“Cl化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质(如CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料合成工业产品的化学工艺,对开发新能源和控制环境污染有重要意义。中科院天津工生所利用化学催化剂将高浓度二氧化碳在高密度氢能作用下还原成碳一(C1)化合物,然后通过设计构建碳一聚合新酶,依据化学聚糖反应原理将碳一化合物聚合成碳三(C3)化合物,最后通过生物途径优化,将碳三化合物聚合成碳六(C6)化合物,再进一步合成直链和支链淀粉(Cn化合物)。在实验室中首次实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。
(1)科学家成功研制出一种新型催化剂,能将CO2转变为甲烷。在常压、300℃条件下,CO2与H2按体积之比1∶4反应,CO2转化率可达90%。一定条件下,某兴趣小组在容积为V L的密闭容器中发生此反应达到化学平衡状态。
①该反应的平衡常数表达式为___________ 。
②由如图可知该反应的△H___________ 0(填“>”、“<”或“=”);300℃时,从反应开始到达平衡,以H2的浓度变化表示的化学反应速率是___________ (用、、V表示)。
(2)已知,,控制一定条件,该反应能自发进行,则___________ 0(填“>”,“<”或“=”)。在一定温度下,向一容积可变的容器中充入、,的转化率与反应时间的关系如图所示。在t时加压,若t1时容器容积为1000 mL,则t2时容器容积为___________ mL。
(3)利用回收的制取甲醛的反应为
①为提高上述反应中H2的平衡转化率,可以采取的措施有___________ 、___________ (任写两条)。
②实验室在2 L恒容密闭容器中模拟上述合成HCHO的实验。时将的和混合气体充入容器中,每隔一定时间测得容器内混合气体压强如表所示:
已知:,即用B物质的分压变化表示时间内反应的平均反应速率。0~10min内该反应的平均反应速率为___________ 。10min时,CO2的转化率为___________ (保留小数点后一位)。
(1)科学家成功研制出一种新型催化剂,能将CO2转变为甲烷。在常压、300℃条件下,CO2与H2按体积之比1∶4反应,CO2转化率可达90%。一定条件下,某兴趣小组在容积为V L的密闭容器中发生此反应达到化学平衡状态。
①该反应的平衡常数表达式为
②由如图可知该反应的△H
(2)已知,,控制一定条件,该反应能自发进行,则
(3)利用回收的制取甲醛的反应为
①为提高上述反应中H2的平衡转化率,可以采取的措施有
②实验室在2 L恒容密闭容器中模拟上述合成HCHO的实验。时将的和混合气体充入容器中,每隔一定时间测得容器内混合气体压强如表所示:
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
压强/kPa | 1.08 | 0.96 | 0.88 | 0.82 | 0.80 | 0.80 | 0.80 |
更新时间:2021-10-13 12:34:25
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解答题-原理综合题
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(0.65)
解题方法
【推荐1】甲醇是一种重要的可再生能源。
(1)已知2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) ΔH =a kJ·mol-1
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH =b kJ·mol-1
试写出由CH4和O2制取甲醇的热化学方程式_______________________________ 。
(2)还可通过下列反应制甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。甲图是反应时CO和CH3OH(g)的浓度随时间的变化情况。从反应开始到达平衡,用H2表示反应速率υ(H2)= 。
(3)在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO和20 mol H2,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如乙图所示。
①下列说法能判断该反应达到化学平衡状态的是_______ (填字母)。
A.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
B.H2的体积分数不再改变
C.体系中H2的转化率和CO的转化率相等
D.体系中气体的平均摩尔质量不再改变
②比较A、B两点压强大小PA________ PB(填“>、<、=”)。
③若达到化学平衡状态A时,容器的体积为20 L。如果反应开始时仍充入10 molCO和20 molH2,则在平衡状态B时容器的体积V(B)=________ L。
(4)以甲醇为燃料,氧气为氧化剂,KOH溶液为电解质溶液,可制成燃料电池(电极材料为惰性电极)。
