CO2的富集与转化有利于降低温室效应。
Ⅰ.CO2的富集:某学习小组设计如图流程:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/26/2644529101406208/2646089612271616/STEM/f2c42e142ab443179a1c944436ecf021.png?resizew=408)
(1)吸收池逸出的气体主要成分是_______ (填化学式,下同),进入分解池中的主要物质是_______ 。
Ⅱ.CO2的转化
(2)①CO2在不同催化剂作用下加氢转化为CO。
已知:CO和H2的燃烧热(△H)分别为
和
,
△H=-44.0kJ/mol
则反应Ⅰ:
△H1=_______
。
该反应在使用不同催化剂时反应历程与能量变化如图。有关说法正确的是_______ (填序号)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/26/2644529101406208/2646089612271616/STEM/bbaf41dc55484427a0e545d748a61e4f.png?resizew=207)
a.反应物总能量高于生成物总能量 b.催化剂能降低反应活化能
c.催化剂能改变反应的焓变 d.途径Ⅱ的反应速率比途径Ⅰ大
②研究表明:在
/
催化剂存在下,CO2和
反应生成
(反应Ⅰ)的同时还可发生反应Ⅱ:
△H2=-53.7kJ/mol。
某温度下,按投料比n(CO2):n(H2)=1:3,充入恒容容器进行上述反应,达平衡后缩小容器体积,对反应Ⅰ和反应Ⅱ平衡移动有何影响,分别是_______ ;若随着温度升高,实际测得CO2的平衡转化率与H2的平衡转化率的比值增大,当升高至T℃时其比值接近3,原因可能是_______ 。
Ⅰ.CO2的富集:某学习小组设计如图流程:
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(1)吸收池逸出的气体主要成分是
Ⅱ.CO2的转化
(2)①CO2在不同催化剂作用下加氢转化为CO。
已知:CO和H2的燃烧热(△H)分别为
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7423630861101a3e1f5339938569ee72.png)
则反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/005347070dffab62c10dba68c72af84e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/361f59abc7521c880d24d7eb47015b61.png)
该反应在使用不同催化剂时反应历程与能量变化如图。有关说法正确的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/26/2644529101406208/2646089612271616/STEM/bbaf41dc55484427a0e545d748a61e4f.png?resizew=207)
a.反应物总能量高于生成物总能量 b.催化剂能降低反应活化能
c.催化剂能改变反应的焓变 d.途径Ⅱ的反应速率比途径Ⅰ大
②研究表明:在
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某温度下,按投料比n(CO2):n(H2)=1:3,充入恒容容器进行上述反应,达平衡后缩小容器体积,对反应Ⅰ和反应Ⅱ平衡移动有何影响,分别是
更新时间:2021-01-28 22:26:00
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【推荐1】科学家对一碳化学进行了广泛深入的研究并取得了一些重要成果。
(1)已知:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1=-90.1kJ·mol-1;
3CH3OH(g)
CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) ΔH2=-31.0 kJ·mol-1。
CO 与H2合成CH3CH=CH2的热化学方程式为______________________________________ 。
(2)现向三个体积均为2 L 的恒容密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,均分别充入1mol CO和2 mol H2,发生反应:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH=-90.1kJ·mol-1。三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变。当反应均进行到5 min 时H2 的体积分数如图1所示,其中只有一个容器中的反应已经达到平衡状态。
①5 min 时三个容器中的反应达到化学平衡状态的是容器_____________ (填序号)。
②0~5 min 内容器Ⅰ中用CH3OH 表示的化学反应速率v(CH3OH)=_________________ 。
③当三个容器中的反应均达到平衡状态时,CO 的转化率最高的是容器____________ (填序号,下同);平衡常数最小的是容器____________________ 。
(3)CO常用于工业冶炼金属,在不同温度下用CO还原四种金属氧化物,达到平衡后气体中lg
与温度(T)的关系如图2所示。下列说法正确的是_____________ (填字母)。
a.工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和CO接触的时间,减少尾气中CO 的含量
b.CO用于工业冶炼金属铬(Cr)时,还原效率不高
c.工业冶炼金属铜(Cu)时,600 ℃下CO的利用率比100℃下CO 的利用率更大
d.CO还原PbO2反应的ΔH>0
(1)已知:CO(g)+2H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/13/1901277722861568/1902854228623360/STEM/0ecd502bbb8749cdb0af9dad6f378635.png?resizew=33)
3CH3OH(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/13/1901277722861568/1902854228623360/STEM/0ecd502bbb8749cdb0af9dad6f378635.png?resizew=33)
CO 与H2合成CH3CH=CH2的热化学方程式为
