工业上常以水煤气(和)为原料合成甲醇。
(1)已知:
则与制备水煤气的热化学方程式为_______ 。
(2)工业上通常用水煤气在恒容、催化剂和加热条件下生产甲醇,其热化学方程式为: 。以下各项能说明该反应达到平衡状态的是_______。
(3)在2L恒容容器中,分别在、两种温度下模拟工业合成甲醇。两种温度下不同和CO起始组成比与CO平衡转化率的关系如图所示:
①温度_______ (填“>”、“<”或“=”)。
②时,往恒容容器中充入、,经过达到平衡,则内用表示的反应速率为_______ ,反应平衡常数_______ 。
③b点CO平衡转化率比a点高的原因是_______ 。
(4)研究证实,可在酸性溶液中通过电解在阴极生成甲醇,阴极的电极反应式是_______ 。
(1)已知:
则与制备水煤气的热化学方程式为
(2)工业上通常用水煤气在恒容、催化剂和加热条件下生产甲醇,其热化学方程式为: 。以下各项能说明该反应达到平衡状态的是_______。
A.混合气体的密度保持不变 | B.容器内总压强保持不变 |
C.CO的体积分数保持不变 | D. |
①温度
②时,往恒容容器中充入、,经过达到平衡,则内用表示的反应速率为
③b点CO平衡转化率比a点高的原因是
(4)研究证实,可在酸性溶液中通过电解在阴极生成甲醇,阴极的电极反应式是
更新时间:2021-08-31 09:35:01
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【推荐1】用学过的化学知识解决以下问题。
(1)一定条件下,在水溶液中、(、2、3等)的相对能量(kJ)大小如图所示:
①C和D比较不稳定的离子是___________ (填离子符号)。
②在水溶液中发生反应,C和D的物质的量之比为2:1,写出该反应的热化学方程式:___________ (用离子符号表示)。
(2)已知:①
②
③
___________ ,___________ 。
(3)已知断裂化学键所需的能量如下:
①COS的分子结构与相似,COS的电子式为___________ 。
②已知CO分子中有三对共用电子对,还原COS发生的反应为,该反应的___________ 。
(4)在标准状态下,由最稳定的单质生成单位物质的量的某纯物质的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓()。(已知:单质的标准生成焓有)。几种物质的标准摩尔生成焓如下:
写出由与反应生成与的热化学方程式:___________ 。
(5)根据以下三个热化学方程式:
a、b、c最大的是___________ 。
(1)一定条件下,在水溶液中、(、2、3等)的相对能量(kJ)大小如图所示:
①C和D比较不稳定的离子是
②在水溶液中发生反应,C和D的物质的量之比为2:1,写出该反应的热化学方程式:
(2)已知:①
②
③
(3)已知断裂化学键所需的能量如下:
化学键 | H-H | C=O | C=S | H-S | |
436 | 745 | 577 | 339 | 1072 |
②已知CO分子中有三对共用电子对,还原COS发生的反应为,该反应的
(4)在标准状态下,由最稳定的单质生成单位物质的量的某纯物质的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓()。(已知:单质的标准生成焓有)。几种物质的标准摩尔生成焓如下:
物质 | |||
(5)根据以下三个热化学方程式:
a、b、c最大的是
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【推荐2】氮氧化物治理是环境学家研究的热点之一。回答下列问题:
(1)NH3还原法。
研究发现NH3还原NO的反应历程如图1。下列说法正确的是____ (填标号)。
A.Fe3+能降低总反应的活化能,提高反应速率
B.总反应为6NO+4NH3=5N2+6H2O
C.该反应历程中形成了非极性键和极性键
(2)已知有关反应如下:
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1
②CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH2=+172.5kJ·mol-1
③NO和CO反应的能量变化如图2所示。
2NO(g)=N2(g)+O2(g) ΔH=____ kJ·mol-1。
(3)H2还原法。
已知催化剂Rh表面H2催化还原NO的反应机理如表所示,其他条件一定时,决定H2的催化还原NO反应速率的基元反应为____ (填序号)。
注明:N2(s)表示N2被吸附在Rh表面上。
(4)CO还原法。
一定温度下,在刚性密闭容器中充入1molNO(g)和1molCO(g)发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。达到平衡后,再充入amolNO(g)和amolCO(g),NO的平衡转化率____ (“增大”、“减小”或“不变”,下同),气体总压强____ 。
(5)甲烷还原法。
一定温度下,在2.0L刚性密闭容器中充入1molCH4和2molNO2,发生反应:CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)。测得反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的变化如表所示。
达到平衡时,NO2的转化率为____ 。若起始时加入3molCH4和2molNO2,则在该温度下的压强平衡常数Kp=____ (以分压表示的平衡常数为Kp,分压=总压×物质的量分数)kPa。
(6)电解氧化吸收法。电解0.1mol·L-1的NaCl溶液时,溶液中相关成分的质量浓度与电流强度的变化关系如图3。当电流强度为4A时,吸收NO的主要反应的离子方程式为____ (NO最终转化为NO)
(1)NH3还原法。
研究发现NH3还原NO的反应历程如图1。下列说法正确的是
A.Fe3+能降低总反应的活化能,提高反应速率
B.总反应为6NO+4NH3=5N2+6H2O
C.该反应历程中形成了非极性键和极性键
(2)已知有关反应如下:
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1
②CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH2=+172.5kJ·mol-1
③NO和CO反应的能量变化如图2所示。
2NO(g)=N2(g)+O2(g) ΔH=
(3)H2还原法。
已知催化剂Rh表面H2催化还原NO的反应机理如表所示,其他条件一定时,决定H2的催化还原NO反应速率的基元反应为
