甲醇是一种重要的化工原料,具有开发和应用的广阔前景。
(1)已知甲醇燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是:
①CH3OHg+H2Og=CO2g+3H2g ΔH=49.0kJ•mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9kJ•mol-1
又知:③H2Og=H2Ol ΔH=-44kJ•mol-1
则表示甲醇摩尔燃烧焓的热化学方程式为_____ 。
II.如图所示,其中甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,完成下列问题:
(2)甲池燃料电池的负极反应方程式为_____ 。
(3)写出乙池中电解总反应的化学方程式:_____ 。
(4)甲池中消耗224mL(标准状况下)O2,此时丙池中理论上最多产生______ g沉淀,此时乙池中溶液的体积为400mL,该溶液的c(H+)=______ 。
(5)若以该甲醇燃料电池为电源,用石墨做电极电解200mL含有如下离子的溶液。
电解一段时间后,当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象),电路中转移的电子的物质的量是_____ mol。
(1)已知甲醇燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是:
①CH3OHg+H2Og=CO2g+3H2g ΔH=49.0kJ•mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9kJ•mol-1
又知:③H2Og=H2Ol ΔH=-44kJ•mol-1
则表示甲醇摩尔燃烧焓的热化学方程式为
II.如图所示,其中甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O,完成下列问题:
(2)甲池燃料电池的负极反应方程式为
(3)写出乙池中电解总反应的化学方程式:
(4)甲池中消耗224mL(标准状况下)O2,此时丙池中理论上最多产生
(5)若以该甲醇燃料电池为电源,用石墨做电极电解200mL含有如下离子的溶液。
离子 | Cu2+ | H+ | Cl- | SO |
c/mol•L-1 | 0.5 | 2 | 2 | 0.5 |
电解一段时间后,当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象),电路中转移的电子的物质的量是
更新时间:2021-11-01 18:47:07
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【推荐1】以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。
(1)已知: 2C(s) + O2(g) = 2CO(g) ∆H1= a kJ/mol
N2(g) + O2(g) = 2NO(g) ∆H2= b kJ/mol
2NO(g) + 2CO(g) =2CO2(g) + N2(g) ∆H3= c kJ/mol
则 2NO(g) + C(s) = CO2(g) + N2(g) ∆H=_______ kJ/mol
(2)NO和CO均为汽车尾气的成分,在催化转换器中二者可发生反应减少尾气污染。
已知2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ∆H<0。
①在500℃时,向恒容密闭体系中通入1mol的NO和1mol的CO进行反应时,下列描述能说明反应达到平衡状态的是_______ 。
A.(CO)正 = 2(N2)逆
B.体系中混合气体密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.体系中NO、CO的浓度相等
E.单位时间内消耗nmol的NO同时消耗nmol的N2
②向1L密闭容器中通入1mol的NO和1mol的CO气体,在不同温度下反应达到平衡时,NO的平衡转化率随压强变化曲线如图所示:
T1_______ T2(填“>”、“<”),理由是_______ 。M点时混合气体中CO的体积分数为_______ 。
③一定温度下,向恒容容器中通入等物质的量的NO和CO气体,测得容器中压强随时间的变化关系如表所示:
该反应条件下的平衡常数Kp=_______ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数),该反应中的正=k正·p2(NO)p2(CO),逆=k逆·p(N2)p2(CO2),则该反应达到平衡时,k正_______ k逆(填“>”、“<”或“=”)。
(1)已知: 2C(s) + O2(g) = 2CO(g) ∆H1= a kJ/mol
N2(g) + O2(g) = 2NO(g) ∆H2= b kJ/mol
2NO(g) + 2CO(g) =2CO2(g) + N2(g) ∆H3= c kJ/mol
则 2NO(g) + C(s) = CO2(g) + N2(g) ∆H=
(2)NO和CO均为汽车尾气的成分,在催化转换器中二者可发生反应减少尾气污染。
已知2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ∆H<0。
①在500℃时,向恒容密闭体系中通入1mol的NO和1mol的CO进行反应时,下列描述能说明反应达到平衡状态的是
A.(CO)正 = 2(N2)逆
B.体系中混合气体密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.体系中NO、CO的浓度相等
