乙二醇是一种重要的基本化工原料。煤制乙二醇的工艺流程如下:
(1)I中气化炉内的主要反应有:
i.
ii.
①写出CO2被C还原成CO的热化学反应方程式:_______ 。
②其他条件相同时,增大气化炉内水蒸气的分压P(混合气体中某气体的分压越大,表明其浓度越大),达到平衡时各组分的体积分数()如下表所示。解释出现该变化趋势的可能原因是_______ 。
(2)II的总反应是4CO+4CH3OH+O22 +2H2O,该过程分两步进行。
第一步为CO与亚硝酸甲酯(CH3ONO)在Pd催化剂作用下发生反应:
第二步为常温常压下利用NO、CH3OH和O2进行的CH3ONO再生反应。
①第二步反应的化学方程式是_______ 。
②第一步反应的机理如下图所示,下列说法正确的是_______ (填字母序号)。
a. CH3ONO中氮氧双键在Pd表面断裂
b.脱附过程1生成了草酸二甲酯
c.脱附过程2生成了副产物碳酸二甲酯()
d.增大投料比[n(CO):n(CH3ONO)],可提高最终产物中草酸二甲酯的比率
③第一步反应时,若CO中混有少量H2,H2在Pd表面易形成PD-H中间体,结合第一步反应机理,推测因H2导致生成的副产物有_____ 、____ 。
(3)Ⅲ中,草酸二甲酯经过催化氢化可生成乙二醇和甲醇。理论上,该反应中n(草酸二甲酯):n (氢气)___ 。
(1)I中气化炉内的主要反应有:
i.
ii.
①写出CO2被C还原成CO的热化学反应方程式:
②其他条件相同时,增大气化炉内水蒸气的分压P(混合气体中某气体的分压越大,表明其浓度越大),达到平衡时各组分的体积分数()如下表所示。解释出现该变化趋势的可能原因是
0.017 | 15.79 | 31.50 | 51.23 |
0.041 | 19.52 | 27.12 | 52.04 |
0.065 | 21.15 | 23.36 | 54.14 |
0.088 | 21.64 | 21.72 | 55.46 |
第一步为CO与亚硝酸甲酯(CH3ONO)在Pd催化剂作用下发生反应:
第二步为常温常压下利用NO、CH3OH和O2进行的CH3ONO再生反应。
①第二步反应的化学方程式是
②第一步反应的机理如下图所示,下列说法正确的是
a. CH3ONO中氮氧双键在Pd表面断裂
b.脱附过程1生成了草酸二甲酯
c.脱附过程2生成了副产物碳酸二甲酯()
d.增大投料比[n(CO):n(CH3ONO)],可提高最终产物中草酸二甲酯的比率
③第一步反应时,若CO中混有少量H2,H2在Pd表面易形成PD-H中间体,结合第一步反应机理,推测因H2导致生成的副产物有
(3)Ⅲ中,草酸二甲酯经过催化氢化可生成乙二醇和甲醇。理论上,该反应中n(草酸二甲酯):n (氢气)
更新时间:2021-04-10 08:46:19
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【推荐1】尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致: ;已知该反应在T℃时,平衡常数。请回答:
(1)该反应的平衡常数表达式为:___________ ;
(2)某温度下,向2L的密闭容器中充入和各1 mol,5s后的物质的量为0.4 mol,则0~5s内NO的反应速率___________ mol⋅L⋅min。
(3)下列为4种不同情况下测得的反应速率中,表明该反应进行最快的是___________;
(4)T℃时,某时刻测得容器内、、NO的浓度分别为0.20 mol⋅L、0.20 mol⋅L和0.50 mol⋅L,此时反应___________ (填“>”、“=”或“<”)。
(5)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。下列反应可制得耐高温材料,热化学方程式 mol⋅L,该反应过程中每转移1 mol电子放出的热量为___________ kJ;
(6)实验测得16 g甲烷气体在氧气中完全燃烧,生成二氧化碳气体和液态水时释放出890.3 kJ的热量(在298 K、101 KPa下测定);试写出甲烷燃烧的热化学方程式:___________ 。
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A. | B. |
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【推荐2】为了实现“碳达峰、碳中和”的目标,可以用为碳源制取多种化学物质。
(1)与在固载金属催化剂上发生反应:,下列叙述正确的是___________(填字母)。
(2)与合成尿素的反应为,下图是合成尿素的历程及能量变化,TS表示过渡态。图示历程包含了___________ 个基元反应,其中决速步骤的方程式是___________ 。
(3)以、为原料合成的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
①不同条件下,按照投料,同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,的平衡转化率如图甲所示。温度不变时,增大该反应体系的压强后(缩小体积),则反应Ⅱ___________ (填“正向”、“逆向”或“不”)移动;压强为时,温度高于300℃后,的平衡转化率随温度升高而增大的主要原因是___________ 。
