二氧化硫的污染治理是化学家关注的热点问题之一,回答下列问题。
I.二氧化硫的治理。已知25℃时,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5 Ksp(CaSO4)=7.1×10-5 Ka1(H2SO3)=1.5×10-2 Ka2(H2SO3)=1.0×10-7。
(1)亚硫酸盐法。将含二氧化硫的烟气通入1.0mol·L-1的Na2SO3溶液,写出该反应的化学方程式_______ 。若此过程中溶液体积不变,则溶液的pH将_______ (填“减小”“不变”或“增大)。
(2)双碱脱硫法。
第1步:用过量的浓氨水吸收SO2,并在空气中氧化;
第2步:加入石灰水,发生反应Ca2++2OH-+2NH
+SO
⇌CaSO4↓+2NH3·H2O
计算第2步反应的K=_______ (填数值,保留2位有效数字)。
(3)电解法。先用Na2SO4溶液吸收烟气中的SO2,再用离子膜电解法电解吸收液得到单质硫,同时在阳极得到副产物氧气,装置如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/27/2881580440231936/2883551489695744/STEM/4cdb441b-d6c0-4d1b-a511-e0460c3aa3ea.png?resizew=203)
①b为电源的_______ (填“正极”或“负极”)。
②用Na2SO4溶液代替水吸收烟气中的SO2,目的是_______ 。
③若电解一段时间后通过质子交换膜的离子数为1.204×1024个,则通过处理烟气理论上能得到硫_______ kg。
II.二氧化硫的转化。
(4)适当调控硫酸工业的反应条件可提高二氧化硫的转化率,减少其排放。已知,对于放热的可逆反应,某一给定转化率下,最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在图中画出反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的转化率与最适宜温度(曲线a)、平衡转化率与温度(曲线b)的关系曲线示意图(标明曲线 a 、 b )_______ 。
I.二氧化硫的治理。已知25℃时,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5 Ksp(CaSO4)=7.1×10-5 Ka1(H2SO3)=1.5×10-2 Ka2(H2SO3)=1.0×10-7。
(1)亚硫酸盐法。将含二氧化硫的烟气通入1.0mol·L-1的Na2SO3溶液,写出该反应的化学方程式
(2)双碱脱硫法。
第1步:用过量的浓氨水吸收SO2,并在空气中氧化;
第2步:加入石灰水,发生反应Ca2++2OH-+2NH
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计算第2步反应的K=
(3)电解法。先用Na2SO4溶液吸收烟气中的SO2,再用离子膜电解法电解吸收液得到单质硫,同时在阳极得到副产物氧气,装置如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/27/2881580440231936/2883551489695744/STEM/4cdb441b-d6c0-4d1b-a511-e0460c3aa3ea.png?resizew=203)
①b为电源的
②用Na2SO4溶液代替水吸收烟气中的SO2,目的是
③若电解一段时间后通过质子交换膜的离子数为1.204×1024个,则通过处理烟气理论上能得到硫
II.二氧化硫的转化。
(4)适当调控硫酸工业的反应条件可提高二氧化硫的转化率,减少其排放。已知,对于放热的可逆反应,某一给定转化率下,最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在图中画出反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的转化率与最适宜温度(曲线a)、平衡转化率与温度(曲线b)的关系曲线示意图(
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更新时间:2021-12-30 10:23:26
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解题方法
【推荐1】甲烷、甲醇都是清洁能源。
(1)已知下列热化学方程式
①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g) +H2O (g)△H= -49.0 kJ/mol
②CH4(g)+2O2(g)=2H2O(g) +CO2(g) △H= -802.3 kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol
④H2O(g)=H2O(l) △H= -44.0 kJ-mol
则CH4(g)+1/2O2(g)=CH3OH(g) △H =____________ 。
(2)工业上合成甲醇的另一种方法是2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g) △H。
一定温度下在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生上述反应,相关物理量见下表:
①该反应的△H______ 0(填“>”或“<”)。
②达到平衡时,容器I中c(CH3OH)_____ 0.16mol/L(填“>” “<” 或“=”)。
③400 K 时该反应的平衡常数K=________ 。
(3)文献报道某课题组利用CO2催化缺化制甲烷的研究过程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/27/1933378187419648/1935873896980480/STEM/b7410477-6df1-4a4e-9484-a0ee1b58ead1.png)
反应结束后,气体中检测到CH4和H2,滤液中检测到HCOOH,固体中检测到镍粉和Fe3O4。CH4、HCOOH、H2 的产量和镍粉用量的关系如下图所示(仪改变镍粉用量,其他条件不变)。研究人员根据实验结果得出结论:HCOOH 是CO2转化为CH4 的中间体,即:![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/27/1933378187419648/1935873896980480/STEM/b06dcbbc-4888-4629-9b94-6539637b6ae7.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/27/1933378187419648/1935873896980480/STEM/c2cfff3f-0837-47d9-86a6-b67f2da77da4.png)
①写出产生H2的反应方程式_________ 。
②由图可知,镍粉是_______ (填字母)。
a.反应I的催化剂 b.反应II 的催化剂
c.反应I和II的催化剂 d.不是催化剂