(2)现向三个体积均为2 L 的恒容密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,均分别充入1mol CO和2 mol H2,发生反应:CO(g)+2H2(g)
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/25/7ae53adf-82f4-4e5d-b4d5-758d094d04b3.png?resizew=166)
①5 min 时三个容器中的反应达到化学平衡状态的是容器
②0~5 min 内容器Ⅰ中用CH3OH 表示的化学反应速率v(CH3OH)=
③当三个容器中的反应均达到平衡状态时,CO 的转化率最高的是容器
(3)CO常用于工业冶炼金属,在不同温度下用CO还原四种金属氧化物,达到平衡后气体中lg
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a.工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和CO接触的时间,减少尾气中CO 的含量
b.CO用于工业冶炼金属铬(Cr)时,还原效率不高
c.工业冶炼金属铜(Cu)时,600 ℃下CO的利用率比100℃下CO 的利用率更大
d.CO还原PbO2反应的ΔH>0
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【推荐2】能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。(注:“原子经济性”是指,在化学品合成过程中,合成方法和工艺应被设计成能把反应过程中所用的所有原材料尽可能多的转化到最终产物中)
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇
反应I: CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1
反应II: CO2(g) + 3H2(g)
CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2
上述反应符合“原子经济”原则的是:__________ (填“I”或“Ⅱ”)。
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH =-1275.6 kJ·mol-1
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH =-566.0 kJ·mol-1
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH =-44.0 kJ·mol-1
请写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:_____________ ;
(3)甲醇—空气燃料电池,电解质溶液是:20%~30%的KOH溶液。请写出甲醇-空气燃料电池放电时正极的电极反应式:__________ 。
(4)下图是一个电化学过程示意图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2012/2/20/1576043590254592/1576043590729728/STEM/12da33e0-2777-4dcd-b4d5-b394193deb86.png?resizew=114)
①锌片上发生的电极反应式为___________ 。
②假设使用甲醇—空气燃料电池作为本过程中的电源,铜片的质量变化96g,则燃料电池理论上需要________ mol甲醇。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇
反应I: CO(g) + 2H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2012/2/20/1576043590254592/1576043590729728/STEM/b6924360c7a24dd5bd289635ef7371b4.png?resizew=33)
反应II: CO2(g) + 3H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2012/2/20/1576043590254592/1576043590729728/STEM/b6924360c7a24dd5bd289635ef7371b4.png?resizew=33)
上述反应符合“原子经济”原则的是:
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH =-1275.6 kJ·mol-1
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH =-566.0 kJ·mol-1
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH =-44.0 kJ·mol-1
请写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
(3)甲醇—空气燃料电池,电解质溶液是:20%~30%的KOH溶液。请写出甲醇-空气燃料电池放电时正极的电极反应式:
(4)下图是一个电化学过程示意图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2012/2/20/1576043590254592/1576043590729728/STEM/12da33e0-2777-4dcd-b4d5-b394193deb86.png?resizew=114)
①锌片上发生的电极反应式为
②假设使用甲醇—空气燃料电池作为本过程中的电源,铜片的质量变化96g,则燃料电池理论上需要
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【推荐3】运用化学反应原理研究碳、氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义;
(1)甲醇是重要的可再生燃料。已知在常温常压下:
2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ∆H=-1275.6kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ∆H=-556.0kJ/mol
H2O(g)=H2O(l) ∆H=-44.0kJ/mol
甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_________ 。
(2)利用催化氧化反应将转化为是工业上生产硫酸的关键步骤.
