的资源化有利于碳中和,利用氧化烷烃可制得烯烃。以和乙苯()为原料合成苯乙烯()为例,涉及以下反应:
① (g)(g)+H2(g)
②(g)+CO2(g)(g)+CO(g)+H2O(g)
回答下列问题:
(1)根据盖斯定律,写出与反应的热化学方程式___________ 。
(2)判断下列说法正确的是___________。
(3)刚性容器中,进料浓度比c(乙苯):c(CO2)分别等于1:5、1:15、1:50时,乙苯平衡转化率随条件X的变化关系如图1所示:
①曲线a的进料浓度比c(乙苯):c(CO2)为___________ 。
②条件X是___________ (填“温度”或“压强”),依据是___________ 。
(4)图3为乙苯与在催化剂表面反应的机理:
在刚性容器中乙苯分压不变时,继续增加分压,乙苯转化率反而下降(见图2)的原因是___________ 。
(5)某温度下,等物质的量的乙苯和在刚性容器内发生反应②,初始压强为p0平衡时苯乙烯的体积分数为20%,则平衡总压为___________ ,该反应的平衡常数Kp=___________ 。
① (g)(g)+H2(g)
②(g)+CO2(g)(g)+CO(g)+H2O(g)
回答下列问题:
(1)根据盖斯定律,写出与反应的热化学方程式
(2)判断下列说法正确的是___________。
A.当,反应②达到平衡状态 |
B.升高温度,反应②的正、逆反应速率都增大 |
C.增大压强,反应①平衡逆向移动,平衡常数K减小 |
D.加入反应①的催化剂,可减小反应①的活化能 |
①曲线a的进料浓度比c(乙苯):c(CO2)为
②条件X是
(4)图3为乙苯与在催化剂表面反应的机理:
在刚性容器中乙苯分压不变时,继续增加分压,乙苯转化率反而下降(见图2)的原因是
(5)某温度下,等物质的量的乙苯和在刚性容器内发生反应②,初始压强为p0平衡时苯乙烯的体积分数为20%,则平衡总压为
更新时间:2021/08/04 18:05:06
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【推荐1】二甲醚(DME)在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。工业上常用合成气制备二甲醚的主要原理如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ∆H1<0
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ∆H2<0
③CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) ∆H3<0
回答下列问题:
(1)已知:CO(g)、H2(g)、CH3OCH3(g)的燃烧热分别是∆H(CO)=-283kJ·mol-1、∆H(H2)=-285kJ·mol-1和∆H(CH3OCH3)=-1453kJ·mol-1,则反应2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(1)的∆H=___________ kJ·mol-1,反应③的正反应的活化能___________ 逆反应的活化能(填“>、<或=”)。
(2)在催化剂作用下,发主上述3个反应,CO的转化率、CH3OH和CO2的产率和随温度变化关系如图1所示。总压分别为100kPa、10kPa时,平衡体系中CO和CH3OCH3(g)的物质的量分数随温度变化关系如图2所示。
①图1中CO的转化率随温度升高而上升的原因是___________ 。
②图1中780℃时,CH3OCH3的选择性为___________ 。 ()
③能提高CH3OCH3选择性的最关键因素是___________ 。
④100kPa时,CO和CH3OCH3的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是___________ 、___________ 。
(3)在100MPa下,将3molH2、2molCO充入T℃恒容密闭容器中,若只发生反应①和反应②,达到平衡时,测得n(CH3OH)=0.25mol、n(H2O)=0.5mol,则反应①平衡常数Kp=___________ (MPa)-2(Kp为用气体分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ∆H1<0
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ∆H2<0
③CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) ∆H3<0
回答下列问题:
(1)已知:CO(g)、H2(g)、CH3OCH3(g)的燃烧热分别是∆H(CO)=-283kJ·mol-1、∆H(H2)=-285kJ·mol-1和∆H(CH3OCH3)=-1453kJ·mol-1,则反应2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(1)的∆H=
(2)在催化剂作用下,发主上述3个反应,CO的转化率、CH3OH和CO2的产率和随温度变化关系如图1所示。总压分别为100kPa、10kPa时,平衡体系中CO和CH3OCH3(g)的物质的量分数随温度变化关系如图2所示。
①图1中CO的转化率随温度升高而上升的原因是
②图1中780℃时,CH3OCH3的选择性为
③能提高CH3OCH3选择性的最关键因素是
④100kPa时,CO和CH3OCH3的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是
(3)在100MPa下,将3molH2、2molCO充入T℃恒容密闭容器中,若只发生反应①和反应②,达到平衡时,测得n(CH3OH)=0.25mol、n(H2O)=0.5mol,则反应①平衡常数Kp=
