将二氧化碳转化为高附加值碳基燃料可有效减少碳排放。二氧化碳催化加氢制甲醇引起了科学界和工业界的极大兴趣。回答下列问题:
(1)相关的化学键键能数据如下表所示。
写出二氧化碳催化加氢制甲醇的热化学方程式:_______ 。
(2)采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒,成功的实现了高选择性电催化还原制备甲醇,该反应历程如图所示。
①该过程容易产生副产物_______ 。
②上述合成甲醇的反应速率较慢,要使反应速率加快,需要降低某步骤的能量变化,写出该基元反应的化学方程式:_______ 。
(3)工业中,和在催化剂作用下可发生两个平行反应,分别生成和。
反应a: ;
反应b: 。
在传统的催化固定反应床()中,转化率和甲醇选择性通常都比较低,科学团队发展了一种具有反应分离双功能的分子筛膜催化反应器()用于催化加氢制备甲醇,极大地改善了该问题,原理如下图所示。
保持压强为,向密闭容器中投入一定量和,不同反应模式下的平衡转化率和甲醇选择性的相关实验数据如下表所示。
已知选择性:转化的中生成的百分比。
①模式时,投料比,一定温度下发生反应,下列说法能作为反应达到平衡状态的判据是_______ (填选项字母)。
A.气体密度不再变化
B.CO的体积分数不再变化
C.气体平均相对分子质量不再变化
D.不再变化
E.、、、的物质的量之比为
②由表中数据可知模式下,的转化率显著提高,结合具体反应分析可能的原因:_______ 。
③压力平衡常数是指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数,平衡分压总物质的量分数。根据表中数据计算温度为时,反应a的值为_______ (无需计算,写表达式)。
(1)相关的化学键键能数据如下表所示。
化学键 | |||||
(2)采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒,成功的实现了高选择性电催化还原制备甲醇,该反应历程如图所示。
①该过程容易产生副产物
②上述合成甲醇的反应速率较慢,要使反应速率加快,需要降低某步骤的能量变化,写出该基元反应的化学方程式:
(3)工业中,和在催化剂作用下可发生两个平行反应,分别生成和。
反应a: ;
反应b: 。
在传统的催化固定反应床()中,转化率和甲醇选择性通常都比较低,科学团队发展了一种具有反应分离双功能的分子筛膜催化反应器()用于催化加氢制备甲醇,极大地改善了该问题,原理如下图所示。
保持压强为,向密闭容器中投入一定量和,不同反应模式下的平衡转化率和甲醇选择性的相关实验数据如下表所示。
实验组 | 反应模式 | 压强/ | 温度/℃ | 转化率 | 选择性 | |
① | ||||||
② | ||||||
③ |
①模式时,投料比,一定温度下发生反应,下列说法能作为反应达到平衡状态的判据是
A.气体密度不再变化
B.CO的体积分数不再变化
C.气体平均相对分子质量不再变化
D.不再变化
E.、、、的物质的量之比为
②由表中数据可知模式下,的转化率显著提高,结合具体反应分析可能的原因:
③压力平衡常数是指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数,平衡分压总物质的量分数。根据表中数据计算温度为时,反应a的值为
更新时间:2021-08-31 08:07:07
|
相似题推荐
解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】氮及其化合物在生产、生活中有广泛的应用,按要求回答下列问题:
(1)工业合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),断裂1molN≡N、H-H、N-H需要吸收的能量分别是xkJ·mol-1、436kJ·mol-1、391kJ·mol-1,结合合成氨反应过程中的能量变化图,则x=____ 。
(2)恒温下,将1.0molN2和3.0molH2置于体积为2L的密闭容器中进行反应。若5min时测得氢气浓度为0.9mol/L,则用氨气表示5min内的化学反应速率为____ mol·L-1·min-1,5min体系总压强与初始时的总压强之比为____ 。
(3)消除NO污染物,可在一定条件下,用CO与NO反应生成CO2和N2,在恒容密闭容器中充入4molCO和4molNO发生2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)反应。
①为提高此反应的速率,下列措施可行的是____ (填字母)。
A.充入氦气 B.降低温度 C.使用适合催化剂 D.移出CO2
②下列事实能说明该反应达到平衡状态的是____ (填字母)。
A.容器中NO和CO的体积分数之比不再变化
