水煤气变换[]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域。回答下列问题。
(1)在800℃、2L密闭容器中,若充入3molCO和2mol水蒸气进行反应,保持温度不变,5min反应达平衡,测得生成1.2mol,则5min内该反应的速率为___________ ,该温度下的平衡常数K为___________ ,CO平衡转化率为___________ 。
(2)Shibata曾做过下列实验:721℃下,分别用氢气和一氧化碳还原氧化钴(CoO),反应如下。请回答问题:
i.
ii.
①反应___________ (用、表示);
②反应i和ii分别达到平衡后,若气体中和CO的体积分数分别为0.025、0.02,则反应的平衡常数___________ (计算并保留两位小数)。
③一氧化碳和水蒸气的反应历程(反应A、反应B)如图,下列说法正确的是___________ 。
a.该反应经过两步基元反应完成
b.反应为放热反应,其中反应B活化能大于反应A
c.使用催化剂,可以改变反应的过程,反应速率加快
d.升高温度,可以使反应A、反应B活化能变大
(3)800℃下,将CO和水蒸气混合气体充入容积相等的三个恒温、恒容密闭容器中,获得如下数据。
①表中___________ 。
②关于3组实验,下列说法正确的是___________ 。
a.实验开始时,起始反应速率最快的是实验3
b.平衡时浓度:实验3是实验2的2倍
c.平衡时,实验1与实验3中CO的转化率相同
d.平衡常数,实验3是实验1的两倍
(4)燃料电池是一种高效低污染的新型电池,肼(N2H4)-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,其工作原理如图所示:
①电池中通入电池中通入N2H4的一极是___________ (填“正”或“负”)极。写出该电极的反应:___________ 。
②电池工作时,正极附近的pH___________ (填“增大”或者“不变”或者“减小”)。
③当消耗1molO2时,有___________ mol Na+由甲槽向乙槽迁移。
(5)在酸性水溶液中,利用肼(N2H4)-空气燃料电池电解CO2可以生成甲酸,写出生成甲酸(HCOOH)的电极反应式___________ 。
(1)在800℃、2L密闭容器中,若充入3molCO和2mol水蒸气进行反应,保持温度不变,5min反应达平衡,测得生成1.2mol,则5min内该反应的速率为
(2)Shibata曾做过下列实验:721℃下,分别用氢气和一氧化碳还原氧化钴(CoO),反应如下。请回答问题:
i.
ii.
①反应
②反应i和ii分别达到平衡后,若气体中和CO的体积分数分别为0.025、0.02,则反应的平衡常数
③一氧化碳和水蒸气的反应历程(反应A、反应B)如图,下列说法正确的是
a.该反应经过两步基元反应完成
b.反应为放热反应,其中反应B活化能大于反应A
c.使用催化剂,可以改变反应的过程,反应速率加快
d.升高温度,可以使反应A、反应B活化能变大
(3)800℃下,将CO和水蒸气混合气体充入容积相等的三个恒温、恒容密闭容器中,获得如下数据。
实验编号 | 各物质起始量/mol | 平衡时能量变化/kJ | |||
CO | |||||
实验1 | 1 | 1 | 0 | 0 | |
实验2 | 0 | 0 | 1 | 1 | |
实验3 | 2 | 2 | 0 | 0 |
②关于3组实验,下列说法正确的是
a.实验开始时,起始反应速率最快的是实验3
b.平衡时浓度:实验3是实验2的2倍
c.平衡时,实验1与实验3中CO的转化率相同
d.平衡常数,实验3是实验1的两倍
(4)燃料电池是一种高效低污染的新型电池,肼(N2H4)-空气燃料电池是一种碱性燃料电池,其工作原理如图所示:
①电池中通入电池中通入N2H4的一极是
②电池工作时,正极附近的pH
③当消耗1molO2时,有
(5)在酸性水溶液中,利用肼(N2H4)-空气燃料电池电解CO2可以生成甲酸,写出生成甲酸(HCOOH)的电极反应式
更新时间:2022-03-28 20:59:03
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【推荐1】近年来我国在应对气候变化工作中取得显著成效,并向国际社会承诺2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”。因此将CO2转化为高附加值化学品成为科学家研究的重要课题。
I.工业上在Cu -ZnO催化下利用CO2发生如下反应①来生产甲醇,同时伴有反应②发生。
①CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH1
②CO2(g)+ H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1
(1)已知:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH = -90.6kJ·mol-1,则△H1=___________ 。
(2)向密闭容器中加入CO2(g)和H2(g),合成CH3OH(g)。已知反应①的正反应速率可表示为v正=k正·c(CO2)·c3(H2),逆反应速率可表示为v逆=k逆·c(CH3OH)·c(H2O),其中k正、k逆为速率常数。如图中能够代表k逆的曲线为___________ (填“L1”“L2”“L3”或“L4”)。