①一定条件下,将SO2与O2以体积比2:1置于一体积不变的密闭容器中发生上述反应,能说明该反应已达到平衡状态的是________ 。
a.体系的密度不发生变化
b.体系中硫元素的质量百分含量不再变化
c.SO2与SO3的体积比保持不变
d.容器内的气体分子总数不再变化
e.单位时间内转移4 mol电子,同时消耗2molSO3
②T℃时,在1L密闭容器中充入0.6 molSO3,下图表示SO3物质的量随时间的变化曲线。达到平衡时,用SO2表示的化学反应速率为________ ;SO3的转化率为________ (保留小数点后-位):T℃时,反应
的平衡常数为_______ ;T℃其他条件不变,在8min时压缩容器体积至0.5 L,则n(SO3)的变化曲线为________ (填字母)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/4/15/1576186237861888/1576186238050304/STEM/dc7293b6-e1f3-4955-876e-3bd17b121acd.png?resizew=339)
(3)有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A物质的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/4/15/1576186237861888/1576186238050304/STEM/5b2f6b2d-74bb-4dc2-be21-a3118d662ed0.png?resizew=367)
电池正极的电极反应式是_____ 电解质溶液的pH______ (填写增大、减小、不变),A.物质是______ (写化学式)。
(1)甲醇是重要的可再生燃料。已知在常温常压下:
2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ∆H=-1275.6kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ∆H=-556.0kJ/mol
H2O(g)=H2O(l) ∆H=-44.0kJ/mol
甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为
(2)利用催化氧化反应将转化为是工业上生产硫酸的关键步骤.
①一定条件下,将SO2与O2以体积比2:1置于一体积不变的密闭容器中发生上述反应,能说明该反应已达到平衡状态的是
a.体系的密度不发生变化
b.体系中硫元素的质量百分含量不再变化
c.SO2与SO3的体积比保持不变
d.容器内的气体分子总数不再变化
e.单位时间内转移4 mol电子,同时消耗2molSO3
②T℃时,在1L密闭容器中充入0.6 molSO3,下图表示SO3物质的量随时间的变化曲线。达到平衡时,用SO2表示的化学反应速率为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/4/15/1576186237861888/1576186238050304/STEM/7fbe3516-7965-4b86-b0c1-5260a2a6b05c.png?resizew=174)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/4/15/1576186237861888/1576186238050304/STEM/dc7293b6-e1f3-4955-876e-3bd17b121acd.png?resizew=339)
(3)有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A物质的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/4/15/1576186237861888/1576186238050304/STEM/5b2f6b2d-74bb-4dc2-be21-a3118d662ed0.png?resizew=367)
电池正极的电极反应式是
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解题方法
【推荐1】I.T℃时,A气体与B气体反应生成C气体,反应过程中A、B、C浓度变化如图(I)所示,若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,B的体积分数与时间的关系如(II)所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/1/dc4e0253-f103-4cff-9c88-14244508fe0e.png?resizew=453)
根据以上条件,回答下列问题:
(1)反应的化学方程式为____________________ 。
(2)当反应达到平衡后升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量________ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
II.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)
其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
回答下列问题:
(1)一般说化学平衡常数数值K_____ ,通常认为该反应进行较完全。
(2)该反应为___________ 反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是___________ (多选扣分)。
a.v正(H2)=v逆(H2O)
b.反应停止,正、逆反应速率都等于零
c.容器中压强不再发生变化
d.混合气体中c(CO2)不变
(4)某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molCO2和1molH2充分反应达平衡时,CO平衡浓度为0.25mol/L,试判断此时的温度为______________ 。
(5)若在(4)所处的温度下,在1L的密闭容器中,加入2molCO2和3molH2充分反应达平衡时,CO2的平衡转化率为______________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/1/dc4e0253-f103-4cff-9c88-14244508fe0e.png?resizew=453)
根据以上条件,回答下列问题:
(1)反应的化学方程式为
(2)当反应达到平衡后升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量
II.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/8/22/2533427728818176/2533493904900096/STEM/c39dd9bbb9d141f88ab936c3553c8955.png?resizew=33)
其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
回答下列问题:
(1)一般说化学平衡常数数值K
(2)该反应为
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是
a.v正(H2)=v逆(H2O)
b.反应停止,正、逆反应速率都等于零
c.容器中压强不再发生变化
d.混合气体中c(CO2)不变
(4)某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molCO2和1molH2充分反应达平衡时,CO平衡浓度为0.25mol/L,试判断此时的温度为