③当镍粉用量从1mmol增加到10mmol,反应速率的变化情况是______ (填字母)。
a.反应1的速率增加,反应II的速率不变
b.反应I的速率不变,反应II的速率增加
c.反应I、II的速率均不变
d.反应I、II的速率均增加,且反应I的速率增加得快
e.反应I、II的速率均增加,且反应II 的速率增加得快
f.反应I的速率减小,反应II的速率增加
(1)已知下列热化学方程式
①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g) +H2O (g)△H= -49.0 kJ/mol
②CH4(g)+2O2(g)=2H2O(g) +CO2(g) △H= -802.3 kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol
④H2O(g)=H2O(l) △H= -44.0 kJ-mol
则CH4(g)+1/2O2(g)=CH3OH(g) △H =
(2)工业上合成甲醇的另一种方法是2H2(g)+CO(g)
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一定温度下在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生上述反应,相关物理量见下表:
容器 | 温度/K | 物质的起始浓度/mol•L-1 | 物质的平衡浓度/mol.L-1 | ||
c(H2) | c(CO) | c(CH3OH) | c(CH3OH) | ||
I | 400 | 0.20 | 0.10 | 0 | 0.080 |
II | 400 | 0.40 | 0.20 | 0 | |
III | 500 | 0 | 0 | 0.10 | 0.025 |
①该反应的△H
②达到平衡时,容器I中c(CH3OH)
③400 K 时该反应的平衡常数K=
(3)文献报道某课题组利用CO2催化缺化制甲烷的研究过程如下:
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反应结束后,气体中检测到CH4和H2,滤液中检测到HCOOH,固体中检测到镍粉和Fe3O4。CH4、HCOOH、H2 的产量和镍粉用量的关系如下图所示(仪改变镍粉用量,其他条件不变)。研究人员根据实验结果得出结论:HCOOH 是CO2转化为CH4 的中间体,即:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/27/1933378187419648/1935873896980480/STEM/b06dcbbc-4888-4629-9b94-6539637b6ae7.png)
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①写出产生H2的反应方程式
②由图可知,镍粉是
a.反应I的催化剂 b.反应II 的催化剂
c.反应I和II的催化剂 d.不是催化剂
③当镍粉用量从1mmol增加到10mmol,反应速率的变化情况是
a.反应1的速率增加,反应II的速率不变
b.反应I的速率不变,反应II的速率增加
c.反应I、II的速率均不变
d.反应I、II的速率均增加,且反应I的速率增加得快
e.反应I、II的速率均增加,且反应II 的速率增加得快
f.反应I的速率减小,反应II的速率增加
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【推荐2】我国丙烷储量丰富,将丙烷转化为具有高附加值的产品,具有广阔的实用前景及巨大的经济效益。丙烷无氧脱氢的化学方程式如下:
主反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
副反应:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ae7dab9f400b71123f7fec3c9948fcb6.png)
已知:高温会引起催化剂积碳,阻碍反应的进行,充入水蒸气可以减少积碳的生成。
请回答下列问题:
(1)已知
时,C—H键能、C—C键能、C=C键能以及H—H键能分别为
、
、
、
,估算主反应的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
________ 。
(2)在常压、460~500℃、
作催化剂条件下,某团队对丙烷脱氢主反应进行了研究,认为在脱氢过程中可能有4个主要步骤(*表示催化剂表面吸附位,
表示被吸附于催化剂表面的
)。
I.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56f3e22f1610d46fab9b8d151ec805a9.png)
Ⅱ.________________
Ⅲ.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/42a37832948e7364dc5aca33dcbe8d13.png)
Ⅳ.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f8a8d6e5bd74f35cab01158149042b15.png)
①补全步骤Ⅱ的化学方程式:________________ 。
②已知上述反应机理中速率控制步骤(即速率最慢步骤)为Ⅱ,试分析其原因可能为________________ 。
(3)下列措施能提高
的平衡转化率,又能增大生成丙烯的反应速率的是_________ (填标号)。
A.加入催化剂 B.增大压强 C.升高温度
(4)某温度下,假定只发生上述两个反应,初始压强为
,向某恒容密闭容器中充入
和
,平衡时测得
的转化率为60%,
的体积分数为0.25,则平衡时
的选择性=________ (生成
消耗的
在总消耗
中的占比,保留3位有效数字),主反应的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
________ (用分式表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(5)已知丙烷有氧脱氢的热化学方程式为
,试从热力学角度和物质性质,分析丙烷有氧和无氧脱氢的利弊:__________ 。
主反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9739f1b2ed6ef1a0c784d6be1b49bae8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
副反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ae7dab9f400b71123f7fec3c9948fcb6.png)
已知:高温会引起催化剂积碳,阻碍反应的进行,充入水蒸气可以减少积碳的生成。
请回答下列问题:
(1)已知
