mol H2分别投入起始容积为1L的密闭容器中,实验条件和平衡时的相关数据如表所示:
下列判断正确的是____________
A.放出热量:Ql<Q2<△Hl
B.N2的转化率:Ⅰ>Ⅲ
C.平衡常数:Ⅱ>Ⅰ
D.达平衡时氨气的体积分数:Ⅰ>Ⅱ
(5)常温下,向VmL amol.L-l的稀硫酸溶液中滴加等体积bmol.L-l的氨水,恰好使混合溶液呈中性,此时溶液中c()____________ c(SO42-)(填“>”、“<”或“=”).
(6)利用氨气设计一种环保燃料电池,一极通入氨气,另一极通入空气,电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,它在熔融状态下能传导O2-.写出负极的电极反应式____________ 。
回答下列问题:
(1)已知:①NH3(l)═NH3(g)△H1,②N2(g)+3H2(g) 2NH3(l)△H2;则反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的△H=
(2)合成氨的平衡常数表达式为
(3)X轴上a点的数值比b点
(4)若将1mol N2和3mol H2分别投入起始容积为1L的密闭容器中,实验条件和平衡时的相关数据如表所示:
容器编号 | 实验条件 | 平衡时反应中的能量变化 |
Ⅰ | 恒温恒容 | 放热Q1kJ |
Ⅱ | 恒温恒压 | 放热Q2kJ |
Ⅲ | 恒容绝热 | 放热Q3kJ |
下列判断正确的是
A.放出热量:Ql<Q2<△Hl
B.N2的转化率:Ⅰ>Ⅲ
C.平衡常数:Ⅱ>Ⅰ
D.达平衡时氨气的体积分数:Ⅰ>Ⅱ
(5)常温下,向VmL amol.L-l的稀硫酸溶液中滴加等体积bmol.L-l的氨水,恰好使混合溶液呈中性,此时溶液中c()
(6)利用氨气设计一种环保燃料电池,一极通入氨气,另一极通入空气,电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,它在熔融状态下能传导O2-.写出负极的电极反应式
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【推荐3】研究处理NOx对环境保护有着重要的意义。回答下列问题:
(1)如图是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,则E1__ (填“增大”“减小”或“不变”,下同),△H__ 。请写出NO2和CO反应的热化学方程式:___ 。
(2)一定条件下,用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ•mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160kJ•mol-1
下列选项正确的是__ (填标号)。
(3)利用反应C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g) △H=-34.0kJ•mol-1,一定条件下消除NO的污染。在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体,测得NO的转化率α(NO)随温度的变化如图所示:
①由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,原因是__ ;在1100K时,CO2的体积分数为__ 。
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=__ (已知:气体分压=气体总压×体积分数)。
(4)在汽车尾气的净化装置中CO和NO发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H2=-746.8kJ•mol-1。实验测得,v正=k正•c2(NO)•c2(CO),v逆=k逆•c(N2)•c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数__ (填">”、“<”或“=”)k逆增大的倍数。
②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则=__ (保留2位有效数字)。
(1)如图是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,则E1
(2)一定条件下,用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ•mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160kJ•mol-1
下列选项正确的是
A.CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ•mol-1 |
B.CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H3>△H1 |
C.若用0.2molCH4还原NO2至N2,则反应中放出的热量一定为173.4kJ |
D.若用标准状况下2.24LCH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子为1.6mol |
①由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,原因是
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=
(4)在汽车尾气的净化装置中CO和NO发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H2=-746.8kJ•mol-1。实验测得,v正=k正•c2(NO)•c2(CO),v逆=k逆•c(N2)•c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数
②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则=
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解答题-工业流程题
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【推荐1】合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1一种工业合成氨的简易流程图如下:
(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:___________________________ 。
