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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:115 题号:11356911
利用真空碳热还原冶炼镁、铝及锰的单质或合金是冶金工业的热点之一。回答下列问题:
(1)已知体系自由能变化时反应能自发进行。真空碳热还原冶炼镁的主要反应为,其自由能变化与温度、压强的关系如图所示:

温度由低到高的顺序是_________时该反应不能自发进行的温度是_______(填“”“”或“”)。
(2)提出的碳热还原冶炼的机理如下:
(Ⅰ)
(Ⅱ)
(Ⅲ)
则反应__________kJ/mol(用含a、b、c的代数式表示)。
(3)制备锰合金的相关反应及平衡时与温度的关系如图所示(为用分压表示的平衡常数,分压=总压×体积分数):
(Ⅰ)
(Ⅱ)
(Ⅲ)

的反应是___________(填标号)。
____________[用表示];A点___________用[表示]。
③向某恒容密闭容器中充入并加入足量,若只发生反应:,达到B点的平衡状态。达到平衡前,v(正)__________v(逆)(填“大于”“小于”或“等于”),达到平衡时_______________(保留小数点后两位)。

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【推荐1】Ⅰ、电化学原理在现实生活中有着十分广泛的应用。请回答下列问题:
钴(Co)的合金材料广泛应用于航空航天、机械制造等领域。用乙醇燃料电池作为电源电解含Co2+的水溶液制备金属钴,其装置如图甲、乙。

(1)图乙中Co电极应连接乙醇燃料电池的___________极(填“a”或“b”)。
(2)图甲中a极上发生的电极反应是___________
(3)生成1molCo,Ⅰ室溶液质量理论上减少___________g。
Ⅱ、工业废气中二氧化碳的综合开发利用越来越受到人们的关注。
(4)研究CO2与CH4反应使之转化为CO和H2(合成气),可减缓燃料危机和减弱温室效应,其过程包括:反应a:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H1=+247.3kJ·mol−1
反应b:H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) ∆H2=+41.0kJ·mol−1
①相同条件下CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的∆H=___________kJ·mol−1
②该反应工业生产适宜的温度和压强为___________(填标号)。
A.高温高压B.高温低压C.低温高压D.低温低压
(5)CO2催化加氢制甲醇:在一容积可变的密闭容器中,充入1molCO2与3molH2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H<0;实验测得CO2在不同温度下的平衡转化率与总压强的关系如图所示:

①T1、T2、T3的数值由大到小的顺序为___________
②T1温度下,该反应的压强平衡常数Kp=___________atm−2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(6)下列有关CO2催化加氢制甲醇的说法正确的是___________(填标号)。
A.延长反应时间有利于提高CH3OH的平衡产率
B.适当增大投料比有利于提高CO2的平衡转化率
C.恒温、固定容积的密闭容器中,混合气体的密度保持不变时达到平衡
D.体系达平衡后,若压缩体积,一段时间后反应再达平衡时,与原平衡相比CO2的浓度减小
2023-02-03更新 | 157次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】甲醇是一种重要的化工原料,工业上经常利用CO2与H2催化合成甲醇,发生的反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
(1)已知该反应中,各反应物与生成物的键能数据如表所示:
化学键H—HC—OO—HC—HC=O
键能/(kJ•mol-l)436326464414803

则上述反应的ΔH=______kJ•mol-1
(2)在恒温条件下,将1molCO2与1molH2通入容积为1L的恒容密闭容器中发生反应,下列能说明该反应已达平衡的是______(填选项字母)。
A.CO2的物质的量百分数保持不变
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的压强保持不变
D.v(CO2)=3v(H2)
(3)合成甲醇的H2可以用CH4与水蒸气在一定条件下来制取,其反应原理为:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+203kJ•mol-1。在容积为3L的恒容密闭容器中通入3molCH4和3mol水蒸气,在一定条件下发生上述反应。达到平衡后,测得H2的体积分数与温度及压强的关系如图所示。

比较p1与p2的相对大小:p1______p2(选填“>”“<”或“=”)。N点所对应的温度下该反应的平衡常数K=______mol2•L-2
(4)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可得到NaOH,同时得到H2SO4,其原理如图所示(电极材料为石墨)。

①图中b极要连接电源的______(选填“正”或“负”)极,B口流出的物质是______
放电的电极反应式为______
2020-08-12更新 | 249次组卷
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【推荐3】氟碳铈矿的主要化学成分为CeFCO3,它是提取铈族稀土元素的重要矿物原料,二氧化铈(CeO2) 是一种重要的稀土氧化物。以氟碳铈矿为原料制备CeO2的一种工艺流程如下

已知:①Ce 4+既能与F 结合成[CeFx](4-x)+,也能与SO42-结合成[CeSO4]2+
在硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取,而Ce3+不能。
回答下列问题:
(1) “氧化焙烧的目的是______________
(2)“酸浸中会产生大量黄绿色气体、请写出CeO2与盐酸反应的离子方程式___________________为避免产生上述污染,请提出一种解决方案________________________
(3)“萃取时存在反应:Ce4++n(HA)2Ce+(H2a-4A2a)+4H+实验室中萃取时用到的主要玻璃仪器为______________若缺少洗氟”,则所得产品的质量将_________(偏大”、“偏小不变”)。
(4) “反萃取中,加稀硫酸和H2O2的作用__________________(用离子方程式表示)。
(5)取上述流程中得到的CeO2产品0.500g,加硫酸溶解后,用0.1000mol·L-1FeSO4标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce3+,其它杂质均不参加反应)25.00mL标准溶液,该产品中CeO2的质量分数为________
2018-03-03更新 | 149次组卷
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