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b8b7217c39e7642c339fa71418eaed03.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/07e9ec8caa39b6e698217c62cf5c5248.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c0b6f4c000eddba89cc0975a68f141fb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9ea0b7fadaba15e22c6ffbacd655fad5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/306369103317a7e7272b230cf847a9f5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
(2)在常压、460~500℃、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/84fef7c4499b6d74beb637d7e0dca10a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/10611c276522efba350054341d877b17.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b325d393e4f1249fb18751d4ace26d71.png)
I.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56f3e22f1610d46fab9b8d151ec805a9.png)
Ⅱ.________________
Ⅲ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/42a37832948e7364dc5aca33dcbe8d13.png)
Ⅳ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f8a8d6e5bd74f35cab01158149042b15.png)
①补全步骤Ⅱ的化学方程式:
②已知上述反应机理中速率控制步骤(即速率最慢步骤)为Ⅱ,试分析其原因可能为
(3)下列措施能提高
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b325d393e4f1249fb18751d4ace26d71.png)
A.加入催化剂 B.增大压强 C.升高温度
(4)某温度下,假定只发生上述两个反应,初始压强为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/92e2554579f1bed7f3f42b873da9b43a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9b7c66691889fc83284176fcc1be6202.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c16109ed533f5de12d89d9fbb4a00bbe.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b325d393e4f1249fb18751d4ace26d71.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cc1859647a114bbafe7c47c9febcf4aa.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cc1859647a114bbafe7c47c9febcf4aa.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b325d393e4f1249fb18751d4ace26d71.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b325d393e4f1249fb18751d4ace26d71.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
(5)已知丙烷有氧脱氢的热化学方程式为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cc0bb0a5561b050bce158ed674bd60d0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d38c75f5f28b53212e6715745492dca.png)
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【推荐3】氮及其化合物在生产,生活中有着重要的作用。
(1)将大气中游离态的氮转为化合态的过程称为氮的固定。下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。
分析数据可知:大气固氮反应属于_________ (填“吸热”或“放热”)反应,人类不适合大规模模拟大气固氮的原因是______________________________________ 。
(2)液氨是一种良好的储氢物质,其储氢容量可达17.6%(质量分数)。氨气分解反应的热化学方程式如下:
。研究表明金属催化剂可加速氨气的分解,其他条件相同,该反应在不同催化剂作用下反应相同时间后,氮气的百分含量随反应温度的变化如图所示,图中达到平衡的点是_______________ (用a、b、c表示)。b点氮气的百分含量高于c点的原因是______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/4/7812b50e-7bf9-4e09-b9cb-5d8f03cb41eb.png?resizew=340)
(3)近年来,有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为
,该条件下,向一体积为
的恒容密闭容器中通入
和
,
后达到平衡。测得氨气的生成速率
,则平衡时
的转化率为______________ ,则常温下该反应的化学平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be67926dcdcae9406c284c19b51258b9.png)
________________ 。(保留小数点后2位)
(4)汽车尾气会排放氮的氧化物,是造成雾霾天气的重要原因之一。可以在汽车排气管上安装一个化转化器处理尾气:
,将
与
以2∶1的起始投料比充入一个密闭容器中,发生反应,反应过程中各物质的浓度变化如图所示。由图分析可知,第
时改变的反应条件可能为____________ (填序号)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/4/5d477ae5-2f8f-41b0-a58e-828f3f218f9e.png?resizew=246)