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【推荐2】工业废水中常含有酚类、重金属、氰类、三氯甲烷及砷类等有害物质,必须处理后才可排放。
(1)处理废水时常需加入混凝剂,如明矾、PAN 等。
①写出明矾中Al3+水解的离子方程式___________ 。
②PAN化学式为,其单体的结构简式为___________ 。
(2)处理高浓度的含酚废水的方法之一是萃取回收法,其流程如下:
①该流程中涉及分液操作___________ 次(填数字)。
②“操作Z”中发生反应的化学方程式为___________ 。
(3)用FeS除去废水中汞盐的反应为Hg2++FeSHgS + Fe2+,该反应的平衡常数为K=____________ [填数值,已知:Ksp(FeS)=6.4×10-15,Ksp(HgS)=1.6×10-52]。
(4)处理含CN-废水有惰性电极电解法、NaClO氧化法等。
已知:HCN的Ka=6.3×10-10,沸点为25.7℃,有剧毒。
①电解前需将废水的pH调至10~11,其目的是___________ 。
②惰性电极电解时,CN-在阳极最终氧化为CO、CO2和N2。则1mol CN-在阳极被完全氧化,同时在阴极上产生H2的物质的量为___________ (不考虑副反应)。
③电解后期需在废水中加入食盐继续电解,加食盐除可提高电流效率外,还因为___________ 。
(5)纳米零价铁除去酸性废水中的三氯乙烯、五价砷的原理如下图所示:
纳米零价铁中Fe为负极, C2HCl3在其表面被还原的电极反应式为___________ ;在含高浓度SO的酸性溶液中脱除砷的化学方程式为___________ 。
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①写出明矾中Al3+水解的离子方程式
②PAN化学式为,其单体的结构简式为
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①该流程中涉及分液操作
②“操作Z”中发生反应的化学方程式为
(3)用FeS除去废水中汞盐的反应为Hg2++FeSHgS + Fe2+,该反应的平衡常数为K=
(4)处理含CN-废水有惰性电极电解法、NaClO氧化法等。
已知:HCN的Ka=6.3×10-10,沸点为25.7℃,有剧毒。
①电解前需将废水的pH调至10~11,其目的是
②惰性电极电解时,CN-在阳极最终氧化为CO、CO2和N2。则1mol CN-在阳极被完全氧化,同时在阴极上产生H2的物质的量为
③电解后期需在废水中加入食盐继续电解,加食盐除可提高电流效率外,还因为
(5)纳米零价铁除去酸性废水中的三氯乙烯、五价砷的原理如下图所示:
纳米零价铁中Fe为负极, C2HCl3在其表面被还原的电极反应式为
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【推荐3】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1】氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备.储存和应用三个环节。回答下列问题:
(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点是_________ (至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式:____________ 。
(2)氢气可用于制备H2O2。已知: H2(g)+A(l)=B(l)ΔH1 O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l)ΔH2 ,其中A.B为有机物,两反应均为自发反应,则H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的ΔH________ 0(填“>”.“<”或“=”)。
(3)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MHx(s)+yH2(g) MHx+2y(s) ΔH<0达到化学平衡。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y mol H2只需1 mol MHx
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)
(4)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为_________ 。
(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH−FeO42−+3H2↑,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42−,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
①电解一段时间后,c(OH−)降低的区域在_______ (填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是_______ 。
(1)与汽油相比,氢气作为燃料的优点是
(2)氢气可用于制备H2O2。已知: H2(g)+A(l)=B(l)ΔH1 O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l)ΔH2 ,其中A.B为有机物,两反应均为自发反应,则H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的ΔH