②在温度为T℃下,将amol和bmol充入容积为VL的恒容密闭容器中,同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,体系中各组分分压(各组分分压=总压×各组分物质的量分数)随时间的变化情况如图乙所示。图中缺少一种组分(CO)的分压变化,T℃时,反应Ⅰ的平衡常数___________ (用分压代替浓度,计算结果保留两位有效数字)。(4)利用一种钾盐的酸性溶液作电解质,电催化还原为乙烯,如下图所示,写出阴极的电极反应式:___________ ;若电解前两极区溶液的质量相等,电解一段时间后,阴阳两极共收集气体(标准状况下)8.96L(假设气体全部逸出),两极区溶液的质量差为___________ g。
(1)与在固载金属催化剂上发生反应:,下列叙述正确的是___________(填字母)。
A.恒温、恒容条件下,加入惰性气体,压强增大,反应速率加快 |
B.恒温、恒容条件下,加入氢气,活化分子百分数增大,反应速率加快 |
C.升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增大,反应速率加快 |
D.加入合适的催化剂,能实现单位时间内转化率增大 |
(2)与合成尿素的反应为,下图是合成尿素的历程及能量变化,TS表示过渡态。图示历程包含了
(3)以、为原料合成的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
①不同条件下,按照投料,同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,的平衡转化率如图甲所示。温度不变时,增大该反应体系的压强后(缩小体积),则反应Ⅱ
②在温度为T℃下,将amol和bmol充入容积为VL的恒容密闭容器中,同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,体系中各组分分压(各组分分压=总压×各组分物质的量分数)随时间的变化情况如图乙所示。图中缺少一种组分(CO)的分压变化,T℃时,反应Ⅰ的平衡常数
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解题方法
【推荐3】丙烯是仅次于乙烯的有机化工原料,可由丙烷脱氢氧化制取。丙烷脱氢氧化工艺包含的反应有:
主反应:①C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) △H1=+124.27 kJ·mol-1(脱氢反应)
②H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H2=-241.82 kJ·mol-1(烧氢反应)
副反应:③C3H8(g)CH4(g)+C2H4(g) △H3=+81.30 kJ·mol-1
④C2H4(g)+H2(g)C2H6(g) △H4=-136.94 kJ·mol-1
⑤C3H8(g)+H2(g)CH4(g)+C2H6(g) △H5
回答下列问题:
(1)△H5=____ kJ·mol-1。
(2)图1是制备工艺中一些反应平衡常数的对数值与温度的关系图,欲提高丙烯的产率,能否尽可能的提高反应温度?_________ ,其原因是__________________ 。除温度外,下列还可提高丙烯产率的措施有_________ (填序号)
A 降低压强 B 增大压强
C 采用选择性优良的催化剂 D 选择性的氧化消除部分氢气
(3)实际脱氢工艺中常常通入水蒸气,以改变丙烷的平衡转化率。图2为常压、600~1000K时,不同水烃比M下丙烷脱氢反应的平衡转化率变化图。由图可知,常压、温度恒定时水烃比对平衡转化率的影响规律为____________ 。设某温度、1 atm(记为p0)下丙烷的脱氢转化率为y,加入反应体系的水蒸气与原料丙烷的物质的量之比为M,则脱氢反应的平衡常数Kp=____ (Kp为以分压表示的平衡常数,写出表达式即可)。
(4)当反应温度为923K时,计算可知脱氢反应的反应热为+115.66 kJ·mol-1,烧氢反应的反应热为-237.75 kJ·mol-1,为保证烧氢所放热量完全满足脱氢吸热之用(假设脱氢率为100%),则烧氢率应大于_____ ;由此可见,烧氢过程不仅可以提高丙烷脱氢的转化率,还可以_________ 。
主反应:①C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) △H1=+124.27 kJ·mol-1(脱氢反应)
②H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H2=-241.82 kJ·mol-1(烧氢反应)
副反应:③C3H8(g)CH4(g)+C2H4(g) △H3=+81.30 kJ·mol-1
④C2H4(g)+H2(g)C2H6(g) △H4=-136.94 kJ·mol-1
⑤C3H8(g)+H2(g)CH4(g)+C2H6(g) △H5
回答下列问题:
(1)△H5=
(2)图1是制备工艺中一些反应平衡常数的对数值与温度的关系图,欲提高丙烯的产率,能否尽可能的提高反应温度?