B.容器中混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.2v正(NO)=v逆(N2)
D.相同时间内断裂N2中N≡N数与形成CO2中C=O数之比为1:2
(4)如图是监测NO含量的传感器工作原理示意图。NiO电极上发生____ (填“氧化”或“还原”)反应,Pt电极上发生的电极反应式为____ 。
(1)工业合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),断裂1molN≡N、H-H、N-H需要吸收的能量分别是xkJ·mol-1、436kJ·mol-1、391kJ·mol-1,结合合成氨反应过程中的能量变化图,则x=
(2)恒温下,将1.0molN2和3.0molH2置于体积为2L的密闭容器中进行反应。若5min时测得氢气浓度为0.9mol/L,则用氨气表示5min内的化学反应速率为
(3)消除NO污染物,可在一定条件下,用CO与NO反应生成CO2和N2,在恒容密闭容器中充入4molCO和4molNO发生2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)反应。
①为提高此反应的速率,下列措施可行的是
A.充入氦气 B.降低温度 C.使用适合催化剂 D.移出CO2
②下列事实能说明该反应达到平衡状态的是
A.容器中NO和CO的体积分数之比不再变化
B.容器中混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.2v正(NO)=v逆(N2)
D.相同时间内断裂N2中N≡N数与形成CO2中C=O数之比为1:2
(4)如图是监测NO含量的传感器工作原理示意图。NiO电极上发生
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】液态肼()是一种高能燃料,在工业生产中用途广泛,其结构如图所示:(1)肼中含有_______ 极性共价键。
(2)工业上可用肼与新制反应制备,同时放出,该反应的化学方程式为_______ 。
(3)可在中燃烧生成和水蒸气,已知:肼完全反应放出热量为,则的键能为_______ ;部分共价键键能如下表所示:
(4)肼—过氧化氢碱性燃料电池由于其较高的能量密度而备受关注,其工作原理如图所示。该电池的B极区发生_______ (填“氧化反应”或“还原反应”),负极的电极反应为_______ ,电池工作过程中,若A极区产生(标况下),则B极区消耗的物质的量是_______ ,转移的电子数目为_______ 。
(2)工业上可用肼与新制反应制备,同时放出,该反应的化学方程式为
(3)可在中燃烧生成和水蒸气,已知:肼完全反应放出热量为,则的键能为
键能() |
您最近一年使用:0次
【推荐3】研究工业合成氨中的副产物CO2的综合利用对于“碳中和”具有重要意义。
(1)合成氨的反应原理为3H2(g)+N2(g)2NH3(g)ΔH=—92.4kJ·mol-1。
①比较不同温度下该反应的平衡常数:K200℃______ K600℃(填“>”“<”或“=”)。
②若N≡N键的键能是akJ·mol-1,H—H键的键能是bkJ·mol-1,则N—H键的键能为______ kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
(2)工业上利用NH3制取尿素的反应原理为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(1)+H2O(g)。
①写出该反应的平衡常数表达式:K=______ 。
②当起始氨碳比=3时,反应达到平衡时CO2的转化率为60%,则NH3的平衡转化率为______ 。
(3)通过不同途径将CO2甲烷化具有重要意义。
①热化学转化法:反应原理为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH,反应中每转移1mol电子,放出21kJ的热量,则ΔH=______ 。
②电化学转化法:在多晶铜的催化下,CO2在碱性介质中电解可直接转化为甲烷,则阴极反应式为______ 。
(1)合成氨的反应原理为3H2(g)+N2(g)2NH3(g)ΔH=—92.4kJ·mol-1。
①比较不同温度下该反应的平衡常数:K200℃
②若N≡N键的键能是akJ·mol-1,H—H键的键能是bkJ·mol-1,则N—H键的键能为
(2)工业上利用NH3制取尿素的反应原理为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(1)+H2O(g)。
①写出该反应的平衡常数表达式:K=
②当起始氨碳比=3时,反应达到平衡时CO2的转化率为60%,则NH3的平衡转化率为
(3)通过不同途径将CO2甲烷化具有重要意义。