(3)在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MHx(s)+yH2(g) MHx+2y(s) ΔH<0达到化学平衡。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y mol H2只需1 mol MHx
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)
(4)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为
(5)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH−FeO42−+3H2↑,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42−,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
①电解一段时间后,c(OH−)降低的区域在
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是
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【推荐2】回答下列问题:
(1)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H2 ③CO2(g) + H2(g) CO(g)+H2O(g) △H3已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
由此计算△H1=___________ kJ•mol-1;已知△H2= -58 kJ•mol-1,则△H3= ___________ kJ•mol-1。
(2)燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置,CH3OH—空气燃料电池是一种碱性(20%—30%的KOH溶液)燃料电池。电池放电时,负极的电极反应式为___________ 。正极的电极反应式为___________ 。
(3)将V1 mL 1.00 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。下列叙述正确的是___________
(1)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H2 ③CO2(g) + H2(g) CO(g)+H2O(g) △H3已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H-H | C-O | C≡O | H-O | C-H |
E/(kJ•mol-1) | 436 | 343 | 1075 | 465 | 413 |
(2)燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置,CH3OH—空气燃料电池是一种碱性(20%—30%的KOH溶液)燃料电池。电池放电时,负极的电极反应式为
(3)将V1 mL 1.00 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。下列叙述正确的是___________
A.做该实验时环境温度为22 ℃ |
B.该实验表明化学能可以转化为热能 |
C.NaOH溶液的浓度约为1.00 mol·L-1 |
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应 |
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【推荐3】我国科学者突破二氧化碳人工合成淀粉技术,具有划时代的意义。其中关键的一步是将二氧化碳在双金属固溶体氧化物()催化剂下变成甲醇,由制备甲醇过程可能涉及反应如下,
反应I:
反应II:
反应III:
试回答下列问题
(1)反应II的___________ 。
(2)在一定条件下2L恒容密闭容器中,充入3mol和1mol仅发生反应I,实验测得不同反应温度与体系中的平衡转化率的关系如下表所示:
①T___________ (填“>”或“<”)500℃。
②温度为500℃时,该反应10min时达到平衡。用表示该反应的速率为___________ ;该温度下,的体积分数为___________ 。
(3)我国科学者研究二氧化碳在双金属固溶体氧化物()催化剂下变成甲醇时还发现一定温度下当的转化率为10%,生成甲醇的选择性为90%,则甲醇的收率为___________ (已知:收率=转化率×选择性);有利于提高平衡时转化率的措施有___________ (填字母)
a.使用催化剂b.加压 c.增大和的初始投料比 d.及时分离甲醇
(4)我国科学者又进一步研究了在催化剂上加氢制甲醇过程中水的作用机理;其主反应历程如图所示(),下列说法错误的是___________ (填字母)
a.二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达100%
b.带*标记的物质是该反应历程中的中间产物
c.向该反应体系中加入少量的水不能增加甲醇的收率
d.第③步的反应式为
反应I:
反应II:
反应III:
试回答下列问题
(1)反应II的
(2)在一定条件下2L恒容密闭容器中,充入3mol和1mol仅发生反应I,实验测得不同反应温度与体系中的平衡转化率的关系如下表所示:
温度(℃) | 500 | T |
的平衡转化率(%) | 50 | 40 |
②温度为500℃时,该反应10min时达到平衡。用表示该反应的速率为
(3)我国科学者研究二氧化碳在双金属固溶体氧化物()催化剂下变成甲醇时还发现一定温度下当的转化率为10%,生成甲醇的选择性为90%,则甲醇的收率为
