回答下列问题
(1)最新一期国际学术期刊《自然·纳米技术》介绍了我国科学家曾杰团队的成果:在含铂高效催化剂作用下把二氧化碳高效转化清洁液态燃料——甲醇(CH3OH)。
①该法利用CO2制取甲醇的有关化学反应如下:
CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1=-178 kJ·mol-1
2CO (g) + O2(g) = 2CO2 (g) ΔH2=-566 kJ·mol-1
2H2 (g) + O2(g) = 2 H2O (g) ΔH3=-483.6 kJ·mol-1
由此计算CO (g) +2H2 (g) = CH3OH(g) ΔH=___________ kJ/mol。
②甲醇燃烧时发生如下反应(a、b、c、d均大于0):
2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) +4H2O (l) ΔH1=-a kJ·mol-1
2CH3OH(g) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O (l) ΔH1=-b kJ·mol-1
CH3OH(l) + 3/2O2(g) = CO2(g) + 2H2O (l) ΔH1=-c kJ·mol-1
CH3OH(l) +O2(g) = CO(g) + 2 H2O (l) ΔH1=-d kJ·mol-1
由此知,a、b、c、d由小到大排序为___________ 。
③将甲醇完全燃烧生成液态水的反应设计成原电池,以KOH为电解质。工作时负极的电极反应式___________ 。
(2)某温度时,在0.5L密闭容器中,某一可逆反应的A、B气体物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析可得:
①该反应的化学方程式为___________ 。
②若降低温度,则该反应的正反应速率___________ (填“加快”“减慢”或“不变”,下同),逆反应速率___________ 。
③平衡时A的转化率为___________ 。
④反应达到平衡,此时体系内压强与开始时的压强之比为___________ 。
(1)最新一期国际学术期刊《自然·纳米技术》介绍了我国科学家曾杰团队的成果:在含铂高效催化剂作用下把二氧化碳高效转化清洁液态燃料——甲醇(CH3OH)。
①该法利用CO2制取甲醇的有关化学反应如下:
CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1=-178 kJ·mol-1
2CO (g) + O2(g) = 2CO2 (g) ΔH2=-566 kJ·mol-1
2H2 (g) + O2(g) = 2 H2O (g) ΔH3=-483.6 kJ·mol-1
由此计算CO (g) +2H2 (g) = CH3OH(g) ΔH=
②甲醇燃烧时发生如下反应(a、b、c、d均大于0):
2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) +4H2O (l) ΔH1=-a kJ·mol-1
2CH3OH(g) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O (l) ΔH1=-b kJ·mol-1
CH3OH(l) + 3/2O2(g) = CO2(g) + 2H2O (l) ΔH1=-c kJ·mol-1
CH3OH(l) +O2(g) = CO(g) + 2 H2O (l) ΔH1=-d kJ·mol-1
由此知,a、b、c、d由小到大排序为
③将甲醇完全燃烧生成液态水的反应设计成原电池,以KOH为电解质。工作时负极的电极反应式
(2)某温度时,在0.5L密闭容器中,某一可逆反应的A、B气体物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析可得:
①该反应的化学方程式为
②若降低温度,则该反应的正反应速率
③平衡时A的转化率为
④反应达到平衡,此时体系内压强与开始时的压强之比为
更新时间:2021-12-04 11:34:26
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【推荐1】NH3作为一种重要化工原料,被大量应用于工业生产,与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。
(1)催化剂常具有较强的选择性,即专一性。已知:
反应I:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905.0kJ·mol-1
反应II:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1266.6kJ·mol-1