①热化学转化法:反应原理为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH,反应中每转移1mol电子,放出21kJ的热量,则ΔH=
②电化学转化法:在多晶铜的催化下,CO2在碱性介质中电解可直接转化为甲烷,则阴极反应式为
您最近一年使用:0次
解答题-工业流程题
|
较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】乙二醇锑[Sb2(OCH2CH2O)3]是一种无毒的白色晶状粉末,主要用作聚酯反应催化剂,其生产工艺流程如下:
(1)补全煅烧过程中的化学方程式:Sb2S3+ =Sb2O3+SO2,_______ 。
(2)醇化反应为可逆反应,其化学方程式是_______ ,为提高Sb2O3的平衡转化率,可采取的措施是_______ (任写一条)
(3)醇化时,最佳投料比=45,投料比过大导致产率降低的原因可能是_______ 。
(4)产品中含量的测定:
I.实验原理:用碘(I2)标准溶液将氧化为
II.实验操作:称取mg产品于锥形瓶中,用盐酸等试剂预处理后,用amol/L碘标准液滴定。接近终点时,加入2滴淀粉溶液,继续滴定至终点,消耗碘标准液体积为VmL。
①滴定终点的现象是_______ 。
②产品中的质量分数是_______ 。
(1)补全煅烧过程中的化学方程式:Sb2S3+ =Sb2O3+SO2,
(2)醇化反应为可逆反应,其化学方程式是
(3)醇化时,最佳投料比=45,投料比过大导致产率降低的原因可能是
(4)产品中含量的测定:
I.实验原理:用碘(I2)标准溶液将氧化为
II.实验操作:称取mg产品于锥形瓶中,用盐酸等试剂预处理后,用amol/L碘标准液滴定。接近终点时,加入2滴淀粉溶液,继续滴定至终点,消耗碘标准液体积为VmL。
①滴定终点的现象是
②产品中的质量分数是
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
【推荐2】二氧化碳的捕集和转化是科学研究中的热点问题,我国科研人员提出了由CO2(g)和H2(g)转化为CH4(g)和H2O(g)的反应历程,其示意图如图。
(1)根据信息可知该可逆反应的化学方程式为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g),该反应使用的催化剂为____ 。
(2)200℃下,在一密闭容器中充入一定量的CO2与H2发生反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。一段时间后反应达平衡若其他条件不变,温度从200℃升至400℃,反应重新达到平衡时,H2的体积分数增加。下列说法正确的是___ (填字母)。
a.该反应的△H>0
b.平衡常数大小:K(400℃)>K(200℃)
c.200℃下,减小的值,CO2的平衡转化率升高
d.反应达到平衡时v正(H2)=2v逆(H2O)
(3)一定条件下,反应体系中CO2平衡转化率α(CO2)与L和X的关系如图所示,L和X表示温度或压强。
①L表示的物理量是____ 。
②L1____ L2(填“<”或“>”),判断理由是____ 。
(4)向1L恒容密闭容器中加入4.0molH2,1.0molCO2,控制条件(催化剂、温度为T1)使之发生上述反应,测得容器内气体的压强随时间的变化如图所示:
①求4min内H2的反应速率____ 。
②此温度下,该反应的化学平衡常数K=____ 。
(1)根据信息可知该可逆反应的化学方程式为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g),该反应使用的催化剂为
(2)200℃下,在一密闭容器中充入一定量的CO2与H2发生反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。一段时间后反应达平衡若其他条件不变,温度从200℃升至400℃,反应重新达到平衡时,H2的体积分数增加。下列说法正确的是
a.该反应的△H>0
b.平衡常数大小:K(400℃)>K(200℃)
c.200℃下,减小的值,CO2的平衡转化率升高
d.反应达到平衡时v正(H2)=2v逆(H2O)
(3)一定条件下,反应体系中CO2平衡转化率α(CO2)与L和X的关系如图所示,L和X表示温度或压强。
①L表示的物理量是
②L1
(4)向1L恒容密闭容器中加入4.0molH2,1.0molCO2,控制条件(催化剂、温度为T1)使之发生上述反应,测得容器内气体的压强随时间的变化如图所示:
①求4min内H2的反应速率
②此温度下,该反应的化学平衡常数K=
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐3】(1)一种新的循环利用方案是用Bosch反应代替Sabatier反应,再电解水实现O2的循环利用。