E.单位时间内消耗nmol的NO同时消耗nmol的N2
②向1L密闭容器中通入1mol的NO和1mol的CO气体,在不同温度下反应达到平衡时,NO的平衡转化率随压强变化曲线如图所示:
T1
③一定温度下,向恒容容器中通入等物质的量的NO和CO气体,测得容器中压强随时间的变化关系如表所示:
t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
p/kPa | 200 | 185 | 173 | 165 | 160 | 160 |
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【推荐2】氮的氧化物与空气中的氧气、温室气体(如甲烷)发生的反应,都会对空气质量产生一定的影响。
(1)科学家探索利用甲烷将氮的氧化物还原为氮气和水蒸气。已知有下列反应:
i. CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g) △H = -801 kJ/mol
ii.N2(g) + O2(g) = 2NO(g) ∆H= +180 kJ/mol
ii.2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g) △H= -114 kJ/mol
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为___________ 。
(2)下表是不同温度下NO (g)+O2(g) NO2(g)的平衡常数:
①为提高NO的转化率,可采取的措施有___________ (写两条);
②774K时,将4 mol NO和2mol O2充入1L恒容密闭容器中,不能判断反应已达到化学平衡状态的是___________ (填正确答案标号)。。
A.容器中压强不再变化 B. v正(O2)=2v逆(NO2)
C. c(NO):c(O2):c(NO2)=2:1:2 D.混合气体的密度保持不变
E.NO的转化率达50%
(3)我国科学家在研究CH4与NO2的反应机理时发现,该反应有3个途径(如图甲)R1、R2和R3,分别生成CH3+ HNO2、CH3+ tran-HONO(反式)和CH3+ cis-HIONO(顺式),对应的中间状态分别为TS1、TS2和TS3. R1、R2和R3的速率常数(一定温度时,反应物单位浓度时的反应速率)分别记为k1、k2和k3,总反应的速率常数为k, k=k1+ k2+k3,1380~1800K温度范围内的速率常数变化如图乙。
①从能量变化来看,反应速率最快的是________ (填“ R1”“R2”或“R3"),原因是_______ ;
②从速率常数来看,对总反应速率影响最大的是______ (填“R1”“R2”或“R3"),原因是______ 。
③下列有关说法正确的是________ (填正确答案标号)。
A.HNO2比tran-HONO和cisHONO都稳定
B.在高温时,R1和R3会相互竞争
C.温度升高,3个反应的速率常数都增大
D.CH4与NO2存在多种反应机理,R1是主要反应
(1)科学家探索利用甲烷将氮的氧化物还原为氮气和水蒸气。已知有下列反应:
i. CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(g) △H = -801 kJ/mol
ii.N2(g) + O2(g) = 2NO(g) ∆H= +180 kJ/mol
ii.2NO(g) + O2(g) = 2NO2(g) △H= -114 kJ/mol
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为
(2)下表是不同温度下NO (g)+O2(g) NO2(g)的平衡常数:
T/K | 300 | 400 | 500 | 774 |
K/(mol·L)-/2 | 1.1×106 | 3.7×103 | 1.2×102 | 1.0 |
①为提高NO的转化率,可采取的措施有
②774K时,将4 mol NO和2mol O2充入1L恒容密闭容器中,不能判断反应已达到化学平衡状态的是
A.容器中压强不再变化 B. v正(O2)=2v逆(NO2)
C. c(NO):c(O2):c(NO2)=2:1:2 D.混合气体的密度保持不变
E.NO的转化率达50%
(3)我国科学家在研究CH4与NO2的反应机理时发现,该反应有3个途径(如图甲)R1、R2和R3,分别生成CH3+ HNO2、CH3+ tran-HONO(反式)和CH3+ cis-HIONO(顺式),对应的中间状态分别为TS1、TS2和TS3. R1、R2和R3的速率常数(一定温度时,反应物单位浓度时的反应速率)分别记为k1、k2和k3,总反应的速率常数为k, k=k1+ k2+k3,1380~1800K温度范围内的速率常数变化如图乙。
①从能量变化来看,反应速率最快的是
②从速率常数来看,对总反应速率影响最大的是
③下列有关说法正确的是
A.HNO2比tran-HONO和cisHONO都稳定
B.在高温时,R1和R3会相互竞争
C.温度升高,3个反应的速率常数都增大
D.CH4与NO2存在多种反应机理,R1是主要反应
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【推荐3】燃煤锅炉尾气中含有一定量的,直接排放污染环境,可用还原法进行处理。
Ⅰ.还原法
已知:①
②
(1)其发生的主要反应为___________ 。
(2)某催化剂存在时,在恒压、反应物起始物质的量之比一定的条件下进行反应,经过相同的时间,的转化率随温度变化的曲线如图甲所示。N点转化率比M点低的原因可能是___________ 。
A.发生副反应,生成
B.催化剂的活性降低
