雾霾中含有多种污染物,其中包括氮氧化物、、等。它们可以通过化学反应进行消除或转化。
(1)氮硫的氧化物的转化:
已知:①
②
则___________ 。
一定条件下,将与以一定比例置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的有___________ (填标号)。
a.混合气体的密度不变 b.混合气体颜色保持不变
c.和的体积比保持不变 d.反应速率
(2)碳氧化物的转化:
①可用于合成甲醇,反应方程式为,在一恒温恒容密闭容器中充入1和2进行上述反应。测得和浓度随时间的变化如图1所示。0~10内,氢气的平均反应速率为___________ ;第10后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入1和1,则平衡___________ 移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
②电解制备且电解质为碳酸钠溶液的工作原理如图2所示,写出阴极区电极反应式:___________ 。若以酸性条件下的甲醇燃料电池为电源进行电解,则标准状况下,生成1.12L需要消耗的的质量为___________ 。(3)硫氧化物的转化:硫的氧化物与一定量氨气、空气反应,可生成硫酸铵。硫酸铵水溶液呈酸性的原因是___________ (用离子方程式表示);室温时,向溶液中滴入溶液至溶液呈中性,则所得溶液中微粒浓度大小关系:___________ (填“>”“<”或“=”)。
(1)氮硫的氧化物的转化:
已知:①
②
则
一定条件下,将与以一定比例置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的有
a.混合气体的密度不变 b.混合气体颜色保持不变
c.和的体积比保持不变 d.反应速率
(2)碳氧化物的转化:
①可用于合成甲醇,反应方程式为,在一恒温恒容密闭容器中充入1和2进行上述反应。测得和浓度随时间的变化如图1所示。0~10内,氢气的平均反应速率为
②电解制备且电解质为碳酸钠溶液的工作原理如图2所示,写出阴极区电极反应式:
更新时间:2021-05-01 09:53:57
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【推荐1】每年的6月5日为世界环境日,世界环境日的意义在于提醒全世界注意地球状况和人类活动对环境的危害。NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
(1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:
2NO2(g)+H2O(l)=HNO3(aq)+HNO2(aq) ΔH=-116.1kJ·mol-1
3HNO2(aq)=HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l) ΔH=+75.9kJ·mol-1
反应3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH=______ kJ·mol-1。
(2)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式:__________ 。
(3)pH均为2的HNO3和HNO2溶液,分别加水稀释到pH=4,______ 加入的水多。
(4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。
①NH3与NO2生成N2的反应中,当生成N2 的体积在标准状况下为15.68L时,转移的电子的物质的量为________ 。
②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见图)。
反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示,在50~150℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率迅速上升的主要原因是_______ ;当反应温度高于380℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是________ 。
(1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:
2NO2(g)+H2O(l)=HNO3(aq)+HNO2(aq) ΔH=-116.1kJ·mol-1
3HNO2(aq)=HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l) ΔH=+75.9kJ·mol-1
反应3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH=
(2)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式:
(3)pH均为2的HNO3和HNO2溶液,分别加水稀释到pH=4,
(4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。
①NH3与NO2生成N2的反应中,当生成N2 的体积在标准状况下为15.68L时,转移的电子的物质的量为
②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见图)。
反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示,在50~150℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率迅速上升的主要原因是
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【推荐2】研究碳、氮、硫及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。
(1)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-l96.6kJ • mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-113.0kJ • mol-1
则反应 NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的 ΔH=______________ 。
在一定温度下2L的密闭容器中发生该反应,不能判断该反应已经达到化学平衡状态的是________ (填字母)。