A 降低压强 B 增大压强
C 采用选择性优良的催化剂 D 选择性的氧化消除部分氢气
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(4)当反应温度为923K时,计算可知脱氢反应的反应热为+115.66 kJ·mol-1,烧氢反应的反应热为-237.75 kJ·mol-1,为保证烧氢所放热量完全满足脱氢吸热之用(假设脱氢率为100%),则烧氢率应大于
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解答题-实验探究题
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(0.4)
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解题方法
【推荐1】CI4分)某化学小组欲测定酸性条件下溶液与溶液反应的化学反应速率,所用试剂为溶液和溶液,所得溶液中的浓度随时间变化的曲线如图1和的速率随时间的变化关系如图2:(1)请将该反应的离子方程式补充完整:_____ 。
(已配平)
(2)根据实验数据可知,该反应在的平均反应速率_____ 。
(3)下列说法正确的是_____
A.若纵坐标为的曲线与图2中的曲线不能重合
B.图中阴影部分的面积表示时间内的增大
C.后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减少
(4)段该反应速率增大,为探究可能的原因,设计如下方案探究影响化学反应速率的因素:
已知:对该反应无影响;
可供选择的试剂有:A.固体 B.固体C. D. E.
①方案I中所选试剂_____ ,方案Ⅱ中所选试剂_____ 。
②方案Ⅱ烧杯①中加入水的作用是_____ 。
③除方案I和方案Ⅱ外,请再提出一种可能加快化学反应速率的假设_____ 。
(已配平)
(2)根据实验数据可知,该反应在的平均反应速率
(3)下列说法正确的是
A.若纵坐标为的曲线与图2中的曲线不能重合
B.图中阴影部分的面积表示时间内的增大
C.后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减少
(4)段该反应速率增大,为探究可能的原因,设计如下方案探究影响化学反应速率的因素:
已知:对该反应无影响;
可供选择的试剂有:A.固体 B.固体C. D. E.
方案 | 假设 | 数据处理 | 具体实验操作 |
I | 反应产物对反应有催化作用,加快了化学反应速率 | 取溶液于烧杯中,先加入_____(填字母),再加入溶液。 | 绘制溶液中浓度随时间变化的曲线与图1对比 |
Ⅱ | 反应中溶液酸性增强,加快了化学反应速率 | 分别向两个烧杯中加入 溶液。 烧杯①:加入水: 烧杯②:加入_____(填字母)。 再分别向两个烧杯中加入 溶液。 |
②方案Ⅱ烧杯①中加入水的作用是
③除方案I和方案Ⅱ外,请再提出一种可能加快化学反应速率的假设
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解答题-实验探究题
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(0.4)
【推荐2】某小组探究Cu与反应,发现有趣的现象。室温下,的稀硝酸(溶液A)遇铜片短时间内无明显变化,一段时间后才有少量气泡产生,而溶液B(见图)遇铜片立即产生气泡。
回答下列问题:
(1)探究溶液B遇铜片立即发生反应的原因。
①假设1:_____________ 对该反应有催化作用。
实验验证:向溶液A中加入少量硝酸铜,溶液呈浅蓝色,放入铜片,没有明显变化。
结论:假设1不成立。
②假设2:对该反应有催化作用。
方案Ⅰ:向盛有铜片的溶液A中通入少量,铜片表面立即产生气泡,反应持续进行。有同学认为应补充对比实验:向盛有铜片的溶液A中加入几滴的硝酸,没有明显变化。补充该实验的目的是_____________ 。
方案Ⅱ:向溶液B中通入氮气数分钟得溶液C。相同条件下,铜片与A、B、C三份溶液的反应速率:,该实验能够证明假设2成立的理由是_________________ 。
③查阅资料:溶于水可以生成和___________________ 。
向盛有铜片的溶液A中加入,铜片上立即产生气泡,实验证明对该反应也有催化作用。
结论:和均对Cu与的反应有催化作用。
(2)试从结构角度解释在金属表面得电子的能力强于的原因________________ 。
(3)Cu与稀硝酸反应中参与的可能催化过程如下。将ii补充完整。
i.
ii.______________________
iii.