I.①已知:CO2(g)和H2O(g)的生成焓为:-394kJ/mol,-242kJ/mol。则△H=___ kJ/mol。(生成焓是一定条件下,由其对应最稳定单质生成1mol化合物时的反应热。)
②若要此反应自发进行,___ (填“高温”或“低温”)更有利。
③Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是___ 。
II.350℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中通入8molH2和4molCO2发生以上反应。若反应起始和平衡时温度相同(均为350℃),测得反应过程中压强随时间的变化如表所示:
①350℃时Bosch反应的Kp=___ (Kp为用气体的分压表示的平衡常数,分压=气体的体积分数×体系总压)
②Bosch反应的速率方程:v正=k正·c(CO2)·c2(H2),v逆=k逆·c2(H2O)(k是速率常数,只与温度有关)。30min时,___ (填“>”“<”或“=”);升高温度,k正增大的倍数___ k逆增大的倍数(填“>”“<”或“=”)。
(2)尿素的制备:。一定条件下,往10L恒容密闭容器中充入2molNH3和1molCO2。
①该反应6min后达到平衡,测得容器中气体密度为5.4g·L-1,则v(NH3)=___ 。
②如图是该条件下,系统中尿素的物质的量随反应时间的变化趋势,当反应时间达到3min时,迅速将体系升温,请在图中画出3~10min内容器中尿素的物质的量的变化趋势曲线___ 。
I.①已知:CO2(g)和H2O(g)的生成焓为:-394kJ/mol,-242kJ/mol。则△H=
②若要此反应自发进行,
③Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是
II.350℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中通入8molH2和4molCO2发生以上反应。若反应起始和平衡时温度相同(均为350℃),测得反应过程中压强随时间的变化如表所示:
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
压强 | 6.00P | 5.60P | 5.30P | 5.15P | 5.06P | 5.00P | 5.00P |
①350℃时Bosch反应的Kp=
②Bosch反应的速率方程:v正=k正·c(CO2)·c2(H2),v逆=k逆·c2(H2O)(k是速率常数,只与温度有关)。30min时,
(2)尿素的制备:。一定条件下,往10L恒容密闭容器中充入2molNH3和1molCO2。
①该反应6min后达到平衡,测得容器中气体密度为5.4g·L-1,则v(NH3)=
②如图是该条件下,系统中尿素的物质的量随反应时间的变化趋势,当反应时间达到3min时,迅速将体系升温,请在图中画出3~10min内容器中尿素的物质的量的变化趋势曲线
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐1】硫及其化合物对人类的生产和生活有着重要的作用。一种由含硫化合物参与的制氢示意图如下:
(1)①反应2的化学方程式为___________ ;该反应能量转化的主要方式为_________ 。
②反应4的热化学方程式为2H2SO4(l)2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) △H=+550kJ/mol
已知:a. H2SO4(l)SO3(g)+H2O(g) △H=X
b.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) △H=+196kJ/mol
则X=____________ 。
(2)SO2是一种大气污染物,已知: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H<0。
①下列有关该反应速率的叙述正确的是_____________ (填字母)。
a.升高温度可以增大活化分子百分数,加快反应速率
b.增大压强能增大活化分子百分数,加快反应速率
c.使用催化剂可以使反应物分子平均能量升高,加快反应速率
d.在质量一定的情况下,催化剂颗粒的表面积大小,对反应速率有显著影响
②该反应的化学平衡常数表达式为K=____________ 。
③下列有关图象一定正确的是__________ (填字母)。
(3)现有甲、乙两个体积相等的恒容容器,甲容器中充入1molSO2和1molO2,乙容器中充入1molSO3和0.5molO2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H<0,甲、乙容器起始反应温度相同,两容器均为绝热容器,平衡时,甲容器中SO2的转化率为a,乙容器中SO3的分解率为b,则:
