1905年哈珀开发实现了以氮气和氢气为原料合成氨气,生产的氨制造氮肥服务于农业,养活了地球三分之一的人口,哈珀也因此获得了1918年的诺贝尔化学奖。
(1)工业合成氨的反应如下:N2+3H22NH3。已知断裂1 mol N2中的共价键吸收的能量为946 kJ,断裂1 mol H2中的共价键吸收的能量为436 kJ,形成1 mol N-H键放出的能量为391 kJ,则由N2和H2生成1 mol NH3的能量变化为________ kJ。下图能正确表示该反应中能量变化的是________ (填“A”或“B”)。
(2)反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)在三种不同条件下进行,N2、H2的起始浓度为0,反应物NH3的浓度(mol/L)随时间(min)的变化情况如下表所示。
根据上述数据回答:对比实验①②中,有一个实验没有使用催化剂,它是实验_________ (填序号);实验①③对比说明了_________ 。在恒温恒容条件下,判断该反应达到化学平衡状态的标志是_________ (填序号)。
a.NH3的正反应速率等于逆反应速率 b.混合气体的密度不变
c.c(NH3)=c(H2) d.混合气体的压强不变
(3)近日美国犹他大学Minteer教授成功构筑了H2-N2生物燃料电池。该电池类似燃料电池原理,以氮气和氢气为原料、氢化酶和固氮酶为两极催化剂、质子交换膜(能够传递H+)为隔膜,在室温条件下即实现了氨的合成同时还能提供电能。则B电极为_________ 极(填“正”、“负”),该电池放电时溶液中的H+向_________ 极移动(填“A”、“B”)。
(1)工业合成氨的反应如下:N2+3H22NH3。已知断裂1 mol N2中的共价键吸收的能量为946 kJ,断裂1 mol H2中的共价键吸收的能量为436 kJ,形成1 mol N-H键放出的能量为391 kJ,则由N2和H2生成1 mol NH3的能量变化为
(2)反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)在三种不同条件下进行,N2、H2的起始浓度为0,反应物NH3的浓度(mol/L)随时间(min)的变化情况如下表所示。
实验 序号 | 时间 温度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
① | 400℃ | 1.0 | 0.80 | 0.67 | 0.57 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
② | 400℃ | 1.0 | 0.60 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
③ | 500℃ | 1.0 | 0.40 | 0.25 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
根据上述数据回答:对比实验①②中,有一个实验没有使用催化剂,它是实验
a.NH3的正反应速率等于逆反应速率 b.混合气体的密度不变
c.c(NH3)=c(H2) d.混合气体的压强不变
(3)近日美国犹他大学Minteer教授成功构筑了H2-N2生物燃料电池。该电池类似燃料电池原理,以氮气和氢气为原料、氢化酶和固氮酶为两极催化剂、质子交换膜(能够传递H+)为隔膜,在室温条件下即实现了氨的合成同时还能提供电能。则B电极为
更新时间:2020-09-15 02:00:21
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解题方法
【推荐1】氢气具有热值高、无污染等优点,是理想的能源。工业制取氢气的主要方法有煤转化、天然气转化等。煤转化制取氢气的主要原理可简化为如下反应。
反应①,、
反应②,、
反应③,、
已知:对于反应,其标准平衡常数。
在温度恒定为,压强恒定为的反应炉内加入、、,发生上述3个反应,平衡时的分压。已知:。该温度下,。
(1)写出反应③的标准平衡常数表达式:___________ 。
(2)反应④,___________ 。
(3)该温度下反应(2)的标准平衡常数___________ 。
(4)平衡时的分压___________ 。
(5)的作用为___________ 。平衡后再加入,则最终氢气的产率___________ (填标号)。
A增大 B.减小 C.不变 D.无法判断
反应①,、
反应②,、
反应③,、
已知:对于反应,其标准平衡常数。
在温度恒定为,压强恒定为的反应炉内加入、、,发生上述3个反应,平衡时的分压。已知:。该温度下,。
(1)写出反应③的标准平衡常数表达式:
(2)反应④,
(3)该温度下反应(2)的标准平衡常数
(4)平衡时的分压
(5)的作用为
A增大 B.减小 C.不变 D.无法判断
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【推荐2】甲醇直接脱氢制无水甲醛是具有工业化前景的新工艺。回答下列问题:
(1)在标准压强(100kPa)、298K下,一些物质的热力学数据如下表,标准摩尔生成焓是指由稳定的单质合成1mol该物质的反应焓变;
甲醇脱氢制甲醛的反应方程式为: ___________ ,该反应高温能自发进行的原因是___________ 。
(2)已知Arrhenius经验公式为(为活化能,k为速率常数,R、A为常数)。一定条件下,催化剂1作用下甲醇脱氢制甲醛反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示。
①升高温度,速率常数k___________ (填“增大”“减小”或“不变”);
②催化剂Ⅱ作用下,实验数据如图中b线所示,则催化效果:催化剂Ⅰ___________ 催化剂Ⅱ(填“>”成“<”)。
(3)催化剂1作用下,恒容密闭容器中充入一定量的发生反应,达到平衡时,容器总压、的体积分数随温度的变化曲线如图所示。
①随着温度的升高,压强不断增大的原因是___________ 。
②600K达到平衡时,___________ kPa(用含“p”的式子表示,下同),的转化率为___________ ,___________ 。
(1)在标准压强(100kPa)、298K下,一些物质的热力学数据如下表,标准摩尔生成焓是指由稳定的单质合成1mol该物质的反应焓变;
物质 | HCHO | ||
标准摩尔生成焓() | 0 | -115.8 | -201 |
熵() | 130.7 | 218.7 | 239.9 |
(2)已知Arrhenius经验公式为(为活化能,k为速率常数,R、A为常数)。一定条件下,催化剂1作用下甲醇脱氢制甲醛反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示。
①升高温度,速率常数k
②催化剂Ⅱ作用下,实验数据如图中b线所示,则催化效果:催化剂Ⅰ
(3)催化剂1作用下,恒容密闭容器中充入一定量的发生反应,达到平衡时,容器总压、的体积分数随温度的变化曲线如图所示。
①随着温度的升高,压强不断增大的原因是
②600K达到平衡时,
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【推荐3】硝酸铵是一种重要的化工原料,通常用合成氨及合成硝酸的产物进行生产
(1)硝酸铵水溶液pH__________ 7(填“>”、“=”或“<”),其水溶液中各种离子浓度大小关系为___________
(2)已知合成氨的热化学方程式为:N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g)△H=-92kJ/mol,按照氮气和氢气的物质的量之比1:3的比例,分别在200℃、400℃、600℃的条件下进行反应,生成物NH3的物质的量分数随压强的变化曲线如图所示
①曲线c对应的温度为___________ ℃
②下列说法中正确的是___________
A.增大氢气浓度,可促进平衡正向移动并能提高氮气的转化率
B.Q点对应的反应条件下,若加入适当的催化剂,可提高NH3在混合物中的物质的量分数
C.M、N两点的平衡常数大小关系为:M>N
D.M、N、Q三点反应速率的大小关系为:N>M>Q
E.为了尽可能多的得到NH3,应当选择P点对应的温度和压强作为生产条件
(3)尿素[CO(NH2)2]是一种非常重要的高效氮肥,工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该反应实际为两步反应:
第一步:2NH3(g)+CO2(g)=H2NCOONH4(s) ΔH=-272kJ·mol-1
第二步:H2NCOONH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+138kJ·mol-1
写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式:_________________________
(4)柴油汽车尾气净化器通常用尿素作为氮氧化物尾气的吸收剂,生成物均为无毒无污染的常见物质,请写出尿素与NO反应的化学方程式__________ ,当有1mol尿素完全反应时,转移电子的数目为___________
(1)硝酸铵水溶液pH
(2)已知合成氨的热化学方程式为:N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g)△H=-92kJ/mol,按照氮气和氢气的物质的量之比1:3的比例,分别在200℃、400℃、600℃的条件下进行反应,生成物NH3的物质的量分数随压强的变化曲线如图所示
①曲线c对应的温度为
②下列说法中正确的是
A.增大氢气浓度,可促进平衡正向移动并能提高氮气的转化率
B.Q点对应的反应条件下,若加入适当的催化剂,可提高NH3在混合物中的物质的量分数
C.M、N两点的平衡常数大小关系为:M>N
D.M、N、Q三点反应速率的大小关系为:N>M>Q
E.为了尽可能多的得到NH3,应当选择P点对应的温度和压强作为生产条件