(5)若在(4)所处的温度下,在1L的密闭容器中,加入2molCO2和3molH2充分反应达平衡时,CO2的平衡转化率为
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解题方法
【推荐2】氢气既是一种良好的化工原料,也是一种重要的工业燃料。
(1)用CH4和H2O为原料制备氢气的热化学方程式为CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g) ΔH=+162kJ·mol−1。部分气态物质中化学键的键能如下表所示:
则断开2mol H2O(g)与1mol CH4(g)中的所有化学键需要的能量之差是_______ 。
(2)工业上可采用CH3OH(g)
CO(g)+2H2(g)来制取高纯度的CO和H2。通过计算机模拟,在钯基催化剂表面甲醇制氢的各步反应的能量变化示意图如下。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/10/619851f6-2591-4215-9ab4-0241fde40787.png?resizew=538)
该反应历程中,最大的活化能是_______ 。
(3)在容积为2L的恒容密闭容器中投入4molH2和4molNO发生反应:2H2(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2H2O(g) ΔH<0,反应相同时间内(tmin)测得NO的转化率与温度的关系如图所示,且研究表明该反应的速率方程v=kcm(H2)·c2(NO),其中k为速率常数,只与温度有关。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/10/02655c19-0154-4a4e-b4c3-60aabbc2f691.png?resizew=395)
①下列能说明该反应达到平衡状态的是_______ (填序号)。
A.混合气体密度保持不变
B.断开1molN≡N,同时断开1molH−H
C.各物质的分压保持不变
D. N2与H2O的物质的量之比为1∶2
②300℃下测得tmin时的反应速率是该温度下初始速率的0.027倍,m=_______ 。
③N点该反应中NO的转化率减小的原因是_______ 。
④350℃下,若起始总压为16MPa,tmin时该反应的平衡常数KP=_______ MPa−1 (KP为以分压表示的压强平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(1)用CH4和H2O为原料制备氢气的热化学方程式为CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g) ΔH=+162kJ·mol−1。部分气态物质中化学键的键能如下表所示:
化学键 | H−H | C=O | C−H | H−O |
键能/( kJ·mol−1) | 436 | 803 | 414 | x |
(2)工业上可采用CH3OH(g)
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/10/619851f6-2591-4215-9ab4-0241fde40787.png?resizew=538)
该反应历程中,最大的活化能是
(3)在容积为2L的恒容密闭容器中投入4molH2和4molNO发生反应:2H2(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2H2O(g) ΔH<0,反应相同时间内(tmin)测得NO的转化率与温度的关系如图所示,且研究表明该反应的速率方程v=kcm(H2)·c2(NO),其中k为速率常数,只与温度有关。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/10/02655c19-0154-4a4e-b4c3-60aabbc2f691.png?resizew=395)
①下列能说明该反应达到平衡状态的是
A.混合气体密度保持不变
B.断开1molN≡N,同时断开1molH−H
C.各物质的分压保持不变
D. N2与H2O的物质的量之比为1∶2
②300℃下测得tmin时的反应速率是该温度下初始速率的0.027倍,m=
③N点该反应中NO的转化率减小的原因是
④350℃下,若起始总压为16MPa,tmin时该反应的平衡常数KP=
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【推荐3】硫酰氯(SO2Cl2)和亚硫酰氯( SOCl2)均是重要的化工试剂,遇水发生剧烈反应,常用作脱水剂。
已知SO2Cl2(g)+ SCl2(g)
2SOCl2(g) K1, △H= −5.6 kJ∙mol−1(I)
SO2Cl2(g)
SO2(g)+ Cl2(g) K2 △H= +471.7 kJ∙mol−1 (II)
(1)SO2(g)+ Cl2(g)+ SCl2(g)
2SOCl2(g)的平衡常数K=___________ (用K1,K2表示);△H=___________ kJ∙mol−1
(2)若在绝热、容的密闭容器中,投入一定量的SO2Cl2(g)和SCl2(g)发生反应(I),下列示意图能说明t时刻反应达到平衡状态的是___________ (填序号)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/7/2867556314005504/2868214062776320/STEM/2d9b470c-d41d-498a-871b-50f62735578a.png?resizew=713)
(3)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2mol SO2Cl2,10min后反应(Ⅱ)达到平衡。测得10min内υ(SO2)=7.5×10−3 mol∙L−1∙min−1。则平衡时SO2Cl2的转化率α1=___________ 。若其他条件不变,反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,平衡时SO2Cl2的转化率α2___________ α1 (填“>”“<”或“=”)。若要大SO2Cl2的转化率,可以采取的措施有___________ (列举一种)
(4)将 SO2Cl2与AlCl3∙6H2O混合并加热,可得到无水AlCl3,试解释原因___________ ;
(5)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度,其装置如图所示。该电池中O2−可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动,工作时O2−的移动方向___________ (填“从a到b”或“从b到a”),负极发生的电极反应式为___________ 。
已知SO2Cl2(g)+ SCl2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
SO2Cl2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
(1)SO2(g)+ Cl2(g)+ SCl2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
(2)若在绝热、容的密闭容器中,投入一定量的SO2Cl2(g)和SCl2(g)发生反应(I),下列示意图能说明t时刻反应达到平衡状态的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/7/2867556314005504/2868214062776320/STEM/2d9b470c-d41d-498a-871b-50f62735578a.png?resizew=713)