A.保持恒温恒容充入
气
B.保持恒容,降低温度
C.移走
D.保持恒温,缩小容器体积,增大压强
(1)将大气中游离态的氮转为化合态的过程称为氮的固定。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![]() | 工业固氮![]() | |||
温度/℃ | 27 | 2000 | 25 | 400 | 450 |
K | ![]() | 0.1 | ![]() | 0.507 | 0.152 |
分析数据可知:大气固氮反应属于
(2)液氨是一种良好的储氢物质,其储氢容量可达17.6%(质量分数)。氨气分解反应的热化学方程式如下:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/269ca0b23eddcf1040c976751a0158ee.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/4/7812b50e-7bf9-4e09-b9cb-5d8f03cb41eb.png?resizew=340)
(3)近年来,有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e45ed0a4c4fbd6f70f8fcdc986d9481.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bcdbcfa56af123635b4f5bae5908df69.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/57939bbdcef165b860b267376dd17631.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50f64b273c9b9984a10d02d61b0daac0.png)
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(4)汽车尾气会排放氮的氧化物,是造成雾霾天气的重要原因之一。可以在汽车排气管上安装一个化转化器处理尾气:
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A.保持恒温恒容充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f6efa7aa83e6863fa11e389467cf8e77.png)
B.保持恒容,降低温度
C.移走
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
D.保持恒温,缩小容器体积,增大压强
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【推荐1】氮的化合物在工业生产和生活中都有重要的应用,运用化学原理研究氮的单质及其化合物具有重要意义。
I.已知:SO2、CO、NH3等都可以催化还原氮氧化物生成惰性氮。
(1)在25℃、101kPa时
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d8be218f57311f8d00434d0e4eb9136b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/db1115f27986525e8ba96dcf80a0510a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5d941455a7569afdcda572f8c4a54067.png)
则NO与NH3反应生成惰性氮的热化学方程式为___________ 。
II.亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂,可由NO与Cl2在一定条件下合成:
。保持恒温恒容条件,将物质的量之和为3mol的NO和Cl2以不同的氮氯比[
]进行反应,平衡时某反应物的转化率与氮氯比及不同温度的关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/27/2838492799418368/2839249833074688/STEM/7024ca7b-1b39-48fe-b8b5-06b82bede8a1.png?resizew=196)
(2)图中T1、T2的关系为:T1___________ T2(填“>”、“<”或“=”)
(3)图中A、B、C、D四点对应的NOCl体积分数最大的是___________ 。
(4)若容器容积为2L,则A点的平衡常数为___________ 。
I.已知:SO2、CO、NH3等都可以催化还原氮氧化物生成惰性氮。
(1)在25℃、101kPa时
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d8be218f57311f8d00434d0e4eb9136b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/db1115f27986525e8ba96dcf80a0510a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5d941455a7569afdcda572f8c4a54067.png)
则NO与NH3反应生成惰性氮的热化学方程式为
II.亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂,可由NO与Cl2在一定条件下合成:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/08c87ffc4adaf5a4090d8614dcff772d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8586805c1a69fa3e003806148a6c94de.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/27/2838492799418368/2839249833074688/STEM/7024ca7b-1b39-48fe-b8b5-06b82bede8a1.png?resizew=196)
(2)图中T1、T2的关系为:T1
(3)图中A、B、C、D四点对应的NOCl体积分数最大的是
(4)若容器容积为2L,则A点的平衡常数为
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解题方法
【推荐2】研究NOx、COx的消除和再利用对改善生态环境、构建生态文明具有重要的意义。
Ⅰ.反应N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180.0kJ·mol-1,汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定条件下可发生反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH2。