①若KOH溶液足量,则写出电池负极反应式________________________ 。
②若电解质溶液中KOH的物质的量为0.8 mol,当有0.5 mol甲醇参与反应时,电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是______________ 。
(1)已知2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g) ΔH =a kJ·mol-1
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH =b kJ·mol-1
试写出由CH4和O2制取甲醇的热化学方程式
(2)还可通过下列反应制甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。甲图是反应时CO和CH3OH(g)的浓度随时间的变化情况。从反应开始到达平衡,用H2表示反应速率υ(H2)= 。
(3)在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO和20 mol H2,CO的平衡转化率随温度(T)、压强(P)的变化如乙图所示。
①下列说法能判断该反应达到化学平衡状态的是
A.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
B.H2的体积分数不再改变
C.体系中H2的转化率和CO的转化率相等
D.体系中气体的平均摩尔质量不再改变
②比较A、B两点压强大小PA
③若达到化学平衡状态A时,容器的体积为20 L。如果反应开始时仍充入10 molCO和20 molH2,则在平衡状态B时容器的体积V(B)=
(4)以甲醇为燃料,氧气为氧化剂,KOH溶液为电解质溶液,可制成燃料电池(电极材料为惰性电极)。
①若KOH溶液足量,则写出电池负极反应式
②若电解质溶液中KOH的物质的量为0.8 mol,当有0.5 mol甲醇参与反应时,电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是
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解答题-原理综合题
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(0.65)
解题方法
【推荐2】研究NO2、SO2、CO等气体的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。
(1)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6kJ•mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=-113.0kJ•mol-1
则NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)的△H=______ kJ•mol-1,该反应热力学趋势大,原因是______ 。
(2)在一定条件下,将2molNO2与1molSO2置于1L密闭容器中发生反应NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)。
①下列能说明反应达到平衡状态的是______ (填标号)。
a.每生成1molSO3同时消耗1molSO2
b.混合气体的颜色保持不变
c.体系压强保持不变
d.v(SO2)=v(NO)
②若测得上述反应经5min达到平衡时NO2与SO2体积比为5∶1,则用SO2表示该反应的速率为v(SO2)=_____ mol•L-1•min-1。
(3)起始加入气体的总物质的量一定,反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H=-41kJ•mol-1,在进气比[]不同时,测得CO的平衡转化率与[]的关系如图所示(图中各点对应的温度可能相同也可能不同)。
①图中C、D、E三点对应的CO平衡转化率逐渐降低,原因是_____ ,反应速率vc(H2O)_____ vE(H2O)(填“>”“<”或“=”)。
②图中A、E、G三点对应的反应温度TA、TE、TG的大小关系是_____ 。
(1)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6kJ•mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=-113.0kJ•mol-1
则NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)的△H=
(2)在一定条件下,将2molNO2与1molSO2置于1L密闭容器中发生反应NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g)。
①下列能说明反应达到平衡状态的是
a.每生成1molSO3同时消耗1molSO2
b.混合气体的颜色保持不变
c.体系压强保持不变
d.v(SO2)=v(NO)
②若测得上述反应经5min达到平衡时NO2与SO2体积比为5∶1,则用SO2表示该反应的速率为v(SO2)=