(3)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2mol SO2Cl2,10min后反应(Ⅱ)达到平衡。测得10min内υ(SO2)=7.5×10−3 mol∙L−1∙min−1。则平衡时SO2Cl2的转化率α1=
(4)将 SO2Cl2与AlCl3∙6H2O混合并加热,可得到无水AlCl3,试解释原因
(5)利用原电池工作原理测定汽车尾气中CO的浓度,其装置如图所示。该电池中O2−可以在固体介质NASICON(固溶体)内自由移动,工作时O2−的移动方向
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/7/2867556314005504/2868214062776320/STEM/ea4e477a-2050-4643-8078-1819679e890c.png?resizew=385)
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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1】将
和
两种引发温室效应的气体转化为合成气(
和
),可以实现能量综合利用,对环境保护具有十分重要的意义。
(1)利用
在一定条件下重整的技术可得到富含
的气体,重整过程中的催化转化原理如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/1/2970215044399104/2970818820669440/STEM/b895bcce-9f40-4504-a0ae-d6b19125bf27.png?resizew=449)
已知:i.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a39f006c6a80cc0d9b3a07f41d1fe26c.png)
ii.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/181ba2b235dbf794b475c93b011a961d.png)
①过程I反应的化学方程式为_______ 。
②该技术总反应的热化学方程式为_______ 。
③反应i甲烷含量随温度变化如图1,图中
四条曲线中的两条代表压强分别为
时甲烷含量曲线,其中表示
的是_______
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/1/2970215044399104/2970818820669440/STEM/2f70c979-5a8f-4011-93cd-672750d83087.png?resizew=233)
(2)甲烷的水蒸气重整涉及以下反应
I.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a39f006c6a80cc0d9b3a07f41d1fe26c.png)
II.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a2da1454e7c8fa6d55b087ff2fcf7cff.png)
在一密闭体积可变容器中,通入
和
发生甲烷的水蒸气重整反应。
①反应I的平衡常数的表达式为_______ 。
反应II平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e38c2ee988ca8db613e039ffd6e52f85.png)
_______
(填“>”“<”或“=”)。
②压强为
时,分别在加
和不加
时,平衡体系
的物质的量随温度变化如图2所示。温度低于700℃时,加入
可明显提高混合气中
的量,原因是_______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
(1)利用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f536bae214c759768fdc963dabf1551.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/1/2970215044399104/2970818820669440/STEM/b895bcce-9f40-4504-a0ae-d6b19125bf27.png?resizew=449)
已知:i.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a39f006c6a80cc0d9b3a07f41d1fe26c.png)
ii.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/181ba2b235dbf794b475c93b011a961d.png)
①过程I反应的化学方程式为
②该技术总反应的热化学方程式为
③反应i甲烷含量随温度变化如图1,图中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/23e669c783bfb2ee90c90981e1185d16.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c87a93b5debef7e28afe5d7745066d21.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8c739f97f069f4a0c8c98d5dbc59bda4.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/1/2970215044399104/2970818820669440/STEM/2f70c979-5a8f-4011-93cd-672750d83087.png?resizew=233)
(2)甲烷的水蒸气重整涉及以下反应
I.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a39f006c6a80cc0d9b3a07f41d1fe26c.png)
II.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a2da1454e7c8fa6d55b087ff2fcf7cff.png)
在一密闭体积可变容器中,通入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6714c1cebef39c66c186fce194c5f879.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9c4442fa8a9030ef929e256d2a966f83.png)
①反应I的平衡常数的表达式为
反应II平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e38c2ee988ca8db613e039ffd6e52f85.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0e6db7af26d3fae8bbf63d45d9d9cc9d.png)
②压强为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b05eed88edef84a905535b4ba5a989b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8b111a57ced26b1adb55b7ab2ed9a6cd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8b111a57ced26b1adb55b7ab2ed9a6cd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8b111a57ced26b1adb55b7ab2ed9a6cd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/1/2970215044399104/2970818820669440/STEM/3cded79e-aa10-4b04-bbc0-8b20abb334e8.png?resizew=281)