①a+b__________ 1(填“<”、“>”或“=”)。
②下列叙述能说明甲容器中反应达平衡状态的是_______________ (填字母)。
A.v正(O2)=2v逆(SO3) B.混合气体的密度不变
C.c(SO2)=c(SO3) D.混合气体的总物质的量不变
E.容器内温度不变 F.SO2和O2的质量比不变
(1)①反应2的化学方程式为
②反应4的热化学方程式为2H2SO4(l)2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) △H=+550kJ/mol
已知:a. H2SO4(l)SO3(g)+H2O(g) △H=X
b.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) △H=+196kJ/mol
则X=
(2)SO2是一种大气污染物,已知: 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H<0。
①下列有关该反应速率的叙述正确的是
a.升高温度可以增大活化分子百分数,加快反应速率
b.增大压强能增大活化分子百分数,加快反应速率
c.使用催化剂可以使反应物分子平均能量升高,加快反应速率
d.在质量一定的情况下,催化剂颗粒的表面积大小,对反应速率有显著影响
②该反应的化学平衡常数表达式为K=
③下列有关图象一定正确的是
(3)现有甲、乙两个体积相等的恒容容器,甲容器中充入1molSO2和1molO2,乙容器中充入1molSO3和0.5molO2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H<0,甲、乙容器起始反应温度相同,两容器均为绝热容器,平衡时,甲容器中SO2的转化率为a,乙容器中SO3的分解率为b,则:
①a+b
②下列叙述能说明甲容器中反应达平衡状态的是
A.v正(O2)=2v逆(SO3) B.混合气体的密度不变
C.c(SO2)=c(SO3) D.混合气体的总物质的量不变
E.容器内温度不变 F.SO2和O2的质量比不变
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】砷及其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂与多种合金中,其中三氧化二砷(AS2O3)被称为砒霜,是一 种毒性很强的物质。回答下列问题:
(1)As在元素周期表中的位置是_____________ ,AsH3的电子式_________ 。
(2)一定条件下,雄黄(As4S4)与As2O3的转化关系如图所示。若该反应中1mol As4S4(其中As元素的化合价为+2)参加反应时,转移28mole-,则物质a为_________ (填化学式)。
(3)焦炭真空冶炼砷时需加入催化剂,其中部分反应的热化学方程式如下:
反应 I .As2O3(g) +3C(s) 2As(g) +3CO(g) =a kJ· mol-1
反应 II.As2O3(g) +3C(s) As4(g) +3CO(g) =b kJ ·mol-1
反应III.As4(g) 4As(g)
① =_________ kJ ·mol-1 (用含a,b的代数式表示)。
②反应中催化剂的活性会因为反应II[生成As4(g)]的发生而降低,同时存在的反应III可使As4(g)的量减少。已知催化剂X、Y的相关数据如表所示:
由表中数据判断催化剂X_______ (填“优于”或“劣于”)催化剂Y。
(4)298 K 时,将 20mL 3xmol·L-1 Na3AsO3溶液、20 ml 3xmol·L-l I2溶液和 20mL 6xmol· L-l NaOH 溶液混合(忽略溶液体积变化),发生反应:(aq) +I2(aq) +2OH-(aq) (aq) +2I-(aq) +H2O(l)。溶液中 c()与反应时间(t)的关系如图所示。
①下列可说明反应达到平衡的是_______ (填标号)。
a.v(I- ) =2v( )
b.溶液的c(OH-)不再发生变化
c.c(I-) =ymol· L-1
d.c()/c()不再发生变化
e.c(Na+) =5xmol· L-1
②tm min时,v正()_______ (填“大于”“小于”或“等于”)v逆( )。
③tm min时,v逆( )_______ (填“大于”“小于”或“等于”)tn时v逆( ),理由是___________________ 。
(1)As在元素周期表中的位置是
(2)一定条件下,雄黄(As4S4)与As2O3的转化关系如图所示。若该反应中1mol As4S4(其中As元素的化合价为+2)参加反应时,转移28mole-,则物质a为
(3)焦炭真空冶炼砷时需加入催化剂,其中部分反应的热化学方程式如下:
反应 I .As2O3(g) +3C(s) 2As(g) +3CO(g) =a kJ· mol-1
