央广网消息:2020年大庆油田生产天然气46.6亿立方米,实现了“十连增”,在大战大考中交出了“当好标杆旗帜、建设百年油田”的新答卷。天然气的主要成分甲烷是一种重要的化工原料,广泛应用于民用和化工业生产中。回答下列问题:
(1)利用CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。
已知:①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。∆H1=+196 kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H2=-484 kJ·mol-1
③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ∆H3=-566 kJ·mol-1
则CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ∆H=_______ 。
(2)在两个相同钢性密闭容器中充入CH4和CO2发生反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),CH4和CO2的分压均为20 kPa,加入催化剂Ni/α-Al2O3,分别在T1℃和T2℃下进行反应,测得CH4转化率随时间变化如图1所示。
图1
①A点处v正_______ B点处v逆(填“<”、“>”或“=”)。
②用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即v=,T2℃下,上述反应0~2min内平均反应速率v(CH4)=_______ kPa·min-1。(分压=总压×物质的量分数)
③上述反应达到平衡后,下列变化一定能使平衡向正向移动的是_____
A.通入惰性气体使容器内压强增大 B.正反应速率加快
C.平衡常数K变大 D.增大催化剂表面积
(3)其他条件相同,在甲、乙、丙三种不同催化剂作用下,相同时间内测得甲烷转化率随温度变化如图2所示。三种催化剂作用下,反应活化能最大的是_______ (填“甲”、“乙”或“丙”);CH4的转化率b点高于c点的原因是_______ 。
(4)我国科学家设计的新型甲烷燃料电池能量密度高、成本低,其工作原理如图3所示。B极电极反应式为_______ 。
(1)利用CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。
已知:①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。∆H1=+196 kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H2=-484 kJ·mol-1
③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ∆H3=-566 kJ·mol-1
则CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ∆H=
(2)在两个相同钢性密闭容器中充入CH4和CO2发生反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),CH4和CO2的分压均为20 kPa,加入催化剂Ni/α-Al2O3,分别在T1℃和T2℃下进行反应,测得CH4转化率随时间变化如图1所示。
图1
①A点处v正
②用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即v=,T2℃下,上述反应0~2min内平均反应速率v(CH4)=
③上述反应达到平衡后,下列变化一定能使平衡向正向移动的是
A.通入惰性气体使容器内压强增大 B.正反应速率加快
C.平衡常数K变大 D.增大催化剂表面积
(3)其他条件相同,在甲、乙、丙三种不同催化剂作用下,相同时间内测得甲烷转化率随温度变化如图2所示。三种催化剂作用下,反应活化能最大的是
(4)我国科学家设计的新型甲烷燃料电池能量密度高、成本低,其工作原理如图3所示。B极电极反应式为
更新时间:2021-05-08 14:46:57
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【推荐1】近年来,雾霾已经给人类的生产生活带来了极大的危害,其主要成分为灰尘、、NOx、碳氢化合物等粒子。据研究,烟气脱硝是治理雾霾的方法之一。
I.可用氨气作为脱硝剂,其脱硝原理是与NO反应生成两种无毒物质。
已知:①
②
(1)写出该脱硝反应的热化学方程式:_______ 。
(2)已知反应②在高温时自发进行,低温时不能自发进行,则b_______ 0(填“<”或“>”假设各物质在反应过程中状态均不发生变化,且均为气态)。
Ⅱ.臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为,向甲、乙两个容积均为1.0L的恒容密闭容器中分别充入和,分别在温度T1、T2下,经过一段时间后达到平衡。反应过程中随时间(t)变化情况见表:
(3)T1_______ T2(填“>”、“<”或“=”,下同),该反应的_______ 0。
(4)甲容器中,0~3s内的平均反应速率υ(NO2)=_______ 。
(5)甲容器中的平衡转化率为_______ ,T1时该反应的平衡常数的值为_______ 。