(3)起始加入气体的总物质的量一定,反应CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H=-41kJ•mol-1,在进气比[]不同时,测得CO的平衡转化率与[]的关系如图所示(图中各点对应的温度可能相同也可能不同)。
①图中C、D、E三点对应的CO平衡转化率逐渐降低,原因是
②图中A、E、G三点对应的反应温度TA、TE、TG的大小关系是
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解答题-原理综合题
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(0.65)
【推荐3】Ⅰ.氮肥工业中,利用消除,可防止催化剂中毒,其反应为,向恒容密闭容器中装入足量固体和,不同温度下,测得体积分数随时间t变化曲线如图所示。
回答下列问题:
(1)温度在和时的化学平衡常数_____________ (填“>”、“<”或“=”)。
(2)在温度下b点时的转化率为_____________ ;在温度下,0到内反应速率_____________ 。
(3)下列说法正确的是_____________。
Ⅱ.将转化为高附加值化学品,能有效的促进“碳达峰、碳中和”。一定条件下,向恒容密闭容器中充入和,发生如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
其他条件不变,测得不同温度下的转化率和的选择性如下图所示。
(的选择性)
回答下列问题:
(4)温度后,温度升高选择性降低的原因是____________________________ 。
(5)温度下,经过t分钟反应达到平衡状态,以的物质的量变化表示反应的化学反应速率_____________ ,反应Ⅱ的平衡常数_____________ (保留两位有效数字)。
(6)时,向甲、乙两个容积不同的密闭容器中,分别充入物质的量均为的和,若只发生反应Ⅱ,其正反应速率.若甲、乙容器平衡时(甲):(乙),则甲、乙容器的体积之比_____________ [为气体分压,p为平衡总压强,为B的物质的量分数] 。
回答下列问题:
(1)温度在和时的化学平衡常数
(2)在温度下b点时的转化率为
(3)下列说法正确的是_____________。
A.c点时两温度下的转化率相等 |
B.增加的用量可增大的转化率 |
C.a、c点的正反应速率: |
D.其他条件不变,缩小容器体积可以加快化学反应速率 |
Ⅱ.将转化为高附加值化学品,能有效的促进“碳达峰、碳中和”。一定条件下,向恒容密闭容器中充入和,发生如下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
其他条件不变,测得不同温度下的转化率和的选择性如下图所示。
(的选择性)
回答下列问题:
(4)温度后,温度升高选择性降低的原因是
(5)温度下,经过t分钟反应达到平衡状态,以的物质的量变化表示反应的化学反应速率
(6)时,向甲、乙两个容积不同的密闭容器中,分别充入物质的量均为的和,若只发生反应Ⅱ,其正反应速率.若甲、乙容器平衡时(甲):(乙),则甲、乙容器的体积之比
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【推荐1】废气的综合处理与应用技术是科研人员的重要研究课题,CO、、是重要的大气污染气体。
处理后的CO是制取新型能源二甲醚的原料。
已知:
则CO和反应生成气态二甲醚的热化学方程式为__________ 。
温度为时,在容积固定的密闭容器中发生反应:未配平,时达到平衡,各物质浓度随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同,温度分别为、时发生反应,Z的浓度随时间变化的关系如图b所示。
则图a中反应达到平衡时,Y的转化率为________ ;时,该反应的平衡常数为________ 保留3位有效数字;该反应正反应的反应热________ 填“”、“”或“”。
可用于合成甲醇,反应方程式为。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。实际生产条件控制在________ ,压强为左右,选择此压强的理由是______________ 。
如图是某甲醇燃料电池工作的示意图:
质子交换膜只有质子能够通过左右两侧的溶液均为溶液。电极a上发生的电极反应为_______ 。
处理后的CO是制取新型能源二甲醚的原料。
已知:
则CO和反应生成气态二甲醚的热化学方程式为
温度为时,在容积固定的密闭容器中发生反应:未配平,时达到平衡,各物质浓度随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同,温度分别为、时发生反应,Z的浓度随时间变化的关系如图b所示。
则图a中反应达到平衡时,Y的转化率为
可用于合成甲醇,反应方程式为。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。实际生产条件控制在
如图是某甲醇燃料电池工作的示意图:
质子交换膜只有质子能够通过左右两侧的溶液均为溶液。电极a上发生的电极反应为
