绿色能源是未来能源发展的重要方向,氢能是重要的绿色能源,利用生物乙醇来制取氢气的部分反应过程如下图所示。
(1)已知:CH3CH2OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g) ΔH1=+173.5kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol-1
则反应Ⅰ的热化学方程式为___________ 。
(2)反应Ⅱ在不同进气比[n(CO)∶n(H2O)]、不同温度下,测得相应的CO平衡转化率见下表(各点对应的其他反应条件都相同)。
①a点平衡混合物中H2的体积分数为___________ ,a、c两点对应的反应温度Ta___________ Tc(填“<”“=”或“>”),d点对应的平衡常数K=___________ 。
②有利于提高CO平衡转化率的是___________ (填标号)。
A.增大压强 B.降低温度 C.增大进气比[n(CO)∶n(H2O)] D.分离出CO2
(3)反应Ⅱ在工业上称为一氧化碳的催化变换反应,若用[K]表示催化剂,则反应历程可用下式表示:
第一步:[K]+H2O(g)=[K]O+H2
第二步:[K]O+CO=[K]+CO2
第二步比第一步反应慢,则第二步反应的活化能比第一步反应___________ 。反应过程中,相对能量最高的中间产物是催化剂吸附态的___________ (填标号)。
A.水蒸气 B.氧原子 C.一氧化碳 D.二氧化碳
(4)研究表明,CO催化变换反应的速率方程为v=k()式中,分别表示相应的物质的量分数,Kp为平衡常数,k为反应的速率常数,温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时,CO催化变换反应的Kp___________ (填“增大”“减小”)。根据速率方程分析,T>Tm时v逐渐减小的原因是___________ 。
(1)已知:CH3CH2OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g) ΔH1=+173.5kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol-1
则反应Ⅰ的热化学方程式为
(2)反应Ⅱ在不同进气比[n(CO)∶n(H2O)]、不同温度下,测得相应的CO平衡转化率见下表(各点对应的其他反应条件都相同)。
平衡点 | a | b | c | d |
n(CO)∶n(H2O) | 0.5 | 0.5 | 1 | 1 |
CO平衡转化率/% | 50 | 66.7 | 50 | 60 |
②有利于提高CO平衡转化率的是
A.增大压强 B.降低温度 C.增大进气比[n(CO)∶n(H2O)] D.分离出CO2
(3)反应Ⅱ在工业上称为一氧化碳的催化变换反应,若用[K]表示催化剂,则反应历程可用下式表示:
第一步:[K]+H2O(g)=[K]O+H2
第二步:[K]O+CO=[K]+CO2
第二步比第一步反应慢,则第二步反应的活化能比第一步反应
A.水蒸气 B.氧原子 C.一氧化碳 D.二氧化碳
(4)研究表明,CO催化变换反应的速率方程为v=k()式中,分别表示相应的物质的量分数,Kp为平衡常数,k为反应的速率常数,温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时,CO催化变换反应的Kp
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更新时间:2021-11-03 00:43:43
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【推荐1】A、B、C、D、E、F是六种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,其中C、F分别是同一主族元素,A、F两种元素的原子核中质子数之和比C、D两种元素原子核中质子数之和少2,F元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍。又知B元素的最外层电子数是内层电子数的2倍,E元素的最外层电子数等于其电子层数。请回答:
(1)1 mol由E、F二种元素组成的化合物跟由A、C、D三种元素组成的化合物反应生成两种盐和水,完全反应后消耗后者的物质的量为___________ 。
(2)A、C、F间可以形成甲、乙两种负一价双原子阴离子,甲有18个电子,乙有10个电子,则甲与乙反应的离子方程式为___________ ;
(3)科学研究证明:化学反应热只与始终态有关,与过程无关。单质B的燃烧热为a kJ/mol。由B、C二种元素组成的化合物BC l4 g完全燃烧放出热量b kJ,写出单质B和单质C反应生成的热化学方程式:___________ ;
(4)用B元素的单质与E元素的单质可以制成电极浸入由A、C、D三种元素组成化合物的溶液中构成电池,则电池负极反应式为___________ 。