(3)尿素[CO(NH2)2]是一种非常重要的高效氮肥,工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该反应实际为两步反应:
第一步:2NH3(g)+CO2(g)=H2NCOONH4(s) ΔH=-272kJ·mol-1
第二步:H2NCOONH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+138kJ·mol-1
写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式:
(4)柴油汽车尾气净化器通常用尿素作为氮氧化物尾气的吸收剂,生成物均为无毒无污染的常见物质,请写出尿素与NO反应的化学方程式
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【推荐1】近年来为了实现碳中和,CO2的处理成为各国科学家的研究重点。
I.将二氧化碳转化为绿色液体燃料甲醇,制备原理为CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。已知某些化学键的键能(断裂1 mol化学键或形成1 mol化学键时吸收或释放的能量)数据如表所示。
(1)当反应CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)生成0. 5 mol CH3OH(g)时,___________ (填“放出”或“吸收”)___________ kJ能量。
(2)工业上利用低浓度氨水作捕获剂,吸收烟气中的CO2生成NH4HCO3以获得原料气体,其离子方程式为___________ 。
(3)在体积为1 L的恒温、恒容密闭容器中,充入1 mol CO2(g)和3 mol H2(g) ,进行该反应(不考虑其他副反应)。10 min时,测得CO2(g)和CH3OH(g)的体积分数之比为1 :3且比值不再随时间变化。回答下列问题:
①反应开始到平衡,v(H2)=___________ mol·L-1·min-1, CO2的平衡转化率为___________ 。
②该条件下反应达到平衡的标志有___________ (填标号)。
A.CO2和H2的浓度之比为1:3
B.断裂2个C=O同时生成6个H- H
C.混合气体的密度保持不变
D.混合气体的平均摩尔质量保持不变
E.氢气的体积分数保持不变
F. 3v(H2)正=v(H2O)逆
II.用二氧化碳作原料设计O2辅助A1-CO2电池,电池反应产物为Al2(C2O4)3,电池工作原理如图所示。电池多孔碳电极的电极反应式为2O2+2e-=2 、2CO2 +2= +2O2。
(4)电子从___________ (填“ Al”或“多孔碳”)电极流出,当有0.1 mol Al3+穿过隔膜时,可以处理___________ g二氧化碳。
I.将二氧化碳转化为绿色液体燃料甲醇,制备原理为CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。已知某些化学键的键能(断裂1 mol化学键或形成1 mol化学键时吸收或释放的能量)数据如表所示。
化学键 | C-H | H-H | C-O | C=O | H- O |
键能/(kJ·mol-1) | 413.6 | 436.0 | 351.0 | 745.0 | 462.8 |
(2)工业上利用低浓度氨水作捕获剂,吸收烟气中的CO2生成NH4HCO3以获得原料气体,其离子方程式为
(3)在体积为1 L的恒温、恒容密闭容器中,充入1 mol CO2(g)和3 mol H2(g) ,进行该反应(不考虑其他副反应)。10 min时,测得CO2(g)和CH3OH(g)的体积分数之比为1 :3且比值不再随时间变化。回答下列问题:
①反应开始到平衡,v(H2)=
②该条件下反应达到平衡的标志有
A.CO2和H2的浓度之比为1:3
B.断裂2个C=O同时生成6个H- H
C.混合气体的密度保持不变
D.混合气体的平均摩尔质量保持不变
E.氢气的体积分数保持不变
F. 3v(H2)正=v(H2O)逆
II.用二氧化碳作原料设计O2辅助A1-CO2电池,电池反应产物为Al2(C2O4)3,电池工作原理如图所示。电池多孔碳电极的电极反应式为2O2+2e-=2 、2CO2 +2= +2O2。
(4)电子从
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【推荐2】I.燃料电池是利用燃料(如CO、H2、CH4等)与氧气反应,将反应产生的化学能转变为电能的装置,通常用氢氧化钾作为电解质溶液。完成关于甲烷(CH4)燃料电池的填空:
(1)已知甲烷燃烧时放出大量的热,这是由于反应物的总能量_______ 生成物的总能量(选填“大于”“小于”或“等于”,下同),从化学反应的本质角度来看,是由于断裂反应物中的化学键吸收的总能量_______ 形成产物的化学键释放的总能量。
(2)该燃料电池中负极的电极反应式为:_______ 。随着电池不断放电,当消耗标况下11.2LCH4时,转移电子数为_______ 。
(3)随着电池不断放电,氢氧化钾的物质的量浓度将_______ (增大,减小,不变)。