(3)不同条件下,按照n(CO2) : n(H2)=1 : 3投料,CO2的平衡转化率如图所示。
①压强p1、p2、p3由大到小的顺序是___________ 。压强为p1 时,温度高于570 °C之后,随着温度升高CO2平衡转化率增大的原因是___________ 。
②图中点M(500,60),此时压强p1为0.1 MPa,CH3OH的选择性为(选择性:转化的CO2中生成CH3OH占整个转化的CO2的百分比)。则该温度时反应①的平衡常数Kp=___________ (MPa)-2(分压=总压×物质的量分数)。
II.电化学法还原二氧化碳制乙烯
在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图所示:
(4)阴极电极反应为___________ ,该装置中使用的是___________ (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
I.工业上在Cu -ZnO催化下利用CO2发生如下反应①来生产甲醇,同时伴有反应②发生。
①CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH1
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(1)已知:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH = -90.6kJ·mol-1,则△H1=
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(4)阴极电极反应为
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【推荐2】联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料。N2H4与N2O4反应能放出大量的热。
(1)25 ℃,1.00 g N2H4 (l)与足量N2O4 (l)完全反应生成N2 (g)和H2O (l),放出19.14 kJ的热量。则反应2N2H4 (l)+N2O4 (l)=3N2 (g)+4H2O (l)的△H=__________ kJ/mol。
(2)已知:2NO2(g)N2O4(g) △H=-57.20 kJ/mol。一定温度下,在密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡。
①其他条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是________ 。
A.升高温度 B.降低温度 C.增加NO2的浓度 D.扩大容器体积
②平衡时,c(NO2)=0.0300 mol/L、c(N2O4)=0.0120 mol/L。若升高温度,则平衡常数____________ (填“增大”、“减小”或“不变”);若起始NO2和N2O4的浓度均为0.0100 mol/L,则v(正)______ v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
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【推荐3】硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料。
(1)碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实:
硅与碳同族,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是_______ 。
(2)锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法。还原的反应如下:
反应1:,
反应2:
反应3:
①对于上述三个反应,下列说法合理的是_______ 。
a.升高温度会提高的转化率 b.还原过程需在无氧的气氛中进行
c. d.Na、Mg可以代替还原
②实际制备过程选择“反应3”,选择的理由是_______ 。
(3)工业上也可用制备高纯硅。时,相关反应的热化学方程式和平衡常数如表:
①则该温度下,= _______________ ;K3=_______ (用K1和K2表示)。
②对于反应,采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在和时的转化率随时间变化的结果如图所示。则T1_____________ T2(填“大于”“小于”或“等于”),时平衡常数K=_______ (保留2位小数)。③在下,要提高转化率,可采取的措施是_______ 。
(1)碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实:
化学键 | ||||
键能 | 356 | 413 | 226 | 318 |
(2)锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法。还原的反应如下:
反应1:,
反应2:
反应3:
①对于上述三个反应,下列说法合理的是
a.升高温度会提高的转化率 b.还原过程需在无氧的气氛中进行
c. d.Na、Mg可以代替还原