反应 II.As2O3(g) +3C(s) As4(g) +3CO(g) =b kJ ·mol-1
反应III.As4(g) 4As(g)
① =
②反应中催化剂的活性会因为反应II[生成As4(g)]的发生而降低,同时存在的反应III可使As4(g)的量减少。已知催化剂X、Y的相关数据如表所示:
反应II | 反应III | ||
活化能/ (kJ ·mol -1 ) | 催化剂X | 56 | 75 |
催化剂Y | 37 | 97 |
由表中数据判断催化剂X
(4)298 K 时,将 20mL 3xmol·L-1 Na3AsO3溶液、20 ml 3xmol·L-l I2溶液和 20mL 6xmol· L-l NaOH 溶液混合(忽略溶液体积变化),发生反应:(aq) +I2(aq) +2OH-(aq) (aq) +2I-(aq) +H2O(l)。溶液中 c()与反应时间(t)的关系如图所示。
①下列可说明反应达到平衡的是
a.v(I- ) =2v( )
b.溶液的c(OH-)不再发生变化
c.c(I-) =ymol· L-1
d.c()/c()不再发生变化
e.c(Na+) =5xmol· L-1
②tm min时,v正()
③tm min时,v逆( )
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
【推荐3】SO2、NO2是主要的空气污染源,需要经过处理才能排放。回答下列问题:
(1)二氧化硫在V2O5作用下的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应。
热化学方程式为:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)ΔH=-akJ·mol-1,其催化机理如下:
第1步:SO2(g)+V2O5(s)=SO3(g)+V2O4(s)ΔH=+bkJ·mol-1
第2步:V2O4(s)+O2(g)+2SO2(g)=2VOSO4(s)ΔH=+ckJ·mol-1
第3步:____ 。(写热化学方程式,ΔH的值用a、b、c的代数式表示)。
(2)一定条件下,用Fe2O3作催化剂对燃煤烟气进行回收。反应为:2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(s)ΔH<0。T℃时,在容积恒为1L的密闭容器中投入总物质的量为2mol气体,此时体系总压强为Po,按n(CO):n(SO2)为1:1、3:1投料时SO2转化率的变化情况如图。
①图中表示n(CO):n(SO2)=3:1的变化曲线是____ (填字母)。
②用SO2的浓度变化表示曲线b在0~30min内的反应速率为____ (保留两位有效数字),此时该平衡体系的Kp为____ (Kp以分压表示)。
(3)一定温度下,在容积恒为1L的密闭容器中,加入0.30molNO与过量的金属Al,发生的反应存在如下平衡:Al(s)+2NO(g)N2(g)+Al2O3(s)ΔH<0。已知在此条件下NO与N2的消耗速率与各自的浓度有如下关系:v(NO)=k1·c2(NO),v(N2)=k2·c(N2),其中k1、k2表示速率常数。
①下列叙述中不能表明该反应已经达到平衡状态的是____ 。
A.该反应体系压强保持不变时
B.v正(NO)=v逆(N2)≠0
C.A1的质量不发生变化
D.体系温度不发生变化
E.混合气体的相对分子质量不发生改变
②在T1温度下,k1=0.004L·mol-1·min-1,k2=0.002min-1,该温度下反应的平衡常数的值为____ 。
③在T2温度下,NO的物质的量随时间的变化曲线如图,则温度T1____ T2(填“>”“=”或“<”)。
(1)二氧化硫在V2O5作用下的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应。
热化学方程式为:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)ΔH=-akJ·mol-1,其催化机理如下:
第1步:SO2(g)+V2O5(s)=SO3(g)+V2O4(s)ΔH=+bkJ·mol-1
第2步:V2O4(s)+O2(g)+2SO2(g)=2VOSO4(s)ΔH=+ckJ·mol-1
第3步:
(2)一定条件下,用Fe2O3作催化剂对燃煤烟气进行回收。反应为:2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(s)ΔH<0。T℃时,在容积恒为1L的密闭容器中投入总物质的量为2mol气体,此时体系总压强为Po,按n(CO):n(SO2)为1:1、3:1投料时SO2转化率的变化情况如图。
①图中表示n(CO):n(SO2)=3:1的变化曲线是
②用SO2的浓度变化表示曲线b在0~30min内的反应速率为