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解答题-工业流程题
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(0.65)
【推荐2】氯化铬晶体(CrCl3·6H2O)是一种重要的工业原料,工业上常用铬酸钠(Na2CrO4)来制备。实验室以红矾钠(Na2Cr2O7)为原料制备CrCl3·6H2O的流程如下
已知:
①Cr2O72-+H2O⇌2CrO42-+2H+;
②CrCl3·6H2O不溶于乙醚,易溶于水、乙醇,易水解。
(1)写出碱溶发生反应的化学方程式___________________________ ,所加40‰NaOH不宜过量太多的原因是_________________________________ 。
(2)还原时先加入过量CH3OH再加入10%HCl,生成CO2,写出该反应的离子方程式______________________ ,反应后从剩余溶液中分离出CH3OH的实验方法是___________ 。
(3)使用下列用品来测定溶液的pH,合理的是___________ (填字母)。
A.酚酞溶液 B.石蕊试纸 C.pH计
(4)请补充完整由过滤后得到的固体Cr(OH)3制备CrCl3·6H2O的实验方案:将过滤后所得的洁净固体完全溶解于过量的盐酸中,蒸发浓缩,___________ ,过滤,___________ ,低温干燥,得到CrC3·6H2O(实验中可供选择的试剂:盐酸、硫酸、蒸馏水、乙醇、乙醚)。
(5)若取原料红矾钠26.2g,实验最终得到氯化铬晶体21.32g,则该实验的产率为___________ 。
已知:
①Cr2O72-+H2O⇌2CrO42-+2H+;
②CrCl3·6H2O不溶于乙醚,易溶于水、乙醇,易水解。
(1)写出碱溶发生反应的化学方程式
(2)还原时先加入过量CH3OH再加入10%HCl,生成CO2,写出该反应的离子方程式
(3)使用下列用品来测定溶液的pH,合理的是
A.酚酞溶液 B.石蕊试纸 C.pH计
(4)请补充完整由过滤后得到的固体Cr(OH)3制备CrCl3·6H2O的实验方案:将过滤后所得的洁净固体完全溶解于过量的盐酸中,蒸发浓缩,
(5)若取原料红矾钠26.2g,实验最终得到氯化铬晶体21.32g,则该实验的产率为
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解答题-原理综合题
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(0.65)
【推荐3】氨是一种重要的化工产品。回答下列问题:
(1)已知:①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.0kJ/mol
②H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=-240.0kJ/mol
③2Fe(s)+O2(g)Fe2O3(s) ΔH=-1644.0kJ/mol
则反应2NH3(g)+Fe2O3(s)N2(g)+3H2O(g)+2Fe(s) ΔH=___________ kJ/mol,该反应在___________ (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)下列关于合成氨工艺的理解中,正确的有___________(填标号)。
(3)温度为T℃,压强恒定为pMPa,用Fe2O3处理NH3和HCN(起始时NH3的体积分数为58%)的混合气体,部分气体的体积分数随时间的变化如图,反应经30min达到平衡。
①0~30min内用NH3的压强变化表示的反应速率v(NH3)=___________ MPa·min-1。
②反应2NH3(g)+Fe2O3(s)N2(g)+3H2O(g)+2Fe(s)的平衡常数Kp=___________ (MPa)2 (列出计算式即可);若升高温度,该反应的平衡常数将___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)在催化剂作用下,可用NH3去除NO,其反应原理为4NH3+6NO=5N2+6H2O。不同温度条件下,n(NH3):n(NO)分别为4:1、3∶1、1:3时,得到的NO脱除率曲线如图所示:
①曲线a中,在温度超过900℃时,NO脱除率骤然下降的原因可能是___________ 。
②曲线b对应的NH3与NO的物质的量之比是___________ 。
(1)已知:①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.0kJ/mol
②H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=-240.0kJ/mol
③2Fe(s)+O2(g)Fe2O3(s) ΔH=-1644.0kJ/mol
则反应2NH3(g)+Fe2O3(s)N2(g)+3H2O(g)+2Fe(s) ΔH=
(2)下列关于合成氨工艺的理解中,正确的有___________(填标号)。
A.控制温度远高于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率 |