②实际制备过程选择“反应3”,选择的理由是
(3)工业上也可用制备高纯硅。时,相关反应的热化学方程式和平衡常数如表:
热化学方程式 | 平衡常数 |
K1 | |
K2 | |
K3 |
②对于反应,采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在和时的转化率随时间变化的结果如图所示。则T1
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【推荐1】对氯苯甲醛、对氯苯甲酸均是重要的印染中间体,研究小组对其进行如下探究。
(1)探究对氯苯甲醛的生产条件。
将对氯甲苯溶解在乙酸溶剂中,加入氧化锰八面体分子筛催化剂,再加几滴浓,以的速率通入足量,调节不同温度多次实验,均反应10小时后测得的数据如图(a)。反应可能机理如图(b)。
①反应的催化剂除了外,还有___________ 。
②时,内,对氯甲苯的平均消耗速率为___________ 。
③时,对氯苯甲醛的选择性为___________ ()。
④时,若要使产率高于,可采取的措施是___________ (至少答两条)。
(2)探究对氯苯甲酸(HA)在苯—水体系中的溶解状况。
已知:常温下,HA在水和苯两相间的分配系数:(只与温度有关)
在水中,HAH++A- ΔH>0,其
在苯中,HA只发生二聚:2HA(HA)2
实验测得:水中时,苯中的
试回答下列问题:
①水溶液的___________ 。
②在苯中二聚反应的平衡常数K=___________ 。(保留三位有效数字)
③若向萃取体系中滴入少量浓盐酸,则苯中将___________ (填“增大”“减小”或“不变”),理由是___________ 。
(1)探究对氯苯甲醛的生产条件。
将对氯甲苯溶解在乙酸溶剂中,加入氧化锰八面体分子筛催化剂,再加几滴浓,以的速率通入足量,调节不同温度多次实验,均反应10小时后测得的数据如图(a)。反应可能机理如图(b)。
①反应的催化剂除了外,还有
②时,内,对氯甲苯的平均消耗速率为
③时,对氯苯甲醛的选择性为
④时,若要使产率高于,可采取的措施是
(2)探究对氯苯甲酸(HA)在苯—水体系中的溶解状况。
已知:常温下,HA在水和苯两相间的分配系数:(只与温度有关)
在水中,HAH++A- ΔH>0,其
在苯中,HA只发生二聚:2HA(HA)2
实验测得:水中时,苯中的
试回答下列问题:
①水溶液的
②在苯中二聚反应的平衡常数K=
③若向萃取体系中滴入少量浓盐酸,则苯中将
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【推荐2】汽车尾气中NOx的排放是造成空气污染的重要因素之一,研究NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。
(1)利用活性炭可处理NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质),一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1℃和T2℃时,测得各物质平衡时物质的量(n/mol)如下表:
一定条件下,已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.6kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ·mol-1
①请写出NO(g)与C(s)反应的热化学方程式________________________________ ;
②根据上述信息判断,温度T1和T2的关系是_______ (填序号);
a. T1>T2 b. T1<T2 c.无法比较
③上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1 mol NO气体,则达到新化学平衡时NO的转化率为_______________ 。
(2)催化氧化法去除NO是在一定条件下,用NH3消除NO污染,其反应原理为4NH3+6NO5N2+6H2O不同温度条件下,n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4:1、3:1、1:3时,得到NO脱除率曲线如图所示:
①由图可知,无论以何种比例反应,在温度超过900℃时NO脱除率都会骤然下降,这是因为在有氧条件下氨发生了副反应,请写出反应的化学方程式_____________________ 。
②曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是____________ 。
③曲线a中NO的起始浓度为6×10-4mg/m3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为__________ mg/(m3·s)。
(3)NSR技术可实现NOx的储存还原,NOx的储存和还原在不同时段交替进行,工作原理如图a所示。
①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是___________ 。
②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是___________ 。
③还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整:
___________ 15NNO+H2O
(1)利用活性炭可处理NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质),一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1℃和T2℃时,测得各物质平衡时物质的量(n/mol)如下表:
物质 温度℃ | 活性炭 | NO | E | F |
初始 | 3.000 | 0.10 | 0 | 0 |
T1 | 2.960 | 0.020 | 0.040 | 0.040 |
T2 | 2.975 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ·mol-1
①请写出NO(g)与C(s)反应的热化学方程式
②根据上述信息判断,温度T1和T2的关系是
a. T1>T2 b. T1<T2 c.无法比较
③上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1 mol NO气体,则达到新化学平衡时NO的转化率为
(2)催化氧化法去除NO是在一定条件下,用NH3消除NO污染,其反应原理为4NH3+6NO5N2+6H2O不同温度条件下,n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4:1、3:1、1:3时,得到NO脱除率曲线如图所示:
①由图可知,无论以何种比例反应,在温度超过900℃时NO脱除率都会骤然下降,这是因为在有氧条件下氨发生了副反应,请写出反应的化学方程式
②曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是
③曲线a中NO的起始浓度为6×10-4mg/m3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为
(3)NSR技术可实现NOx的储存还原,NOx的储存和还原在不同时段交替进行,工作原理如图a所示。
①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是
②用H2模拟尾气中还原性气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程,该过程分两步进行,图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是
③还原过程中,有时会产生笑气(N2O)。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整:
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【推荐3】氮的氧化物是大气污染物之一,用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物,可防止空气污染。
(1)已知:2C(s)+O2(g)⇌2CO(g)
C(s)+O2(g)⇌CO2(g)
N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)
①则反应2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)的___________ ;(用、、表示)
②在一个恒温恒容的密闭容器中发生反应2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g),能表明已达到平衡状态的标志有___________ 。
A.混合气体的压强保持不变
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的平均相对分子质量保持不变
D.气体的总质量
E.
F.内生成同时消耗
(2)向容积为的密闭容器中加入活性炭(足量)和,发生反应C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g),和的物质的量变化如下表所示。
①0~5min内,以表示的该反应速率___________ ,最终达平衡时的转化率___________ ,该温度T℃下的平衡常数___________ 。
②若该反应ΔH>0,要提高工业上NO的转化率可采取的措施有___________ (至少写一种)。
(3)CO2和H2在一定条件下可制取甲醇,反应如下:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),向容积相同的恒容密闭容器中分别充入等量的CO2和H2,在不同催化剂(M型、N型)条件下反应相同时间,CO2转化率随反应温度变化如图。
①使用___________ (选填M、N)型催化剂反应的活化能更高。
②b点不同催化剂作用下,CO2的转化率相同且均有下降趋势的原因是___________ 。
(1)已知:2C(s)+O2(g)⇌2CO(g)
C(s)+O2(g)⇌CO2(g)
N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)
①则反应2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)的
②在一个恒温恒容的密闭容器中发生反应2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g),能表明已达到平衡状态的标志有