序号 | 基元反应 | 活化能Ea/(kJ·mol-1) |
① | H2(g)+Rh(s)+Rh(s)=H(s)+H(s) | 12.6 |
② | 2NO(g)+Rh(s)=2NO(s) | 0.0 |
③ | NO(s)+Rh(s)=N(s)+O(s) | 97.5 |
④ | H(s)+O(s)=OH(s)+Rh(s) | 83.7 |
⑤ | HO(s)+H(s)=H2O(s)+Rh(s) | 33.5 |
⑥ | H2O(s)=H2O(g)+Rh(s) | 45.0 |
⑦ | N(s)+N(s)=N2(s)+Rh(s)+Rh(s) | 120.9 |
(4)CO还原法。
一定温度下,在刚性密闭容器中充入1molNO(g)和1molCO(g)发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。达到平衡后,再充入amolNO(g)和amolCO(g),NO的平衡转化率
(5)甲烷还原法。
一定温度下,在2.0L刚性密闭容器中充入1molCH4和2molNO2,发生反应:CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)。测得反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的变化如表所示。
反应时间(t)/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
p/(100kPa) | 4.80 | 5.44 | 5.76 | 5.92 | 6.00 | 6.00 |
(6)电解氧化吸收法。电解0.1mol·L-1的NaCl溶液时,溶液中相关成分的质量浓度与电流强度的变化关系如图3。当电流强度为4A时,吸收NO的主要反应的离子方程式为
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【推荐3】煤气化和液化是现代能源工业中重点考虑的能源综合利用方案。最常见的气化方法为用煤生产水煤气,而当前比较流行的液化方法为用煤生产CH3OH。
(1)已知:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H3
则反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的△H=_____ 。
(2)如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①T1和T2温度下的平衡常数大小关系K1_____ K2是不后填“>”、“<”或“=”)。
②由CO合成甲醇时,CO在250℃、300℃、350℃下达到平衡时转化率与压强的关系曲线如下图所示,则曲线c所表示的温度为_____ ℃。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,选择此压强的理由是_____ 。
③以下有关该反应的说法正确的是_____ (填序号)
A.恒温、恒容条件下,若容器内的压强不再发生变化,则可逆反应达到平衡
B.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时,可逆反应达到平衡。
C.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率。
D.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol·L-1,则CO的转化率为80%
(3)一定温度下,向2L固定体积的密闭容器中加入1molCH3OH(g),发生反应:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g),H2的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
0~2min内的平均反应速率v(CH3OH)=_____ 。该温度下,反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K=_____ 。相同温度下,在一个恒容容器中加入一定量的CO和H2,发生反应2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)的平衡常数K=_____ .相同温度下,若开始时加入CH3OH(g)的物质的量是原来的2倍,则____ 是原来的2倍。
A.平衡常数 B. CH3OH的平衡浓度 C.达到平衡的时间 D.平衡时气体的密度
(1)已知:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H3
则反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的△H=
(2)如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①T1和T2温度下的平衡常数大小关系K1
②由CO合成甲醇时,CO在250℃、300℃、350℃下达到平衡时转化率与压强的关系曲线如下图所示,则曲线c所表示的温度为
③以下有关该反应的说法正确的是
A.恒温、恒容条件下,若容器内的压强不再发生变化,则可逆反应达到平衡
B.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时,可逆反应达到平衡。
C.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率。
D.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol·L-1,则CO的转化率为80%
(3)一定温度下,向2L固定体积的密闭容器中加入1molCH3OH(g),发生反应:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g),H2的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
0~2min内的平均反应速率v(CH3OH)=
A.平衡常数 B. CH3OH的平衡浓度 C.达到平衡的时间 D.平衡时气体的密度
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【推荐1】研究化学反应速率与限度,有利于人类的生产。
Ⅰ.在T℃时,某反应在体积为2L的恒容密闭的容器中进行,各物质的量随时间的变化情况如图所示已知A、B、C均为气体.