(5)C、D、E、F四种元素的离子半径由大到小的顺序___________ (用离子符号表示)
(6)过量B元素的最高价氧化物与D元素的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为___________ 。
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(5)C、D、E、F四种元素的离子半径由大到小的顺序
(6)过量B元素的最高价氧化物与D元素的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为
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【推荐2】能源的开发和有效利用以及人均消费量,是一个国家生产技术水平和生活水平的重要标志。
I.“氢能”因热值高,无污染,将是未来最理想的新能源。“十三·五”规划实现煤炭资源的高效清洁转化是我国能源革命的一个重要课题。而要实现这一目标,就需要提升并完善煤气化这一关键的核心龙头技术。煤的气化是目前获得氢气的一种重要方式。
煤的气化反应主要是:
反应I ;
反应II ,在850℃时,。
(1)①反应I的正反应的活化能和的大小关系为_______ (填“大于”、“等于”或“小于”)温度的改变对正、逆反应速率影响较大的是_______ (填“正”或“逆”)反应速率;
②将一定量和混合气放入一个恒容绝热的密闭容器内发生反应II(初始温度850℃),以下可作为可逆反应II达到平衡标志的是_______
A.当混合气的平均相对分子质量不随时间而变化时
B.当时
C.当时
D.当混合气的压强不随时间而变化时
③若要提高反应II中的平衡转化率,可以采取的措施有_______
A.加入选择性好的催化剂 B.不断散热
C.不断充入水蒸气 D.增加在原料气中的含量
(2)850℃时,若向一恒温、恒容密闭容器中同时充入、、和,若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则、应满足的条件是_______ 。
II.二甲醚也是清洁能源,用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为:。一定条件下,该反应中的平衡转化率随温度、投料比口的变化曲线如图:
(3)a、b、c从大到小依次为_______
(4)某温度下,将和充入容积为的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中的物质的量分数变化情况如图所示,下列四种条件下化学平衡常数最大的是_______
(5)在恒容密闭容器里充入一氧化碳和氢气,一定温度下发生反应。下列说法正确的是_______
I.“氢能”因热值高,无污染,将是未来最理想的新能源。“十三·五”规划实现煤炭资源的高效清洁转化是我国能源革命的一个重要课题。而要实现这一目标,就需要提升并完善煤气化这一关键的核心龙头技术。煤的气化是目前获得氢气的一种重要方式。
煤的气化反应主要是:
反应I ;
反应II ,在850℃时,。
(1)①反应I的正反应的活化能和的大小关系为
②将一定量和混合气放入一个恒容绝热的密闭容器内发生反应II(初始温度850℃),以下可作为可逆反应II达到平衡标志的是
A.当混合气的平均相对分子质量不随时间而变化时
B.当时
C.当时
D.当混合气的压强不随时间而变化时
③若要提高反应II中的平衡转化率,可以采取的措施有
A.加入选择性好的催化剂 B.不断散热
C.不断充入水蒸气 D.增加在原料气中的含量
(2)850℃时,若向一恒温、恒容密闭容器中同时充入、、和,若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则、应满足的条件是
II.二甲醚也是清洁能源,用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为:。一定条件下,该反应中的平衡转化率随温度、投料比口的变化曲线如图:
(3)a、b、c从大到小依次为
(4)某温度下,将和充入容积为的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中的物质的量分数变化情况如图所示,下列四种条件下化学平衡常数最大的是_______
A., | B., | C., | D., |
A.当混合气体的密度不随时间变化时,说明反应达到了平衡状态 |
B.当时,说明反应达到了平衡状态 |
C.低温高压一定有利于提高的生产效率 |
D.将水蒸气液化分离出来,有利于增大正反应速率,提高的产率 |
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【推荐3】煤化工中常常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。
(1)在一定条件下:①C(s)+CO2(g)2CO(g)
