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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:359 题号:12915003
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_______B点处v(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_______

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【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   
   
(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,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/s036122436
T1时甲容器中00.360.600.800.800.80
T2时乙容器中00.300.500.700.850.85
(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
2021-01-25更新 | 140次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
名校
【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___
2020-10-19更新 | 128次组卷
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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。
溶液pH6~78~910~1111~12
剩余氨态氮浓度(mg·L−1)1561004014
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______
2019-05-14更新 | 537次组卷
共计 平均难度:一般