II.中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。
(1)CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示。从3min到9min,v(H2)=_______ 。
(2)为加快化学反应速率,其他条件不变时,可采取的措施有_______ (填编号)。
A.升高温度 B.增大容器体积 C.再充入CO2气体 D保持体积不变,充入氮气使体系的压强增大
(3)如图是可逆反应X2+3Y2⇌2Z在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线。下列叙述正确的是_______ 。
a.t1时,只有正方向反应
b.t2时,反应达到限度
c.t2~t3,反应不再发生
d.t2~t3,各物质的浓度不再发生变化
(1)已知甲烷燃烧时放出大量的热,这是由于反应物的总能量
(2)该燃料电池中负极的电极反应式为:
(3)随着电池不断放电,氢氧化钾的物质的量浓度将
II.中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。
(1)CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示。从3min到9min,v(H2)=
(2)为加快化学反应速率,其他条件不变时,可采取的措施有
A.升高温度 B.增大容器体积 C.再充入CO2气体 D保持体积不变,充入氮气使体系的压强增大
(3)如图是可逆反应X2+3Y2⇌2Z在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线。下列叙述正确的是
a.t1时,只有正方向反应
b.t2时,反应达到限度
c.t2~t3,反应不再发生
d.t2~t3,各物质的浓度不再发生变化
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【推荐3】按要求回答下列问题
(1)Ⅰ、已知拆开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为___________ 。
(2)已知:碳的燃烧热ΔH1=akJ·mol-1, S(s)+2K(s)=K2S(s);ΔH2=bkJ·mol-1
2K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s)ΔH3=ckJ·mol-1,
则S(s)+2KNO3(s)+3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=___________ 。
(3)肼N2H4(l)可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4(g)反应生成N2和水蒸气。
已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)ΔH1=-195kJ/mol
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH2=-534.2kJ/mol
写出N2H4(l)和N2O4(l)反应的热化学方程式___________ 。
Ⅱ、在一定温度下,有a.醋酸 b.硫酸 c.盐酸三种酸:
(4)当三种酸物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是___________ 。
(5)若三者c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序是___________ 。
(6)当三者n(H+)相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是___________ 。
(1)Ⅰ、已知拆开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为
(2)已知:碳的燃烧热ΔH1=akJ·mol-1, S(s)+2K(s)=K2S(s);ΔH2=bkJ·mol-1
2K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s)ΔH3=ckJ·mol-1,
则S(s)+2KNO3(s)+3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=
(3)肼N2H4(l)可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4(g)反应生成N2和水蒸气。
已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)ΔH1=-195kJ/mol
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH2=-534.2kJ/mol