a.使用催化剂b.加压 c.增大和的初始投料比 d.及时分离甲醇
(4)我国科学者又进一步研究了在催化剂上加氢制甲醇过程中水的作用机理;其主反应历程如图所示(),下列说法错误的是
a.二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达100%
b.带*标记的物质是该反应历程中的中间产物
c.向该反应体系中加入少量的水不能增加甲醇的收率
d.第③步的反应式为
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【推荐1】合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,解决了亿万人口生存问题。回答下列问题:
(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”标记。由图可知合成氨反应的热化学方程式为___________ ,写出该历程中速率最慢一步的反应___________ 。
(2)工业合成氨反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),当进料体积比V(N2):V(H2)=1∶3时,平衡气体中NH3的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示:
①该反应的平衡常数K(a)___________ K(b)(填“<”或“=”或“>”)。
②500℃、压强为5P0时,Kp=___________ [Kp为平衡分压代替平衡浓度计算求得的平衡常数(分压=总压×物质的量分数)]。
(3)科学家利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成并取得初步成果,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如图所示。
①A电极反应为___________ 。
②电池工作时在固氮酶表面发生的反应为___________ 。
(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”标记。由图可知合成氨反应的热化学方程式为
(2)工业合成氨反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),当进料体积比V(N2):V(H2)=1∶3时,平衡气体中NH3的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示:
①该反应的平衡常数K(a)
②500℃、压强为5P0时,Kp=
(3)科学家利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成并取得初步成果,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如图所示。
①A电极反应为
②电池工作时在固氮酶表面发生的反应为
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【推荐2】I.工业上可用“氨催化氧化法”生产NO,主要副产物为N2。请回答下列问题:
(1)以氨气、氧气为原料,在催化剂存在下生成NO和副产物N2的热化学方程式如下:
①4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g) ΔH1,
②4NH3(g)+3O2(g)⇌2N2(g)+6H2O(g) ΔH2,
③N2(g)+O2(g)⇌2NO(g) ΔH3,则上述反应热效应之间的关系式为ΔH3=___________ 。
(2)某化学研究性学习小组模拟工业合成NO的反应。在1110 K时,向一恒容密闭容器内充入1 mol NH3和2.8 mol O2,加入合适催化剂(催化剂的体积大小可忽略不计),保持温度不变,只发生反应:4NH3(g)+5O2(g)⇌ 4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0。
①下列各项能说明反应已达到化学平衡状态的是___________ (填字母序号)。
a.5c(NH3)=4c(O2)
b.NH3的生成速率与NO的生成速率相等
c.混合气体的压强不变
d.混合气体的密度不变
②若其他条件不变,将容器改为恒容的绝热容器,在达到平衡后的体系温度下的化学平衡常数为K1,则K1___________ K(填“>”“<”或“=”)。
(3)对于反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的反应历程如下:
第一步:2NO(g)→N2O2(g) (快速平衡)
第二步:N2O2(g)+O2(g)K22NO2(g) (慢反应)
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡,第一步反应中:v正=k1正·c2(NO),v逆=k1逆·c(N2O2),k1正、k1逆为速率常数,仅受温度影响。下列叙述正确的是___________ 。
a.整个反应的速率由第一步反应速率决定
b.第一步反应的平衡常数K=
c.第二步反应速率慢,因而平衡转化率也低
d.第二步反应的活化能比第一步反应的活化能高
(4)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOX的排放,某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag-ZSW-5催化,测得NO分解转化为N2的转化率随温度变化情况如下图所示。
①在=1条件下,最佳温度应控制在_____ 左右。
②用平衡移动原理解释加入CO后NO转化为N2的转化率增大的原因:_____ 。
II.