写出NO分解生成N2与O2的热化学方程式___ 。
(2)在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2,在某催化剂的作用下进行反应I,测得不同时间的NH3和O2的浓度如下表:
则下列有关叙述中正确的是____ 。
A.使用催化剂时,在加快其反应速率的同时,也可以提高反应物的平衡转化率
B.若测得容器内4v正(NH3)=6v逆(H2O)时,说明反应已达平衡
C.当容器内NH3和O2的比例恒定时,说明反应已达平衡
D.前10分钟内的平均速率v(NO)=0.088mol·L-1·min-1
E.在该体系中,当反应达到平衡时,压强为p1;充入少量的NO,达到新平衡时,压强为p2,则p2>p1。
(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1molNH3和2molO2,测得有关物质的量关系如图:
①该催化剂在低温时选择反应____ (填“I”或“II”)。
②520℃时,4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)的平衡常数K=___ (不要求得出计算结果,只需列出数字计算式)。
③C点比B点所产生的NO的物质的量少的主要原因___ 。
(4)制备催化剂时常产生一定的废液,工业上常利用氢硫酸检测和除去废液中的Cu2+。已知:25℃时,K1(H2S)=1.3×10-7,K2(H2S)=7.1×10-15。
①在计算溶液中的离子浓度时,涉及弱酸的电离通常要进行近似处理。则0.lmol•L-1氢硫酸的pH≈___ (取近似整数)。
②已知,某浓度为0.1mol/LCuSO4溶液,若通入适量的H2S至Cu2+恰好沉淀完全时,此时溶液液中c(H+)为___ mol·L-1。
(1)催化剂常具有较强的选择性,即专一性。已知:
反应I:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905.0kJ·mol-1
反应II:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1266.6kJ·mol-1
写出NO分解生成N2与O2的热化学方程式
(2)在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2,在某催化剂的作用下进行反应I,测得不同时间的NH3和O2的浓度如下表:
时间(min) | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
c(NH3)mol/L | 1.00 | 0.36 | 0.12 | 0.08 | 0.072 | 0.072 |
c(O2)mol/L | 2.00 | 1.20 | 0.90 | 0.85 | 0.84 | 0.84 |
则下列有关叙述中正确的是
A.使用催化剂时,在加快其反应速率的同时,也可以提高反应物的平衡转化率
B.若测得容器内4v正(NH3)=6v逆(H2O)时,说明反应已达平衡
C.当容器内NH3和O2的比例恒定时,说明反应已达平衡
D.前10分钟内的平均速率v(NO)=0.088mol·L-1·min-1
E.在该体系中,当反应达到平衡时,压强为p1;充入少量的NO,达到新平衡时,压强为p2,则p2>p1。
(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1molNH3和2molO2,测得有关物质的量关系如图:
①该催化剂在低温时选择反应
②520℃时,4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)的平衡常数K=
③C点比B点所产生的NO的物质的量少的主要原因
(4)制备催化剂时常产生一定的废液,工业上常利用氢硫酸检测和除去废液中的Cu2+。已知:25℃时,K1(H2S)=1.3×10-7,K2(H2S)=7.1×10-15。
①在计算溶液中的离子浓度时,涉及弱酸的电离通常要进行近似处理。则0.lmol•L-1氢硫酸的pH≈
②已知,某浓度为0.1mol/LCuSO4溶液,若通入适量的H2S至Cu2+恰好沉淀完全时,此时溶液液中c(H+)为
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【推荐2】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)工业上采用NH3-SCR法是消除氮氧化物的常用方法。它利用氨在一定条件下将NOx在脱硝装置中转化为N2主要反应原理为:
主反应:a. 4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)⇌4N2(g)+6H2O(g) ΔH1;