②C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
③CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)
如果在一定温度下,三个反应的平衡常数分别为K1、K2和K3,则K1、K2、K3之间的关系是___________ 。
(2)已知C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数和温度关系如表
①该反应的平衡常数表达式___________ ;△H___________ 0(填﹤,﹥或=)
②某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:13C(H2O)=5C(CO)·C(H2),则该温度是___________ ℃
③恒温恒容条件下,下列各项能表示该反应达到平衡状态是_____
A.消耗C(s)的物质的量与生成CO(g)的物质的量之比为1∶1
B.断开2molH—O键,同时生成1molH—H键
C.压强不再变化
D.气体密度不再变化
(3)工业上还可以利用生成的一氧化碳和氢气来合成甲醇。
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
已知某温度下向体积为1升的恒容容器中充入CO(g)和H2(g)各1mol/L。平衡时,其中某种气体反应物的浓度为0.75mol/L,同时生成甲醇的浓度为0.25mol/L。
①气体反应物是___________ ,该温度下反应的平衡常数K=_____ .另一种气体反应物的平衡转化率为___________ 。
②相同条件下,向该平衡体系中再充入三种物质各0.25mol,此时反应的V(正)___________ V(逆)(填﹤,﹥或=)。
(1)在一定条件下:①C(s)+CO2(g)2CO(g)
②C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
③CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)
如果在一定温度下,三个反应的平衡常数分别为K1、K2和K3,则K1、K2、K3之间的关系是
(2)已知C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的平衡常数和温度关系如表
温度℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
平衡常数 | 0.6 | 0.9 | 1 | 1.7 | 2.6 |
①该反应的平衡常数表达式
②某温度下,各物质的平衡浓度符合下式:13C(H2O)=5C(CO)·C(H2),则该温度是
③恒温恒容条件下,下列各项能表示该反应达到平衡状态是
A.消耗C(s)的物质的量与生成CO(g)的物质的量之比为1∶1
B.断开2molH—O键,同时生成1molH—H键
C.压强不再变化
D.气体密度不再变化
(3)工业上还可以利用生成的一氧化碳和氢气来合成甲醇。
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
已知某温度下向体积为1升的恒容容器中充入CO(g)和H2(g)各1mol/L。平衡时,其中某种气体反应物的浓度为0.75mol/L,同时生成甲醇的浓度为0.25mol/L。
①气体反应物是
②相同条件下,向该平衡体系中再充入三种物质各0.25mol,此时反应的V(正)
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【推荐1】硫酸铅广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料以及精细化工产品3PbO·PbSO4·H2O(三盐)等。工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)制备PbSO4的工艺流程如下:
已知:i)PbCl2难溶于冷水,易溶于热水
ii)PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌PbCl(aq)
iii),
(1)“浸取”时需要加热,该过程中盐酸与MnO2、PbS发生反应生成PbCl2和S的化学方程式为_______ ;该步骤中FeS2和MnO2颗粒可以组成两个原电池,如图所示。其中MnO2原电池反应迅速,而FeS2原电池由于生成的硫覆盖在FeS2颗粒表面,溶解速率变慢。
①MnO2原电池中,每消耗3 mol MnO2,生成_______ mol Fe3+,该电池正极上的电极反应式为_______ 。
②FeS2原电池负极上的电极反应式为_______ 。
(2)“调pH”的目的是_______ 。
(3)“沉降”中获得PbCl2采取的措施是_______ 。(答出一条即可)
(4)“滤液a”经过处理后可以返回到_______ 工序循环使用。
(5)用硫酸铅与氢氧化钠溶液在50℃~60℃反应可以制备三盐,该反应的离子方程式为_____ 。