(6)在恒温恒容条件下,下列条件能够证明该反应已经达到平衡的是_______ 。(填字母)
a.混合气体密度不再改变 b.消耗的同时,消耗了
c.的浓度不再改变 d.混合气体的平均相对分子质量不再改变
e.容器内混合气体压强不再改变
I.可用氨气作为脱硝剂,其脱硝原理是与NO反应生成两种无毒物质。
已知:①
②
(1)写出该脱硝反应的热化学方程式:
(2)已知反应②在高温时自发进行,低温时不能自发进行,则b
Ⅱ.臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为,向甲、乙两个容积均为1.0L的恒容密闭容器中分别充入和,分别在温度T1、T2下,经过一段时间后达到平衡。反应过程中随时间(t)变化情况见表:
t/s | 0 | 3 | 6 | 12 | 24 | 36 |
T1时甲容器中 | 0 | 0.36 | 0.60 | 0.80 | 0.80 | 0.80 |
T2时乙容器中 | 0 | 0.30 | 0.50 | 0.70 | 0.85 | 0.85 |
(4)甲容器中,0~3s内的平均反应速率υ(NO2)=
(5)甲容器中的平衡转化率为
(6)在恒温恒容条件下,下列条件能够证明该反应已经达到平衡的是
a.混合气体密度不再改变 b.消耗的同时,消耗了
c.的浓度不再改变 d.混合气体的平均相对分子质量不再改变
e.容器内混合气体压强不再改变
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【推荐2】含金贮氢材料具有优异的吸放氢性能,在配合氢能开发中起着关键作用。
(1)一定温度下,某贮氢合金(M)的贮氢过程如图所示,纵轴为平衡时氢气的压强(p),横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。在OA段,氢溶解于M中形成固溶体MHx,随着氢气压强的增大,H/M逐渐增大:在AB段,MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy,氢化反应方程式为:Hx(s)+yH2(g)=MHx+2y(s) ΔH1(I);在B点,氢化反应结束,进步一增大氢气压强,H/M几乎不变。反应(I)的焓变ΔH1___ 0(填“>”、“=”或“<”)。在恒温恒容的密闭容器中,该反应达到化学平衡时,下列有关叙述正确的是___ 。
a.容器内气体压强保持不变
b.吸收ymolH2只需1molMHx
c.若降温,该反应的平衡常数增大
d.若向容器内通入少量氢气,则v(放氢)>v(吸氢)
(2)η表示单位质量贮氢合金在氢化还原反应阶段的最大吸氢量占总吸氢量的比例,则温度为T1、T2时,η(T1)________ (填“>”、“=”或“<”)η(T2)。当反应(I)处于图中a点时,保持温度不变,向恒容体系中通入少量氢气,达到平衡后反应(I)可能处于图中的______ 点(填“a”、“b”、“c”或“d”),该贮氢合金可通过______ 的方式释放氢气。
(3)用吸收H2后的贮氢合金作为电池负极材料(用MH)表示),NiO(OH)作为电池间相正极材料,KOH溶液作为电解质溶液,可制得高容量,长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为:NiO(OH)+MHNi(OH)2+M
①电池放电时,负极的电极反应式为________ 。
②充电完成时,Ni(OH)2全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生O2,O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗,从而避免产生的气体引起电池爆炸,此时,阴极的电极反应式为___ 。
(1)一定温度下,某贮氢合金(M)的贮氢过程如图所示,纵轴为平衡时氢气的压强(p),横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。在OA段,氢溶解于M中形成固溶体MHx,随着氢气压强的增大,H/M逐渐增大:在AB段,MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy,氢化反应方程式为:Hx(s)+yH2(g)=MHx+2y(s) ΔH1(I);在B点,氢化反应结束,进步一增大氢气压强,H/M几乎不变。反应(I)的焓变ΔH1
a.容器内气体压强保持不变
b.吸收ymolH2只需1molMHx
c.若降温,该反应的平衡常数增大
d.若向容器内通入少量氢气,则v(放氢)>v(吸氢)
(2)η表示单位质量贮氢合金在氢化还原反应阶段的最大吸氢量占总吸氢量的比例,则温度为T1、T2时,η(T1)
(3)用吸收H2后的贮氢合金作为电池负极材料(用MH)表示),NiO(OH)作为电池间相正极材料,KOH溶液作为电解质溶液,可制得高容量,长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为:NiO(OH)+MHNi(OH)2+M
①电池放电时,负极的电极反应式为
②充电完成时,Ni(OH)2全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生O2,O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗,从而避免产生的气体引起电池爆炸,此时,阴极的电极反应式为