C.平衡逆向移动
Ⅱ.还原法
在℃时,向填充催化剂的2L恒容密闭容器中充入 和 发生反应 ,的转化率随时间的变化如图乙所示。
(3)反应0~10min时,反应的平均速率___________ ,该反应的平衡常数___________ 。
(4)若在℃()进行该反应,当的转化率为80%时,___________ (选填“>”或“<”),理由为___________ 。
Ⅲ.电化学还原法
(5)在酸性电解液中,利用3D电催化剂组装成电池,在___________ (选填“正极”或“负极”)转化为,其电极反应式为___________ 。
Ⅰ.还原法
已知:①
②
(1)其发生的主要反应为
(2)某催化剂存在时,在恒压、反应物起始物质的量之比一定的条件下进行反应,经过相同的时间,的转化率随温度变化的曲线如图甲所示。N点转化率比M点低的原因可能是
A.发生副反应,生成
B.催化剂的活性降低
C.平衡逆向移动
Ⅱ.还原法
在℃时,向填充催化剂的2L恒容密闭容器中充入 和 发生反应 ,的转化率随时间的变化如图乙所示。
(3)反应0~10min时,反应的平均速率
(4)若在℃()进行该反应,当的转化率为80%时,
Ⅲ.电化学还原法
(5)在酸性电解液中,利用3D电催化剂组装成电池,在
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【推荐1】工业上可通过煤的液化合成甲醇,主反应为:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) △H=x。
(1)已知常温下CH3OH、H2和CO 的燃烧热分别为726.5 kJ/mol、285.5 kJ/mol、283.0 k J/mol,则x=____ ;为提高合成甲醇反应的选择性,关键因素是__________________________ 。
(2)TK下,在容积为1.00 L的某密闭容器中进行上述反应,相关数据如图一。
①该化学反应0~10 min的平均速率v(H2)=_______ ;M和N点的逆反应速率较大的是_____ (填“v逆(M)”、“v逆(N)”或“不能确定”)。
②10 min时容器内CO的体积分数为______ 。
③对于气相反应,常用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)表示平衡常数(以KP表示),其中,pB=p总×B的体积分数;若在TK 下平衡气体总压强为x atm,则该反应KP=____ (计算表达式)。实验测得不同温度下的lnK(化学平衡常数K 的自然对数)如图二,请分析1nK 随T呈现上述变化趋势的原因是________________ 。
(3)干燥的甲醇可用于制造燃料电池。
①研究人员发现利用NaOH 干燥甲醇时,温度控制不当会有甲酸盐和H2生成,其反应方程式为______________________________ ;
②某高校提出用CH3OH-O2燃料电池作电源电解处理水泥厂产生的CO2(以熔融碳酸盐为介质),产物为C 和O2。其阳极电极反应式为___________________________ 。
CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) △H=x。
(1)已知常温下CH3OH、H2和CO 的燃烧热分别为726.5 kJ/mol、285.5 kJ/mol、283.0 k J/mol,则x=
(2)TK下,在容积为1.00 L的某密闭容器中进行上述反应,相关数据如图一。
①该化学反应0~10 min的平均速率v(H2)=
②10 min时容器内CO的体积分数为
③对于气相反应,常用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)表示平衡常数(以KP表示),其中,pB=p总×B的体积分数;若在TK 下平衡气体总压强为x atm,则该反应KP=
(3)干燥的甲醇可用于制造燃料电池。
①研究人员发现利用NaOH 干燥甲醇时,温度控制不当会有甲酸盐和H2生成,其反应方程式为
②某高校提出用CH3OH-O2燃料电池作电源电解处理水泥厂产生的CO2(以熔融碳酸盐为介质),产物为C 和O2。其阳极电极反应式为
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【推荐2】甲醇是重要的化工原料,可用于制备甲醛、醋酸等产品。利用与在催化剂的作用下合成甲醇。
主反应:
副反应:
回答下列问题:
(1)已知:和的燃烧热分别为、,则主反应的_______ 。
(2)科技工作者结合实验与计算机模拟结果,研究了、和H2O(g)(H20的作用是活化催化剂)按照一定体积比在催化剂表面合成甲醇的反应,部分历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用标注,TS代表过渡态)。
①在催化剂表面上更容易被吸附的是_______ 。(填“”或“”)
②该历程中正反应最大的活化能为_______ ,写出该步骤的化学方程式 _______ 。
(3)在恒温的刚性密闭容器中,分别按照、的体积比为2:1以及、、H2O(g)的体积比为2:1:8反应相同的时间,所得产物的选择性(如甲醇的选择性)如图所示:
①向反应体系中加入H2O(g)能够显著提高甲醇选择性的原因_______ 。
②向上述刚性密闭容器中按照体积比2:1:8充入、和H2O(g),在450K下达平衡时,的转化率为的选择性为,则副反应的压强平衡常数_______ 。(计算结果保留1位小数)
(4)以为燃料可以设计甲醇燃料电池,该电池以稀KOH作电解质溶液,其负极电极反应式为_______ ,已知该电池的能量转换效率为,则该电池的比能量为_______ (结果保留1位小数,,)。