A.混合气体的压强保持不变
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的平均相对分子质量保持不变
D.气体的总质量
E.
F.内生成同时消耗
(2)向容积为的密闭容器中加入活性炭(足量)和,发生反应C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g),和的物质的量变化如下表所示。
条件 | 保持温度为/℃ | ||||||
时间 | 0 | 5min | 10min | 15min | 20min | 25min | 30min |
物质的量 | 2.0 | 1.4 | 1.0 | 0.70 | 0.50 | 0.40 | 0.40 |
N2物质的量/mol | 0 | 0.3 | 0.50 | 0.65 | 0.75 | 0.80 | 0.80 |
②若该反应ΔH>0,要提高工业上NO的转化率可采取的措施有
(3)CO2和H2在一定条件下可制取甲醇,反应如下:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),向容积相同的恒容密闭容器中分别充入等量的CO2和H2,在不同催化剂(M型、N型)条件下反应相同时间,CO2转化率随反应温度变化如图。
①使用
②b点不同催化剂作用下,CO2的转化率相同且均有下降趋势的原因是
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【推荐1】为了消除含金硫精矿中硫对氰化浸出产生的不利影响,使被硫化物包裹的金得以解离,获得孔隙率较高的氧化焙烧渣,需对含金硫精矿进行氧化焙烧预处理。已知焙烧过程中发生的反应有:
反应1:
反应2:
反应3:
(1)=_______ ,有利于反应3自发进行的条件为_______ (填“高温”或“低温”)。
(2)焙烧温度和时间对硫的脱除率和金的浸出率的影响如图。最佳的焙烧温度为_______ ℃;最佳焙烧时间为2h,理由是_______ 。
(3)在密闭容器中充入一定量的和进行反应,测得平衡时的体积分数随X的变化关系如图。①X表示的是_______ (填“温度”或“压强”),判断的理由是_______ 。
②下列条件能判断反应1达到平衡状态的是_______ (填标号)。
a.的生成速率与的消耗速率相等
b.和浓度相等
c.容器中气体的平均摩尔质量不变
d.的质量保持不变
(4)℃下,在恒压密闭容器中充入1.5mol和3.5mol进行反应,已知起始压强为140kPa,经过10min达到平衡,测得生成、的物质的量均为0.2mol。①0~10min内,分压的平均变化率为_______ 。
②℃下,反应1的压强平衡常数=_______ (为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数,列计算式即可)。
反应1:
反应2:
反应3:
(1)=
(2)焙烧温度和时间对硫的脱除率和金的浸出率的影响如图。最佳的焙烧温度为
(3)在密闭容器中充入一定量的和进行反应,测得平衡时的体积分数随X的变化关系如图。①X表示的是
②下列条件能判断反应1达到平衡状态的是
a.的生成速率与的消耗速率相等
b.和浓度相等
c.容器中气体的平均摩尔质量不变
d.的质量保持不变
(4)℃下,在恒压密闭容器中充入1.5mol和3.5mol进行反应,已知起始压强为140kPa,经过10min达到平衡,测得生成、的物质的量均为0.2mol。①0~10min内,分压的平均变化率为
②℃下,反应1的压强平衡常数=
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【推荐2】氮的化合物在生产、生活中有广泛应用。
(1)已知几种共价键的键能数据如下表所示:
根据表格数据, _______ 。
(2)向一恒温恒容密闭容器中充入一定量和,发生反应: 。下列说法正确的是_______(填标号)。
(3)工业上,采用还原NO法消除NO污染。一定条件下,向一恒容密闭容器中充入和NO,在不同催化剂Cat1、Cat2、Cat3作用下发生反应: 。测得相同时间内NO的转化率随温度的变化如图1所示。
①a点时:_______ (填“>”、“<”或“=”)。
②bc段NO的转化率随温度升高而降低,可能的原因是_______ 。(任答一点)
(4)工业上用天然气处理,消除的污染。发生的反应为。在一定温度下,向一恒容密闭容器中充入和,发生上述反应,起始时测得总压强为90kPa。的分压与时间的关系如图2所示。
①0~10min内的分压变化速率为_______ 。
②该温度下,平衡常数_______ 。(提示:用气体分压计算的平衡常数为,)
(5)工业上制备HCN的反应为 。速率方程为,(,分别为正、逆反应速率常数,只与温度、催化剂有关)。
①其他条件不变,反应达到平衡后,的转化率随着条件X的增大而增大,则X可能是_______ 。(答一种即可)
②升高温度,增大的倍数_______ (填“>”、“<”或“=”)增大的倍数。
(1)已知几种共价键的键能数据如下表所示:
共价键 | |||||
键能/() | 391 | 160 | 945 | 498 | 467 |
(2)向一恒温恒容密闭容器中充入一定量和,发生反应: 。下列说法正确的是_______(填标号)。
A.当气体平均摩尔质量不随时间变化时,达到平衡状态 |