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【推荐3】废水中氨态氮以NH3·H2O、NH3和NH4+的形式存在,废水脱氮已成为主要污染物减排和水体富营养化防治的研究热点。
Ⅰ.沉淀法
向废水中投入MgCl2和Na2HPO4,生成MgNH4PO4·6H2O沉淀,可将氨态氮含量降至10mg·L−1以下。
(1)NH3的电子式:______ 。
(2)废水中的NH3·H2O转化为MgNH4PO4·6H2O的离子方程式是______ 。
(3)16℃时,向废水中加入MgCl2和Na2HPO4,使镁、氮、磷物质的量之比为1︰1︰1,沉淀过程中的pH对剩余氨态氮浓度的影响如图。欲使剩余氨态氮浓度低于10mg·L−1,pH的适宜范围是______ ,pH偏大或者偏小均不利于MgNH4PO4·6H2O的生成,原因是______ 。
Ⅱ.微波−氧化法
(4)仅对废水进行微波加热,pH对氨态氮脱出的影响如下表。
表中数据表明:pH增大有利于废水中化学平衡______ (用化学用语表示)的移动。
(5)微波协同CuO和H2O2除去氨态氮
①其他条件相同,取相同体积的同一废水样品,微波10 min,剩余氨态氮浓度与一定浓度H2O2溶液添加量的关系如下图。据图推测CuO在氨态氮脱除中可能起催化作用,理由是______ 。
②微波协同CuO有利于H2O2除去氨态氮。该条件下,H2O2将NH3氧化为N2的化学方程式是______ 。
Ⅰ.沉淀法
向废水中投入MgCl2和Na2HPO4,生成MgNH4PO4·6H2O沉淀,可将氨态氮含量降至10mg·L−1以下。
(1)NH3的电子式:
(2)废水中的NH3·H2O转化为MgNH4PO4·6H2O的离子方程式是
(3)16℃时,向废水中加入MgCl2和Na2HPO4,使镁、氮、磷物质的量之比为1︰1︰1,沉淀过程中的pH对剩余氨态氮浓度的影响如图。欲使剩余氨态氮浓度低于10mg·L−1,pH的适宜范围是
Ⅱ.微波−氧化法
(4)仅对废水进行微波加热,pH对氨态氮脱出的影响如下表。
溶液pH | 6~7 | 8~9 | 10~11 | 11~12 |
剩余氨态氮浓度(mg·L−1) | 156 | 100 | 40 | 14 |
(5)微波协同CuO和H2O2除去氨态氮
①其他条件相同,取相同体积的同一废水样品,微波10 min,剩余氨态氮浓度与一定浓度H2O2溶液添加量的关系如下图。据图推测CuO在氨态氮脱除中可能起催化作用,理由是
②微波协同CuO有利于H2O2除去氨态氮。该条件下,H2O2将NH3氧化为N2的化学方程式是
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【推荐1】利用化学原理对废气、废水进行脱硝、脱碳处理,可实现绿色环保、废物利用,对构建生态文明有重要意义。
Ⅰ.脱硝:(1)H2还原法消除氮氧化物
已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH1=+133kJ/mol
H2O(g)=H2O(l) ΔH2=-44kJ/mol H2的燃烧热ΔH3=-285.8kJ/mol
在催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和氮气的热化学方程式为______ 。
(2)用NH3催化还原法消除氮氧化物,发生反应:
4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l) ΔH<0
相同条件下,在2L恒容密闭容器中,选用不同催化剂,产生N2的量随时间变化如图所示。
①计算0~4分钟在A催化剂作用下,反应速率v(NO)=____ 。
②下列说法正确的是____ 。
A.该反应的活化能大小顺序是:Ea(A)>Ea(B)>Ea(C)
B.增大压强能使反应速率加快,是因为增加了活化分子百分数
C.单位时间内H-O键与N-H键断裂的数目相等时,说明反应已达到平衡
D.若反应在恒容绝热的密闭容器中进行,当K值不变时,说明已达到平衡
(3)利用原电池反应可实现NO2的无害化,总反应为6NO2+8NH3=7N2+12H2O,电解质溶液为NaOH溶液,工作一段时间后,该电池正极区附近溶液pH_____ (填“增大”“减小”或“不变”),负极的电极反应式为________ 。
Ⅱ.脱碳:
(4)用甲醇与CO反应生成醋酸可消除CO污染。常温下,将amol/L醋酸与bmol/LBa(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),忽略溶液体积变化,计算醋酸的电离常数Ka=____ (用含a、b的代数式表示)。
Ⅰ.脱硝:(1)H2还原法消除氮氧化物
已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH1=+133kJ/mol
H2O(g)=H2O(l) ΔH2=-44kJ/mol H2的燃烧热ΔH3=-285.8kJ/mol
在催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和氮气的热化学方程式为
(2)用NH3催化还原法消除氮氧化物,发生反应:
4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l) ΔH<0