a. v正(NO2)=v逆(SO2) b.密闭容器中NO的体积分数不变
c.密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变 d.密闭容器中混合气体的密度不变
(2)在一定条件下氨气可以合成尿素:2NH3(g)+CO2(g)(NH2)2CO(s)+H2O(g)。
①尿素的合成过程分两步进行:
i.2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(I)
ii. NH2COONH4(I)(NH2)2CO(g)+H2O(g)
ii中尿素的产率与时间的关系如图所示:则P2_____ P3(填“>”、“<”或“=”,下同);下图达到化学平衡状态时刻的是__________ ,(填“A”“B”“C”)
②将纯净一定量的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),若保持温度和容器体积不变,冉充入n(NH3):n (CO2) =2:1,则再次达到平衡时c (NH3)________ (填“增大”、“不变”、“变小”)。
(3)在一定条件下焦炭可以还原NO2,反应为:2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),
①在图中能正确表达N2的平衡物质的量浓度与压强的关系的是____________ (填“a”、“ b”、“ c”)
②在恒容的密闭容器下,6molNO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2的物质的量与平衡总压的关系如左下图所示:
计算C点时该反应的的压强平衡常数Kp=___________ (Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)如下图电解装置可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH4+和SO42-,物质A的化学式为__________ ,阳极的电极反应式是______________________ 。
(1)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-l96.6kJ • mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-113.0kJ • mol-1
则反应 NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的 ΔH=
在一定温度下2L的密闭容器中发生该反应,不能判断该反应已经达到化学平衡状态的是
a. v正(NO2)=v逆(SO2) b.密闭容器中NO的体积分数不变
c.密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变 d.密闭容器中混合气体的密度不变
(2)在一定条件下氨气可以合成尿素:2NH3(g)+CO2(g)(NH2)2CO(s)+H2O(g)。
①尿素的合成过程分两步进行:
i.2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(I)
ii. NH2COONH4(I)(NH2)2CO(g)+H2O(g)
ii中尿素的产率与时间的关系如图所示:则P2
②将纯净一定量的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),若保持温度和容器体积不变,冉充入n(NH3):n (CO2) =2:1,则再次达到平衡时c (NH3)
(3)在一定条件下焦炭可以还原NO2,反应为:2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),
①在图中能正确表达N2的平衡物质的量浓度与压强的关系的是
②在恒容的密闭容器下,6molNO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2的物质的量与平衡总压的关系如左下图所示:
计算C点时该反应的的压强平衡常数Kp=
(4)如下图电解装置可将雾霾中的NO、SO2分别转化为NH4+和SO42-,物质A的化学式为
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【推荐3】环己烯()是一种重要的化学试剂,主要用于有机合成和油类萃取。利用环己烷脱氢制备环己烯的反应原理如下。
直接脱氢:氧化脱氢:
回答下列问题:
(1)已知几种化学键的键能数据如下表所示。
化学键 | H-H | C-H | C-C | C=C |
键能/(kJ·mol–1) | 436 | 413 | 348 | 615 |
(2)科技工作者结合实验与计算机模拟结果,研究环己烷直接脱氢制环己烯的反应历程(如图所示),其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。①的焓变小于零的原因是
②脱氢的速率
③在恒容密闭容器中充入一定量的环己烷,其初始压强为p kPa,发生直接脱氢反应达到平衡时,环己烷的转化率为x,则反应I的标准平衡常数Kθ=
(3)在压强恒为p kPa的密闭容器中充入不同投料比的环己烷和CO2,在不同温度下达到平衡时,环己烷的转化率如下图所示,则a、b、c的大小关系为
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解题方法
【推荐1】甲醇是一种可再生的清洁能源,具有广阔的开发和应用前景。
(1)已知①CH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+93.0kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
③CH3OH(g)=CH3OH(l) ΔH=−38.19kJ/mol
写出表示甲醇CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式___________ 。
(2)甲醇可采用煤的气化、液化制取(CO+2H2CH3OH ΔH<0)。在T1℃时,体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO,反应达到平衡时CH3OH的体积分数(V%)与的关系如图所示。
①当起始=2,经过5min达到平衡,0~5min内平均反应速率v(H2) = 0.1mol⋅L-1⋅min-1,则该条件CO的平衡转化率为___________ ;若其它条件不变,在T2℃(T2>T1)下达到平衡时CO的体积分数可能是___________ (填标号)