写出N2H4(l)和N2O4(l)反应的热化学方程式
Ⅱ、在一定温度下,有a.醋酸 b.硫酸 c.盐酸三种酸:
(4)当三种酸物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是
(5)若三者c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序是
(6)当三者n(H+)相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是
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【推荐1】甲醇是重要的有机原料,利用合成甲醇可同时实现减少碳排放的目标。已知:
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ: 。
回答下列问题:
(1)有人提出利用与合成甲醇。
①写出与反应合成和的热化学方程式,反应Ⅲ:_______ 。
②从自发性角度看,利用合成甲醇应选择反应_______ (填“Ⅰ”或“Ⅲ”),该反应_______ (填“较高温度”或“较低温度”)自发。
(2)发生反应Ⅰ的同时发生副反应Ⅳ: 。向恒容密闭容器中加入、和催化剂PST,500℃时反应历程如图所示(TS表示过渡态,*表示吸附在催化剂表面的物种),此温度下催化剂PST可较好地提高甲醇的选择性。
①下列事实能说明反应Ⅰ达到平衡状态的是_______ (填选项字母)。
A.容器内
B.容器内气体的密度不再发生变化
C.的生成速率等于消耗速率
②历程中决定催化剂PST选择性较高的步骤是_______ (填选项字母);写出该步骤中发生副反应的方程式:_______ 。
A.生成TS1步骤 B.生成TS2步骤 C.生成TS3步骤 D.最后一步
③在较短的相同时间内,反应未达到平衡状态,实验结果表明高于500℃时,甲醇产率迅速降低,原因可能是_______ 。
④温度越高,甲醇的平衡产率越低,原因是_______ 。
(3)不自发的反应可通过电解法实现,如果向稀硫酸中通入并通电也能生成甲醇,通入的电极接电源_______ 极,写出该电极的电极反应式:_______ 。
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ: 。
回答下列问题:
(1)有人提出利用与合成甲醇。
①写出与反应合成和的热化学方程式,反应Ⅲ:
②从自发性角度看,利用合成甲醇应选择反应
(2)发生反应Ⅰ的同时发生副反应Ⅳ: 。向恒容密闭容器中加入、和催化剂PST,500℃时反应历程如图所示(TS表示过渡态,*表示吸附在催化剂表面的物种),此温度下催化剂PST可较好地提高甲醇的选择性。
①下列事实能说明反应Ⅰ达到平衡状态的是
A.容器内
B.容器内气体的密度不再发生变化
C.的生成速率等于消耗速率
②历程中决定催化剂PST选择性较高的步骤是
A.生成TS1步骤 B.生成TS2步骤 C.生成TS3步骤 D.最后一步
③在较短的相同时间内,反应未达到平衡状态,实验结果表明高于500℃时,甲醇产率迅速降低,原因可能是
④温度越高,甲醇的平衡产率越低,原因是
(3)不自发的反应可通过电解法实现,如果向稀硫酸中通入并通电也能生成甲醇,通入的电极接电源
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【推荐2】Ⅰ.下面列出了几组物质,请将物质的合适序号填写在空格上。
①金刚石和石墨②12C和13C③O2和O3④CH2=CHCH3和CH2=CH2⑤CH3CH(CH3)CH2CH3和CH3(CH2)3CH3⑥和
(1)互称为同系物的有___ 。
(2)互称为同分异构体的有___ 。
(3)互称为同位素的有___ 。
(4)互称为同素异形体的有___ 。
Ⅱ.(5)异丁烷的二氯代物的种数有___ 种。
Ⅲ.在一定温度下,体积为2L的恒容密闭容器中,NO2和N2O4之间发生反应2NO2(g)N2O4(g),如图所示。
(6)曲线___ (填“X”或“Y”)表示NO2的物质的量随时间的变化曲线。
(7)该反应达到限度时,Y的转化率是___ ,反应开始时与反应达到平衡状态时的压强之比为___ 。
(8)能说明上述反应达到化学平衡状态的依据有___ 。
A.v(X)=2v(Y)
B.容器中的压强不再发生变化
C.混合气的平均相对分子质量不变
D.容器内混合气的密度不变
E.混合气体的颜色不再改变
①金刚石和石墨②12C和13C③O2和O3④CH2=CHCH3和CH2=CH2⑤CH3CH(CH3)CH2CH3和CH3(CH2)3CH3⑥和
(1)互称为同系物的有
(2)互称为同分异构体的有
(3)互称为同位素的有
(4)互称为同素异形体的有
Ⅱ.(5)异丁烷的二氯代物的种数有
Ⅲ.在一定温度下,体积为2L的恒容密闭容器中,NO2和N2O4之间发生反应2NO2(g)N2O4(g),如图所示。
(6)曲线
(7)该反应达到限度时,Y的转化率是
(8)能说明上述反应达到化学平衡状态的依据有
A.v(X)=2v(Y)
B.容器中的压强不再发生变化
C.混合气的平均相对分子质量不变