(6)海绵铅具有优良的储氢功能,其储氢原理为2Pb(s)+H2(g)=2PbH(s)。假设海绵钯的密度为ρ g·cm-3,摩尔质量为M g·mol-1,其吸附的氢气是其体积的n倍(标准状况),则此条件下,1 g海绵铅的储氢容量R_______ mL,氢气的浓度r_______ mol(储氢容量R即1 g铅吸附氢气的体积;氢气的浓度r为1 mol Pb吸附氢气的物质的量)
(7)若H2O2代替二氧化锰作氧化剂,因生成Fe3+催化分解H2O2,会使H2O2的利用率明显降低。反应的机理为:
①Fe3++H2O2=Fe2++H++·OOH
②H2O2+X=Y+Z+W(已配平)
③Fe2++·OH=Fe3++OH-
④H++OH-=H2O
根据上述机理推导步骤②中的化学方程式为_______ 。
已知:i)PbCl2难溶于冷水,易溶于热水
ii)PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌PbCl(aq)
iii),
(1)“浸取”时需要加热,该过程中盐酸与MnO2、PbS发生反应生成PbCl2和S的化学方程式为
①MnO2原电池中,每消耗3 mol MnO2,生成
②FeS2原电池负极上的电极反应式为
(2)“调pH”的目的是
(3)“沉降”中获得PbCl2采取的措施是
(4)“滤液a”经过处理后可以返回到
(5)用硫酸铅与氢氧化钠溶液在50℃~60℃反应可以制备三盐,该反应的离子方程式为
(6)海绵铅具有优良的储氢功能,其储氢原理为2Pb(s)+H2(g)=2PbH(s)。假设海绵钯的密度为ρ g·cm-3,摩尔质量为M g·mol-1,其吸附的氢气是其体积的n倍(标准状况),则此条件下,1 g海绵铅的储氢容量R
(7)若H2O2代替二氧化锰作氧化剂,因生成Fe3+催化分解H2O2,会使H2O2的利用率明显降低。反应的机理为:
①Fe3++H2O2=Fe2++H++·OOH
②H2O2+X=Y+Z+W(已配平)
③Fe2++·OH=Fe3++OH-
④H++OH-=H2O
根据上述机理推导步骤②中的化学方程式为
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【推荐2】(1)研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。CO与O2设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液)。该电池的负极反应式为_______ ;用该电池电解精炼铜,粗铜与通_______ 的一极(填“CO”或“O2”)相连。
(2)利用光能和光催化剂可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2,紫外光照射时在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图1,在0~15小时内,CH4的平均生成速率Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ从小到大的顺序为_______ (填序号)
(3)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图2。
①当温度在_______ 范围时,温度是乙酸生成速率的主要影响因素。
②Cu2Al2O4可溶于稀硝酸,同时生成两种盐,写出有关的离子方程式_______ 。
(4)实验室模拟“间接电化学氧化法”处理氨氮废水中NH的装置如图3所示。以硫酸铵和去离子水配制成初始的模拟废水,并以NaCl调节溶液中氯离子浓度,阳极产物将氨氮废水中的NH氧化成空气中的主要成分。写出溶液中除去NH的离子反应方程式_______ 。
(2)利用光能和光催化剂可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2,紫外光照射时在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图1,在0~15小时内,CH4的平均生成速率Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ从小到大的顺序为
(3)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图2。
①当温度在
②Cu2Al2O4可溶于稀硝酸,同时生成两种盐,写出有关的离子方程式
(4)实验室模拟“间接电化学氧化法”处理氨氮废水中NH的装置如图3所示。以硫酸铵和去离子水配制成初始的模拟废水,并以NaCl调节溶液中氯离子浓度,阳极产物将氨氮废水中的NH氧化成空气中的主要成分。写出溶液中除去NH的离子反应方程式
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【推荐3】通常情况下空气中CO2的体积分数为0.030%,当空气中CO2的体积分数超过0.050%时,会引起明显的温室效应。最近有科学家提出“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇。技术流程如下:
完成下列填空:
(1)碳酸钾溶液所起的作用是___________ ,吸收池中反应的离子方程式为___________ 。
(2)上述流程中能体现循环利用的物质有___________ 。
(3)合成塔中生成甲醇的反应,其原子利用率理论上___________ (填“能”或“否”)达到100%,若合成塔中有2.2kgCO2与足量H2恰好完全反应,可放出2473.5kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式___________ 。
(4)上述合成反应具有一定的可逆性,从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,而实际生产中采用300°C的温度,其原因是___________ 。
完成下列填空:
(1)碳酸钾溶液所起的作用是
(2)上述流程中能体现循环利用的物质有
(3)合成塔中生成甲醇的反应,其原子利用率理论上
(4)上述合成反应具有一定的可逆性,从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,而实际生产中采用300°C的温度,其原因是
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【推荐1】回答下列问题:
(1)火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢(H2O2),当它们混合时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态过氧化氢反应,生成氮气和水蒸气,放出256.65 kJ 的热量。写出反应的热化学方程式:_______ 。
(2)已知化学反应①:Fe(s)+CO2(g)⇌FeO(s)+CO(g),其平衡常数为K1;化学反应②:Fe(s)+H2O(g)⇌FeO(s)+H2(g),其平衡常数为K2,在温度973 K和1 173 K情况下,K1、K2的值分别如下:
请填空:
①通过表格中的数值可以推断:反应①是_______ (填“吸热”或“放热”)反应。
②现有反应③:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g),请你写出该反应的平衡常数K3的数学表达式:K3=_______ 。
③根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系式_______
④在830℃温度下,反应③的K值为1,在2L的密闭容器中,加入1molCO2和3molH2充分反应达到平衡,CO的平衡浓度为_______ mol/L。H2的转化率是_______ 。
⑤图甲、图乙分别表示反应③在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况:
图甲t2时刻改变的条件是_______ ,图乙t2时刻改变的条件是_______ 。
(1)火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢(H2O2),当它们混合时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态过氧化氢反应,生成氮气和水蒸气,放出256.65 kJ 的热量。写出反应的热化学方程式:
(2)已知化学反应①:Fe(s)+CO2(g)⇌FeO(s)+CO(g),其平衡常数为K1;化学反应②:Fe(s)+H2O(g)⇌FeO(s)+H2(g),其平衡常数为K2,在温度973 K和1 173 K情况下,K1、K2的值分别如下:
温度 | K1 | K2 |
973K | 1.47 | 2.38 |
1173K | 2.15 | 1.67 |
请填空:
①通过表格中的数值可以推断:反应①是
②现有反应③:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g),请你写出该反应的平衡常数K3的数学表达式:K3=
③根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系式
④在830℃温度下,反应③的K值为1,在2L的密闭容器中,加入1molCO2和3molH2充分反应达到平衡,CO的平衡浓度为
⑤图甲、图乙分别表示反应③在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况:
图甲t2时刻改变的条件是
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【推荐2】(A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的短周期主族元素,B、C相邻且与其他元素不位于同一周期,D、E、B、C、F的主族族序数依次增大,且这五种元素的族序数之和为22。