A.33% B.30% C.25% D.20%
②当=3.5时,达到平衡状态后,CH3OH的体积分数可能是图象中的___________ 点(选填“y”、“z”或“w”)。
(3)制甲醇的CO和H2可用天然气来制取:。在某一密闭容器中有浓度均为0.1mol·L−1的CH4和CO2,在一定条件下反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示,则该反应的ΔH___________ 0.(选填>、<或=,下同).当压强为p2时,在y点:V(正)___________ V(逆)。若p2=1.2Mpa,则T℃时该反应的平衡常数Kp=___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)研究表明:CO2和H2在一定条件下也可以合成甲醇,反应方程式为[反应Ⅰ]。
①一定条件下,往2L恒容密闭容器中充入2.0mol CO2和4.0mol H2,在不同催化剂作用下合成甲醇,相同时间内CO2的转化率随温度变化如下图所示,其中活化能最低的反应所用的催化剂是___________ (填“A”、“B”或“C”)。
②在某催化剂作用下,CO2和H2除发生反应①外,还发生如下反应[反应Ⅱ]。维持压强不变,按固定初始投料比将CO2和H2按一定流速通过该催化剂,经过相同时间测得实验数据:
注:甲醇的选择性是指发生反应的CO2中转化为甲醇的百分比。
表中数据说明,升高温度,CO2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低,其原因是________ 。
(1)已知①CH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+93.0kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
③CH3OH(g)=CH3OH(l) ΔH=−38.19kJ/mol
写出表示甲醇CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式
(2)甲醇可采用煤的气化、液化制取(CO+2H2CH3OH ΔH<0)。在T1℃时,体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO,反应达到平衡时CH3OH的体积分数(V%)与的关系如图所示。
①当起始=2,经过5min达到平衡,0~5min内平均反应速率v(H2) = 0.1mol⋅L-1⋅min-1,则该条件CO的平衡转化率为
A.33% B.30% C.25% D.20%
②当=3.5时,达到平衡状态后,CH3OH的体积分数可能是图象中的
(3)制甲醇的CO和H2可用天然气来制取:。在某一密闭容器中有浓度均为0.1mol·L−1的CH4和CO2,在一定条件下反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示,则该反应的ΔH
(4)研究表明:CO2和H2在一定条件下也可以合成甲醇,反应方程式为[反应Ⅰ]。
①一定条件下,往2L恒容密闭容器中充入2.0mol CO2和4.0mol H2,在不同催化剂作用下合成甲醇,相同时间内CO2的转化率随温度变化如下图所示,其中活化能最低的反应所用的催化剂是
②在某催化剂作用下,CO2和H2除发生反应①外,还发生如下反应[反应Ⅱ]。维持压强不变,按固定初始投料比将CO2和H2按一定流速通过该催化剂,经过相同时间测得实验数据:
T(K) | CO2实际转化率(%) | 甲醇选择性(%) |
543 | 12.3 | 42.3 |
553 | 15.3 | 39.1 |
表中数据说明,升高温度,CO2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低,其原因是
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐2】氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一、其合成原理为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol−1。
I.在密闭容器中,投入1molN2和3molH2在催化剂作用下发生反应:
(1)测得反应放出的热量_______ 92.4kJ(填“小于”“大于”或“等于”)。
(2)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是_______ ;N2和H2的转化率比是_______
(3)升高平衡体系的温度(保持体积不变),平衡将_______ (填“正向”“逆向”或“不”)移动,混合气体的平均相对分子质量_______ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)当达到平衡时,充入氩气并保持压强不变,平衡将_______ (填“正向”“逆向”或“不”)移动。
(5)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将_____ (填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后,容器内温度_____ (填“小于”“大于”或“等于”)原来的2倍。
II.该反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol−1在一密闭容器中发生,下图是某一时间段反应速率与反应进程的关系曲线图。
(6)t1、t3、t4时刻,体系中分别是什么条件发生了变化?
t1_______ ,t3_______ ,t4_______
(7)下列时间段中,氨的百分含量最高的是_______。
I.在密闭容器中,投入1molN2和3molH2在催化剂作用下发生反应:
(1)测得反应放出的热量
(2)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是
(3)升高平衡体系的温度(保持体积不变),平衡将
(4)当达到平衡时,充入氩气并保持压强不变,平衡将
(5)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将
II.该反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol−1在一密闭容器中发生,下图是某一时间段反应速率与反应进程的关系曲线图。
(6)t1、t3、t4时刻,体系中分别是什么条件发生了变化?