D.容器内混合气的密度不变
E.混合气体的颜色不再改变
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(0.65)
【推荐3】某冶炼厂产生大量的CO、SO2等有毒废气,为了变废为宝,科研小组研究用废气等物制备羰基硫(COS)和Li/SO2电池产品。
(1)羰基硫是一种粮食熏蒸剂,能防治某些害虫和真菌的危害,利用CO等制备羰基硫原理如下。
方法一:用FeOOH作催化剂,CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g),反应分两步进行,其反应过程能量变化如图所示。
①CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g) △H=_______ 。
②决定COS生成速率的主要步骤是_______ (填“第1步”或“第2步”)。
方法二:一氧化碳还原CaSO4.可发生下列反应:
I.CaSO4(s)+CO(g)⇌CaO(s)+CO2(g)+SO2(g),
II.SO2(g)+3CO(g)⇌2CO2(g)+COS(g),其lgKp与温度(T)的关系如图所示(Kp为以分压表示的平衡常数)。
①△H>0的反应是_______ (填“I”或“II”)。
②在恒温恒容密闭容器中通入一定量SO2、CO气体进行反应II,能说明已达到平衡状态的是_______ (填字母)。
a.2v(CO)正=3v(CO2)正 b.气体的压强不再随时间变化
c.气体的密度不再随时间变化 d.的值不再随时间而变化
③若在1.0L的恒容密闭容器中加入1molCaSO4,并充入1molCO,只发生反应I,在B点时气体总压强为1MPa,则此时CaSO4转化率为_______ (已知≈1.41)。
(2)利用SO2等物质制备Li/SO2电池。电池以LiBr-AN(乙腈)、液态SO2为电解质溶液,放电时有白色的连二亚硫酸锂(Li2S2O4)沉淀生成。
①放电时正极的电极反应式为_______ 。
②锂电池必须在无水环境中使用的原因是_______ (用离子方程式表示)。
(1)羰基硫是一种粮食熏蒸剂,能防治某些害虫和真菌的危害,利用CO等制备羰基硫原理如下。
方法一:用FeOOH作催化剂,CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g),反应分两步进行,其反应过程能量变化如图所示。
①CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g) △H=
②决定COS生成速率的主要步骤是
方法二:一氧化碳还原CaSO4.可发生下列反应:
I.CaSO4(s)+CO(g)⇌CaO(s)+CO2(g)+SO2(g),
II.SO2(g)+3CO(g)⇌2CO2(g)+COS(g),其lgKp与温度(T)的关系如图所示(Kp为以分压表示的平衡常数)。
①△H>0的反应是
②在恒温恒容密闭容器中通入一定量SO2、CO气体进行反应II,能说明已达到平衡状态的是
a.2v(CO)正=3v(CO2)正 b.气体的压强不再随时间变化
c.气体的密度不再随时间变化 d.的值不再随时间而变化
③若在1.0L的恒容密闭容器中加入1molCaSO4,并充入1molCO,只发生反应I,在B点时气体总压强为1MPa,则此时CaSO4转化率为
(2)利用SO2等物质制备Li/SO2电池。电池以LiBr-AN(乙腈)、液态SO2为电解质溶液,放电时有白色的连二亚硫酸锂(Li2S2O4)沉淀生成。
①放电时正极的电极反应式为
②锂电池必须在无水环境中使用的原因是
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐1】能源的开发和利用是当前科学研究的重要课题。
(1)原电池是将_____ 能转化为_____ 能的装置。
(2)下列不能用于设计成原电池的化学反应是_____ ,理由是_____ 。
A.2HCl+CaO=CaCl2+H2O
B.2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O
C.4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
D.2H2+O2=2H2O
(3)甲烷是天然气的主要成分。
①写出CH4燃烧的化学方程式_____ 。
②25℃,100kPa时生成或断裂1mol化学键所放出或吸收的能量称为键能。已知键能数据如下:
计算1mol甲烷完全燃烧放出的热量为_____ kJ。
(4)为提高能量转化效率,常将甲烷设计成燃料电池,装置示意图如图(其中A、B为石墨电极)。
①B是该电池的_____ (填“正”或“负”)极。CH4在该装置中的作用是_____ ,KOH溶液的作用是_____ 。
②已知甲烷与氧气完全氧化时每生成1mol液态水释放能量约为400kJ,又知该甲烷燃料电池每发1kW·h电能生成216g水,则该电池的能量转化率为_____ (1kW·h=3.6×106J)。
(1)原电池是将
(2)下列不能用于设计成原电池的化学反应是