主反应:
副反应:
回答下列问题:
(1)已知:和的燃烧热分别为、,则主反应的
(2)科技工作者结合实验与计算机模拟结果,研究了、和H2O(g)(H20的作用是活化催化剂)按照一定体积比在催化剂表面合成甲醇的反应,部分历程如图所示(吸附在催化剂表面的物种用标注,TS代表过渡态)。
①在催化剂表面上更容易被吸附的是
②该历程中正反应最大的活化能为
(3)在恒温的刚性密闭容器中,分别按照、的体积比为2:1以及、、H2O(g)的体积比为2:1:8反应相同的时间,所得产物的选择性(如甲醇的选择性)如图所示:
①向反应体系中加入H2O(g)能够显著提高甲醇选择性的原因
②向上述刚性密闭容器中按照体积比2:1:8充入、和H2O(g),在450K下达平衡时,的转化率为的选择性为,则副反应的压强平衡常数
(4)以为燃料可以设计甲醇燃料电池,该电池以稀KOH作电解质溶液,其负极电极反应式为
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【推荐3】以分子中只含一个碳原子的化合物为原料,用化工方法制造产品的化学体系总称为“一碳化学”。回答下列问题:
(1)CO(g)与H2O(g)在恒容密闭容器中反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。
①该反应的氧化剂是_______ (填化学式)。
②下列说法正确的是_______ (填字母)。
A.升高反应温度,可使CO完全转化
B.充入He,可加快反应速率
C.反应达到平衡后,反应速率为零
D.使用合适催化剂可以加快反应速率
③下列描述中能说明该反应达到平衡状态的是_______ 。
A.CO、H2和CO2三种物质的浓度相等
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D.单位时间内消耗2molH2的同时消耗2molCO
(2)在容积为2L的恒温密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的物质的量随时间的变化情况如下表。
①3~6min内,v(H2)=_______ 。
②第3min时_______ 第9min时(填“>”、“<”或“=”),第12min时,_______ (填“>”、“<”或“=”)
③求12min末时,混合气体中CH3OH的物质的量分数__________ 。(写出计算过程,要求列出三段式)【已知:B的物质的量分数=】
(3)CH3OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。其中负极反应式为CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣=+6H2O。则下列说法正确的是_______ (填序号)。
①电池放电时通入空气的电极为负极
②电池放电时,电解质溶液的碱性逐渐减弱
③电池放电时每消耗6.4gCH3OH转移1.2mol电子
(1)CO(g)与H2O(g)在恒容密闭容器中反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。
①该反应的氧化剂是
②下列说法正确的是
A.升高反应温度,可使CO完全转化
B.充入He,可加快反应速率
C.反应达到平衡后,反应速率为零
D.使用合适催化剂可以加快反应速率
③下列描述中能说明该反应达到平衡状态的是
A.CO、H2和CO2三种物质的浓度相等
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化
C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D.单位时间内消耗2molH2的同时消耗2molCO
(2)在容积为2L的恒温密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的物质的量随时间的变化情况如下表。
时间 | 0min | 3min | 6min | 9min | 12min |
n(CH3OH)/mol | 0 | 0.50 | a | 0.75 | 0.75 |
n(CO2)/mol | 1 | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.25 |
②第3min时
③求12min末时,混合气体中CH3OH的物质的量分数
(3)CH3OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。其中负极反应式为CH3OH+8OH﹣﹣6e﹣=+6H2O。则下列说法正确的是
①电池放电时通入空气的电极为负极
②电池放电时,电解质溶液的碱性逐渐减弱
③电池放电时每消耗6.4gCH3OH转移1.2mol电子
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【推荐1】(主要指和)是大气主要污染物之一。
(1)用水吸收的相关热化学方程式如下:
在上述吸收过程中调整与的比例进行反应可以达到最大程度的吸收,反应的_______ 。
(2)NH3的选择性催化还原法是应用最为广泛的脱硝技术,反应原理:,当生成1molN2时,转移的电子为_______ mol。
(3)用间接电化学法同时去除烟气中和,装置如下图所示。
①电极M上的电极反应式为_______ 。
②写出吸收池中NO被吸收的离子方程式_______ 。
(4)电解氧化法可将废气中NO转变为硝态氮。电解溶液,NO的去除率、溶液中相关成的浓度与电流强度的关系如图所示。电流强度在时,随着电流强度的增大,NO的去除率升高的原因是_______
(1)用水吸收的相关热化学方程式如下:
在上述吸收过程中调整与的比例进行反应可以达到最大程度的吸收,反应的
(2)NH3的选择性催化还原法是应用最为广泛的脱硝技术,反应原理:,当生成1molN2时,转移的电子为
(3)用间接电化学法同时去除烟气中和,装置如下图所示。
①电极M上的电极反应式为
②写出吸收池中NO被吸收的离子方程式
(4)电解氧化法可将废气中NO转变为硝态氮。电解溶液,NO的去除率、溶液中相关成的浓度与电流强度的关系如图所示。电流强度在时,随着电流强度的增大,NO的去除率升高的原因是
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【推荐2】甲醇是重要的含碳燃料。
(1)以CO和H为原料合成甲醇是工业上的成熟方法,直接以CO2为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用CO2人工合成淀粉时,第一步就需要将CO2转化为甲醇。已知:
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=-90.5kJ/mol
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.1kJ/mol
CO2与H2合成甲醇的热化学方程式为___________ 。
(2)工业上可采用CH3OHCO+2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。我国研究人员采用量子力学方法,通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程,其中吸附在铝催化剂表面上的物种用*标注。下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图:
该历程中最大能垒(活化能)E正=___________ kJ/mol,该历程中,放热最多的步骤的化学方程式为___________ 。
(3)用甲醇(CH3OH)燃料电池(装置甲)作为电源,以Ni、Fe作电极,电解浓KOH溶液制备K2FeO4(装置乙),示意图如下:
①装置甲中,b是___________ (填“甲醇”或“氧气”),负极的电极反应式为___________ 。
②装置乙中,Ni电极作___________ 极(填“阴”或“阳”),Fe电极上电极反应式为___________ 。
(1)以CO和H为原料合成甲醇是工业上的成熟方法,直接以CO2为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用CO2人工合成淀粉时,第一步就需要将CO2转化为甲醇。已知:
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=-90.5kJ/mol
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.1kJ/mol
CO2与H2合成甲醇的热化学方程式为
(2)工业上可采用CH3OHCO+2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。我国研究人员采用量子力学方法,通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程,其中吸附在铝催化剂表面上的物种用*标注。下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图:
该历程中最大能垒(活化能)E正=
(3)用甲醇(CH3OH)燃料电池(装置甲)作为电源,以Ni、Fe作电极,电解浓KOH溶液制备K2FeO4(装置乙),示意图如下:
①装置甲中,b是
②装置乙中,Ni电极作
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【推荐3】Ⅰ.铁常常用作电极材料。甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒
(1)若两池中均为溶液,反应一段时间后:
①甲池中有红色物质析出的是___________ 棒。
A.Fe B.C
②乙池中阳极的电极反应式是___________ 。
(2)若两池中均为饱和溶液:甲池中碳极上电极反应式是:___________ 。
Ⅱ.下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许阳离子通过。
请回答下列问题:
(3)写出电解饱和食盐水的离子方程式:___________ 。
(4)离子交换膜的作用为一、阻止阳极产生的和阴极产生的混合发生爆炸;二、阻止___________ 。
(5)精制饱和食盐水从图中___________ (选填“a”、“b”、“c”或“d”)位置补充。
(6)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用:___________ 。
(1)若两池中均为溶液,反应一段时间后:
①甲池中有红色物质析出的是
A.Fe B.C
②乙池中阳极的电极反应式是
(2)若两池中均为饱和溶液:甲池中碳极上电极反应式是:
Ⅱ.下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图,图中的离子交换膜只允许阳离子通过。
请回答下列问题:
(3)写出电解饱和食盐水的离子方程式:
(4)离子交换膜的作用为一、阻止阳极产生的和阴极产生的混合发生爆炸;二、阻止
(5)精制饱和食盐水从图中
(6)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用:
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【推荐1】CO2分子结构稳定,难以给出电子,较容易接受电子,较难活化。采用CO2作为碳源,通过CO2催化加氢方式,不仅可以减少温室气体的排放,还可以将CO2转化为高附加值的化学产品,具有重要的战略意义。
(1)一种CO2直接加氢的反应机理如图a所示。
①写出总反应的化学方程式____________ 。
②MgOCO2也可以写成MgCO3,写出的VSEPR模型名称______ 。
(2)已知:主反应CO2催化加氢制甲醇的热化学方程式如下
①温度过高或温度过低均不利于该反应的进行,原因是______ 。
②CO2催化加氢制甲醇过程中的主要竞争反应为:。在恒温密闭容器中,维持压强和投料不变,将CO2和H2按一定流速通过反应器,CO2转化率和CH3OH选择性随温度变化关系如图b所示,分析236℃以后,图b中曲线下降的原因______ 。
(3)电解 CO2可用于制备HCOOK。该原理示意图如图所示:
①写出CO2还原为HCOO-的电极反应式:______ 。
②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是______ 。
③若阴极区反应3mol CO2的同时,阳极区得到5 mol气体,则阴极区除了得到HCOOK外,同时可得到______ molK2CO3。
(1)一种CO2直接加氢的反应机理如图a所示。
①写出总反应的化学方程式
②MgOCO2也可以写成MgCO3,写出的VSEPR模型名称
(2)已知:主反应CO2催化加氢制甲醇的热化学方程式如下
①温度过高或温度过低均不利于该反应的进行,原因是
②CO2催化加氢制甲醇过程中的主要竞争反应为:。在恒温密闭容器中,维持压强和投料不变,将CO2和H2按一定流速通过反应器,CO2转化率和CH3OH选择性随温度变化关系如图b所示,分析236℃以后,图b中曲线下降的原因
(3)电解 CO2可用于制备HCOOK。该原理示意图如图所示:
①写出CO2还原为HCOO-的电极反应式:
②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是
③若阴极区反应3mol CO2的同时,阳极区得到5 mol气体,则阴极区除了得到HCOOK外,同时可得到
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐2】I.近年来,碳中和、碳达峰成为热点。以(22为原料生产甲醇是一种有效利用二氧化碳的途径。涉及的反应有
I. CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ∆H1<0
Ⅱ. CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H2<0
Ⅲ. CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) ∆H3>0
(1)关于反应I,下列描述正确的是_______(填字母序号)。
(2)若某反应的平衡常数表达式为根据反应Ⅰ-Ⅲ,请写出此反应的热化学方程式:_______ 。
(3)工业中,对于反应I,通常同时存在副反应IV在一定条件下,在合成塔中充入一定量2和2。不同压强时,2的平衡转化率如图a所示。当气体总压强恒定为1MPa时,平衡时各物质的物质的量分数如图b所示。
①图a中,相同温度下,压强越大,2的平衡转化率越大,其原因是_______ 。
②由图b可知,△H4_______ 0(填“>”、“<”或“=”)。
(4)在一定条件下(温度为往恒容密闭容器中充入2和2,发生反应I,初始压强为P₀,5min达到平衡,压强为(则2的平衡转化率为_______ 。
II.近年,科学家发现,可用光电化学法将(2还原为有机物实现碳资源的再生利用,其装置如左图所示,其他条件一定时,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图所示:
其中,n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。
(5)当电解电压为ulV时,阴极生成HCHO的电极反应式为_______ 。
(6)当电解电压为u2V时,电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为3:2,则图中生成HCHO的法拉第效率为_______ 。
I. CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ∆H1<0
Ⅱ. CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H2<0
Ⅲ. CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) ∆H3>0
(1)关于反应I,下列描述正确的是_______(填字母序号)。
A.恒容下达平衡状态时,再充入少量氦气,正逆反应速率不变 |
B.当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时,反应达平衡状态 |
C.当反应达平衡状态时, |
D.恒温下缩小容器体积,反应物的活化分子百分数增大 |
(2)若某反应的平衡常数表达式为根据反应Ⅰ-Ⅲ,请写出此反应的热化学方程式:
(3)工业中,对于反应I,通常同时存在副反应IV在一定条件下,在合成塔中充入一定量2和2。不同压强时,2的平衡转化率如图a所示。当气体总压强恒定为1MPa时,平衡时各物质的物质的量分数如图b所示。
①图a中,相同温度下,压强越大,2的平衡转化率越大,其原因是
②由图b可知,△H4