B.合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零 |
C.NH3易液化,不断将液氨移去,利于反应正向进行 |
D.原料气中N2由分离空气得到,H2由天然气与水蒸气反应生成,原料气需要经过净化处理,以防催化剂中毒和安全事故发生 |
(3)温度为T℃,压强恒定为pMPa,用Fe2O3处理NH3和HCN(起始时NH3的体积分数为58%)的混合气体,部分气体的体积分数随时间的变化如图,反应经30min达到平衡。
①0~30min内用NH3的压强变化表示的反应速率v(NH3)=
②反应2NH3(g)+Fe2O3(s)N2(g)+3H2O(g)+2Fe(s)的平衡常数Kp=
(4)在催化剂作用下,可用NH3去除NO,其反应原理为4NH3+6NO=5N2+6H2O。不同温度条件下,n(NH3):n(NO)分别为4:1、3∶1、1:3时,得到的NO脱除率曲线如图所示:
①曲线a中,在温度超过900℃时,NO脱除率骤然下降的原因可能是
②曲线b对应的NH3与NO的物质的量之比是
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【推荐1】I.目前工业上用氮气与氢气为原料合成氨,回答下列问题。
(1)当反应生成17g NH3时,放出46.2 kJ的热量,请写出该反应的热化学方程式:___________ 。
(2)下列叙述能说明合成氨反应已达平衡状态的有___________ (填序号)。
A.N2浓度不再随时间而变化
B.N2的生成速率与NH3的消耗速率之比为1:2
C.H2的物质的量浓度等于NH3的物质的量浓度
D.H2的转化率不随时间变化而变化
(3)在一定温度下,将一定量NH3置于恒容密闭容器中分解,测得N2和H2的物质的量浓度随时间变化如图。
计算5min内 用N2表示的化学反应速率为___________ 。
II.有研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应:2N2 (g) + 6H2O (l) 4NH3(g) + 3O2 (g) ΔH=a kJ·mol-1
(4)进一步研究NH3生成量与温度的关系,常压下测得部分实验数据如下表:
①此合成反应的a___________ 0 (填“>”“<”或“=”),化学平衡常数K的表达式为___________ 。
②若在恒温条件下,增大压强,氮气的物质的量___________ (填“变大”“变小”或“不变”,下同),氨气的物质的量浓度___________ ,平衡常数K___________ 。
(1)当反应生成17g NH3时,放出46.2 kJ的热量,请写出该反应的热化学方程式:
(2)下列叙述能说明合成氨反应已达平衡状态的有
A.N2浓度不再随时间而变化
B.N2的生成速率与NH3的消耗速率之比为1:2
C.H2的物质的量浓度等于NH3的物质的量浓度
D.H2的转化率不随时间变化而变化
(3)在一定温度下,将一定量NH3置于恒容密闭容器中分解,测得N2和H2的物质的量浓度随时间变化如图。
计算5min内 用N2表示的化学反应速率为
II.有研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应:2N2 (g) + 6H2O (l) 4NH3(g) + 3O2 (g) ΔH=a kJ·mol-1
(4)进一步研究NH3生成量与温度的关系,常压下测得部分实验数据如下表:
温度 T/K | 303 | 313 | 323 |
平衡时NH3生成量/(10-6 mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
①此合成反应的a
②若在恒温条件下,增大压强,氮气的物质的量
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【推荐2】氯化铜可用于生产颜料、木材防腐剂等.用粗铜(含杂质Fe)经过系列步骤可制备氯化铜晶体(CuCl2•2H2O).完成下列填空:
(1)实验室用浓盐酸和二氧化锰共热来制备Cl2,写出该反应的离子方程式______ .
(2)加入试剂将CuCl2和FeCl3的混合溶液pH调至4~5,过滤得到纯净的CuCl2溶液,应加入的试剂是__ (填字母编号)
a CuO b NaOH c Cu2(OH)2CO3 d Cu
(3)CuCl2溶液通过蒸发、结晶可得到CuCl2•2H2O.
①蒸发过程中,加入盐酸的目的是____ .
②蒸发过程中,观察到溶液颜色由蓝色变为绿色.
其原理是:
上述反应的化学平衡常数表达式是______ .欲使溶液由绿色变成蓝色的措施是:a______ ;b______ .
(4)由CuSO4溶液蒸发结晶得到CuSO4•5H2O的过程中不用加入硫酸,其原因是______ (用勒夏特列原理解释).
(1)实验室用浓盐酸和二氧化锰共热来制备Cl2,写出该反应的离子方程式
(2)加入试剂将CuCl2和FeCl3的混合溶液pH调至4~5,过滤得到纯净的CuCl2溶液,应加入的试剂是
a CuO b NaOH c Cu2(OH)2CO3 d Cu
(3)CuCl2溶液通过蒸发、结晶可得到CuCl2•2H2O.
①蒸发过程中,加入盐酸的目的是
②蒸发过程中,观察到溶液颜色由蓝色变为绿色.