(1)E在元素周期表中的位置是______ 。
(2)C与D形成的含有两种化学键的化合物的电子式为______ 。
(3)F的最高价氧化物对应的水化物与E的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为______ 。
(4)A2C2和FC2是市场上较好的消毒剂,等质量的A2C2和FC2分别与足量的二氧化硫反应时,消耗二氧化硫的质量之比为______ 。
(5)500℃下,向一容积为8L的恒容密闭容器中充人物质的量均为2mol的A单质和B单质,发生化合反应,0.5min后达到平衡,测得容器中平衡时的压强为起始时的80%,则用B单质表示该过程中的化学反应速率为______ ;A单质的平衡转化率为______ 。
(6)利用如图所示装置,可将B、C形成的常见污染气体转化为化工原料X,同时获得电能总反应方程式中只含A、B、C三种元素。
①电极Ⅱ的名称是______ (填“正极”或“负极”)。
②电极Ⅰ上的电极反应式为______ 。
(1)E在元素周期表中的位置是
(2)C与D形成的含有两种化学键的化合物的电子式为
(3)F的最高价氧化物对应的水化物与E的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为
(4)A2C2和FC2是市场上较好的消毒剂,等质量的A2C2和FC2分别与足量的二氧化硫反应时,消耗二氧化硫的质量之比为
(5)500℃下,向一容积为8L的恒容密闭容器中充人物质的量均为2mol的A单质和B单质,发生化合反应,0.5min后达到平衡,测得容器中平衡时的压强为起始时的80%,则用B单质表示该过程中的化学反应速率为
(6)利用如图所示装置,可将B、C形成的常见污染气体转化为化工原料X,同时获得电能总反应方程式中只含A、B、C三种元素。
①电极Ⅱ的名称是
②电极Ⅰ上的电极反应式为
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【推荐3】在煤化工领域主要涉及碳一化学,即研究以含有一个碳原子的物质(CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料合成化工产品或液体燃料。回答下列问题:
(1)已知物质之间转化能量关系如图所示:写出CO(g)和H2(g)生成CH4(g)和H2O(g)的热化学方程式___ 。
(2)煤化工业上主要利用CO和H2反应制备甲醇(CH3OH),反应热化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H。已知CO的平衡转化率与温度的关系如图所示:①该反应的∆H____ (填“>”“<”或“=”)0。
②A、B、C三点平衡常数KA. KB、KC的大小关系为____ 。压强p1_____ (填“>”“<”或“=”,下同)p2,在T1和p2条件下,由D点到B点过程中,正、逆反应速率之间的关系:v正____ v逆。
③若容器容积不变,则下列措施可提高CO平衡转化率的是___ (填字母)。
a.充入CO,使体系总压强增大 b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.充入He,使体系总压强增大 d.使用高效催化剂
④在2L恒容密闭容器中充人2molCO和4molH2,在p2和T1条件下经10min达到平衡状态。在该条件下,v(H2)=___ mol∙L-1∙min-1;平衡常数K =___ (填数值)。
(3)用H2还原CO2可以合成CH3OH: CO2(g) + 3H2(g)⇌CH3OH(g) +H2O(g) ∆H. 恒压下,CO2和H2的起始物质的量之比为1:3时,该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜(能选择性分离出H2O)时甲醇的产率随温度的变化如图所示。P点甲醇产率高于T点的原因为____ 。(4)CO2的再利用技术是促进可持续发展的措施之一,CO2电化法制甲酸的工艺原理如图所示。阴极电极反应式为____ 。
(1)已知物质之间转化能量关系如图所示:写出CO(g)和H2(g)生成CH4(g)和H2O(g)的热化学方程式
(2)煤化工业上主要利用CO和H2反应制备甲醇(CH3OH),反应热化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H。已知CO的平衡转化率与温度的关系如图所示:①该反应的∆H
②A、B、C三点平衡常数KA. KB、KC的大小关系为
③若容器容积不变,则下列措施可提高CO平衡转化率的是
a.充入CO,使体系总压强增大 b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.充入He,使体系总压强增大 d.使用高效催化剂
④在2L恒容密闭容器中充人2molCO和4molH2,在p2和T1条件下经10min达到平衡状态。在该条件下,v(H2)=