副反应:b. 4NH3(g)+3O2(g)⇌2N2(g)+6H2O(g) ΔH2=-1267.1kJ·mol-1;
c.4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g) ΔH3=-907.3kJ·mol-1
①主反应的ΔH1=_______ kJ·mol-1
②将氮氧化合物按一定的流速通过脱硝装置,测得出口的NO残留浓度与温度的关系如图所示,试分析脱硝的适宜温度是_______ (填序号)。
a.<850℃ b.900~1000℃ c.>1050℃
温度超过1000℃,NO浓度升高的原因是_______ 。
(2)已知:8NH3(g)+6NO2(g)⇌7N2(g) +12H2O(l) ΔH<0.相同条件下,在2 L密闭容器内,选用不同的催化剂进行反应,产生N2的量随时间变化如图所示。该反应活化能Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)由大到小的顺序是_______ ,理由是_______ 。
(3)随着各地治霾力度的加大,大力发展高性能燃料电池汽车成为研究课题。某课题组设计的液体燃料电池示意图如图:
①该电池中通入N2H4的电极为_______ (填“负极”或“正极”), 其电极反应式是_______ 。
②电池工作时,K+移向_______ (填“a”或“b”)。
(1)工业上采用NH3-SCR法是消除氮氧化物的常用方法。它利用氨在一定条件下将NOx在脱硝装置中转化为N2主要反应原理为:
主反应:a. 4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)⇌4N2(g)+6H2O(g) ΔH1;
副反应:b. 4NH3(g)+3O2(g)⇌2N2(g)+6H2O(g) ΔH2=-1267.1kJ·mol-1;
c.4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g) ΔH3=-907.3kJ·mol-1
①主反应的ΔH1=
②将氮氧化合物按一定的流速通过脱硝装置,测得出口的NO残留浓度与温度的关系如图所示,试分析脱硝的适宜温度是
a.<850℃ b.900~1000℃ c.>1050℃
温度超过1000℃,NO浓度升高的原因是
(2)已知:8NH3(g)+6NO2(g)⇌7N2(g) +12H2O(l) ΔH<0.相同条件下,在2 L密闭容器内,选用不同的催化剂进行反应,产生N2的量随时间变化如图所示。该反应活化能Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)由大到小的顺序是
(3)随着各地治霾力度的加大,大力发展高性能燃料电池汽车成为研究课题。某课题组设计的液体燃料电池示意图如图:
①该电池中通入N2H4的电极为
②电池工作时,K+移向
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【推荐3】(1)真空碳热冶铝法包含很多反应,其中的三个反应如下:
Al2O3(s)+3C(s)= Al2OC(s)+2CO(g) ΔH1
2Al2OC(s)+3C(s)= Al4C3(s)+2CO(g) ΔH2
2Al2O3(s)+9C(s)= Al4C3(s)+6CO(g) ΔH3
则ΔH3=____ (用ΔH1、ΔH2表示)。
(2)下列是碳热还原法制锰合金的三个反应,CO与CO2平衡分压比的自然对数值(lnK=2.303lgK)与温度的关系如图所示(已知Kp是用平衡分压代替浓度计算所得的平衡常数,分压=总压×气体的物质的量分数)。
Ⅰ.Mn3C(s)+4CO2(g)3MnO(s)+5CO(g) Kp(Ⅰ)
Ⅱ.Mn(s)+CO2(g) MnO(s)+CO(g) Kp(Ⅱ)
Ⅲ.Mn3C(s)+CO2(g) 3Mn(s)+2CO(g) Kp(Ⅲ)
①ΔH>0的反应是____ (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
②1 200 K时,在一体积为2 L的恒容密闭容器中有17.7 g Mn3C(s)和0.4 mol CO2,只发生反应Ⅰ,5 min后达到平衡,此时CO的浓度为0.125 mol/L,则0~5 min内v(CO2)=____ 。
③在一体积可变的密闭容器中加入一定量的Mn(s)并充入一定量的CO2(g),只发生反应Ⅱ,下列能说明反应Ⅱ达到平衡的是____ (填字母)。
A.容器的体积不再改变 B.固体的质量不再改变 C.气体的总质量不再改变
④向恒容密闭容器中加入Mn3C并充入0.1molCO2,若只发生反应Ⅲ,则在A点反应达到平衡,当容器的总压为a kPa时,CO2的转化率为_______ ;A点对应温度下Kp(Ⅲ)=_______ 。