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名校
解题方法
【推荐2】金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途,目前生产钛的方法之一是将金红石TiO2 转化为TiCl4,再进一步还原得到钛。回答下列问题:
(1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下:
(i)直接氯化:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) △H1=172kJ∙mol-1,Kp1=1.0×10-2
(ii)碳氯化:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H2=-51kJ∙mol-1,Kp2=1.2×1012Pa
①反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)的H 为___________ kJ mol-1, Kp =___________ Pa。
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化,其原因是___________ 。
③对于碳氯化反应:增大压强,平衡___________ 移动(填“向左”“向右”或“不”);温度升高,平衡转化率___________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)在1.0 105 Pa ,将TiO2、C、Cl2以物质的量比 1∶2.2∶2 进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/5/cb71baa2-7713-4c24-a32f-d0854a511d40.png?resizew=440)
图中显示,在200℃平衡时TiO2 几乎完全转化为TiCl4,但实际生产中反应温度却远高于此温度,其原因是___________ 。
(3)TiO2碳氯化是一个“气—固—固”反应,有利于TiO2 C “固—固”接触的措施是________ 。
(1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下:
(i)直接氯化:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) △H1=172kJ∙mol-1,Kp1=1.0×10-2
(ii)碳氯化:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H2=-51kJ∙mol-1,Kp2=1.2×1012Pa
①反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)的H 为
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化,其原因是
③对于碳氯化反应:增大压强,平衡
(2)在1.0 105 Pa ,将TiO2、C、Cl2以物质的量比 1∶2.2∶2 进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/5/cb71baa2-7713-4c24-a32f-d0854a511d40.png?resizew=440)
图中显示,在200℃平衡时TiO2 几乎完全转化为TiCl4,但实际生产中反应温度却远高于此温度,其原因是
(3)TiO2碳氯化是一个“气—固—固”反应,有利于TiO2 C “固—固”接触的措施是
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【推荐3】“循环经济”和“低碳经济”是目前备受关注的课题,因而对碳、硫及其化合物的综合利用成为研究的热点。
(1)通过热循环进行能源综合利用的反应系统的原理如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/6/2630299729043456/2630369043890176/STEM/29ccb7a2427944d08bcacdd5920d96e4.png?resizew=460)
系统(Ⅱ)制取氢气的热化学方程式为________ ;两个系统制得等量的H2时所需能量较少的是_____ [填“系统(I)”或“系统(Ⅱ)”]。
(2)向10L恒容密闭容器中充入2 molCO和1molSO2,发生反应2CO(g)+SO2(g)
S(g)+2CO2(g)。CO和CO2的平衡体积分数(
)与温度(T)的变化关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/6/2630299729043456/2630369043890176/STEM/c1ac7212d55348279f4342a3918e1789.png?resizew=185)
①图中表示CO的平衡体积分数与温度的变化关系的曲线为___________ (填“ L1 ”或“ L2 ”)。
②T1℃时,SO2的平衡转化率a1=___________ ,反应的平衡常数K1=___________ 。
③只改变下列条件,既能加快该反应的反应速率,又能增大CO的平衡转化率的是___________ (填字母)。
A.增大压强 B.充入一定量的H2S C.充入一定量的SO2 D.加入适当催化剂
④向起始温度为T1℃的10L绝热容器中充入2molCO和1molSO2,重复实验,该反应的平衡常数K2___________ (填“>”“<”或“=”)K1,理由为_______ 。
(1)通过热循环进行能源综合利用的反应系统的原理如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/6/2630299729043456/2630369043890176/STEM/29ccb7a2427944d08bcacdd5920d96e4.png?resizew=460)
系统(Ⅱ)制取氢气的热化学方程式为
(2)向10L恒容密闭容器中充入2 molCO和1molSO2,发生反应2CO(g)+SO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/6/2630299729043456/2630369043890176/STEM/7b49dbcb36b44fdcb94b3ba7f4b3ea62.png?resizew=11)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/6/2630299729043456/2630369043890176/STEM/c1ac7212d55348279f4342a3918e1789.png?resizew=185)
①图中表示CO的平衡体积分数与温度的变化关系的曲线为
②T1℃时,SO2的平衡转化率a1=
③只改变下列条件,既能加快该反应的反应速率,又能增大CO的平衡转化率的是
A.增大压强 B.充入一定量的H2S C.充入一定量的SO2 D.加入适当催化剂
④向起始温度为T1℃的10L绝热容器中充入2molCO和1molSO2,重复实验,该反应的平衡常数K2