(2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:
①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.4 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ·mol-1
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是________ 。
a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为__________________ 。
(3)如图表示500 ℃、60.0 MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:________________ 。
(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式:
(2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:
①CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.4 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2 kJ·mol-1
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是
a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为
(3)如图表示500 ℃、60.0 MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:
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【推荐2】T℃,在2L的密闭容器中,通入2molNH3和1molCO2,保持体积不变,发生反应2NH3(g)+CO2(g) [CO(NH2)2](s)+H2O(g),10min时反应刚好达到平衡。测得起始压强为平衡时压强的1.5倍,则:
(1)NH3的平衡转化率为_______ 。
(2)能说明上述反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
(3)一定温度下,某恒容密闭容器中发生反应2NH3(g)+CO2(g) [CO(NH2)2](s)+H2O(g),若原料气中=m,测得m与CO2的平衡转化率(α)的关系如图甲所示。
①若平衡时A点容器内总压强为0.5MPa,则上述反应的平衡常数Kp=_______ (MPa)2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
②若平衡时A、B对应容器的压强相等,则A、B对应的容器中,起始时投入氨气的物质的量之比nA(NH3):nB(NH3)=_______ 。
(1)NH3的平衡转化率为
(2)能说明上述反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.n(CO2):n(NH3)=1:2 |
B.混合气体的密度不再发生变化 |
C.单位时间内消耗2molNH3,同时生成1molH2O |
D.CO2的体积分数在混合气体中保持不变 |
①若平衡时A点容器内总压强为0.5MPa,则上述反应的平衡常数Kp=
②若平衡时A、B对应容器的压强相等,则A、B对应的容器中,起始时投入氨气的物质的量之比nA(NH3):nB(NH3)=
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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】CO2可用于制备CH4、合成气(CO、H2),是CO2资源化利用的重要途径。
(1)CO2甲烷化过程可能发生反应:
i.
ii.
iii.
△H1=_______ 。
(2)利用CO、合成甲醇的反应为,向密闭容器中充入1molCO和,发生反应,测得CO的平衡转化率数据与温度、压强的对应关系如下表所示:
①由此可知,P1_______ P2(填“大于”或“小于”)。有利于提高CO平衡转化率的措施是_______ 。
②P2kPa、250℃条件下,反应5min达到平衡,此时H2的物质的量为_______ ,该反应的压强平衡常数Kp=_______ (kPa)2(用分压代替浓度,分压=总压×该组分物质的量分数,用P2的式子表示)。
(1)CO2甲烷化过程可能发生反应:
i.
ii.
iii.
△H1=
(2)利用CO、合成甲醇的反应为,向密闭容器中充入1molCO和,发生反应,测得CO的平衡转化率数据与温度、压强的对应关系如下表所示:
温度/℃ 转化率 压强/kPa | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 |
P1 | 0.82 | 0.70 | 0.34 | 0.12 | 0.04 | 0.02 |
P2 | 0.90 | 0.86 | 0.76 | 0.48 | 0.20 | 0.10 |
①由此可知,P1
②P2kPa、250℃条件下,反应5min达到平衡,此时H2的物质的量为
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】下图A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
(1)A中反应的离子方程式是_____ 。
(2)B中Cu极属于原电池中的_____ 极;Fe极附近溶液呈_____ 色。
(3)C中被腐蚀的金属是_____ (填化学式),A、B、C中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序是_____ (用“>”表示)。
(1)A中反应的离子方程式是
(2)B中Cu极属于原电池中的
(3)C中被腐蚀的金属是
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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2】回答下列问题:
I.我国力争于2030年前做到“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”。二氧化碳加氢制备甲醇既可以实现二氧化碳的转化利用,又可以有效缓解温室效应问题。