(1)已知CO的燃烧热为283.0kJ·mol-1,写出表示CO燃烧热的方程式:_______ ,ΔH2=_______ 。
(2)某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行NO的分解。若用
和
分别表示O2、NO、N2和固体催化剂,在固体催化剂表面分解NO的过程如图所示。从吸附到解吸过程中的能量状态最低的是_______ (填字母序号)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/5/77f657db-f22e-4711-85ea-c873e5d9d47e.png?resizew=418)
(3)另一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,相同时间内脱氮率(即NO的转化率)随温度的变化关系如图1所示。图中低于200℃,脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/5/6a423b9b-0a33-4f4e-97cf-66ec667463c0.png?resizew=192)
Ⅱ.向容积可变的密闭容器中充入1mol CO和2.2mol H2,在恒温恒压条件下发生反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH<0,平衡时CO的转化率随温度、压强的变化情况如图2所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/5/a50cbea8-6892-4cf8-9d15-984e1ae03993.png?resizew=345)
(4)反应速率:N点v正(CO)(填“大于”、“小于”或“等于”)_______ M点v逆(CO)。
(5)M点时,H2的转化率为_______ (计算结果精确到0.1%)。
(6)不同温度下,该反应的平衡常数的对数值(lgK )如图3所示,则B、C、D、E四点中能正确表示该反应的lgK与温度(T)的关系的是_______ (填字母符号)。
Ⅰ.反应N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180.0kJ·mol-1,汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定条件下可发生反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH2。
(1)已知CO的燃烧热为283.0kJ·mol-1,写出表示CO燃烧热的方程式:
(2)某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行NO的分解。若用
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/5/37847d3e-234a-4838-894d-8d9bac7f2aec.png?resizew=84)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/5/65813d98-fa76-44d9-be09-205aa4f37ed5.png?resizew=79)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/5/77f657db-f22e-4711-85ea-c873e5d9d47e.png?resizew=418)
(3)另一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,相同时间内脱氮率(即NO的转化率)随温度的变化关系如图1所示。图中低于200℃,脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/5/6a423b9b-0a33-4f4e-97cf-66ec667463c0.png?resizew=192)
Ⅱ.向容积可变的密闭容器中充入1mol CO和2.2mol H2,在恒温恒压条件下发生反应CO(g)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/5/a50cbea8-6892-4cf8-9d15-984e1ae03993.png?resizew=345)
(4)反应速率:N点v正(CO)(填“大于”、“小于”或“等于”)
(5)M点时,H2的转化率为
(6)不同温度下,该反应的平衡常数的对数值(lgK )如图3所示,则B、C、D、E四点中能正确表示该反应的lgK与温度(T)的关系的是
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【推荐3】医用酒精在抗击“新型冠状病毒”战役中发挥着杀菌消毒的作用,其主要成分是乙醇。回答下列问题:
I.工业上主要采用乙烯直接水合法
制乙醇。
(1)在磷酸/硅藻土催化剂作用下,乙烯进行气相水合 的反应机理大致如下:
i.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8cb0c69b2d38965572c49b65ff2f4086.png)
ii.
iii.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/88ec51427c06522155470045afad3f42.png)
随着反应进程,该过程能量变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/12/2461005014032384/2461376675799040/STEM/3c56bca91b5f44a9b9c3845aa89cce85.png?resizew=280)
下列有关说法正确的是_______ (填字母标号,下同)。
a.该反应过程中i~iii步均释放能量
b.第i步反应的活化能最大,决定总反应速率
c.
和
是反应的中间产物
(2)已知:
的反应速率表达式为v正=k正
,v逆=k逆
,其中k正、k逆为速率常数。若其他条件不变时,降低温度,则下列推断合理的是_______ 。
a. k正增大,k逆减小 b. k正减小,k逆增大
c. k正减小的倍数大于k逆 d. k正减小的倍数小于k逆
Ⅱ.工业用二氧化碳加氢可合成乙醇:
。保持压强为5MPa,向密闭容器中投入一定量
和
发生上述反应,
的平衡转化率与温度、投料比
的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/14/835648ab-2b9f-4901-99f9-b11573e07371.png?resizew=323)
(1)投料比由大到小的顺序为___________ 。
(2)若投料比
,一定温度下发生反应,下列说法不能作为反应是否达平衡判据的是_______ (填标号。
a.容器内气体密度不再变化
b.容器内气体平均相对分子质量不再变化
c.