(3)用H2还原CO2可以合成CH3OH: CO2(g) + 3H2(g)⇌CH3OH(g) +H2O(g) ∆H. 恒压下,CO2和H2的起始物质的量之比为1:3时,该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜(能选择性分离出H2O)时甲醇的产率随温度的变化如图所示。P点甲醇产率高于T点的原因为
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【推荐1】(1)CO与 H2可制取重要的化工原料甲醇,反应化学方程式为:CO(g)+2H2 (g)⇌CH3OH(g) △H=-99 kJ/mol。在某温度时,将1.0 mol CO(g)与2.0mol H2(g)充入1L的刚性反应器中发生上述反应,第 5 min 末达到化学平衡,此时甲醇的物质的量分数为 25%。
①从反应开始到5 min末时,反应的平均速率v(CH3OH)=______ 。
②H2的平衡转化率a=______ %,若再充人1.5 mol CO(g)、2.0mol H2(g)和 4.0 mol CH3OH(g)时,v正______ v逆(填"大于"、"等于"或"小于")。
③平衡后,欲提高 CO 的平衡转化率并加快反应速率,可采取的措施有______ 。
a.通入惰性气体b. 及时移除甲醇 c.加入更高效的催化剂 d.增加 H2的浓度 e.降低温度
(2)在一定条件下,一种高效催化剂可将 CO与 NO2转化为无污染的气体。反应的化学方程式为 4CO(g)+2NO2(g)⇌4CO2(g)+N2(g) △H<0.某温度下,向 10L恒容密闭容器中分别充人0.1mol NO2(g)和0.2mol CO(g)发生上述反应,随着反应的进行,容器内的压强变化如表所示:
①下列能说明该反应已达到平衡状态的是______
A.2v正(CO2)=v逆(NO2)
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的颜色保持不变
D.的值保持不变
②此温度下,该反应的平衡常数Kp=______ kPa-1(Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数,计算结果保留两位小数)。
③若升高温度,再次达到平衡,与原平衡相比体系压强增大的原因是______ 。
①从反应开始到5 min末时,反应的平均速率v(CH3OH)=
②H2的平衡转化率a=
③平衡后,欲提高 CO 的平衡转化率并加快反应速率,可采取的措施有
a.通入惰性气体b. 及时移除甲醇 c.加入更高效的催化剂 d.增加 H2的浓度 e.降低温度
(2)在一定条件下,一种高效催化剂可将 CO与 NO2转化为无污染的气体。反应的化学方程式为 4CO(g)+2NO2(g)⇌4CO2(g)+N2(g) △H<0.某温度下,向 10L恒容密闭容器中分别充人0.1mol NO2(g)和0.2mol CO(g)发生上述反应,随着反应的进行,容器内的压强变化如表所示:
时间/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 |
压强/kPa | 75 | 73.4 | 71.95 | 70.7 | 69.7 | 68.75 | 68.0 | 67.5 | 67.5 |
①下列能说明该反应已达到平衡状态的是
A.2v正(CO2)=v逆(NO2)
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的颜色保持不变
D.的值保持不变
②此温度下,该反应的平衡常数Kp=
③若升高温度,再次达到平衡,与原平衡相比体系压强增大的原因是
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
【推荐2】氧化钪()在合金、电光源、催化剂和陶瓷等领域有广泛应用,以钪锰矿石(含、、、、CaO、FeO)为原料制备氧化钪的一种工艺流程如图所示。已知:①TBP和P507均为有机萃取剂;②常温下,;③草酸可与多种金属离子形成可溶性络合物。回答下列问题:
(1)为了提高“浸取”效果,可采取的措施有_______ (写出一种)。
(2)“浸取”时铁屑被氧化为Fe3+,该反应的离子方程式是_______ 。
(3)“萃取除铁”时铁和钪的萃取率与O/A(有机相与水相的体积比)的关系如图所示。该工艺中最佳O/A为_______ 。(4)“萃余液2”中的金属阳离子有_______ 。
(5)常温下,“沉淀分离”时加入NaOH溶液调节pH至6,滤液中的浓度为_______ 。
(6)已知,,。“沉钪”时,发生反应,此反应的平衡常数_______ (用含a、b、c的代数式表示)。反应过程中,草酸用量过多时,钪的沉淀率下降,原因可能是_______ 。
(7)草酸钪晶体;在空气中加热,随温度的变化情况如图所示。250℃时,晶体的主要成分是_______ (填化学式)。550~850℃发生反应的化学方程式为_______ 。
(1)为了提高“浸取”效果,可采取的措施有