t1
(7)下列时间段中,氨的百分含量最高的是_______。
A.0~t1 | B.t2~t3 | C.t3~t4 | D.t4~t5 |
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐3】1-溴丁烷,为无色透明液体,可用作溶剂及有机合成时的烷基化试剂及中间体等;实验室用1-丁醇、溴化钠和过量的浓硫酸共热制得。该反应的实验装置图(省略加热装置及夹持装置)和有关数据如下:
实验步骤如下:
步骤一:在A中加入20.0 mL蒸馏水,再加入30.0 mL浓H2SO4,振摇冷却至室温,再依次加入18.0mL 1-丁醇及25g NaBr,充分摇振后加入几粒碎瓷片,按上图连接装置,用小火加热至沸,回流40min(此过程中,要经常摇动)。冷却后,改成蒸馏装置,得到粗产品。
步骤二:将粗产品依次用水洗、浓H2SO4洗、水洗、饱和NaHCO3溶液洗,最后再水洗;产物移入干燥的锥形瓶中,用无水CaCl2固体间歇摇动,静置片刻,过滤除去CaCl2固体,进行蒸馏纯化,收集99~103℃馏分,得1-溴丁烷18.0g。
回答下列问题:
(1)已知本实验中发生的第一步反应为NaBr+H2SO4(浓)=HBr↑+NaHSO4,则下一步制备1-溴丁烷的化学方程式为_______ 。
(2)选用下图装置进行步骤二中最后的蒸馏纯化,其中仪器D的名称为_______ 。
(3)通过查阅资料发现实验室制取1-溴丁烷的反应有一定的可逆性,因此步骤一中加入的浓硫酸的作用除了与溴化钠反应生成溴化氢之外还有_______ (从化学平衡的角度来说明)。
(4)该实验中可能生成的有机副产物是_______ 、_______ (写结构简式)。
(5)经步骤一制得的粗产品常呈现黄色,除利用NaHCO3溶液外还可选用下列哪种试剂除去该杂质_______ (填字母)。
a.NaHSO3 b.Na2SO4 c.C2H5OH d.H2O2
(6)步骤二中,用浓硫酸洗的目的是_______ ,用饱和碳酸氢钠溶液洗的目的是洗去硫酸等酸性物质,实验中不能用NaOH溶液来代替,原因是_______ 。
(7)本实验的产率是_______ 。(用百分数表示,结果保留三位有效数字)
名称 | 分子量 | 密度g/mL | 沸点(℃) | 溶解性 | ||
水 | 乙醇 | 硫酸 | ||||
正丁醇 | 74 | 0.810 | 118.0 | 微溶 | 溶 | 溶 |
正溴丁烷 | 137 | 1.275 | 101.6 | 不溶 | 溶 | 不溶 |
步骤一:在A中加入20.0 mL蒸馏水,再加入30.0 mL浓H2SO4,振摇冷却至室温,再依次加入18.0mL 1-丁醇及25g NaBr,充分摇振后加入几粒碎瓷片,按上图连接装置,用小火加热至沸,回流40min(此过程中,要经常摇动)。冷却后,改成蒸馏装置,得到粗产品。
步骤二:将粗产品依次用水洗、浓H2SO4洗、水洗、饱和NaHCO3溶液洗,最后再水洗;产物移入干燥的锥形瓶中,用无水CaCl2固体间歇摇动,静置片刻,过滤除去CaCl2固体,进行蒸馏纯化,收集99~103℃馏分,得1-溴丁烷18.0g。
回答下列问题:
(1)已知本实验中发生的第一步反应为NaBr+H2SO4(浓)=HBr↑+NaHSO4,则下一步制备1-溴丁烷的化学方程式为
(2)选用下图装置进行步骤二中最后的蒸馏纯化,其中仪器D的名称为
(3)通过查阅资料发现实验室制取1-溴丁烷的反应有一定的可逆性,因此步骤一中加入的浓硫酸的作用除了与溴化钠反应生成溴化氢之外还有
(4)该实验中可能生成的有机副产物是
(5)经步骤一制得的粗产品常呈现黄色,除利用NaHCO3溶液外还可选用下列哪种试剂除去该杂质
a.NaHSO3 b.Na2SO4 c.C2H5OH d.H2O2
(6)步骤二中,用浓硫酸洗的目的是
(7)本实验的产率是
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解答题-实验探究题