(1)该反应的化学方程式为_______________
(2)反应开始至2分钟时,C的平均反应速率为_____ mol·L-1·min-1
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________
A. B. C.容器内气体密度不变 D.各组分的物质的量相等 E.容器内气体压强不变
(4)由图求得平衡时B的物质的量分数为_______________
Ⅱ.某学生探究加入硫酸铜的量对锌与硫酸反应生成H2速率的影响,设计实验如下:
将表中所给的混合溶液分别加入到5个盛有过量Zn粒的容器中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。(忽略混合时溶液体积变化)
(5)请完成此实验设计,其中:______ ,______
(6)该同学最后得出的结论为:当加入少量溶液时,生成氢气的速率会大大提高,请分析氢气生成速率提高的主要原因_____________________
Ⅰ.在T℃时,某反应在体积为2L的恒容密闭的容器中进行,各物质的量随时间的变化情况如图所示已知A、B、C均为气体.
(1)该反应的化学方程式为
(2)反应开始至2分钟时,C的平均反应速率为
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是
A. B. C.容器内气体密度不变 D.各组分的物质的量相等 E.容器内气体压强不变
(4)由图求得平衡时B的物质的量分数为
Ⅱ.某学生探究加入硫酸铜的量对锌与硫酸反应生成H2速率的影响,设计实验如下:
将表中所给的混合溶液分别加入到5个盛有过量Zn粒的容器中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。(忽略混合时溶液体积变化)
实验混合溶液 | A | B | C | D | E |
(mL) | 40 | ||||
饱和溶液(mL) | 0 | 10 | |||
(mL) | 0 |
(5)请完成此实验设计,其中:
(6)该同学最后得出的结论为:当加入少量溶液时,生成氢气的速率会大大提高,请分析氢气生成速率提高的主要原因
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【推荐2】I.合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径。
(1)在、250℃时,将和加入aL刚性容器中充分反应,测得体积分数为0.04;其他条件不变,温度升高至450℃,测得体积分数为0.025,可判断合成氨反应为___________ (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)我国科学家研究了在铁掺杂纳米反应器催化剂表面上实现常温低电位合成氨,反应历程如图,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。需要吸收能量最大的能垒E=___________ eV。
II.一定条件下,在体积为5L的密闭容器中,ABC三种气体的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化如图1所示。已知达到平衡后,降低温度,A的体积分数将减小。
(3)该反应的化学方程式为___________ ,此反应平衡常数表达式为K=___________ 。
(4)该反应的___________ 0(填“>”“<”或“=”)。
(5)该反应的反应速率v随时间t的变化关系如图2所示:
①根据图2判断,在t3时刻改变的外界条件是___________ 。
②在恒温恒容密闭容器中发生该反应,下列能作为达到平衡状态的判断依据是(填标号)________ 。
a.体系压强不变
b.气体的平均摩尔质量保持不变
c.气体的密度保持不变
d.A的消耗速率等于B的生成速率
(1)在、250℃时,将和加入aL刚性容器中充分反应,测得体积分数为0.04;其他条件不变,温度升高至450℃,测得体积分数为0.025,可判断合成氨反应为
(2)我国科学家研究了在铁掺杂纳米反应器催化剂表面上实现常温低电位合成氨,反应历程如图,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。需要吸收能量最大的能垒E=
II.一定条件下,在体积为5L的密闭容器中,ABC三种气体的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化如图1所示。已知达到平衡后,降低温度,A的体积分数将减小。