(4)在一定条件下(温度为往恒容密闭容器中充入2和2,发生反应I,初始压强为P₀,5min达到平衡,压强为(则2的平衡转化率为
II.近年,科学家发现,可用光电化学法将(2还原为有机物实现碳资源的再生利用,其装置如左图所示,其他条件一定时,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率(FE%)随电解电压的变化如图所示:
其中,n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。
(5)当电解电压为ulV时,阴极生成HCHO的电极反应式为
(6)当电解电压为u2V时,电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为3:2,则图中生成HCHO的法拉第效率为
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【推荐3】NO、NO2是大气污染物,但只要合理利用也是重要的资源。
(1)NH3还原法可将NO2还原为N2进行脱除。
已知:①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H1=-1530 kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H2=+180 kJ·mol-1
写出NH3还原NO的热化学方程式:_________________________________________ 。
(2)亚硝酰氯(ClNO)是合成有机物的中间体。将一定量的NO与Cl2充入一密闭容器中,发生反应:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) △H<0。平衡后,改变外界条件X,实验测得NO的转化率a(NO)随X的变化如图所示,则条件X可能是________ (填字母)。
a.温度 b.压强 c. d.与催化剂的接触面积
(3)在密闭容器中充入4 mol CO和5 mol NO,发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H1=-746.5 kJ·mol-1,图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系曲线图。
①温度:T1_______ (填“<”或“>”)T2。
②若反应在D点达到平衡,此时对反应进行升温且同时扩大容器体积使平衡压强减小,重新达到平衡,则D点应向图中A~G点中的_______ 点移动。
③某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率),结果如图所示。温度低于200℃时,图中曲线I脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为____________ ;a点_______ (填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率,说明其理由:___________________________________ 。
(4)以连二硫酸根(S2O42-)为媒介,使用间接电化学法处理燃煤烟气中的NO,装置如图4所示:
①阴极区的电极反应式为______________________________________ 。
②NO被吸收转化后的主要产物为NH4+,若通电时电路中转移了0.3 mol e-,则此通电过程中理论上被吸收的NO在标准状况下的体积为____________ mL。
(1)NH3还原法可将NO2还原为N2进行脱除。
已知:①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H1=-1530 kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H2=+180 kJ·mol-1
写出NH3还原NO的热化学方程式:
(2)亚硝酰氯(ClNO)是合成有机物的中间体。将一定量的NO与Cl2充入一密闭容器中,发生反应:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) △H<0。平衡后,改变外界条件X,实验测得NO的转化率a(NO)随X的变化如图所示,则条件X可能是
a.温度 b.压强 c. d.与催化剂的接触面积
(3)在密闭容器中充入4 mol CO和5 mol NO,发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H1=-746.5 kJ·mol-1,图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系曲线图。
①温度:T1
②若反应在D点达到平衡,此时对反应进行升温且同时扩大容器体积使平衡压强减小,重新达到平衡,则D点应向图中A~G点中的
③某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率),结果如图所示。温度低于200℃时,图中曲线I脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为
(4)以连二硫酸根(S2O42-)为媒介,使用间接电化学法处理燃煤烟气中的NO,装置如图4所示:
①阴极区的电极反应式为
②NO被吸收转化后的主要产物为NH4+,若通电时电路中转移了0.3 mol e-,则此通电过程中理论上被吸收的NO在标准状况下的体积为
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