的体积分数不再变化
d.容器内
不再变化
e.断裂
个H—H键的同时生成
个水分子
(3)若
,则A点温度下,该反应的平衡常数
的数值为_______ (
是以分压表示的平衡常数);若其他条件不变,A点对应起始反应物置于某刚性密闭容器,则平衡时
的转化率___________ 50%(填“>”、“=”或“<”)。
I.工业上主要采用乙烯直接水合法
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41e615b4f4115d4f642a782cfd2d5436.png)
(1)在磷酸/硅藻土催化剂作用下,乙烯进行
i.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8cb0c69b2d38965572c49b65ff2f4086.png)
ii.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6ffbc12b686a91387f54df961bec1417.png)
iii.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/88ec51427c06522155470045afad3f42.png)
随着反应进程,该过程能量变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/5/12/2461005014032384/2461376675799040/STEM/3c56bca91b5f44a9b9c3845aa89cce85.png?resizew=280)
下列有关说法正确的是
a.该反应过程中i~iii步均释放能量
b.第i步反应的活化能最大,决定总反应速率
c.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e84db11258c29caca0c8cea0eb853d1d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0e2c19759b46be5e57dde11f436b4955.png)
(2)已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/384ac71136449fc9744aec9e33417d8c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9b108c0328e9e5e74a3c5e06f61d652.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/45b3c700bfbf60639a849d0e06a2a7a8.png)
a. k正增大,k逆减小 b. k正减小,k逆增大
c. k正减小的倍数大于k逆 d. k正减小的倍数小于k逆
Ⅱ.工业用二氧化碳加氢可合成乙醇:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/df1685dad16ee4a5bf691dbc0cdca8de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96f7c2ddc6ea4b5892ae882756bcf0d9.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/14/835648ab-2b9f-4901-99f9-b11573e07371.png?resizew=323)
(1)投料比由大到小的顺序为
(2)若投料比
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4aefc07e31c03cd882ebefe78fe1a775.png)
a.容器内气体密度不再变化
b.容器内气体平均相对分子质量不再变化
c.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
d.容器内
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c24bfbb0880fb684f385bcaade919743.png)
e.断裂
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8cec7b14c1f56b5a245eb327b3044396.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbfaf40aeeac828a14d608c545bf7686.png)
(3)若
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4566d506c452ee30bb82c2ed46115812.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff3dcd5e9a094a60ff298af4b5d9ec14.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/febe6ae46e15c2df1772464535e1ce23.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
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【推荐1】Cl2是一种重要的化工原料,在生产和生活中应用十分广泛。地康法制取氯气的反应为:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be95cac6e8526ab22d990a4f326194ff.png)
(1)已知400℃时:
ⅰ.断开1mol H—O键所需的能量比断开1molH—Cl键所需能量多akJ。
ⅱ.![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/21/572b3f5c-a55d-448a-882e-cb7c9f5b5f45.png?resizew=265)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/21/68ebd7c4-97db-4a0c-88c3-6a029f925347.png?resizew=229)
①写出此条件下,上述反应的热化学方程式________________ 。
②该反应能自发进行的主要原因是________________ 。
③下列有关地康法制取氯气说法正确的是( )
A.使用催化剂或开高温度都可以提高活化分子百分数,从而缩短达到化学平衡的时间
B.催化剂可以降低正逆反应的活化能,从而改变反应的焓变
C.选择温度为400℃,主要考虑此温度下催化剂活性高,反应速率快
D.达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率相等且为零
(2)保持恒温恒容条件,将物质的量之和为5mol的HCl和O2以不同的氯氧比[n(HCl)/n(O2)]进行反应,平衡时某反应物的转化率与氯氧比及不同温度的关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/21/b16f2ece-f8a6-44ed-b376-55d6e6ae2e86.png?resizew=238)
①图中T1、T2的关系为:T1________ T2(填“>”、“<”或“=”)。
②图中纵坐标为物质________ 的转化率;
③若容器容积为2L,则B点的平衡常数的值为________ 。
④试画出温度T1时另一种反应物的转化率随氯氧比变化的图象________
(3)乙醛酸(HOOC—CHO)是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸,原理如图所示,该装置中阴、阳两极为惰性电极,两极室均可产生乙醛酸,其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/21/0e5223c0-1a36-4b12-8b91-ab775147829e.png?resizew=230)
①写出乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸的离子方程式________________ 。