(5)某研究小组模拟用CO和H2合成甲醇,其反应为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH<0。在容积固定为1 L的密闭容器内充入2 mol CO和4 mol H2,加入合适的催化剂(体积可以忽略不计),保持250°C不变发生上述反应,用压力计监测容器内压强的变化如下,该温度下用分压表示的平衡常数Kp___________ MPa-2(分压=总压×物质的量分数,列出表达式即可,不用化简)。
(6)以甲烷为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池,目前得到广泛的研究。下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题:
①B极上的电极反应式为___________ 。
②若用该燃料电池作电源,用石墨作电极电解硫酸铜溶液,当阳极收集到5.6 L(标准状况)气体时,消耗甲烷的体积为___________ L(标准状况下)。
(1)以氨气、氧气为原料,在催化剂存在下生成NO和副产物N2的热化学方程式如下:
①4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g) ΔH1,
②4NH3(g)+3O2(g)⇌2N2(g)+6H2O(g) ΔH2,
③N2(g)+O2(g)⇌2NO(g) ΔH3,则上述反应热效应之间的关系式为ΔH3=
(2)某化学研究性学习小组模拟工业合成NO的反应。在1110 K时,向一恒容密闭容器内充入1 mol NH3和2.8 mol O2,加入合适催化剂(催化剂的体积大小可忽略不计),保持温度不变,只发生反应:4NH3(g)+5O2(g)⇌ 4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0。
①下列各项能说明反应已达到化学平衡状态的是
a.5c(NH3)=4c(O2)
b.NH3的生成速率与NO的生成速率相等
c.混合气体的压强不变
d.混合气体的密度不变
②若其他条件不变,将容器改为恒容的绝热容器,在达到平衡后的体系温度下的化学平衡常数为K1,则K1
(3)对于反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的反应历程如下:
第一步:2NO(g)→N2O2(g) (快速平衡)
第二步:N2O2(g)+O2(g)K22NO2(g) (慢反应)
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡,第一步反应中:v正=k1正·c2(NO),v逆=k1逆·c(N2O2),k1正、k1逆为速率常数,仅受温度影响。下列叙述正确的是
a.整个反应的速率由第一步反应速率决定
b.第一步反应的平衡常数K=
c.第二步反应速率慢,因而平衡转化率也低
d.第二步反应的活化能比第一步反应的活化能高
(4)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOX的排放,某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag-ZSW-5催化,测得NO分解转化为N2的转化率随温度变化情况如下图所示。
①在=1条件下,最佳温度应控制在
②用平衡移动原理解释加入CO后NO转化为N2的转化率增大的原因:
II.
(5)某研究小组模拟用CO和H2合成甲醇,其反应为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH<0。在容积固定为1 L的密闭容器内充入2 mol CO和4 mol H2,加入合适的催化剂(体积可以忽略不计),保持250°C不变发生上述反应,用压力计监测容器内压强的变化如下,该温度下用分压表示的平衡常数Kp
反应时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
压强/(MPa) | 12.4 | 10.2 | 8.4 | 7.0 | 6.2 | 6.2 |
(6)以甲烷为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池,目前得到广泛的研究。下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题:
①B极上的电极反应式为
②若用该燃料电池作电源,用石墨作电极电解硫酸铜溶液,当阳极收集到5.6 L(标准状况)气体时,消耗甲烷的体积为
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【推荐3】回答下列问题:
(1)在刚过去的11月,绵阳因空气重污染而进行了今年的第一次汽车限行。汽车尾气中的氮氧化物是城市空气的主要污染物之一 ,如何降低汽车尾气污染已成为环保领域的热点。科技工作者用甲烷将氮氧化物还原为N2和H2O,涉及的反应如下:
CH4(g)+ 4NO2(g) =4NO(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) ΔH1 = - 574 kJ/mol
CH4(g)+ 2NO2(g) =CO2(g)+ 2H2O(g)+N2(g) ΔH2=- 867 kJ/mol
则CH4(g)还原NO(g)生成N2(g)的热化 学方程式为_____ 。
(2)使用氢能源可以减少汽车尾气中有害气体的排放。利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气:CH3OH(g)+ H2O(g) =CO2(g)+ 3H2(g) ΔH,该反应过程中的能量变化如图:
①ΔH_____ 0(填“>”“=”或“<”)。
②途径(I)的活化能E=_____ 。
③途径(I)变为途径(II):改变的条件是_____ ,反应热(ΔH) _____ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)在一定温度下,向1L恒容密闭容器中充入1 mol C3H8(g),发生反应: C3H8(g) C3H6(g)+ H2(g) ΔH>0,开始压强为p0MPa。
①下列能说明上述反应一定达到化学平衡状态的是_____ (填字母标号)。
A. n(C3H6):n(H2)=1:1
B.气体平均摩尔质量保持不变
C.气体密度保持不变
D. C3H8分解速率与C3H6消耗速率相等
②欲使丙烯的平衡产率提高,应采取的措施是_____ (填字母标号)。
A.升高温度 B.降低温度
C.加催化剂 D.充入C3H8
③经过4 min,反应达到平衡,此时容器压强为1.5 p0 MPa,则前4 min的平均反应速率v(H2)=____ , 该温度下反应的平衡常数K=_____ mol·L-1。
(4)某科研机构利用CO2的弱氧化性开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺,该工艺采用铬的氧化物作催化剂,其反应机理如图。
该工艺采用的催化剂为_____ 。
(1)在刚过去的11月,绵阳因空气重污染而进行了今年的第一次汽车限行。汽车尾气中的氮氧化物是城市空气的主要污染物之一 ,如何降低汽车尾气污染已成为环保领域的热点。科技工作者用甲烷将氮氧化物还原为N2和H2O,涉及的反应如下:
CH4(g)+ 4NO2(g) =4NO(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) ΔH1 = - 574 kJ/mol
CH4(g)+ 2NO2(g) =CO2(g)+ 2H2O(g)+N2(g) ΔH2=- 867 kJ/mol
则CH4(g)还原NO(g)生成N2(g)的热化 学方程式为
(2)使用氢能源可以减少汽车尾气中有害气体的排放。利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气:CH3OH(g)+ H2O(g) =CO2(g)+ 3H2(g) ΔH,该反应过程中的能量变化如图:
①ΔH
②途径(I)的活化能E=
③途径(I)变为途径(II):改变的条件是
(3)在一定温度下,向1L恒容密闭容器中充入1 mol C3H8(g),发生反应: C3H8(g) C3H6(g)+ H2(g) ΔH>0,开始压强为p0MPa。
①下列能说明上述反应一定达到化学平衡状态的是
A. n(C3H6):n(H2)=1:1
B.气体平均摩尔质量保持不变
C.气体密度保持不变
D. C3H8分解速率与C3H6消耗速率相等
②欲使丙烯的平衡产率提高,应采取的措施是
A.升高温度 B.降低温度
C.加催化剂 D.充入C3H8
③经过4 min,反应达到平衡,此时容器压强为1.5 p0 MPa,则前4 min的平均反应速率v(H2)=
(4)某科研机构利用CO2的弱氧化性开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺,该工艺采用铬的氧化物作催化剂,其反应机理如图。
该工艺采用的催化剂为
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【推荐1】我国对世界郑重承诺:2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。而研发二氧化碳的碳捕捉和碳利用技术则是关键。
(1)在恒容密闭容器中通入与,使其物质的量浓度均为1.0mol/L,在一定条件下发生反应:,测得的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。
①该反应的___________ 0(填“”或“”或“”)。
②压强p1、p2、p3、p4由大到小的关系为___________ 。
③压强为p4时,在b点:__________ Kc(填“”或“”或“”)。
(2)的催化加氢同时发生以下反应,如
i
ii.
不同压强下的平衡转化率与温度的关系如下图:
①400~600℃,的平衡转化率随着压强的升高而增大,B点v正_________ A点v逆 (填“>”或“<”或“=”)。
②根据图象可知,其他条件相同时,下列反应条件控制中能获得乙烯最多的是___________ (填序号)。
A.压强0.1MPa 温度800℃ B.压强4.0MPa 温度300℃
C.压强0.1MPa 温度300℃ D.压强4.0MPa 温度800℃
③在恒定压强下,随着温度的升高,的平衡转化率先降低后升高。试分析可能原因___________ 。
④一定条件下,将和CO2[]在某催化剂作用下,当总压稳定在p时,测得和CO的物质的量之比为2:1,的转化率为50.0%。则反应i的化学平衡常数Kp=___________ (只列算式不计算)。
(1)在恒容密闭容器中通入与,使其物质的量浓度均为1.0mol/L,在一定条件下发生反应:,测得的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。
①该反应的
②压强p1、p2、p3、p4由大到小的关系为
③压强为p4时,在b点:
(2)的催化加氢同时发生以下反应,如
i
ii.