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【推荐1】Ⅰ.某小组设计实验研究单一组分浓度对化学平衡的影响。
(实验过程)
(1)待试管a中溶液的颜色不变后再进行后续实验,其目的是___________ 。
(2)实验1:研究增大反应物Fe3+浓度对平衡的影响,实验方案如下:
取少量试管a中棕黄色溶液于试管中,加入1~2滴饱和溶液,溶液颜色加深,原因是:增大Fe3+浓度,导致Q___________ K(填“>”或“<),平衡向___________ (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(3)实验2:研究增大生成物Fe2+浓度对平衡的影响,实验方案如图所示:
①请将图中方案补充完整:___________ 。
②能够证明增大生成物Fe2+浓度导致平衡移动的实验现象为___________ 。
(4)实验1、2从不同的角度佐证了是一个可逆反应。
角度Ⅰ:证明反应物不能完全被消耗,存在限度。相应的实验为___________ 。(填“1”或“2”)
角度2:___________ 。
Ⅱ.已知: K=640。
(5)为了探究体系中含碘微粒的存在形式,进行实验:向20mL一定浓度的H2O2溶液中加入溶液,达平衡后,相关微粒浓度如下:
①a=___________ 。
②该平衡体系中除了含有I-、I2、外,一定还含有其他含碘微粒,可能的理由是___________ 。
(实验过程)
(1)待试管a中溶液的颜色不变后再进行后续实验,其目的是
(2)实验1:研究增大反应物Fe3+浓度对平衡的影响,实验方案如下:
取少量试管a中棕黄色溶液于试管中,加入1~2滴饱和溶液,溶液颜色加深,原因是:增大Fe3+浓度,导致Q
(3)实验2:研究增大生成物Fe2+浓度对平衡的影响,实验方案如图所示:
①请将图中方案补充完整:
②能够证明增大生成物Fe2+浓度导致平衡移动的实验现象为
(4)实验1、2从不同的角度佐证了是一个可逆反应。
角度Ⅰ:证明反应物不能完全被消耗,存在限度。相应的实验为
角度2:
Ⅱ.已知: K=640。
(5)为了探究体系中含碘微粒的存在形式,进行实验:向20mL一定浓度的H2O2溶液中加入溶液,达平衡后,相关微粒浓度如下:
微料 | I- | I2 | |
浓度/(mol/L) | a |
②该平衡体系中除了含有I-、I2、外,一定还含有其他含碘微粒,可能的理由是
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【推荐2】的固定和利用对降低温室气体排放具有重要作用,加氢合成甲醇不仅可以有效缓解减排压力,而且还是综合利用的一条新途径。加氢过程,主要发生的两个竞争反应为:
i.
ii.
回答下列问题:
(1)由合成甲醇的热化学方程式为___________ 。
(2)在某催化剂作用下,和除发生反应i外,还发生反应ii.维持压强不变,按固定初始投料比将和按一定流速通过该催化剂,经过相同时间测得实验数据:
注:甲醇的选择性是指发生反应的中转化为甲醇的百分比。
表中数据说明,升高温度,的实际转化率提高而甲醇的选择性降低,其原因是___________ 。
(3)恒温恒压条件下(此时甲醇为气态),发生反应i(此时不考虑反应ii)。在开始为的密闭容器中充入和,达平衡时的转化率为50%,则反应i的___________ 。
(4)反应i可能的反应历程下图所示。
注:方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量(括号里的数字或字母,单位:)。其中,表示过渡态、*表示吸附在催化剂上的微粒。
①反应历程中,生成甲醇的快速步骤的反应方程式为___________ 。
②相对总能量___________ (计算结果保留2位小数)。(已知:)
(5)以纳米二氧化钛膜为工作电极,稀硫酸为电解质溶液,在一定条件下通入电解,在阴极可制得低密度聚乙烯(简称)。
①电解时,阴极的电极反应式是___________ 。
②工业上生产的,理论上需要标准状况下___________ L的。
i.
ii.