其原理是:
上述反应的化学平衡常数表达式是
(4)由CuSO4溶液蒸发结晶得到CuSO4•5H2O的过程中不用加入硫酸,其原因是
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【推荐3】氢能是一种清洁能源,按照生产过程中的碳排放情况分为灰氢、蓝氢和绿氢。
(1)甲烷水蒸气催化重整制得蓝氢 :CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH>0。
①为提高CH4的平衡转化率,降低其在混合物中百分含量,可采取的措施有_______ 。
②下图中,X 为投料比,φ 为CH4的平衡转化率,其它条件不变,φ 随 X 的变化趋势曲线为_______ 。
③某条件下,若 CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为 0.2mol/L,CH4的平衡转化率φ=25%,K=_______ 。
(2)热化学硫碘循环分解水制得绿氢 ,全程零碳排放。反应如下:
反应i:SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=H2SO4(l)+2HI(g) ∆H1=-82kJ·mol−1
反应ii:2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) ∆H2=+544kJ·mol−1
反应iii:……
反应ⅰ~iii循环实现分解水:2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ∆H=+484kJ·mol−1。
①写出反应i 中K的表达式_______ 。
②写出反应iii的热化学方程式_______ 。
(1)甲烷水蒸气催化重整制得
①为提高CH4的平衡转化率,降低其在混合物中百分含量,可采取的措施有
②下图中,X 为投料比,φ 为CH4的平衡转化率,其它条件不变,φ 随 X 的变化趋势曲线为
③某条件下,若 CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为 0.2mol/L,CH4的平衡转化率φ=25%,K=
(2)热化学硫碘循环分解水制得
反应i:SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=H2SO4(l)+2HI(g) ∆H1=-82kJ·mol−1
反应ii:2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) ∆H2=+544kJ·mol−1
反应iii:……
反应ⅰ~iii循环实现分解水:2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ∆H=+484kJ·mol−1。
①写出反应i 中K的表达式
②写出反应iii的热化学方程式
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【推荐1】氮、磷及其化合物在生产、生活中有重要的用途。回答下列问题:
Ⅰ.(1)氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。
下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。
①分析数据可知:大气固氮反应属于_____ (填“吸热”或“放热”)反应。
②分析数据可知;人类不适合大规模模拟大气固氮的原因_____ 。
(2)NaNO2是一种食品添加剂(有毒性,市场上常误与食盐混淆)。可用酸性KMnO4溶液检验,完成其反应的离子方程式。MnO+NO+_____ =Mn2++NO+H2O。
(3)工业生产以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为: 2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l) △H<0。T1℃时,在2 L的密闭容器中充入NH3和CO2模拟工业生产,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)= x,如图是CO2平衡转化率(α)与氨碳比(x)的关系。
其它条件不变时,α随着x增大而增大的原因是____ ;图中的B点处NH3的平衡转化率为____ 。
II.(4)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和 PCl5(g),反应过程如下。
2P(s) + 3Cl2(g)=2PCl3(g) △H1=-612 kJ· mol-1
2P(s) + 5Cl2(g)=2PCl5(g) △H2=-798 kJ· mol-1
气态PCl5生成气态PCl3和Cl2的热化学方程式为________ 。
(5)直链聚磷酸是由n个磷酸分子通过分子间脱水形成的,常用于制取阻燃剂聚磷酸铵。直链低聚磷酸铵的化学式可表示为(NH4)(n+2)PnOx,x=___ (用n表示)。
(6)一定温度下,向浓度均为0.20 mol·L-1的MgCl2和CaCl2混合溶液中逐滴加入Na3PO4,先生成__ 沉淀(填化学式);当测得溶液中钙离子沉淀完全(浓度小于10-5 mol·L-1)时,溶液中的另一种金属阳离子的物质的量浓度c = ______ mol·L-1。(已知:Ksp[Mg3(PO4)2] =6.0×10-29,Ksp[Ca3(PO4)2]=6.0×10-26。)
Ⅰ.(1)氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。
下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。
反应 | 大气固氮 N2(g)+O2(g)2NO(g) | 工业固氮 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) | |||
温度/℃ | 27 | 2000 | 25 | 400 | 450 |
K | 3.8×10-31 | 0.1 | 5×108 | 0.507 | 0.152 |
②分析数据可知;人类不适合大规模模拟大气固氮的原因
(2)NaNO2是一种食品添加剂(有毒性,市场上常误与食盐混淆)。可用酸性KMnO4溶液检验,完成其反应的离子方程式。MnO+NO+
(3)工业生产以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为: 2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l) △H<0。T1℃时,在2 L的密闭容器中充入NH3和CO2模拟工业生产,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)= x,如图是CO2平衡转化率(α)与氨碳比(x)的关系。