(3)该反应的化学方程式为
(4)该反应的
(5)该反应的反应速率v随时间t的变化关系如图2所示:
①根据图2判断,在t3时刻改变的外界条件是
②在恒温恒容密闭容器中发生该反应,下列能作为达到平衡状态的判断依据是(填标号)
a.体系压强不变
b.气体的平均摩尔质量保持不变
c.气体的密度保持不变
d.A的消耗速率等于B的生成速率
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【推荐3】对于一个可逆反应不仅要考虑反应的快慢还要考虑反应的限度,化学反应不仅存在物质间的转化还存在能量间的转化。请回答下列有关化学反应的问题。
Ⅰ.已知反应,某温度下,在2L密闭容器中投入一定量的A、B,两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)从反应开始到12s时,用A表示的反应速率为___________ 。
(2)经测定,前4s内,则该反应的化学方程式为___________ 。
(3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行,经相同时间后,测得三个容器中的反应速率分别为甲:,乙:,丙:。则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为___________ 。
(4)判断该反应达到平衡状态的依据是___________ (填字母序号)。
A.该条件下,正、逆反应速率都为零 B.该条件下,混合气体的密度不再发生变化
C.该条件下,混合气体的压强不再发生变化 D.容器内分子数不再发生变化
Ⅱ.某甲醛气体探测仪利用燃料电池工作原理对甲醛含量进行检测,电池结构如图所示。
(1)a电极上发生的反应类型为___________ 反应(选填“氧化”或“还原”)。
(2)探测仪工作时,电子从___________ (选填“a”或“b”)极流出,a电极的电极反应式为___________ 。
(3)如果在外电路中有1mol电子发生转移,则检测出标准状况下甲醛的体积为___________ L。
Ⅰ.已知反应,某温度下,在2L密闭容器中投入一定量的A、B,两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)从反应开始到12s时,用A表示的反应速率为
(2)经测定,前4s内,则该反应的化学方程式为
(3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行,经相同时间后,测得三个容器中的反应速率分别为甲:,乙:,丙:。则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为
(4)判断该反应达到平衡状态的依据是
A.该条件下,正、逆反应速率都为零 B.该条件下,混合气体的密度不再发生变化
C.该条件下,混合气体的压强不再发生变化 D.容器内分子数不再发生变化
Ⅱ.某甲醛气体探测仪利用燃料电池工作原理对甲醛含量进行检测,电池结构如图所示。
(1)a电极上发生的反应类型为
(2)探测仪工作时,电子从
(3)如果在外电路中有1mol电子发生转移,则检测出标准状况下甲醛的体积为
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【推荐1】研究含氮化合物对消除环境污染,能源结构的改变,食品添加剂的研究等有重要意义。
(1)甘氨酸锌常用于食品的添加剂,也可代替甘油作烟丝的加香、防冻。一水合甘氨酸锌结构简式如图所示。①在H、N、O、C、Zn元素中,不属于P区元素的有___________ 。
②N、O、C、Zn元素的第一电离能由大到小的顺序为___________ 。
(2)“中国制造2025”是中国政府实施制造强国战略第一个十年行动领。氮化铬在现代工业中发挥了重要作用。
①基态N原子的价层电子排布图为___________ 。
②基态Cr原子的价层电子排布式为___________ 。
(3)NO在空气中存在如下反应:,该反应分两步完成,其反应历程如图所示。决定总反应速率的这一步反应的热化学方程式为___________ 。(4)在汽车上安装三效催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物(CO、、碳氢化合物)进行相互反应,生成无毒物质,减少汽车尾气污染。发生以下反应:
I.
Ⅱ.