(2)“浸取”时铁屑被氧化为Fe3+,该反应的离子方程式是
(3)“萃取除铁”时铁和钪的萃取率与O/A(有机相与水相的体积比)的关系如图所示。该工艺中最佳O/A为
(5)常温下,“沉淀分离”时加入NaOH溶液调节pH至6,滤液中的浓度为
(6)已知,,。“沉钪”时,发生反应,此反应的平衡常数
(7)草酸钪晶体;在空气中加热,随温度的变化情况如图所示。250℃时,晶体的主要成分是
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐3】CO在工农业生产及科学研究中有着重要的应用。
(1)CO催化脱硫:科学研究发现CoS对CO还原SO2实现脱硫、并回收S有很好的催化效果,该反应的化学方程式为__________ 。
(2)CO催化脱氮:在一定温度下,向2 L的恒容密闭容器中充入4.0 mol NO2和4.0 mol CO,在催化制作用下发生反应:2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g) ΔH=-1227.8 kJ/mol,测得相关数据如下:
①其他条件不变,若不使用催化剂,则0~5 min内NO2的转化率将_____ (填“变大”“变小”或“不变”)。
②下列表述能说明该反应已达到平衡状态的是______ (填序号)。
A.CO的化学反应速率为N2的4倍 B.气体的颜色不再变化
C.化学平衡常数K不再变化 D.混合气体的密度不再变化
③有利于提高该反应中NO2平衡转化率的条件是_____ (填序号)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
(3)CO与Ni发生羰化反应形成的络合物可作为催化烯烃反应的催化剂。Ni的羰化反应为Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) ΔH<0,T0温度下,将足量的Ni粉和3.7 mol CO加入到刚性密闭容器中,10 min时反应达到平衡,测得体系的压强为原来的。则:
①0~10 min内平均反应速率v(Ni)=___ g·min-1。
②研究表明,正反应速率v正=k正·x4(CO),逆反应速率v逆=k逆·x[Ni(CO)4](k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数,x为物质的量分数),计算T0温度下的=__ 。
③T1温度下测得一定的实验数据,计算得到v正~x(CO)和v逆~x[Ni(CO)4]的关系如图所示。当降低温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为_______ 、_______ (填字母)。
(1)CO催化脱硫:科学研究发现CoS对CO还原SO2实现脱硫、并回收S有很好的催化效果,该反应的化学方程式为
(2)CO催化脱氮:在一定温度下,向2 L的恒容密闭容器中充入4.0 mol NO2和4.0 mol CO,在催化制作用下发生反应:2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g) ΔH=-1227.8 kJ/mol,测得相关数据如下:
时间 浓度 | 0 min | 5 min | 10 min | 15 min | 20 min |
c(NO2)/mol·L-1 | 2.0 | 1.7 | 1.56 | 1.5 | 1.5 |
c(N2)/mol·L-1 | 0 | 0.15 | 0.22 | 0.25 | 0.25 |
①其他条件不变,若不使用催化剂,则0~5 min内NO2的转化率将
②下列表述能说明该反应已达到平衡状态的是
A.CO的化学反应速率为N2的4倍 B.气体的颜色不再变化
C.化学平衡常数K不再变化 D.混合气体的密度不再变化
③有利于提高该反应中NO2平衡转化率的条件是
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
(3)CO与Ni发生羰化反应形成的络合物可作为催化烯烃反应的催化剂。Ni的羰化反应为Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) ΔH<0,T0温度下,将足量的Ni粉和3.7 mol CO加入到刚性密闭容器中,10 min时反应达到平衡,测得体系的压强为原来的。则:
①0~10 min内平均反应速率v(Ni)=
②研究表明,正反应速率v正=k正·x4(CO),逆反应速率v逆=k逆·x[Ni(CO)4](k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数,x为物质的量分数),计算T0温度下的=
③T1温度下测得一定的实验数据,计算得到v正~x(CO)和v逆~x[Ni(CO)4]的关系如图所示。当降低温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为
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