(4)探究的性质。
将一定质量的放在坩埚中加热,在不同温度阶段进行质量分析,当温度升至时,剩余固体质量变为原来的,则剩余固体的化学式可能为______________ 。
回答下列问题:
(1)探究溶液B遇铜片立即发生反应的原因。
①假设1:
实验验证:向溶液A中加入少量硝酸铜,溶液呈浅蓝色,放入铜片,没有明显变化。
结论:假设1不成立。
②假设2:对该反应有催化作用。
方案Ⅰ:向盛有铜片的溶液A中通入少量,铜片表面立即产生气泡,反应持续进行。有同学认为应补充对比实验:向盛有铜片的溶液A中加入几滴的硝酸,没有明显变化。补充该实验的目的是
方案Ⅱ:向溶液B中通入氮气数分钟得溶液C。相同条件下,铜片与A、B、C三份溶液的反应速率:,该实验能够证明假设2成立的理由是
③查阅资料:溶于水可以生成和
向盛有铜片的溶液A中加入,铜片上立即产生气泡,实验证明对该反应也有催化作用。
结论:和均对Cu与的反应有催化作用。
(2)试从结构角度解释在金属表面得电子的能力强于的原因
(3)Cu与稀硝酸反应中参与的可能催化过程如下。将ii补充完整。
i.
ii.
iii.
(4)探究的性质。
将一定质量的放在坩埚中加热,在不同温度阶段进行质量分析,当温度升至时,剩余固体质量变为原来的,则剩余固体的化学式可能为
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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【推荐3】2022年3月4日,中国科学院大连化学物理研究所开发的全球首套1000吨/年二氧化碳加氢制汽油中试装置,在山东邹城工业园区开车成功,生产出符合国VI标准的清洁汽油,这有助于我国在2030年前实现碳达峰。回答下列问题:
(1)CO2催化加氢制取汽油时,CO2的转化过程如图1:
下列对该反应过程的说法正确的是________ (填标号)。
(2)写出反应①的化学方程式_______ 。
(3)如将CO2与H2以1:3的体积比混合。
①适当条件下合成某烃和水,该烃可能是______ (填序号)。
A.烷烃 B.烯烃 C.炔烃 D.苯的同系物
②适当条件下合成燃料甲醇和水。在恒温恒容的密闭容器中,充入2molCO2和6molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),下列能说明反应达到平衡状态的是______ (填字母)
A.混合气体密度保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.CO2和H2的体积比保持不变
D.断裂2mol碳氧双键的同时生成3molH-H键
(4)催化剂通过参与反应,改变反应的途径,降低反应活化能,加快化学反应速率,反应的热效应△H______ (填“减小”、“增大”或“不变”)。
(5)已知CO2甲烷化技术的反应原理为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H<0,该技术的核心是催化剂的选择。其他条件均相同,在两种不同催化剂条件下反应相同时间,测得CO2转化率和CH4选择性(选择性是指产生这个物质所消耗的反应物的量占总的反应物的量的比例大小)随温度变化的曲线如图2所示。
以Ni为催化剂,高于320℃后,单位时间内CO2转化率上升的原因是______ ,工业上应选择的催化剂是______ 。
(1)CO2催化加氢制取汽油时,CO2的转化过程如图1:
下列对该反应过程的说法正确的是
A.整个反应过程中,有非极性键和极性键的断裂和形成 |
B.CO2的电子式为,为非极性分子 |
C.汽油为纯净物 |
D.①②反应一定有水生成 |
(2)写出反应①的化学方程式
(3)如将CO2与H2以1:3的体积比混合。
①适当条件下合成某烃和水,该烃可能是
A.烷烃 B.烯烃 C.炔烃 D.苯的同系物
②适当条件下合成燃料甲醇和水。在恒温恒容的密闭容器中,充入2molCO2和6molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),下列能说明反应达到平衡状态的是
A.混合气体密度保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.CO2和H2的体积比保持不变
D.断裂2mol碳氧双键的同时生成3molH-H键
(4)催化剂通过参与反应,改变反应的途径,降低反应活化能,加快化学反应速率,反应的热效应△H