若CO的燃烧热为283.5kJ/mol,则反应I的___________ kJ/mol。
(5)室温下,用氨水将转化为,实验测得溶液中,则溶液的pH为___________ 。(已知:的,)
(6)若T℃时,pH=2的醋酸溶液中由水电离出的,将此温度下的HCl溶液与的NaOH溶液混合后pH=3,则___________ 。
(1)甘氨酸锌常用于食品的添加剂,也可代替甘油作烟丝的加香、防冻。一水合甘氨酸锌结构简式如图所示。①在H、N、O、C、Zn元素中,不属于P区元素的有
②N、O、C、Zn元素的第一电离能由大到小的顺序为
(2)“中国制造2025”是中国政府实施制造强国战略第一个十年行动领。氮化铬在现代工业中发挥了重要作用。
①基态N原子的价层电子排布图为
②基态Cr原子的价层电子排布式为
(3)NO在空气中存在如下反应:,该反应分两步完成,其反应历程如图所示。决定总反应速率的这一步反应的热化学方程式为
I.
Ⅱ.
若CO的燃烧热为283.5kJ/mol,则反应I的
(5)室温下,用氨水将转化为,实验测得溶液中,则溶液的pH为
(6)若T℃时,pH=2的醋酸溶液中由水电离出的,将此温度下的HCl溶液与的NaOH溶液混合后pH=3,则
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【推荐2】甲醛(HCHO)俗称蚁醛,在化工、医药、农药等方面有广泛的应用。
I·甲醛的制备
工业上利用甲醇脱氢法制备甲醛,已知:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g) △H
(1)该反应的能量变化如图甲所示,△H=___ kJ•mol-1。
(2)为提高CH3OH转化率,采取的措施有___ 、___ ;在温恒容条件下,该反应达到平衡状态的标志有___ (填标号)。
a.混合气体的密度保持不变
b.混合气体的总压强保持不变
c.v(CH3OH)消耗=v(H2)生成
d.甲醛的浓度保持不变
(3)选用Ag/SiO2—ZnO作催化剂,在400~750℃区间进行活性评价,图乙给出了甲醇转化率与甲醛选择性(选择性越大,表示生成该物质越多)随反应温度的变化曲线。制备甲醛的最佳反应温度为___ (填标号),理由是___ 。
a.400℃b.650℃c.700℃d.750℃
(4)T℃时,在2L恒容密闭容器中充入1mol甲醇,发生反应:
①CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)
②CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)
平衡时甲醇为0.2mol,甲醛为0.7mol。则反应i的平衡常数K=___ 。
II.甲醛的用途
(5)将甲醛水溶液与硫酸镍(NiSO4)溶液混合,可用于化学镀镍。反应过程中有CO2产生,则该反应的离子方程式为___ :若收集到112mLCO2(标准状况),理论上转移电子___ mol。
I·甲醛的制备
工业上利用甲醇脱氢法制备甲醛,已知:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g) △H
(1)该反应的能量变化如图甲所示,△H=
(2)为提高CH3OH转化率,采取的措施有
a.混合气体的密度保持不变
b.混合气体的总压强保持不变
c.v(CH3OH)消耗=v(H2)生成
d.甲醛的浓度保持不变
(3)选用Ag/SiO2—ZnO作催化剂,在400~750℃区间进行活性评价,图乙给出了甲醇转化率与甲醛选择性(选择性越大,表示生成该物质越多)随反应温度的变化曲线。制备甲醛的最佳反应温度为
a.400℃b.650℃c.700℃d.750℃
(4)T℃时,在2L恒容密闭容器中充入1mol甲醇,发生反应:
①CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)
②CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)
平衡时甲醇为0.2mol,甲醛为0.7mol。则反应i的平衡常数K=
II.甲醛的用途
(5)将甲醛水溶液与硫酸镍(NiSO4)溶液混合,可用于化学镀镍。反应过程中有CO2产生,则该反应的离子方程式为
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【推荐3】回答下列问题:
(1)在海底和青藏高原都发现了名为“可燃冰”的环保型新能源,主要成分是CH4,CH4在光照下可与Cl2反应,也可以用CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇等新型燃料。
①在一定条件下,发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H>0。在其它条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。若在2L密闭容器中发生反应,T℃时,通入2molCH4(g)和2molH2O(g),反应达平衡后,生成1molCO,此时向容器中同时加入1molCO和3molH2的混合气体(保持温度不变),则平衡将_______ 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)移动,达到新平衡后平衡常数K=_______ 。