②若有2mol H+通过质子交换膜,并完全参与反应,则该装置中生成的乙醛酸为________ mol。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be95cac6e8526ab22d990a4f326194ff.png)
(1)已知400℃时:
ⅰ.断开1mol H—O键所需的能量比断开1molH—Cl键所需能量多akJ。
ⅱ.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/21/572b3f5c-a55d-448a-882e-cb7c9f5b5f45.png?resizew=265)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/21/68ebd7c4-97db-4a0c-88c3-6a029f925347.png?resizew=229)
①写出此条件下,上述反应的热化学方程式
②该反应能自发进行的主要原因是
③下列有关地康法制取氯气说法正确的是
A.使用催化剂或开高温度都可以提高活化分子百分数,从而缩短达到化学平衡的时间
B.催化剂可以降低正逆反应的活化能,从而改变反应的焓变
C.选择温度为400℃,主要考虑此温度下催化剂活性高,反应速率快
D.达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率相等且为零
(2)保持恒温恒容条件,将物质的量之和为5mol的HCl和O2以不同的氯氧比[n(HCl)/n(O2)]进行反应,平衡时某反应物的转化率与氯氧比及不同温度的关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/21/b16f2ece-f8a6-44ed-b376-55d6e6ae2e86.png?resizew=238)
①图中T1、T2的关系为:T1
②图中纵坐标为物质
③若容器容积为2L,则B点的平衡常数的值为
④试画出温度T1时另一种反应物的转化率随氯氧比变化的图象
(3)乙醛酸(HOOC—CHO)是有机合成的重要中间体。工业上用“双极室成对电解法”生产乙醛酸,原理如图所示,该装置中阴、阳两极为惰性电极,两极室均可产生乙醛酸,其中乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/21/0e5223c0-1a36-4b12-8b91-ab775147829e.png?resizew=230)
①写出乙二醛与M电极的产物反应生成乙醛酸的离子方程式
②若有2mol H+通过质子交换膜,并完全参与反应,则该装置中生成的乙醛酸为
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】硫酸铅(PbSO4)广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。利用方铅矿精矿(PbS)直接制备硫酸铅粉末的流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/6/16/1576194986909696/1576194987229184/STEM/1015936d10fa4bef983dd9e89b93052d.png?resizew=540)
已知:(ⅰ)PbCl2(s)+2Cl-(aq)
PbCl42-(aq) △H>0
(ⅱ)有关物质的Ksp和沉淀时的pH如下:
(1)步骤Ⅰ中生成PbCl2的离子方程式_______ ,加入盐酸控制pH值小于2,原因是_______ 。
(2)用化学平衡移动原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因______ 。若原料中FeCl3过量,则步骤Ⅱ得到的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质,溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是_______ 。
(3)写出步骤Ⅲ中PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀的离子方程式______ 。
(4)请用离子方程式解释滤液2加入H2O2可循环利用的原因______ 。
(5)铅蓄电池的电解液是硫酸,充电后两个电极上沉积的PbSO4分别转化为PbO2和Pb,充电时阴极的电极反应式为_______ 。
(6)双隔膜电解池的结构示意简图如图所示,利用铅蓄电池电解硫酸钠溶液可以制取硫酸和氢氧化钠,并得到氢气和氧气。对该装置及其原理判断正确的是____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/6/16/1576194986909696/1576194987229184/STEM/9b05992ae3924d4ea6c1be145ea21d33.png?resizew=251)
A.A溶液为氢氧化钠,B溶液为硫酸
B.C1极与铅蓄电池的PbO2电极相接、C2极与铅蓄电池的Pb电极相接
C.当C1极产生标准状况下11.2 L气体时,铅蓄电池的负极增重49g
D.该电解反应的总方程式可以表示为:2Na2SO4+6H2O
2H2SO4+4NaOH+O2↑+2H2↑
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/6/16/1576194986909696/1576194987229184/STEM/1015936d10fa4bef983dd9e89b93052d.png?resizew=540)
已知:(ⅰ)PbCl2(s)+2Cl-(aq)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/6/16/1576194986909696/1576194987229184/STEM/564fb09b04ee47a298418aa0f0c995a8.png?resizew=32)
(ⅱ)有关物质的Ksp和沉淀时的pH如下:
Ksp | 开始沉淀时pH | 完全沉淀时pH | ||
PbSO4 | 1.08×10-8 | Fe (OH)3 | 2.7 | 3.7 |
PbCl2 | 1.6×10-5 | Pb(OH)2 | 6 | 7.04 |
(2)用化学平衡移动原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因
(3)写出步骤Ⅲ中PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀的离子方程式
(4)请用离子方程式解释滤液2加入H2O2可循环利用的原因
(5)铅蓄电池的电解液是硫酸,充电后两个电极上沉积的PbSO4分别转化为PbO2和Pb,充电时阴极的电极反应式为
(6)双隔膜电解池的结构示意简图如图所示,利用铅蓄电池电解硫酸钠溶液可以制取硫酸和氢氧化钠,并得到氢气和氧气。对该装置及其原理判断正确的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/6/16/1576194986909696/1576194987229184/STEM/9b05992ae3924d4ea6c1be145ea21d33.png?resizew=251)
A.A溶液为氢氧化钠,B溶液为硫酸
B.C1极与铅蓄电池的PbO2电极相接、C2极与铅蓄电池的Pb电极相接
C.当C1极产生标准状况下11.2 L气体时,铅蓄电池的负极增重49g
D.该电解反应的总方程式可以表示为:2Na2SO4+6H2O
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/6/16/1576194986909696/1576194987229184/STEM/6eae3d8f295141c4985d474265df023a.png?resizew=40)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】某科研团队拟采用合成气(主要成分为CO、
和
)制备甲醇,涉及的反应如下。
反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e2ff3a06c8ec4f513cd8182eaea433c7.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4d99536f8ac9daa9bff458c5d257e5c9.png)
反应Ⅲ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/51a1b1b11306c213a5bba649ac8fb334.png)