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解题方法
【推荐1】2021年3月全国两会期间,政府工作报告中提到的“碳达峰”“碳中和”成为热词。“碳中和”指的是测算在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放,实现二氧化碳的“零排放”。温室气体二氧化碳与氢气反应制备燃料甲醇的技术,能促进“碳中和”。请完成下列问题:
加氢制甲醇的总反应可表示为:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03fb0559585dbdd032f8eb206c04b52f.png)
该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/37404555e8f90cad1040eee409848843.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ea232960a048bc293d09e7c20095eff1.png)
(1)总反应的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
___
;若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___ (填标号)。
A.
B.
C.
D.![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/30/ee9adf1e-5162-40a8-9cba-ed1f8c7791c4.png?resizew=222)
(2)合成总反应在起始物
=3时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为
,在
下的
、在
下的
如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/30/9857f49a-6b4e-4941-a52d-cac3e7fa9e83.png?resizew=299)
①图中对应等温过程的曲线是___________ ,判断的理由是___ 。
②当
时,
的平衡转化率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f0e74f5d2716172d144336dd9820fb5d.png)
____ (保留三位有效数字),反应条件可能为___________ 或___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/609e9aabe2f827d9ee079c3f6d29719a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03fb0559585dbdd032f8eb206c04b52f.png)
该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3f48425df1a9d2d9b9e9ea48504f99b4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/37404555e8f90cad1040eee409848843.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f9cd69cae29efa159e7fb498bb76c3d3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ea232960a048bc293d09e7c20095eff1.png)
(1)总反应的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
A.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/30/f953f4a1-9fe1-405f-98ca-303e6a91dcc8.png?resizew=212)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/30/e69c0043-bf5f-4f4f-ad41-b98c4535d00e.png?resizew=213)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/30/3c7456b9-f1c6-4cf9-b79b-be670940f2ea.png?resizew=213)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/30/ee9adf1e-5162-40a8-9cba-ed1f8c7791c4.png?resizew=222)
(2)合成总反应在起始物
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3c6623b2015c223c5d7ca447766a23b5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0efae09ee0f7c5b0b62db40ad377f71d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a620b3b69180dbdb1c2e81ecbb3b5339.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4c12c8adf248f3cf0b49928ba38058c9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c06e3103c7dab8fb05d71dc159a692e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/67fe578d0c907f15ebd67ed97ae1bb42.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/30/9857f49a-6b4e-4941-a52d-cac3e7fa9e83.png?resizew=299)
①图中对应等温过程的曲线是
②当
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b02419ae5bd95221e48ed0c12f18c925.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f0e74f5d2716172d144336dd9820fb5d.png)
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适中
(0.65)
【推荐2】探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
Ⅰ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e7f2fc46f2c6ac05e70f37751ab90cde.png)
Ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d121023528016d752c0b227de8da9f9d.png)
Ⅲ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1554b45cfdbc59d629b34bf21a8aa139.png)
回答下列问题:
(1)
_______
。
(2)一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为ɑ mol,CO为b mol,此时H2O(g)的浓度为_______ mol﹒L-1(用含a、b、V的代数式表示)