(3)一定温度下,在容积恒为1L的密闭容器中,加入0.30molNO与过量的金属Al,发生的反应存在如下平衡:Al(s)+2NO(g)N2(g)+Al2O3(s)ΔH<0。已知在此条件下NO与N2的消耗速率与各自的浓度有如下关系:v(NO)=k1·c2(NO),v(N2)=k2·c(N2),其中k1、k2表示速率常数。
①下列叙述中不能表明该反应已经达到平衡状态的是
A.该反应体系压强保持不变时
B.v正(NO)=v逆(N2)≠0
C.A1的质量不发生变化
D.体系温度不发生变化
E.混合气体的相对分子质量不发生改变
②在T1温度下,k1=0.004L·mol-1·min-1,k2=0.002min-1,该温度下反应的平衡常数的值为
③在T2温度下,NO的物质的量随时间的变化曲线如图,则温度T1
您最近一年使用:0次
解答题-工业流程题
|
较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】二氧化锰无论在实验室还是在生产、生活中均有广泛应用,制备方法有多种。
I.工业上可以用制备对苯二酚的废液为原料生产二氧化锰。此工艺对节约资源、保护环境、提高经济效益有着重要意义。经分析知该废液中含有硫酸锰、硫酸铵、硫酸以及Fe2+、Co2+、Ni2+等金属离子。以此为原料制备化学二氧化锰的流程如图所示。
(1)常温下几种有关难溶硫化物的溶度积常数如下表,若除去Fe2+后的废液中Mn2+浓度为1mol/L,欲使Co2+和Ni2+完全沉淀,而Mn2+不受损失,S2-的浓度范围应控制在___________ 。
(2)步骤③的离子方程式为___________ 。
(3)步骤⑥的化学方程式为___________ 。
(4)涉及过滤的操作有___________ (填操作序号)。
(5)步骤③得到副产品的化学式为___________ 。
Ⅱ.生产电解二氧化锰的原理是在93°C左右以石墨为电极电解硫酸锰和硫酸的混合溶液
(6)写出阳极的电极反应式:___________ 。
Ⅲ.双氧水氧化法制备二氧化锰时所发生的反应为MnSO4 +2NH3+H2O2 = MnO2+(NH4)2SO4,在溶液的pH、过氧化氢的用量和反应时间一定的情况下,温度对实验结果的影响如图所示。
(7)MnO2的回收率随着温度升高先增大后减小的可能原因是___________ 。
Ⅳ.实验室采用碘量法测定产品中二氧化锰的含量。操作方法为称取m g(0.1~0. 2g)样品于碘量瓶中,加入少量蒸馏水润湿,再加入20mL硫磷混酸[ V(H2SO4) : V(H3PO4) : V(H2O)]=2:2:1, 20%的KI溶液15mL,塞上塞子,摇匀后在室温下暗处静置15~30min。待完全反应后,立即用硫代硫酸钠标准溶液(浓度为c mol/L)滴定至溶液变为浅黄色,滴加3mL 0. 5%的淀粉指示剂,继续滴定至溶液中蓝色消失为止(共加入标准溶液V mL)。其主要反应为MnO2+2I- +4H+= Mn2++I2+2H2O I2+2 =2I-+ ,
(8)产品中二氧化锰的质量分数为___________ (列出表达式,用含c、V、 m的式子表示)。
I.工业上可以用制备对苯二酚的废液为原料生产二氧化锰。此工艺对节约资源、保护环境、提高经济效益有着重要意义。经分析知该废液中含有硫酸锰、硫酸铵、硫酸以及Fe2+、Co2+、Ni2+等金属离子。以此为原料制备化学二氧化锰的流程如图所示。
(1)常温下几种有关难溶硫化物的溶度积常数如下表,若除去Fe2+后的废液中Mn2+浓度为1mol/L,欲使Co2+和Ni2+完全沉淀,而Mn2+不受损失,S2-的浓度范围应控制在
化合物 | MnS | CoS (a型) | NiS |
Ksp | 2.5× 10-10 | 4×10-21 | 1. 07×10-21 |
(3)步骤⑥的化学方程式为
(4)涉及过滤的操作有
(5)步骤③得到副产品的化学式为
Ⅱ.生产电解二氧化锰的原理是在93°C左右以石墨为电极电解硫酸锰和硫酸的混合溶液
(6)写出阳极的电极反应式:
Ⅲ.双氧水氧化法制备二氧化锰时所发生的反应为MnSO4 +2NH3+H2O2 = MnO2+(NH4)2SO4,在溶液的pH、过氧化氢的用量和反应时间一定的情况下,温度对实验结果的影响如图所示。
(7)MnO2的回收率随着温度升高先增大后减小的可能原因是
Ⅳ.实验室采用碘量法测定产品中二氧化锰的含量。操作方法为称取m g(0.1~0. 2g)样品于碘量瓶中,加入少量蒸馏水润湿,再加入20mL硫磷混酸[ V(H2SO4) : V(H3PO4) : V(H2O)]=2:2:1, 20%的KI溶液15mL,塞上塞子,摇匀后在室温下暗处静置15~30min。待完全反应后,立即用硫代硫酸钠标准溶液(浓度为c mol/L)滴定至溶液变为浅黄色,滴加3mL 0. 5%的淀粉指示剂,继续滴定至溶液中蓝色消失为止(共加入标准溶液V mL)。其主要反应为MnO2+2I- +4H+= Mn2++I2+2H2O I2+2 =2I-+ ,