(5)已知CO2甲烷化技术的反应原理为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H<0,该技术的核心是催化剂的选择。其他条件均相同,在两种不同催化剂条件下反应相同时间,测得CO2转化率和CH4选择性(选择性是指产生这个物质所消耗的反应物的量占总的反应物的量的比例大小)随温度变化的曲线如图2所示。
以Ni为催化剂,高于320℃后,单位时间内CO2转化率上升的原因是
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【推荐1】天然气是重要的燃料和化工原料(主要成分为CH4,含少量C2H6等烃类)。
(1)乙烷在一定条件可发生如下反应:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH1,相关物质的燃烧热数据如下表所示:
①ΔH1=___ kJ·mol−1。
②提高该反应平衡转化率的方法有___ (至少写出两种方法)。
③体积为VL容器中通入1mol乙烷、1mol氢气,乙烷的平衡转化率为α。反应的平衡常数K=___ 。
(2)高温下,甲烷生成乙烷的反应如下:2CH4→C2H6+H2。反应的速率方程为r=k×c(CH4)(其中r为反应速率,k为反应速率常数、只与温度有关)。
①设反应开始时的反应速率为r1,平衡时的反应速率r2=0.25r1,则甲烷平衡转化率为___ 。
②下列有关该反应说法不正确的是___ 。
A.增加乙烷浓度,r增大 B.升高温度,k增大
C.H2的生成速率逐渐增大 D.增加甲烷浓度,r增大
(3)CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电解装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示:
①电极A为___ ,写出电极B上生成C2H6的电极反应式:___ 。
②若生成的乙烷和乙烯的体积比为2∶1,则消耗的CH4和CO2体积比为___ 。
(1)乙烷在一定条件可发生如下反应:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH1,相关物质的燃烧热数据如下表所示:
物质 | C2H6(g) | C2H4(g) | H2(g) |
燃烧热ΔH/(kJ·mol−1) | -1560 | -1411 | -286 |
②提高该反应平衡转化率的方法有
③体积为VL容器中通入1mol乙烷、1mol氢气,乙烷的平衡转化率为α。反应的平衡常数K=
(2)高温下,甲烷生成乙烷的反应如下:2CH4→C2H6+H2。反应的速率方程为r=k×c(CH4)(其中r为反应速率,k为反应速率常数、只与温度有关)。
①设反应开始时的反应速率为r1,平衡时的反应速率r2=0.25r1,则甲烷平衡转化率为
②下列有关该反应说法不正确的是
A.增加乙烷浓度,r增大 B.升高温度,k增大
C.H2的生成速率逐渐增大 D.增加甲烷浓度,r增大
(3)CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电解装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示:
①电极A为
②若生成的乙烷和乙烯的体积比为2∶1,则消耗的CH4和CO2体积比为
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解题方法
【推荐2】某小组欲探究反应2Fe2++I22Fe3++2I-,完成如下实验:
资料:AgI是黄色固体,不溶于稀硝酸;新制的AgI见光会少量分解。
(一)经检验,Ⅰ、Ⅱ中均无,Ⅲ中含。
(1)Ⅱ中未检出的实验操作及现象是:取少量Ⅱ中溶液,_______ 。
(2)Ⅲ中的黄色浑浊是_______ 。
(3)研究Ⅲ中产生的原因
①甲同学对此做出如下假设:
假设a:空气中存在,由于_______ (用离子方程式表示),可产生;
假设b:_______ (填化学式)具有氧化性,可产生;
假设c:溶液中具有氧化性,可产生;
通过实验证实a、b、c不是产生的主要原因,实验方案和现象是_______ 。
②进一步实验表明,产生时的氧化剂是,从物质性质的角度分析溶液作用是_______ 。
(二)继续研究Ⅲ→Ⅳ过程中出现灰黑色浑浊的原因:
(4)完成如下实验:
实验1:检验出Ⅳ中灰黑色浑浊中含有AgI和Ag。验证灰黑色浑浊含有Ag的实验操作及现象是:取洗净后的灰黑色固体,_______ 。
实验2:向1mL溶液中加入1mL溶液,开始时,溶液无明显变化,几分钟后,出现大量灰黑色浑浊,反应过程中温度几乎无变化,测定溶液中浓度随反应时间的变化如下图。