Al2O3(s)+3C(s)= Al2OC(s)+2CO(g) ΔH1
2Al2OC(s)+3C(s)= Al4C3(s)+2CO(g) ΔH2
2Al2O3(s)+9C(s)= Al4C3(s)+6CO(g) ΔH3
则ΔH3=
(2)下列是碳热还原法制锰合金的三个反应,CO与CO2平衡分压比的自然对数值(lnK=2.303lgK)与温度的关系如图所示(已知Kp是用平衡分压代替浓度计算所得的平衡常数,分压=总压×气体的物质的量分数)。
Ⅰ.Mn3C(s)+4CO2(g)3MnO(s)+5CO(g) Kp(Ⅰ)
Ⅱ.Mn(s)+CO2(g) MnO(s)+CO(g) Kp(Ⅱ)
Ⅲ.Mn3C(s)+CO2(g) 3Mn(s)+2CO(g) Kp(Ⅲ)
①ΔH>0的反应是
②1 200 K时,在一体积为2 L的恒容密闭容器中有17.7 g Mn3C(s)和0.4 mol CO2,只发生反应Ⅰ,5 min后达到平衡,此时CO的浓度为0.125 mol/L,则0~5 min内v(CO2)=
③在一体积可变的密闭容器中加入一定量的Mn(s)并充入一定量的CO2(g),只发生反应Ⅱ,下列能说明反应Ⅱ达到平衡的是
A.容器的体积不再改变 B.固体的质量不再改变 C.气体的总质量不再改变
④向恒容密闭容器中加入Mn3C并充入0.1molCO2,若只发生反应Ⅲ,则在A点反应达到平衡,当容器的总压为a kPa时,CO2的转化率为
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【推荐1】2017年5月18日国土资源部中国地质调查局宣布,我国正在南海北部神孤海域进行的可燃冰试采获得成功,这也标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。可燃冰中甲烷含虽为80%~99.9%,甲烷的用途很广,可用来作为燃料及制造氢气、一氧化碳、甲醇等物质的原料。
回答下列问题:
(l)甲烷可用作燃料。右图是lmolCH4在O2充分燃烧生成CO2气体与水蒸气过程中能量变化示意图,已知H2O(l)=H2O(g) △H=+44.0kJ/mol,则1molCH4在O2充分燃烧生成CO2气体与液态水的热化学方程式为_________ 。
(2)甲烷可以合成甲醇来代替日益供应紧张的燃油。工业上用甲烷为原料制备甲醇分为两个阶段:
① 制备合成气:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。在恒温恒容的密闭容器中,下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态依据的是______ (填标号)。
a.v(CH4)正=3v(H2)逆
b.混合气体的密度不发生变化
c.容器内混合气体的总压强不发生变化
d.混合气体的平均摩尔质且不发生变化
② 合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。实验室在恒温(500℃)、恒容(1L)密闭容器中进行模拟合成实验。将lmolCO和2molH2通入容器中,l0min、40min、50min时分别测得容器中甲醇的浓度为0.60mol/L、0.80mol/L、0.80mol/L。则此条件下该反应开始10min内,H2的平均反应速率为_______ ;平衡常数K的数值为________ 。
(3)甲烷可以用作如图燃料电池的燃料。
① 负极的电极反应式为_______ 。
② 常温下,用此电池电解0.5L饱和食盐水(足量),若两极(均为惰性电极)共生成气体l.12L (已折算为标准状况下的体积),则电解后溶液的pH为_______ (忽略溶液的体积变化)。
回答下列问题:
(l)甲烷可用作燃料。右图是lmolCH4在O2充分燃烧生成CO2气体与水蒸气过程中能量变化示意图,已知H2O(l)=H2O(g) △H=+44.0kJ/mol,则1molCH4在O2充分燃烧生成CO2气体与液态水的热化学方程式为
(2)甲烷可以合成甲醇来代替日益供应紧张的燃油。工业上用甲烷为原料制备甲醇分为两个阶段:
① 制备合成气:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。在恒温恒容的密闭容器中,下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态依据的是
a.v(CH4)正=3v(H2)逆
b.混合气体的密度不发生变化
c.容器内混合气体的总压强不发生变化
d.混合气体的平均摩尔质且不发生变化
② 合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。实验室在恒温(500℃)、恒容(1L)密闭容器中进行模拟合成实验。将lmolCO和2molH2通入容器中,l0min、40min、50min时分别测得容器中甲醇的浓度为0.60mol/L、0.80mol/L、0.80mol/L。则此条件下该反应开始10min内,H2的平均反应速率为