(3)不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/3/0623376b-2cb4-460a-a079-c685e293edf9.png?resizew=376)
已知:CO2的平衡转化率=![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4641a2836dcf58367ca979d84202267a.png)
CH3OH的平衡产率=![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/21a8d38d6b71788dd27021b7329af726.png)
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图_______ (填“甲”或“乙”);压强P1、P2、P3由大到小的顺序为_______ ;图乙中T1温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是_______ 。为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择的反应条件为_______ (填标号)。
A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压
Ⅰ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a1a0a7e8797859917d04ff18a6a89d4c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e7f2fc46f2c6ac05e70f37751ab90cde.png)
Ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/05f14e1a0d163b40205c51742a8fb2e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d121023528016d752c0b227de8da9f9d.png)
Ⅲ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b35e90d9301361fd4631e9560221c133.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1554b45cfdbc59d629b34bf21a8aa139.png)
回答下列问题:
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/27d3d85459fd9f18216c493e244e9d77.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为ɑ mol,CO为b mol,此时H2O(g)的浓度为
(3)不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/3/0623376b-2cb4-460a-a079-c685e293edf9.png?resizew=376)
已知:CO2的平衡转化率=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4641a2836dcf58367ca979d84202267a.png)
CH3OH的平衡产率=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/21a8d38d6b71788dd27021b7329af726.png)
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图
A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
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【推荐3】回答下列问题:
(1)氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+206.2 kJ·mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=-247.4 kJ·mol-1
2H2S(g)=2H2(g)+S2(g) △H=+169.8 kJ·mol-1
以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为_______ 。
(2)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160 kJ·mol-1
若用标准状况下4.48 LCH4还原NO2至N2整个过程中转移的电子总数为_______ (阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为_______
(3)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/10/992d16d9-0cf0-49e0-a187-5ebbee8d0223.png?resizew=231)
已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3的ΔH=-99 kJ·mol-1。请回答下列问题:
①图中△H=_______ kJ·mol-1。
②将2 mol SO2和1 mol O2充入体积不变的密闭容器中,在一定条件下达平衡时,SO3为0.8 mol,如果此时移走1 mol SO2和0.5 mol O2,在相同温度下再达平衡时SO3的物质的量_______ (填选项)。
A.0.4 mol B.0.8 mol C.小于 0.4 mol D.大于0.4mol , 小于0.8 mol
(1)氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+206.2 kJ·mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=-247.4 kJ·mol-1
2H2S(g)=2H2(g)+S2(g) △H=+169.8 kJ·mol-1
以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为
(2)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160 kJ·mol-1
若用标准状况下4.48 LCH4还原NO2至N2整个过程中转移的电子总数为
(3)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/10/992d16d9-0cf0-49e0-a187-5ebbee8d0223.png?resizew=231)
已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3的ΔH=-99 kJ·mol-1。请回答下列问题:
①图中△H=
②将2 mol SO2和1 mol O2充入体积不变的密闭容器中,在一定条件下达平衡时,SO3为0.8 mol,如果此时移走1 mol SO2和0.5 mol O2,在相同温度下再达平衡时SO3的物质的量
A.0.4 mol B.0.8 mol C.小于 0.4 mol D.大于0.4mol , 小于0.8 mol
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