(8)产品中二氧化锰的质量分数为
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐2】“氯碱工业”电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品,氯气是实验室和工业上的常用气体。请回答:
(1)下列说法不正确的是___________。
(2)在一定温度下,氯气溶于水的过程及其平衡常数为: ; ,其中p为的平衡压强,为Cl2在水溶液中的平衡浓度。
①的焓变___________ 0。(填“>”、“=”或“<”)
②平衡常数K2的表达式为K2=___________ 。氯气在水中的溶解度(以物质的量浓度表示)为c,则c=___________ 。(用平衡压强p和上述平衡常数表示,忽略HClO的电离)
(3)工业上常采用“加碳氯化”的方法以高钛渣(主成分)为原料生产,相应化学方程式为:
Ⅰ. ,
Ⅱ. ,
结合数据说明氯化过程中加碳的理由___________ 。
(4)在一定温度下,以为催化剂,氯苯和在中发生平行反应,分别生成邻二氯苯和对二氯苯,两产物浓度之比与反应时间无关。反应物起始浓度均为0.5mol/L,反应30min测得氯苯15%转化为邻二氯苯,25%转化为对二氯苯。保持其他条件不变,若要提高产物中邻二氯苯的比例,可采用的最佳措施是___________ 。
(1)下列说法不正确的是___________。
A.可采用碱石灰干燥氯气 |
B.可通过排饱和食盐水法收集氯气 |
C.常温下,可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中 |
D.工业上,常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸 |
①的焓变
②平衡常数K2的表达式为K2=
(3)工业上常采用“加碳氯化”的方法以高钛渣(主成分)为原料生产,相应化学方程式为:
Ⅰ. ,
Ⅱ. ,
结合数据说明氯化过程中加碳的理由
(4)在一定温度下,以为催化剂,氯苯和在中发生平行反应,分别生成邻二氯苯和对二氯苯,两产物浓度之比与反应时间无关。反应物起始浓度均为0.5mol/L,反应30min测得氯苯15%转化为邻二氯苯,25%转化为对二氯苯。保持其他条件不变,若要提高产物中邻二氯苯的比例,可采用的最佳措施是
您最近一年使用:0次
解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐3】2023年全国政府工作报告指出,推动重点领域节能降碳减污。一种太空生命保障系统利用电解水供氧,生成的氢气与宇航员呼出的二氧化碳在催化剂作用下生成水和甲烷,水可循环使用。
(1)已知与的燃烧热分别为,,,写出与反应生成和的热化学方程式_____ 。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中与反应生成和。
①能说明该反应达到平衡状态的是_______ (填字母)。
A. B.容器内压强一定 C.气体平均相对分子,质量一定
D.气体密度一定 E.的体积分数一定
②已知容器的容积为5L初始加入0.2mol和0.6mol,反应平衡后测得的转化率为50%,则该反应的平衡常数为_______ 。
③温度不变,再加入、、、各0.2mol,则_______ 。(填“>”“<”或“=”)
(3)工业上在一定条件下利用与可直接合成有机中间体二甲醚:。当时,实验测得的平衡转化率檤温度及压强变化如图所示。①该反应的_______ (填“>”或“<”)0。
②图中压强(p)由大到小的顺序是_______ 。
(4)科学家研发出一种新系统,通过“溶解”水中的二氧化碳,以触发电化学反应,有效减少碳的排放,其工作原理如图所示。系统工作时,b极区的电极反应式为_______ 。
(1)已知与的燃烧热分别为,,,写出与反应生成和的热化学方程式
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中与反应生成和。
①能说明该反应达到平衡状态的是
A. B.容器内压强一定 C.气体平均相对分子,质量一定
D.气体密度一定 E.的体积分数一定
②已知容器的容积为5L初始加入0.2mol和0.6mol,反应平衡后测得的转化率为50%,则该反应的平衡常数为
③温度不变,再加入、、、各0.2mol,则
(3)工业上在一定条件下利用与可直接合成有机中间体二甲醚:。当时,实验测得的平衡转化率檤温度及压强变化如图所示。①该反应的
②图中压强(p)由大到小的顺序是
(4)科学家研发出一种新系统,通过“溶解”水中的二氧化碳,以触发电化学反应,有效减少碳的排放,其工作原理如图所示。系统工作时,b极区的电极反应式为
您最近一年使用:0次