A.2HCl+CaO=CaCl2+H2O
B.2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O
C.4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
D.2H2+O2=2H2O
(3)甲烷是天然气的主要成分。
①写出CH4燃烧的化学方程式
②25℃,100kPa时生成或断裂1mol化学键所放出或吸收的能量称为键能。已知键能数据如下:
化学键 | C-H | O=O | C=O | O-H |
键能/kJ·mol-1 | 414 | 497 | 803 | 463 |
(4)为提高能量转化效率,常将甲烷设计成燃料电池,装置示意图如图(其中A、B为石墨电极)。
①B是该电池的
②已知甲烷与氧气完全氧化时每生成1mol液态水释放能量约为400kJ,又知该甲烷燃料电池每发1kW·h电能生成216g水,则该电池的能量转化率为
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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】为了保护“青山绿水”,临夏大力加快清洁能源生产项目,增大天然气使用覆盖率。
(1)甲烷充分燃烧的化学方程式为_______ ,反应过程中,化学键断裂_______ (填“吸收”或“放出”)的总能量_______ (填“>”“<”或“=”)化学键形成_______ (填“吸收”或“放出”)的总能量。
(2)燃料电池是一种将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的电化学反应装置,在航天、军事和交通等领域有广泛的应用前景。甲烷燃料电池的工作原理如图所示,电解质溶液为稀硫酸,质子交换膜仅允许通过。
①电池的负极是_______ (填“a”或“b”),负极发生_______ (填“氧化”或“还原”)反应。
②正极反应式是_______ ,通过质子交换膜向_______ (填“左”或“右”)移动。
③a极消耗标准状况下4.48 L ,在外电路有_______ mol电子转移。
(1)甲烷充分燃烧的化学方程式为
(2)燃料电池是一种将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的电化学反应装置,在航天、军事和交通等领域有广泛的应用前景。甲烷燃料电池的工作原理如图所示,电解质溶液为稀硫酸,质子交换膜仅允许通过。
①电池的负极是
②正极反应式是
③a极消耗标准状况下4.48 L ,在外电路有
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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】氮及其化合物与人们的生产、生活密切相关。回答下列问题:
(1)氮与氧能形成多种氧化物,消除氮氧化物有多种方法,NH3催化、还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示。
①由图可知,SCR技术中的还原剂为_______ (填化学式)。
②设参加反应的NO和NO2的物质的量相等,写出图中发生反应的化学方程式:_______ 。
(2)25℃时,水能吸收部分NO、NO2的混合气体得到HNO2溶液,向20mL 0.1mol·L-1 HNO2溶液中逐滴加入0.1mo·L-1的NaOH溶液所得pH变化曲线如图所示;已知:10-2.1=0.008
①=_______ (保留2位有效数字,下同)。
②a点溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_______ 。
③b点对应的溶液中=_______ 。
(3)利用如图所示装置,可将汽车尾气中的NO、NO2[设n(NO)= n(NO2)]转化为化工原料HNO3,同时可获得电能。
①该装置的正极是_______ (填“A”或“B”)极。
②A电极的电极反应式为_______ 。
(1)氮与氧能形成多种氧化物,消除氮氧化物有多种方法,NH3催化、还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示。
①由图可知,SCR技术中的还原剂为
②设参加反应的NO和NO2的物质的量相等,写出图中发生反应的化学方程式:
(2)25℃时,水能吸收部分NO、NO2的混合气体得到HNO2溶液,向20mL 0.1mol·L-1 HNO2溶液中逐滴加入0.1mo·L-1的NaOH溶液所得pH变化曲线如图所示;已知:10-2.1=0.008
①=
②a点溶液中各离子浓度由大到小的顺序为
③b点对应的溶液中=
(3)利用如图所示装置,可将汽车尾气中的NO、NO2[设n(NO)= n(NO2)]转化为化工原料HNO3,同时可获得电能。
①该装置的正极是
②A电极的电极反应式为
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