相同条件下,在2L恒容密闭容器中,选用不同催化剂,产生N2的量随时间变化如图所示。
①计算0~4分钟在A催化剂作用下,反应速率v(NO)=
②下列说法正确的是
A.该反应的活化能大小顺序是:Ea(A)>Ea(B)>Ea(C)
B.增大压强能使反应速率加快,是因为增加了活化分子百分数
C.单位时间内H-O键与N-H键断裂的数目相等时,说明反应已达到平衡
D.若反应在恒容绝热的密闭容器中进行,当K值不变时,说明已达到平衡
(3)利用原电池反应可实现NO2的无害化,总反应为6NO2+8NH3=7N2+12H2O,电解质溶液为NaOH溶液,工作一段时间后,该电池正极区附近溶液pH
Ⅱ.脱碳:
(4)用甲醇与CO反应生成醋酸可消除CO污染。常温下,将amol/L醋酸与bmol/LBa(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),忽略溶液体积变化,计算醋酸的电离常数Ka=
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【推荐2】CO与H2或与水蒸气在一定条件下发生如下反应:
①4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1=-76kJ/mol
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=-41kJ/mol
回答下列问题:
(1)两个反应在热力学上趋势均不大,其原因是____ 。
(2)3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) △H=___ 。
(3)CO、H2、H2O(g)共混体系初始投料比不变,提高CO与H2O反应选择性的关键因素是__ 。
(4)若在恒容容器中仅进行反应②,CO(g)、H2O(g)投料比分别为1:3和1:1,反应物的总物质的量相同时,CO(g)的平衡转化率与温度的关系如图所示:
①N点对应的平衡混合气体中CO(g)的体积分数是_____ 。
②N点对应的平衡常数为____ 。
③M点和Q点对应的平衡混合气体的总物质的量之比为____ 。
(5)一种以CH3OCH3为燃料的电池装置如图所示。该电池的负极反应式为____ 。已知F=96500C/mol,若电池工作300s,维持电流强度为0.5A,理论消耗氧气___ g(保留两位有效数字)。
①4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1=-76kJ/mol
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=-41kJ/mol
回答下列问题:
(1)两个反应在热力学上趋势均不大,其原因是
(2)3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) △H=
(3)CO、H2、H2O(g)共混体系初始投料比不变,提高CO与H2O反应选择性的关键因素是
(4)若在恒容容器中仅进行反应②,CO(g)、H2O(g)投料比分别为1:3和1:1,反应物的总物质的量相同时,CO(g)的平衡转化率与温度的关系如图所示:
①N点对应的平衡混合气体中CO(g)的体积分数是
②N点对应的平衡常数为
③M点和Q点对应的平衡混合气体的总物质的量之比为
(5)一种以CH3OCH3为燃料的电池装置如图所示。该电池的负极反应式为
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【推荐3】氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答下列问题:
(1)氮元素在元素周期表中的位置为____________________
(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为__________________
(3)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4,反应生成N2和水蒸气。
已知①N2(g)=N2O4(l) △H1=-19.5kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H2=-534.2kJ·mol-1
肼和N2O4反应的热化学方程式为___________________________
(4)“长征“火箭发射使用的燃料是偏二甲肼(C2H8N2),并使用四氧化二氮作为氧化剂,既能在短时间内产生巨大能量,产物又不污染空气( 产物都是空气成分)。将此原理设计为原电池,如下图所示,据此回答问题:
①B为___________ 极,从d口排出的气体是____________ 。
②A极发生的电极反应式:____________________ 。
(1)氮元素在元素周期表中的位置为
(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为
(3)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4,反应生成N2和水蒸气。
已知①N2(g)=N2O4(l) △H1=-19.5kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H2=-534.2kJ·mol-1