(3)甲烷可以用作如图燃料电池的燃料。
① 负极的电极反应式为
② 常温下,用此电池电解0.5L饱和食盐水(足量),若两极(均为惰性电极)共生成气体l.12L (已折算为标准状况下的体积),则电解后溶液的pH为
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【推荐2】从衣食住行到探索浩瀚宇宙,都有氮及其化合物的参与,但同时有毒含氮化合物的排放,也对环境产生污染。如何实现环境保护与资源利用的和谐统一,已成为我们的重要研究课题。
(1)工业上利用和可以合成,又可以进一步制备火箭燃料肼。已知:
①
②
③
写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式:___________ 。
(2)的水溶液呈弱碱性,室温下其电离常数,则的水溶液等于___________ (忽略的二级电离和的电离,)。
(3)利用测压法在刚性密闭容器中研究时的分解反应,现将一定量的充入该密闭容器中,测得体系的总压强随时间的变化如表所示:
①时,___________ 。
②时反应的平衡常数___________ (为以物质的量分数表示的平衡常数)。若升高温度,减小,则___________ 0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)将等物质的量的和分别充入盛有催化剂①和②的体积相同的刚性容器,进行反应,经过相同时间测得的转化率如图所示,图中cd段转化率下降的可能原因是___________ 。
(5)电化学降解法可用于治理水中硝酸盐污染,电化学降解中性溶液的原理如图所示:
电极上的电极反应为___________ 。
(1)工业上利用和可以合成,又可以进一步制备火箭燃料肼。已知:
①
②
③
写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式:
(2)的水溶液呈弱碱性,室温下其电离常数,则的水溶液等于
(3)利用测压法在刚性密闭容器中研究时的分解反应,现将一定量的充入该密闭容器中,测得体系的总压强随时间的变化如表所示:
反应时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
压强 | 15.00 | 14.02 | 13.20 | 12.50 | 12.50 |
②时反应的平衡常数
(4)将等物质的量的和分别充入盛有催化剂①和②的体积相同的刚性容器,进行反应,经过相同时间测得的转化率如图所示,图中cd段转化率下降的可能原因是
(5)电化学降解法可用于治理水中硝酸盐污染,电化学降解中性溶液的原理如图所示:
电极上的电极反应为
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【推荐3】甲醇(CH3OH)的合成与应用具有广阔的发展前景。
合成甲醇的部分工艺流程如下:原料气→预热装置→合成反应器→甲醇
(1)甲烷与水蒸气反应制备合成甲醇的原料气CO、CO2和H2。
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ∆H =+206.2 kJ·mol-1
CO(g) + H2O(g) =CO2(g) + H2(g) ∆H =˗41.0 kJ·mol-1
甲烷与水蒸气反应生成CO2和H2的热化学方程式为__________________ 。
(2)在催化剂的作用下,200~300℃时,合成反应器内发生反应:
ⅰ.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H<0
ⅱ.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g) + H2O(g) ∆H<0
①一段时间内,记录合成反应器出、入口样品的温度,数据如图所示。曲线_______ 是合成反应器出口样品的温度。
②在催化剂的作用下,200~300℃时,合成反应器中有少量的副反应,会生成二甲醚(CH3OCH3)、甲酸甲酯等。
CO和H2生成二甲醚的化学方程式是______________ 。
(3)图为甲醇燃料电池的示意图。
负极的电极反应式为______________ ;
正极的电极反应式为_______________ 。
合成甲醇的部分工艺流程如下:原料气→预热装置→合成反应器→甲醇
(1)甲烷与水蒸气反应制备合成甲醇的原料气CO、CO2和H2。
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ∆H =+206.2 kJ·mol-1
CO(g) + H2O(g) =CO2(g) + H2(g) ∆H =˗41.0 kJ·mol-1