不同压强下的平衡转化率与温度的关系如下图:
①400~600℃,的平衡转化率随着压强的升高而增大,B点v正
②根据图象可知,其他条件相同时,下列反应条件控制中能获得乙烯最多的是
A.压强0.1MPa 温度800℃ B.压强4.0MPa 温度300℃
C.压强0.1MPa 温度300℃ D.压强4.0MPa 温度800℃
③在恒定压强下,随着温度的升高,的平衡转化率先降低后升高。试分析可能原因
④一定条件下,将和CO2[]在某催化剂作用下,当总压稳定在p时,测得和CO的物质的量之比为2:1,的转化率为50.0%。则反应i的化学平衡常数Kp=
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【推荐2】600 ℃时,在容积4 L的密闭氧化炉中,将3.0 mol SO2和1.5 mol O2混合,发生如下反应:2SO2(g)+O2 (g)⇌2SO3(g) △H<0。
(1)反应过程中SO2、O2、SO3物质的量有如图1所示的变化。已知10 min时反应已经平衡,其中10 min到15 min时,肯定与图象不相符的变化是___________。
(2)当t1=15 min时反应达平衡,这段时间内此反应的平均速率v(SO3)=___________ ,SO2的转化率为___________ ,O2的平衡浓度c(O2)=___________ ,该反应的化学平衡常数K=___________ (保留两位有效数字)。
(3)改变反应条件时,该反应的时间速率图象如图2。
①请判断当t2、t4、t6各时刻采取的措施(只改变单一条件,若有多种可能只需写出一种即可)。
t2:___________ ;t4:___________ ;t6:______ 。
②SO3的百分含量最高的一段时间是______
A.t1~t2 B.t3~t4 C.t5~t6 D.t6~t7
(1)反应过程中SO2、O2、SO3物质的量有如图1所示的变化。已知10 min时反应已经平衡,其中10 min到15 min时,肯定与图象不相符的变化是___________。
A.加了催化剂 | B.增加SO3的物质的量 | C.升高温度 | D.缩小容器体积 |
(3)改变反应条件时,该反应的时间速率图象如图2。
①请判断当t2、t4、t6各时刻采取的措施(只改变单一条件,若有多种可能只需写出一种即可)。
t2:
②SO3的百分含量最高的一段时间是
A.t1~t2 B.t3~t4 C.t5~t6 D.t6~t7
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【推荐3】氧硫化碳(COS,结构类似于CO2)广泛存在于以煤为原料的各种化工原料气中,能引起催化剂中毒、化学产品质量下降和大气污染。有多种方法可以脱氧硫化碳中的硫,其中氢解和水解反应是两种常用的脱硫方法,其反应式分别为:
①氢解反应:COS(g) +H2(g)H2S(g) + CO(g) ΔH1= +7kJ/mol
②水解反应:COS(g) +H2O(g)H2S(g) +CO2(g) ΔH2=-35kJ/mol
请回答下列问题:
(1)氧硫化碳的电子式为_____ 。
(2)CO和H2O(g)能反应生成CO2和H2,写出该反应的热化学方程式_______ 。
(3)水解反应达到平衡后,若减小容器的体积,逆反应速率将_____ (填增大、减少或不变,下同),COS的转化率____ 。
(4)某温度下,体积为2L的恒容体系中,物质的量分别为mmol、nmol的COS蒸气和H2气发生氢解,已知COS的转化率为α,则该温度下的平衡常数K=____ (用m、n、α等符号表示)。
(5)某科研小组研究改进催化剂TiO2/Al2O3和温度对COS水解的影响,得到如图
COS水解的最佳温度是________ ;理由是___________ 。
①氢解反应:COS(g) +H2(g)H2S(g) + CO(g) ΔH1= +7kJ/mol
②水解反应:COS(g) +H2O(g)H2S(g) +CO2(g) ΔH2=-35kJ/mol
请回答下列问题:
(1)氧硫化碳的电子式为
(2)CO和H2O(g)能反应生成CO2和H2,写出该反应的热化学方程式
(3)水解反应达到平衡后,若减小容器的体积,逆反应速率将
(4)某温度下,体积为2L的恒容体系中,物质的量分别为mmol、nmol的COS蒸气和H2气发生氢解,已知COS的转化率为α,则该温度下的平衡常数K=
(5)某科研小组研究改进催化剂TiO2/Al2O3和温度对COS水解的影响,得到如图
COS水解的最佳温度是
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