肼和N2O4反应的热化学方程式为
(4)“长征“火箭发射使用的燃料是偏二甲肼(C2H8N2),并使用四氧化二氮作为氧化剂,既能在短时间内产生巨大能量,产物又不污染空气( 产物都是空气成分)。将此原理设计为原电池,如下图所示,据此回答问题:
①B为
②A极发生的电极反应式:
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【推荐1】我国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。的综合利用是实现碳中和的措施之一。
Ⅰ.和在金属催化剂表面可以合成,普遍反应路径有三种,其中一种反应路径经历中间体。某小组研究了金属钴的不同晶面【、、】对这种反应路径的催化效果,相关基元反应能量变化如下表(*指微粒吸附在催化剂表面):
(1)写出在晶面反应的控速步基元反应:______ 。
(2)仅比较表格数据可知,和在该条件下合成,______ 晶面的催化效果最好。
Ⅱ.和一定条件下也可以合成甲醇,该过程存在副反应II。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(3)上述反应中相关物质能量如图1所示。计算______ 。
(4)向VL密闭容器中通入、,在催化剂作用下发生反应。相同时间内温度对转化率及和产率的影响如图2所示。的转化率随温度升高而增大的原因可能是______ 。表示产率随温度变化的曲线是______ (填“a”或“b”)。(5)假设体系中只发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,在某温度下反应tmin达到平衡状态。此时CO2的转化率为30%,CO2对CH3OH的选择性为40%(),则0~tmin内的反应速率为______ mol/(L·min),反应Ⅱ的平衡常数为______ (结果保留2位有效数字)。
Ⅲ.2021年我国科学家首先实现了从到淀粉的全人工合成。其中的一个步骤是利用新型电化学催化装置(如图所示)将转化为。(6)写出该过程中阴极的电极反应式:______ 。
Ⅰ.和在金属催化剂表面可以合成,普遍反应路径有三种,其中一种反应路径经历中间体。某小组研究了金属钴的不同晶面【、、】对这种反应路径的催化效果,相关基元反应能量变化如下表(*指微粒吸附在催化剂表面):
基元反应步骤 | ||||||
活化能(eV) | 反应热(eV) | 活化能(eV) | 反应热(eV) | 活化能(eV) | 反应热(eV) | |
0.46 | -0.52 | 0.66 | -0.12 | 0.20 | -0.69 | |
1.27 | 0.73 | 0.23 | -0.16 | 1.36 | 0.78 | |
0.76 | -0.11 | 0.44 | -0.18 | 0.96 | -0.47 | |
0.53 | 0.15 | 0.42 | 0.14 | 0.54 | 0.15 | |
0.90 | 0.27 | 0.80 | 0.08 | 1.37 | 0.69 | |
0.70 | -0.63 | 0.33 | -0.47 | 0.60 | -1.02 |
(2)仅比较表格数据可知,和在该条件下合成,
Ⅱ.和一定条件下也可以合成甲醇,该过程存在副反应II。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(3)上述反应中相关物质能量如图1所示。计算
(4)向VL密闭容器中通入、,在催化剂作用下发生反应。相同时间内温度对转化率及和产率的影响如图2所示。的转化率随温度升高而增大的原因可能是
Ⅲ.2021年我国科学家首先实现了从到淀粉的全人工合成。其中的一个步骤是利用新型电化学催化装置(如图所示)将转化为。(6)写出该过程中阴极的电极反应式:
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【推荐2】为了实现“碳中和”“碳达峰”,工业上有多种方法实现CO2的转换。工业上可以用CO2合成甲醇: 。
(1)如图是在不同压强下CO的平衡转化率随温度变化的曲线。
①该反应的△H___________ (填“>”“<”或“=”)0;若容器容积不变,下列措施能增加CO转化率的是___________ (填字母标号)。
a.降低温度 b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.加入1molCO d.充入He,使体系总压强增大
②某温度下,将2.0molCO和6.0molH2充入体积为2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.25mol/L,则CO的转化率为___________ 。
(2)生成甲醇的化学反应速率()与时间(t)的关系如图所示。则图中t1时采取的措施可能是___________ ;t2时采取的措施可能是___________ 。
(3)工业上可以利用甲醇合成其他物质,已知反应 在某温度下的K=400,此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应进行到某时刻测得各组分的浓度如下:
①该时刻正、逆反应速率的大小:正___________ 逆(填“>”“=”或“<”)。