甲烷与水蒸气反应生成CO2和H2的热化学方程式为
(2)在催化剂的作用下,200~300℃时,合成反应器内发生反应:
ⅰ.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H<0
ⅱ.CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g) + H2O(g) ∆H<0
①一段时间内,记录合成反应器出、入口样品的温度,数据如图所示。曲线
②在催化剂的作用下,200~300℃时,合成反应器中有少量的副反应,会生成二甲醚(CH3OCH3)、甲酸甲酯等。
CO和H2生成二甲醚的化学方程式是
(3)图为甲醇燃料电池的示意图。
负极的电极反应式为
正极的电极反应式为
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解题方法
【推荐1】(1)三室式电渗析法处理含Na2SO4的废水原理如图所示,采用惰性电极,ab、cd均为离子交换膜,在直流电场的作用下,两膜中间的Na+和SO可通过离子交换膜,而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。
则通电后中间隔室的SO离子向_______ 极迁移,正极区溶液pH_______ (填“增大”或“减小”),当电路中通过1电子的电量时,会有_________ 的O2生成。
(2)现有可逆反应A(气)+B(气)3C(气),下图中甲、乙、丙分别表示在不同的条件下,生成物C在反应混和物中的百分含量(C%)和反应时间的关系:
Ⅰ 若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂时的情况,则______ 曲线是表示有催化剂时的情况。
Ⅱ 若乙图中的a曲线表示200℃和b曲线表示100℃时的情况,则此可逆反应的正反应是_________ 热反应。
Ⅲ 若丙图中两条曲线分别表示不同压强下的情况,则________ 曲线是表示压强较大的情况。
则通电后中间隔室的SO离子向
(2)现有可逆反应A(气)+B(气)3C(气),下图中甲、乙、丙分别表示在不同的条件下,生成物C在反应混和物中的百分含量(C%)和反应时间的关系:
Ⅰ 若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂时的情况,则
Ⅱ 若乙图中的a曲线表示200℃和b曲线表示100℃时的情况,则此可逆反应的正反应是
Ⅲ 若丙图中两条曲线分别表示不同压强下的情况,则
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【推荐2】工业上利用C2H2制取C2H4的反应为C2H2(g)+H2(g)C2H4(g) △H。回答下列问题:
(1)H2可通过反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)获取。T℃时,向2L恒容密闭容器中充入1.2mol水蒸气和1.2molCH4(g),经过2min反应达平衡,平衡后测得CO的浓度为0.3mol•L-1,则0~2min内H2的平均反应速率为______ ,平衡时CH4的转化率为______ 。
(2)对于反应C2H2(g)+H2(g)C2H4(g),其他条件一定时,温度、压强对平衡时混合气体中C2H4体积分数的影响如图所示。
①该反应为______ 反应(填“吸热”或“放热”),压强:p1______ p2(填“>”“=”或“<”)。
②Q、M、N三点的平衡常数KQ、KM、KN的大小关系为______ 。
(3)对于反应C2H2(g)+H2(g)C2H4(g),为了增大反应速率,且增大H2的平衡转化率,下列措施一定可行的是_____ (填字母)。
a.降低温度 b.使用合适的催化剂
c.缩小容器容积 d.减小原料气中的比值
(1)H2可通过反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)获取。T℃时,向2L恒容密闭容器中充入1.2mol水蒸气和1.2molCH4(g),经过2min反应达平衡,平衡后测得CO的浓度为0.3mol•L-1,则0~2min内H2的平均反应速率为
(2)对于反应C2H2(g)+H2(g)C2H4(g),其他条件一定时,温度、压强对平衡时混合气体中C2H4体积分数的影响如图所示。
①该反应为
②Q、M、N三点的平衡常数KQ、KM、KN的大小关系为
(3)对于反应C2H2(g)+H2(g)C2H4(g),为了增大反应速率,且增大H2的平衡转化率,下列措施一定可行的是
a.降低温度 b.使用合适的催化剂
c.缩小容器容积 d.减小原料气中的比值