已知:反应①:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H1
反应②:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H2
反应③:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H3
(1)原料CO2可通过捕获技术从空气或工业尾气中获取,下列物质能作为CO2捕获剂的是___________ (填标号)。
(2)根据盖斯定律,反应③的△H3=___________ kJ·mol-1
II.脱硝技术、含氮燃料是新的发展方向和研究热点,有着广泛的应用前景。
(3)在新型催化剂条件下NH3与NO和NO2[其中V(NO):V(NO2)=1:1]的混合气体反应生成N2,当生成1mol N2时,转移的电子为___________ mol。
(4)肼(N2H4)可以用作燃料电池的原料。肼的电子式为___________ ;一种以液态肼为燃料的电池装置如图所示。b电极是___________ 极(填“正”或“负”),a电极的电极反应式为___________ 。
III.回答下列问题
(5)用KMnO4也可高效脱除烟气中的NO,NO被氧化为NO,MnO被还原为MnO。该反应的离子方程式为___________ 。
(6)实验室中利用KMnO4进行如下实验(假设每步反应完全进行),下列说法错误的是___________。
I.我国力争于2030年前做到“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”。二氧化碳加氢制备甲醇既可以实现二氧化碳的转化利用,又可以有效缓解温室效应问题。
已知:反应①:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H1
反应②:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H2
反应③:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H3
(1)原料CO2可通过捕获技术从空气或工业尾气中获取,下列物质能作为CO2捕获剂的是___________ (填标号)。
A.NaOH溶液 | B.浓氨水 | C.CH3CH2OH | D.NH4Cl溶液 |
II.脱硝技术、含氮燃料是新的发展方向和研究热点,有着广泛的应用前景。
(3)在新型催化剂条件下NH3与NO和NO2[其中V(NO):V(NO2)=1:1]的混合气体反应生成N2,当生成1mol N2时,转移的电子为
(4)肼(N2H4)可以用作燃料电池的原料。肼的电子式为
III.回答下列问题
(5)用KMnO4也可高效脱除烟气中的NO,NO被氧化为NO,MnO被还原为MnO。该反应的离子方程式为
(6)实验室中利用KMnO4进行如下实验(假设每步反应完全进行),下列说法错误的是___________。
A.G与H均为氧化产物 |
B.实验中KMnO4只作氧化剂 |
C.Mn元素参与了3个氧化还原反应 |
D.G与H的物质的量之和可能为0.25 mol |
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
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解题方法
【推荐3】汽车尾气主要含有一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮等物质,是造成城市空气污染的主要因素之一、请回答下列问题:
(1)在催化转化器中,汽车尾气中的CO和NO可发生反应2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g),一定温度下,在容积为10L的恒容密闭容器中进行该反应,起始时充入0.4molCO、0.3molNO,1min达平衡,测得CO的物质的量为0.16mol,则
①从开始到平衡时的反应速率v(CO)=_______ mol·L-1·min-1。
②NO的平衡转化率为_______ 。
(2)研究在相同时间内不同温度下经酸化处理的Ca(ClO)2溶液对NO脱除率的影响,结果如图所示。在60~80℃时,NO脱除率下降的可能原因是_______ 。(3)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如图所示:①Pt电极上发生的是_______ 反应。(填“氧化”或“还原”)
②外电路中,电子流动方向是_______ (填A或B)。
A.从电极流向电极 B.从电极流向电极
③电极上的电极反应式为_______ 。
(4)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的排放,SCR(选择性催化还原)工作原理如图b所示,NSR(储存还原)工作原理如图c所示。①尿素(化学式为)的水溶液热分解为和,该反应的化学方程式为_______ 。
②SCR催化过程中,当燃油中含硫量较高时,尾气中在作用下会形成,使催化剂中毒,用化学方程式表示的形成:_______ 。
③NSR转换中,通过和的相互转化实现的储存和还原,图中NO的去除机理可描述为_______ 。
(1)在催化转化器中,汽车尾气中的CO和NO可发生反应2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g),一定温度下,在容积为10L的恒容密闭容器中进行该反应,起始时充入0.4molCO、0.3molNO,1min达平衡,测得CO的物质的量为0.16mol,则
①从开始到平衡时的反应速率v(CO)=
②NO的平衡转化率为
(2)研究在相同时间内不同温度下经酸化处理的Ca(ClO)2溶液对NO脱除率的影响,结果如图所示。在60~80℃时,NO脱除率下降的可能原因是
②外电路中,电子流动方向是
A.从电极流向电极 B.从电极流向电极
③电极上的电极反应式为
(4)SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的排放,SCR(选择性催化还原)工作原理如图b所示,NSR(储存还原)工作原理如图c所示。①尿素(化学式为)的水溶液热分解为和,该反应的化学方程式为
②SCR催化过程中,当燃油中含硫量较高时,尾气中在作用下会形成,使催化剂中毒,用化学方程式表示的形成:
③NSR转换中,通过和的相互转化实现的储存和还原,图中NO的去除机理可描述为
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