②CH4(g)和H2O(g)生成的CO和H2在一定条件下可发生如下反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=-90.1kJ·mol-1。恒容条件下,下列措施中能使增大的有_______ (选填序号)。
a.再充入1molH2 b.使用催化剂 c.再充入2molCO d.升高温度
(2)①学生甲想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和NaCl溶液,通电时,为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如下图所示的装置,a电极为该装置的_______ 极,该消毒液有效成分为_______ 。
②Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀,受到学生甲制作家用环保型消毒液发生器的启发,学生乙认为,此装置也可以用于制备较为纯净的Fe(OH)2沉淀,若通电后,B极表面有无色气泡产生,且溶液中产生大量的白色沉淀,较长时间不变色。下列说法正确的是_______ 。
A.电源a是负极
B.电解质溶液一定是NaOH溶液
C.A、B两端都必须用铁做电极
D.B极附近溶液pH增大
(1)在海底和青藏高原都发现了名为“可燃冰”的环保型新能源,主要成分是CH4,CH4在光照下可与Cl2反应,也可以用CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇等新型燃料。
①在一定条件下,发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H>0。在其它条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将
②CH4(g)和H2O(g)生成的CO和H2在一定条件下可发生如下反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=-90.1kJ·mol-1。恒容条件下,下列措施中能使增大的有
a.再充入1molH2 b.使用催化剂 c.再充入2molCO d.升高温度
(2)①学生甲想制作一种家用环保型消毒液发生器,用石墨作电极电解饱和NaCl溶液,通电时,为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如下图所示的装置,a电极为该装置的
②Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀,受到学生甲制作家用环保型消毒液发生器的启发,学生乙认为,此装置也可以用于制备较为纯净的Fe(OH)2沉淀,若通电后,B极表面有无色气泡产生,且溶液中产生大量的白色沉淀,较长时间不变色。下列说法正确的是
A.电源a是负极
B.电解质溶液一定是NaOH溶液
C.A、B两端都必须用铁做电极
D.B极附近溶液pH增大
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【推荐1】SO2与NOx是大气主要污染物,需要经过净化处理后才能排放。
(1)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应生成NO,其反应过程中的能量变化如下:
则ΔH2_______ 0(填“>”或“<”)。
(2)NH3催化还原氮氧化物是目前应用广泛的烟气氮氧化物脱除技术,如用NH3还原NO的反应为:4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(g) ΔH。
①实验分别测得t1℃、t2℃时NO的百分含量随时间变化关系如图所示,分析图象可得出该反应的ΔH_______ 0(填“>”或“<”)。
② 一定条件下该可逆反应达到平衡后,t1时刻改变某个外界条件,正反应的速率v正、逆反应的速率v逆变化情况如图所示,则t1时刻改变的外界条件可能是_______ 。
(3)利用甲烷催化还原氮氧化物。已知:
CH4 (g)+4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1
H2O(l) = H2O(g) ΔH= 44 kJ·mol-1
CH4与NO2 反应生成CO2(g)、N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为_______ 。
(4)利用电化学联合处理法可实现SO2和NO同时除去,工作原理如下图所示:
①阳极的电极反应式为_______ 。
②若工作前后阴极室成分不变,被处理的SO2和NO在相同条件下的体积比V(SO2)∶V (NO)=_______ 。
(1)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应生成NO,其反应过程中的能量变化如下:
反应 | N2(g)=2N(g) | O2(g)=2O(g) | N(g)+O(g)=NO(g) |
反应热 | ΔH1 | ΔH2 | ΔH3 |
(2)NH3催化还原氮氧化物是目前应用广泛的烟气氮氧化物脱除技术,如用NH3还原NO的反应为:4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(g) ΔH。