回答下列问题:
(1)由合成甲醇的热化学方程式为
(2)在某催化剂作用下,和除发生反应i外,还发生反应ii.维持压强不变,按固定初始投料比将和按一定流速通过该催化剂,经过相同时间测得实验数据:
实际转化率(%) | 甲醇选择性(%) | |
673 | 22.3 | 63.2 |
773 | 25.7 | 49.1 |
表中数据说明,升高温度,的实际转化率提高而甲醇的选择性降低,其原因是
(3)恒温恒压条件下(此时甲醇为气态),发生反应i(此时不考虑反应ii)。在开始为的密闭容器中充入和,达平衡时的转化率为50%,则反应i的
(4)反应i可能的反应历程下图所示。
注:方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量(括号里的数字或字母,单位:)。其中,表示过渡态、*表示吸附在催化剂上的微粒。
①反应历程中,生成甲醇的快速步骤的反应方程式为
②相对总能量
(5)以纳米二氧化钛膜为工作电极,稀硫酸为电解质溶液,在一定条件下通入电解,在阴极可制得低密度聚乙烯(简称)。
①电解时,阴极的电极反应式是
②工业上生产的,理论上需要标准状况下
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【推荐3】工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,其反应如下: 。
(1)已知的活化能,则氨分解反应:的活化能_______ 。
(2)在一体积为2L的恒容刚性密闭容器中发生反应:。在、时刻改变反应的一个条件,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
①第Ⅰ阶段的平衡常数为_______ (保留2位有效数字)。
②比较第Ⅱ阶段和第Ⅲ阶段平衡常数的大小:_______ (填“>”“<”或“=”)。
(3)①合成氨工业上通常采用铁触媒、在400~500℃和10MPa~30MPa的条件下合成氨,在Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态)
化学吸附:;;
表面反应:;;
脱附:
其中,的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。下列说法正确的是_______ 。
A.控制温度400~-500℃远高于室温,是为了保证尽可能的平衡转化率和快的反应速率
B.实际工艺中原料中和物质的量之比为1∶2.8,氮气过量除了提高氢气的转化率,还可以提高整体反应速率
C.基于分子间有较强分子间作用力可将其液化,不断将液氨移去,有利于反应正向进行
D.、的混合气只需一次通过合成塔
②我国科学家以为催化剂,在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨,其反应历程与相对能量模拟计算结果如图。
在_______ (填“”或“”)溶液中催化效果更好:在溶液与溶液中,反应中的_______ (填“前者大”“后者大”或“一样大”)。
(1)已知的活化能,则氨分解反应:的活化能
(2)在一体积为2L的恒容刚性密闭容器中发生反应:。在、时刻改变反应的一个条件,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
①第Ⅰ阶段的平衡常数为
②比较第Ⅱ阶段和第Ⅲ阶段平衡常数的大小:
(3)①合成氨工业上通常采用铁触媒、在400~500℃和10MPa~30MPa的条件下合成氨,在Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态)
化学吸附:;;
表面反应:;;
脱附:
其中,的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。下列说法正确的是
A.控制温度400~-500℃远高于室温,是为了保证尽可能的平衡转化率和快的反应速率
B.实际工艺中原料中和物质的量之比为1∶2.8,氮气过量除了提高氢气的转化率,还可以提高整体反应速率
C.基于分子间有较强分子间作用力可将其液化,不断将液氨移去,有利于反应正向进行
D.、的混合气只需一次通过合成塔
②我国科学家以为催化剂,在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨,其反应历程与相对能量模拟计算结果如图。
在
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解答题-实验探究题
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适中
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【推荐1】氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许正离子通过。
(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式_______
(2)写出阴极的电极反应式_______
(3)离子交换膜的作用为_______ 、_______ 。
(4)精制饱和食盐水从图中_______ 位置补充,氢氧化钠溶液从图中_______ 位置流出。(选填“a”、“b”、“c”或“d”)
氯气和烧碱溶液反应可以制得“84”消毒液,可杀灭新冠病毒。
已知: HClO
(5)生活中不可将NaClO与洁厕灵(含有盐酸)混合使用,是因为二者会反应生成_______。
(6)室温下, NaClO溶液的pH_______ 溶液的pH。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(7)浓度均为的和的混合溶液中,、浓度从大到小的顺序为_______ 。
(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式
(2)写出阴极的电极反应式
(3)离子交换膜的作用为
(4)精制饱和食盐水从图中
氯气和烧碱溶液反应可以制得“84”消毒液,可杀灭新冠病毒。
已知: HClO
(5)生活中不可将NaClO与洁厕灵(含有盐酸)混合使用,是因为二者会反应生成_______。
A.次氯酸 | B.高氯酸 | C.氯气 | D.氧气 |
(7)浓度均为的和的混合溶液中,、浓度从大到小的顺序为
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐2】碳酸锰()是制造电信器材的软磁铁氧体,也用作脱硫的催化剂,瓷釉、涂料和清漆的颜料。工业上利用软锰矿(主要成分是,还含有、、等杂质)制取碳酸锰的流程如图所示:
已知:①“还原焙烧”主反应为。
②可能用到的数据如下:
回答下列问题:
(1)在实验室进行步骤A,需要用到的仪器为________ (选填“瓷坩埚”或“铁坩埚”)。
(2)步骤B中含锰元素的物质发生反应的化学方程式是_______ ;步骤D中“氧化”的目的是_____________ 。
(3)步骤E中调节pH的范围为______ 。理论上,“溶液”宜用_______ (填序号)代替。
A. B. C. D.
(4)步骤G中含锰物质发生反应的离子方程式为______ ;步骤H中分离烘干的操作是____ 、____ 、干燥。
(5)如图为用、(碳)作电极电解含的污水,使之转化为沉淀而除去的装置示意图。电极是___ (填“”或“”),污水中转化为沉淀的离子方程式为________ 。
已知:①“还原焙烧”主反应为。
②可能用到的数据如下:
氢氧化物 | ||||
开始沉淀pH | 1.5 | 6.5 | 4.2 | 8.3 |
沉淀完全pH | 3.7 | 9.7 | 7.4 | 9.8 |
回答下列问题:
(1)在实验室进行步骤A,需要用到的仪器为
(2)步骤B中含锰元素的物质发生反应的化学方程式是
(3)步骤E中调节pH的范围为
A. B. C. D.
(4)步骤G中含锰物质发生反应的离子方程式为
(5)如图为用、(碳)作电极电解含的污水,使之转化为沉淀而除去的装置示意图。电极是
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
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解题方法
【推荐3】氯碱工业是重要的重要的基础化工,根据要求完成下列问题:
第一步:粗盐(含SO、Ca2+、Mg2+)的提纯。
(1)操作Ⅳ的名称为________ ;操作Ⅳ所需仪器(用括号字母填写)________ 。
A 烧杯 B 酒精灯 C 蒸发皿 D 试管 E 玻璃棒 F 漏斗
(2) Ⅲ中试剂A常用Na2CO3(aq)、NaOH(aq)、BaCl2(aq)作为除杂试剂,则加入除杂试剂的顺序为: NaOH(aq)→________ →________ 。操作Ⅴ应选择的酸是盐酸,用离子方程式表示溶液酸化的反应:__________ 、_________ 。
(3)若将操作Ⅴ与操作Ⅳ的先后顺序对调,将会对实验结果产生的影响是:___________ 。
第二步:用提纯后的食盐晶体制备化工产品烧碱和盐酸。
(1)电解池中反应的化学方程式为_____________ 。
(2)若粗盐不经过第一步的提纯,直接进入第二步进行电解,电解池中会出现白色浑浊,写出电解时发生的副反应离子方程式为_________________ 。
(3)合成塔中的现象为__________ 。实验室用如图装置A制备HCl气体,写出反应的化学方程式:_________ ,需制备、收集氯化氢同时制备盐酸所用装置的连接顺序为:a→_____ →_____ →_____ 。
第一步:粗盐(含SO、Ca2+、Mg2+)的提纯。
(1)操作Ⅳ的名称为
A 烧杯 B 酒精灯 C 蒸发皿 D 试管 E 玻璃棒 F 漏斗
(2) Ⅲ中试剂A常用Na2CO3(aq)、NaOH(aq)、BaCl2(aq)作为除杂试剂,则加入除杂试剂的顺序为: NaOH(aq)→
(3)若将操作Ⅴ与操作Ⅳ的先后顺序对调,将会对实验结果产生的影响是:
第二步:用提纯后的食盐晶体制备化工产品烧碱和盐酸。
(1)电解池中反应的化学方程式为
(2)若粗盐不经过第一步的提纯,直接进入第二步进行电解,电解池中会出现白色浑浊,写出电解时发生的副反应离子方程式为
(3)合成塔中的现象为
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