②平衡时,c平(CH3OH)=___________ mol·L-1。
(1)如图是在不同压强下CO的平衡转化率随温度变化的曲线。
①该反应的△H
a.降低温度 b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.加入1molCO d.充入He,使体系总压强增大
②某温度下,将2.0molCO和6.0molH2充入体积为2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.25mol/L,则CO的转化率为
(2)生成甲醇的化学反应速率()与时间(t)的关系如图所示。则图中t1时采取的措施可能是
(3)工业上可以利用甲醇合成其他物质,已知反应 在某温度下的K=400,此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应进行到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
浓度/(mol·L-1) | 0.44 | 0.6 | 0.6 |
②平衡时,c平(CH3OH)=
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【推荐3】十三届全国人民代表大会第四次会议上作政府工作报告时指出:优化产业结构和能源结构,扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。
(1)利用工业废气中的CO2可制取甲醇,其反应为:CO2+3H2CH3OH+H2O。
①常温常压下,已知反应的能量变化如图1、图2所示, 由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(l) ΔH= a kJ·mol-1,则a=___________ 。
②为探究用CO2生产燃料甲醇的反应原理,现进行如下实验:在一恒温恒容密闭容器中,充入lmolCO2和3molH2,进行上述反应。 测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡,v(H2)=___________ ;能使平衡体系中增大的措施有___________ (任写一条)。
(2)CO2加氢还可制备甲酸(HCOOH)。其反应原理为CO2(g)+H2(g)HCOOH(g) △H= -31.4 kJ·mol-1。
①温度为T1℃时,将等物质的量的CO2和H2充入体积为1L的密闭容器中发生反应:CO2(g)+H2(g)HCOOH(g) K=2。实验测得:v正=k正c(CO2)·c(H2),v逆=k逆c(HCOOH),k正、k逆为速率常数。T1℃时,k逆=___________ k正。
②温度为T2℃时,k正=1.9k逆,则T2℃时平衡压强___________ (填“>”“<”或“=”)T1℃时平衡压强,理由是___________ 。
(3)我国科学家设计了一种将电解饱和食盐水与电催化还原CO2相耦合的电解装置(如图)。阴极上的电极反应式为:___________
(1)利用工业废气中的CO2可制取甲醇,其反应为:CO2+3H2CH3OH+H2O。
①常温常压下,已知反应的能量变化如图1、图2所示, 由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(l) ΔH= a kJ·mol-1,则a=
②为探究用CO2生产燃料甲醇的反应原理,现进行如下实验:在一恒温恒容密闭容器中,充入lmolCO2和3molH2,进行上述反应。 测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡,v(H2)=
(2)CO2加氢还可制备甲酸(HCOOH)。其反应原理为CO2(g)+H2(g)HCOOH(g) △H= -31.4 kJ·mol-1。
①温度为T1℃时,将等物质的量的CO2和H2充入体积为1L的密闭容器中发生反应:CO2(g)+H2(g)HCOOH(g) K=2。实验测得:v正=k正c(CO2)·c(H2),v逆=k逆c(HCOOH),k正、k逆为速率常数。T1℃时,k逆=
②温度为T2℃时,k正=1.9k逆,则T2℃时平衡压强
(3)我国科学家设计了一种将电解饱和食盐水与电催化还原CO2相耦合的电解装置(如图)。阴极上的电极反应式为:
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解答题-无机推断题
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适中
(0.65)
【推荐1】短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,且四种元素分别位于不同的主族,它们的单质常温下均呈气态。X、Y、W处于不同周期,且在一定条件下其单质能发生反应:X2+Y2→甲,X2+W2→乙,已知,甲、乙常温下均为气态,且两者在空气中相遇时可化合成丙。试回答下列问题:
⑴ Y和Z对应的氢化物比较稳定的是:_______________ 。(填化学式)
⑵ 化合物丙属于_____________ 晶体(填晶体类型),其水溶液显酸性,用离子方程式 表示其原因:_________________________________________ 。