①实验分别测得t1℃、t2℃时NO的百分含量随时间变化关系如图所示,分析图象可得出该反应的ΔH
② 一定条件下该可逆反应达到平衡后,t1时刻改变某个外界条件,正反应的速率v正、逆反应的速率v逆变化情况如图所示,则t1时刻改变的外界条件可能是
(3)利用甲烷催化还原氮氧化物。已知:
CH4 (g)+4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1
H2O(l) = H2O(g) ΔH= 44 kJ·mol-1
CH4与NO2 反应生成CO2(g)、N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为
(4)利用电化学联合处理法可实现SO2和NO同时除去,工作原理如下图所示:
①阳极的电极反应式为
②若工作前后阴极室成分不变,被处理的SO2和NO在相同条件下的体积比V(SO2)∶V (NO)=
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【推荐2】CO2资源化是实现碳达峰、碳中和目标的重要途径。
方法1:化学还原CO2制备CH3CH2OH。
已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H=-484.0kJ∙mol-1;
②CH3CH2OH(g)完全燃烧的能量变化如图所示。
(1)图中反应的活化能是_______ kJ/mol。
(2)乙醇蒸气完全燃烧生成CO2气体和水蒸气的热化学方程式为_______
(3) 2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(g)+3H2O(g) ∆H=_______ kJ/mol。
方法2:电还原CO2制备CH3OH。装置如图所示(电极材料都是石墨)。
(4)a极的名称是_______ (填“阳极”“阴极”“正极”或“负极”)。
(5)b极的电极反应式为_______ 。
方法1:化学还原CO2制备CH3CH2OH。
已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H=-484.0kJ∙mol-1;
②CH3CH2OH(g)完全燃烧的能量变化如图所示。
(1)图中反应的活化能是
(2)乙醇蒸气完全燃烧生成CO2气体和水蒸气的热化学方程式为
(3) 2CO2(g)+6H2(g)=C2H5OH(g)+3H2O(g) ∆H=
方法2:电还原CO2制备CH3OH。装置如图所示(电极材料都是石墨)。
(4)a极的名称是
(5)b极的电极反应式为
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐3】探索在温和条件下合成氨具有重要意义。
(1)合成氨中每生成2molNH3,放出92.2kJ热量。① N—H键断裂吸收的能量约等于___________ kJ。
②合成氨反应速率常数k(通常情况下,反应速率常数越大,反应越快)随温度的变化曲线如题图1所示,请在图中指定位置标出或___________ 。(2)电化学合成氨是未来绿色合成氨的可选途径,其中电解液、电极材料的研究尤为重要。
I.熔融盐电解
一种以熔融(添加0.5%)为电解质,以多孔镍为电极材料,在常压下电化学合成氨的原理如图所示。①写出阳极发生的电极反应式:___________ 。
②若用H2S代替H2电化学合成氨,写出可能出现的副产物的化学式:___________ 。
II.水系电解
在常规水系电解液中,以N2和H2O为反应物,常温常压下在催化剂的作用下实现氨的合成:,但H2O放电生成H2导致合成氨选择性较低。
③研究表明,控制电极-电解液界面处的质子源的浓度,将有效抑制副反应。以作催化剂、甲醇为溶剂、水为质子源配制甲醇-水混合电解液,相对常规水系电解液,氨的选择性更高。其可能原因是___________ 。
④水溶液中三种催化剂(a、b、c)上N2电还原为NH3(图1)和H2O电还原为H2(图2)反应历程中的能量变化,则三种催化剂对N2电还原为NH3的催化活性由强到弱的顺序为___________ (用字母a、b、c排序)。
(1)合成氨中每生成2molNH3,放出92.2kJ热量。① N—H键断裂吸收的能量约等于
②合成氨反应速率常数k(通常情况下,反应速率常数越大,反应越快)随温度的变化曲线如题图1所示,请在图中指定位置标出或
I.熔融盐电解
一种以熔融(添加0.5%)为电解质,以多孔镍为电极材料,在常压下电化学合成氨的原理如图所示。①写出阳极发生的电极反应式:
②若用H2S代替H2电化学合成氨,写出可能出现的副产物的化学式:
II.水系电解
在常规水系电解液中,以N2和H2O为反应物,常温常压下在催化剂的作用下实现氨的合成:,但H2O放电生成H2导致合成氨选择性较低。
③研究表明,控制电极-电解液界面处的质子源的浓度,将有效抑制副反应。以作催化剂、甲醇为溶剂、水为质子源配制甲醇-水混合电解液,相对常规水系电解液,氨的选择性更高。其可能原因是
④水溶液中三种催化剂(a、b、c)上N2电还原为NH3(图1)和H2O电还原为H2(图2)反应历程中的能量变化,则三种催化剂对N2电还原为NH3的催化活性由强到弱的顺序为
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