实验3:实验开始时,先向试管中加入几滴溶液,重复实验2,实验结果与实验2相同。
实验2中发生反应的离子方程式是_______ 。
资料:AgI是黄色固体,不溶于稀硝酸;新制的AgI见光会少量分解。
(一)经检验,Ⅰ、Ⅱ中均无,Ⅲ中含。
(1)Ⅱ中未检出的实验操作及现象是:取少量Ⅱ中溶液,
(2)Ⅲ中的黄色浑浊是
(3)研究Ⅲ中产生的原因
①甲同学对此做出如下假设:
假设a:空气中存在,由于
假设b:
假设c:溶液中具有氧化性,可产生;
通过实验证实a、b、c不是产生的主要原因,实验方案和现象是
②进一步实验表明,产生时的氧化剂是,从物质性质的角度分析溶液作用是
(二)继续研究Ⅲ→Ⅳ过程中出现灰黑色浑浊的原因:
(4)完成如下实验:
实验1:检验出Ⅳ中灰黑色浑浊中含有AgI和Ag。验证灰黑色浑浊含有Ag的实验操作及现象是:取洗净后的灰黑色固体,
实验2:向1mL溶液中加入1mL溶液,开始时,溶液无明显变化,几分钟后,出现大量灰黑色浑浊,反应过程中温度几乎无变化,测定溶液中浓度随反应时间的变化如下图。
实验3:实验开始时,先向试管中加入几滴溶液,重复实验2,实验结果与实验2相同。
实验2中发生反应的离子方程式是
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(0.4)
解题方法
【推荐3】氢气作为一种高效、清洁的能量载体受到国内外科学家与工业界的广泛关注。
回答下列问题:
(1)目前大规模制氢方法的主流是化学制氢,如甲醇水蒸气重整制氢。大多数研究支持甲醇水蒸气重整制氢涉及如下两步反应:
I.
II.
①请写出甲醇水蒸气重整制氢的热化学反应方程式:______ 。
②甲醇水蒸气重整制氢反应在一定温度下进行,写出一条能提高甲醇平衡转化率的措施:______ 。
(2)甲醇水蒸气重整制氢技术关键在于催化剂的选择,而反应中诸多因素也会影响催化剂活性,导致催化剂出现烧结失活或积碳中毒失活等情况,需经大量实验研究才能找出最适宜的反应条件。
①在反应温度250℃、液空速和水醇比为4.0条件下,考察不同催化剂氢产率(1mol甲醇与水蒸气重整反应后生成氢气的物质的量)随时间的变化曲线如图1所示,由图可知应选______ 作为催化剂X。(液空速:单位时间内通过单位体积催化剂的液体甲醇体积;水醇比:进料气中水蒸气与甲醇物质的量之比。)
②在水醇比为4.0和液空速条件下,在X催化剂上考察反应温度对甲醇水蒸气重整制氢反应氢产率的影响,结果如图2所示。由图可见氢产率随着催化剂床层温度的升高先增大后减小,原因反应氢是______ 。
(3)测得甲醇水蒸气重整制氢系统的两步反应I、II,同温度下(398K~898K)的平衡常数对数值如图3所示,则498K时,甲醇水蒸气重整制氢反应的平衡常数为______ 。
(4)某温度下,在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1mol、4mol进行反应,若平衡时甲醇转化率为α,用含α的代数式表示该反应的平衡常数并写出计算过程:______ 。
回答下列问题:
(1)目前大规模制氢方法的主流是化学制氢,如甲醇水蒸气重整制氢。大多数研究支持甲醇水蒸气重整制氢涉及如下两步反应:
I.
II.
①请写出甲醇水蒸气重整制氢的热化学反应方程式:
②甲醇水蒸气重整制氢反应在一定温度下进行,写出一条能提高甲醇平衡转化率的措施:
(2)甲醇水蒸气重整制氢技术关键在于催化剂的选择,而反应中诸多因素也会影响催化剂活性,导致催化剂出现烧结失活或积碳中毒失活等情况,需经大量实验研究才能找出最适宜的反应条件。
①在反应温度250℃、液空速和水醇比为4.0条件下,考察不同催化剂氢产率(1mol甲醇与水蒸气重整反应后生成氢气的物质的量)随时间的变化曲线如图1所示,由图可知应选
②在水醇比为4.0和液空速条件下,在X催化剂上考察反应温度对甲醇水蒸气重整制氢反应氢产率的影响,结果如图2所示。由图可见氢产率随着催化剂床层温度的升高先增大后减小,原因反应氢是
(3)测得甲醇水蒸气重整制氢系统的两步反应I、II,同温度下(398K~898K)的平衡常数对数值如图3所示,则498K时,甲醇水蒸气重整制氢反应的平衡常数为
(4)某温度下,在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1mol、4mol进行反应,若平衡时甲醇转化率为α,用含α的代数式表示该反应的平衡常数并写出计算过程:
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