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐3】羰基硫(COS)可用作熏蒸剂。在2L恒容密闭容器中通入和一定物质的量的CO,气体总压强为PMPa。发生反应:,在300K时达到平衡状态,。达到平衡后,若升高温度,增大。
(1)上述反应中,开始与平衡时气体压强之比为___________ 。
(2)起始投入___________ mol。
(3)若用平衡体系中各物质分压替代浓度计算的平衡常数叫做压强平衡常数Kp,已知:气体分压=总压强×该气体体积分数。则该反应的Kp=___________ 。
(4)在另一容积可变的容器中进行该反应,测得反应平衡时c(CO)与温度、压强或投料比之间的关系如图所示,若M代表投料比,则x代表___________ ,M1、M2、M3的大小排序为___________ 。
(1)上述反应中,开始与平衡时气体压强之比为
(2)起始投入
(3)若用平衡体系中各物质分压替代浓度计算的平衡常数叫做压强平衡常数Kp,已知:气体分压=总压强×该气体体积分数。则该反应的Kp=
(4)在另一容积可变的容器中进行该反应,测得反应平衡时c(CO)与温度、压强或投料比之间的关系如图所示,若M代表投料比,则x代表
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【推荐1】开发、使用清洁能源发展“低碳经济”,正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。
(1)已知:2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H1=-1275.6kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566.0 kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) △H3=-44.0 kJ·mol-1
写出甲醇燃烧热的热化学方程式:___________________________________________________
(2)生产甲醇的原料CO和H2来源于:CH4(g)+H2O(g)CO(g) +3H2(g)
①一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则p1__________ p2(填“<”、“>”、“=”)
②A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC) 的由大到小顺序为_______________ 。
③100℃时,将1molCH4和2molH2O通入容积为100L的反应室,反应达平衡的标志是:__________ 。
A.容器内气体密度恒定B.单位时间内消耗0.1mol CH4同时生成0.3molH2
C.容器的压强恒定D.3v正(CH4)=v逆(H2)
(3)某实验小组利用CH3OH (g)、O2(g)、KOH (aq) 设计成燃料电池,负极的电极反应式为:_____________________________ ,该电池工作时,溶液的pH将__________ (填“增大”“减小”“不变”)
(1)已知:2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H1=-1275.6kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566.0 kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) △H3=-44.0 kJ·mol-1
写出甲醇燃烧热的热化学方程式:
(2)生产甲醇的原料CO和H2来源于:CH4(g)+H2O(g)CO(g) +3H2(g)
①一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则p1
②A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC) 的由大到小顺序为
③100℃时,将1molCH4和2molH2O通入容积为100L的反应室,反应达平衡的标志是:
A.容器内气体密度恒定B.单位时间内消耗0.1mol CH4同时生成0.3molH2
C.容器的压强恒定D.3v正(CH4)=v逆(H2)
(3)某实验小组利用CH3OH (g)、O2(g)、KOH (aq) 设计成燃料电池,负极的电极反应式为:
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【推荐2】甲醇既是重要的化工原料,又是电动公交车的清洁能源,利用水煤气在一定条件下合成甲醇,发生的反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) ΔH=?