其它条件不变时,α随着x增大而增大的原因是
II.(4)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和 PCl5(g),反应过程如下。
2P(s) + 3Cl2(g)=2PCl3(g) △H1=-612 kJ· mol-1
2P(s) + 5Cl2(g)=2PCl5(g) △H2=-798 kJ· mol-1
气态PCl5生成气态PCl3和Cl2的热化学方程式为
(5)直链聚磷酸是由n个磷酸分子通过分子间脱水形成的,常用于制取阻燃剂聚磷酸铵。直链低聚磷酸铵的化学式可表示为(NH4)(n+2)PnOx,x=
(6)一定温度下,向浓度均为0.20 mol·L-1的MgCl2和CaCl2混合溶液中逐滴加入Na3PO4,先生成
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【推荐2】Ⅰ.能源是国民经济发展的重要基础,我国目前使用的能源主要是化石燃料。
已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH2=-241.8kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH3=-283.0kJ·mol-1
(1)煤气化主要反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的ΔH=_______ 。
Ⅱ.为了减少CO的排放,某环境研究小组以CO和H2为原料合成清洁能源二甲醚(DME),反应如下:4H2(g)+2CO(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-198kJ·mol-1。
(2)如图所示能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为_______ (填曲线标记字母),其判断理由是_______ 。
(3)在一定温度下,向2.0L固定容积的密闭容器中充入2mol H2和1mol CO,经过一段时间后,反应4H2(g)+2CO(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表:
①0~20min的平均反应速率v(CO)=_______ mol·L−1·min−1。
②达到平衡时,H2的转化率为_______ 。
③在上述温度下,该反应的平衡常数K=_______ 。(列出计算式即可)
④能表明该反应达到平衡状态的是_______ (填序号)。
A.CO的转化率等于H2O的产率 B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.v(CO)与v(H2)的比值不变 D.混合气体的密度不变
已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH2=-241.8kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH3=-283.0kJ·mol-1
(1)煤气化主要反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的ΔH=
Ⅱ.为了减少CO的排放,某环境研究小组以CO和H2为原料合成清洁能源二甲醚(DME),反应如下:4H2(g)+2CO(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-198kJ·mol-1。
(2)如图所示能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为
(3)在一定温度下,向2.0L固定容积的密闭容器中充入2mol H2和1mol CO,经过一段时间后,反应4H2(g)+2CO(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表:
时间/min | 0 | 20 | 40 | 80 | 100 |
n(H2)/mol | 2.0 | 1.4 | 0.85 | 0.4 | — |
n(CO)/mol | 1.0 | — | 0.425 | 0.2 | 0.2 |
n(CH3OCH3)/mol | 0 | 0.15 | — | — | 0.4 |
n(H2O)/mol | 0 | 0.15 | 0.2875 | 0.4 | 0.4 |
②达到平衡时,H2的转化率为
③在上述温度下,该反应的平衡常数K=
④能表明该反应达到平衡状态的是
A.CO的转化率等于H2O的产率 B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.v(CO)与v(H2)的比值不变 D.混合气体的密度不变
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【推荐3】重铬酸钾具有强氧化性,在实验室和工业中都有广泛的应用。(黄色)和(橙色)在溶液中可相互转化。
(1)中元素铬(Cr)的化合价为_______ 。
(2)室温下,初始浓度为的溶液中随的变化如图所示。(忽略溶液体积变化)
①用离子方程式表示溶液中的转化反应_______ 。
②计算B点时的转化率为_______ 。
③根据A点数据,计算上述反应的平衡常数_______ 。
(3)向橙色的溶液中,滴加溶液,产生黄色沉淀,溶液pH减小。试推测黄色沉淀是_______ ,用平衡移动的原理解释溶液pH变小的原因是_______ 。
(4)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定二价铁含量。
用溶液滴定20.00mL未知浓度的含的溶液,恰好完全反应时消耗溶液,则溶液中的物质的量浓度是_______ (已知:(未配平)。
(1)中元素铬(Cr)的化合价为
(2)室温下,初始浓度为的溶液中随的变化如图所示。(忽略溶液体积变化)
①用离子方程式表示溶液中的转化反应
②计算B点时的转化率为
③根据A点数据,计算上述反应的平衡常数
(3)向橙色的溶液中,滴加溶液,产生黄色沉淀,溶液pH减小。试推测黄色沉淀是
(4)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定二价铁含量。
用溶液滴定20.00mL未知浓度的含的溶液,恰好完全反应时消耗溶液,则溶液中的物质的量浓度是
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