⑶ X、Z可组成四原子化合物丁,丁中所含的化学键类型为:____________ 键,请说出化合物丁的一种常见用途:___________________________________ ;
⑷ X、Y组成的液态化合物Y2X4 16 g与足量丁反应生成Y2和液态水,放出QkJ的热量,写出该反应的热化学方程式 :______________________________ ;
Y2X4还可以和Z2构成清洁高效的燃料电池,若电解质溶液为NaOH溶液,则负极 的电极反应式为:________________________________________ 。
⑸ 一定条件下,取 3.4 g甲气体 置于1 L恒容的容器中,4分钟后,容器内的压强变为原来的1.2倍,且不再变化,该反应中甲气体的转化率 为:__________ 。
⑴ Y和Z对应的氢化物比较稳定的是:
⑵ 化合物丙属于
⑶ X、Z可组成四原子化合物丁,丁中所含的化学键类型为:
⑷ X、Y组成的液态化合物Y2X4 16 g与足量丁反应生成Y2和液态水,放出QkJ的热量,写出该反应的
Y2X4还可以和Z2构成清洁高效的燃料电池,若电解质溶液为NaOH溶液,则
⑸ 一定条件下,取 3.4 g
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】按照要求回答下列问题。
(1)工业上,在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN-,装置如图所示,依次发生的反应有:
i.CN--2e-+2OH-=CNO-+H2O
ii.2Cl--2e-=Cl2↑
iii.3Cl2+2CNO-+8OH-=N2+6Cl-+2+4H2O
①除去1molCN-,外电路中至少需要转移_______ mol电子。
②为了使电解池连续工作,需要不断补充_______ 。
(2)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如下图所示(电极材料为石墨)。
①图中a极要连接电源的_______ (填“正”或“负”)极,C口流出的物质是_______ 。
②放电的电极反应式为_______ 。
(3)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐()已成为环境修复研究的热点之一、Fe还原水体中的的反应原理如图所示。
①作负极的物质是_______ 。
②正极的电极反应式是_______ 。
(1)工业上,在强碱性条件下用电解法除去废水中的CN-,装置如图所示,依次发生的反应有:
i.CN--2e-+2OH-=CNO-+H2O
ii.2Cl--2e-=Cl2↑
iii.3Cl2+2CNO-+8OH-=N2+6Cl-+2+4H2O
①除去1molCN-,外电路中至少需要转移
②为了使电解池连续工作,需要不断补充
(2)用NaOH溶液吸收烟气中的SO2,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可循环再生NaOH,同时得到H2SO4,其原理如下图所示(电极材料为石墨)。
①图中a极要连接电源的
②放电的电极反应式为
(3)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐()已成为环境修复研究的热点之一、Fe还原水体中的的反应原理如图所示。
①作负极的物质是
②正极的电极反应式是
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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】回答下列问题
Ⅰ.在2L密闭容器中,800℃时反应体系中,随时间的变化如表:
(1)用表示从0~2s内该反应的平均速率v=____________ 。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是____________ (填序号)。
a. b.容器内压强保持不变 c.体系颜色不再改变 d.容器内密度保持不变
(3)转化反应,在的催化作用下反应历程可分为:
第一步:;
第二步:(将化学方程式补充完整)___________________________ 。
(4)某种燃料电池的工作原理如图所示,a、b均为惰性电极。
假设使用的“燃料”是甲醇,a极的电极反应式为___________________________ 。
Ⅰ.在2L密闭容器中,800℃时反应体系中,随时间的变化如表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
/mol | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
(1)用表示从0~2s内该反应的平均速率v=
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是
a. b.容器内压强保持不变 c.体系颜色不再改变 d.容器内密度保持不变
(3)转化反应,在的催化作用下反应历程可分为:
第一步:;
第二步:(将化学方程式补充完整)
(4)某种燃料电池的工作原理如图所示,a、b均为惰性电极。
假设使用的“燃料”是甲醇,a极的电极反应式为
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