(1)已知CO、H2、CH3OH的燃烧热分别为283.0kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1、726.5kJ·mol-1,则ΔH=__ 。
(2)在一容积为2L的恒容密闭容器中加入0.2molCO和0.4molH2,发生如下反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),实验测得T1℃和T2℃下,甲醇的物质的量随时间的变化如下表所示。
①由上述数据可以判断:T1__ T2(填“>”“<”或“=”)。
②T1℃时,0~20minH2的平均反应速率v(H2)=__ 。
③该反应在T1℃达到平衡后,为同时提高反应速率和甲醇的生成量,以下措施一定可行的是__ (填字母)。
A.改用高效催化剂
B.升高温度
C.缩小容器容积
D.分离出甲醇
E.增加CO的浓度
(3)若保持T2℃不变,起始时加入CO、H2、CH3OH的物质的量分别为amol、bmol、cmol,达到平衡时,仍与原平衡等效,则a、b、c应满足的条件:__ 。
(4)当反应在T1℃进行20min时,迅速将0.02molCO、0.04molH2、0.18molCH3OH同时投入体系中,同时将反应体积扩大为原来的2倍,反应在40min时达到平衡,请在图中画出20~40min内容器中H2浓度的变化趋势曲线___ 。
(5)在以CH3OH(l)为燃料的燃料电池中,电解质溶液为酸性,则负极的电极反应式为__ ;理想状态下,该燃料电池消耗2mol甲醇所能产生的最大电能为1162.4kJ,则该燃料电池的理论效率为__ (燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。
(1)已知CO、H2、CH3OH的燃烧热分别为283.0kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1、726.5kJ·mol-1,则ΔH=
(2)在一容积为2L的恒容密闭容器中加入0.2molCO和0.4molH2,发生如下反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),实验测得T1℃和T2℃下,甲醇的物质的量随时间的变化如下表所示。
时间 温度/℃ | 10min | 20min | 30min | 40min | 50min | 60min |
T1 | 0.080 | 0.120 | 0.150 | 0.168 | 0.180 | 0.180 |
T2 | 0.120 | 0.150 | 0.156 | 0.160 | 0.160 | 0.160 |
①由上述数据可以判断:T1
②T1℃时,0~20minH2的平均反应速率v(H2)=
③该反应在T1℃达到平衡后,为同时提高反应速率和甲醇的生成量,以下措施一定可行的是
A.改用高效催化剂
B.升高温度
C.缩小容器容积
D.分离出甲醇
E.增加CO的浓度
(3)若保持T2℃不变,起始时加入CO、H2、CH3OH的物质的量分别为amol、bmol、cmol,达到平衡时,仍与原平衡等效,则a、b、c应满足的条件:
(4)当反应在T1℃进行20min时,迅速将0.02molCO、0.04molH2、0.18molCH3OH同时投入体系中,同时将反应体积扩大为原来的2倍,反应在40min时达到平衡,请在图中画出20~40min内容器中H2浓度的变化趋势曲线
(5)在以CH3OH(l)为燃料的燃料电池中,电解质溶液为酸性,则负极的电极反应式为
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】工业上可以用和反应生成燃料甲醇,制备甲醇的化学方程式如下:
回答下列问题:
(1)找到合适的催化剂是实现反应工业化的关键。该反应使用催化剂可以实现的目标有_______。
(2)某温度下,将和充入2L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得,则_______ 。
(3)将和按照等物质量进行反应,测得在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是_______。
(4)反应中的,可由如下反应制得: ,判断该反应能否自发进行,并简述原因:_______ 。
(5)甲醇燃料电池以甲醇为燃料,其工作原理示意图如下:
①判断b电极是_______ 极。
②写出a极反应式_______ 。
回答下列问题:
(1)找到合适的催化剂是实现反应工业化的关键。该反应使用催化剂可以实现的目标有_______。
A.缩短达到平衡所需时间 | B.增大甲醇的体积分数 |
C.提高单位时间内甲醇的产量 | D.提高的平衡转化率 |
(3)将和按照等物质量进行反应,测得在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是_______。
A.温度: | B.正反应速率: |
C.平衡常数: | D.平均摩尔质量: |
(5)甲醇燃料电池以甲醇为燃料,其工作原理示意图如下:
①判断b电极是
②写出a极反应式
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