已知反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为
、
。
(1)反应Ⅲ的焓变为_______ ,该反应在_______ (填“较低”或“较高”)温度下才能自发进行。
(2)反应Ⅱ的中间产物是
。为探究该反应过程,研究
水溶液在密封石英管中的分解反应:
①
(快)
②
(慢)
其中反应①速率远大于反应②,反应①可快速达到平衡状态。常温下,在密封石英管内完全充满
水溶液,使
分解,分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/29/3421469491560448/3422543282667520/STEM/64136b466aa7432f8a2d7df9970afc43.png?resizew=175)
请解释CO浓度先增大后减小的原因________ 。研究发现,在反应①、②中,
仅对反应①有促进作用,则相同条件下,若反应起始时溶液中同时还含有
盐酸,CO的浓度达到峰值时,
的浓度与不添加盐酸相比会_______ (填“较低”或“较高”)。
(3)制备甲醇时,若只发生反应Ⅰ和Ⅱ。保持温度T不变,向一恒容密闭容器中充入
和
,在该催化剂作用下发生反应,经
达到平衡,起始及达平衡时容器的总压强分别为
、
,测得平衡时
的分压为
,则反应Ⅱ的压强平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
_______ (
为用分压代替浓度计算的平衡常数)。
(4)科学家拟采用下列装置,在熔融盐体系中,通过电解
和
获得电池材料
,并获取CO,电解装置如图,阳极的电极方程式为_________ ,每转移
,石墨电极生成标准状况下的CO的体积为_______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/448214d120a423ca1014cde0d1eaefc8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e2ff3a06c8ec4f513cd8182eaea433c7.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/005347070dffab62c10dba68c72af84e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4d99536f8ac9daa9bff458c5d257e5c9.png)
反应Ⅲ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f3259baddfe9bc02ac5766f800607825.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/51a1b1b11306c213a5bba649ac8fb334.png)
已知反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/23c95a283b5b50752cf61b793c04adbf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f45041c2c7e1370c5b76fa28953b07d.png)
(1)反应Ⅲ的焓变为
(2)反应Ⅱ的中间产物是
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e06b60f5d0be1cd442c0065e4c794b76.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e06b60f5d0be1cd442c0065e4c794b76.png)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4444bd570ca5864fad021034c982344b.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9048415d8e4eb1623f70566aece8ac4.png)
其中反应①速率远大于反应②,反应①可快速达到平衡状态。常温下,在密封石英管内完全充满
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de80e80fbc2212306df0828b859cc475.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e06b60f5d0be1cd442c0065e4c794b76.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/29/3421469491560448/3422543282667520/STEM/64136b466aa7432f8a2d7df9970afc43.png?resizew=175)
请解释CO浓度先增大后减小的原因
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a8b6ede55013761f0df50ef4854cb9d4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b2e2887c35b5b592583c3ae63a80138b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
(3)制备甲醇时,若只发生反应Ⅰ和Ⅱ。保持温度T不变,向一恒容密闭容器中充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5fb2335d225038e13fa2bbbeba4578b4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/51367ad516e98cc7e4f581b4a046237a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c38eb02bd17fb4f4b8126389aeca0ea9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/05c80befbf9069bb4834b5199e2a741a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f25f6da3820403e993f46d723f74a309.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f6287dab91a4428da92c3ce8f5550973.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/54e43c95a3903d371a713d819eeab564.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff3dcd5e9a094a60ff298af4b5d9ec14.png)
(4)科学家拟采用下列装置,在熔融盐体系中,通过电解
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a514d343660159732a5051502d79a65d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b29e5890a882a946f99eb379b94801b1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/64e6fe1a66596bfad3da9e238cafa637.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/39436073ec49b345694104e9e2c7989a.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/29/3421469491560448/3422543282667520/STEM/dd0bb11d5c4f496384021faedb02d7b5.png?resizew=169)
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