B.平衡后,充入惰性气体,平衡向右移动 |
C.上述反应的正反应活化能大于逆反应活化能 |
D.及时分离水蒸气,逆反应速率减小 |
①a点时:
②bc段NO的转化率随温度升高而降低,可能的原因是
(4)工业上用天然气处理,消除的污染。发生的反应为。在一定温度下,向一恒容密闭容器中充入和,发生上述反应,起始时测得总压强为90kPa。的分压与时间的关系如图2所示。
①0~10min内的分压变化速率为
②该温度下,平衡常数
(5)工业上制备HCN的反应为 。速率方程为,(,分别为正、逆反应速率常数,只与温度、催化剂有关)。
①其他条件不变,反应达到平衡后,的转化率随着条件X的增大而增大,则X可能是
②升高温度,增大的倍数
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【推荐3】二硫化碳用于制造人造丝、杀虫剂、促进剂等,也用作溶剂。回答下列问题:
(1)下列反应的焓变及平衡常数如下:
(Ⅰ)
(Ⅱ)
(Ⅲ)
(Ⅳ)
①反应(Ⅳ)自发进行的条件是_______ (填字母)。
A.高温 B.低温 C.任意温度
②_______ ;_______ 。
(2)硫化氢替代硫黄生产二硫化碳的原理为,起始时,。在100 kPa压强下测得不同温度时的平衡组成如图1所示,在不同压强下测得的平衡组成如图2所示:
①该反应的_______ 0(填“>”或“<”);图2中a、d代表的物质分别是_______ 、_______ 。
②图1中,X点H2S的转化率为_______ %。
③为提高该反应中H2S的平衡转化率,除改变温度和压强外,还可采取的措施是_______ 。
(1)下列反应的焓变及平衡常数如下:
(Ⅰ)
(Ⅱ)
(Ⅲ)
(Ⅳ)
①反应(Ⅳ)自发进行的条件是
A.高温 B.低温 C.任意温度
②
(2)硫化氢替代硫黄生产二硫化碳的原理为,起始时,。在100 kPa压强下测得不同温度时的平衡组成如图1所示,在不同压强下测得的平衡组成如图2所示:
①该反应的
②图1中,X点H2S的转化率为
③为提高该反应中H2S的平衡转化率,除改变温度和压强外,还可采取的措施是
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【推荐1】消除氮氧化物的污染对建设生态文明具有重要的意义。回答下列问题:
(1)用活性炭还原法可以处理氮氧化物,发生反应为C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)。
①已知:C(s)和CO(g)的燃烧热分别为393.5kJ·mol-1和283kJ·mol-1;CO(g)和NO(g)反应的热化学方程式为2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-747.8kJ·mol-1.则用活性炭还原法反应的ΔH=___ kJ·mol-1,欲提高NO平衡转化率,可采取的措施有____ 。
②实验室模拟活性炭还原氮氧化物的过程。向2L固定体积的密度容器中,加入足量的活性炭,再充入1molNO,在一定温度下反应,50min时达到平衡,测得混合气体中CO2的物质的量为0.2mol,则平衡时NO的转化率为___ ,该反应的平衡常数Kp=___ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)Cl2也可以与NO反应:2NOCl(g)⇌2NO(g)+Cl2(g)。一定温度下,用NOCl和Cl2表示该反应的反应速率分别为v正=k正·c2(NOCl),v逆=k逆·c2(NO)·c(Cl2)(k1、k2为速率常数)。向2L密闭容器中充入amolNOCl(g),测得NO的物质的量浓度与温度的关系如图所示(x<0.5a)。T1___ T2(填“>”、“<”或“=”);T2温度下,=___ (用含a、x的代数式表示)。
(3)利用电化学原理,将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池,模拟工业电解法来精炼银,装置如图所示。
请回答下列问题:
①甲池工作时,NO2转变成绿色硝化剂Y,Y是N2O5,可循环使用,则正极发生的电极反应方程式为:_____ 。
②若石墨I消耗4.6gNO2,已知该电解池的电解效率为80%,则乙中阴极得到Ag的质量为_ 。(通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比叫电解效率)。
(1)用活性炭还原法可以处理氮氧化物,发生反应为C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)。
①已知:C(s)和CO(g)的燃烧热分别为393.5kJ·mol-1和283kJ·mol-1;CO(g)和NO(g)反应的热化学方程式为2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-747.8kJ·mol-1.则用活性炭还原法反应的ΔH=
②实验室模拟活性炭还原氮氧化物的过程。向2L固定体积的密度容器中,加入足量的活性炭,再充入1molNO,在一定温度下反应,50min时达到平衡,测得混合气体中CO2的物质的量为0.2mol,则平衡时NO的转化率为
(2)Cl2也可以与NO反应:2NOCl(g)⇌2NO(g)+Cl2(g)。一定温度下,用NOCl和Cl2表示该反应的反应速率分别为v正=k正·c2(NOCl),v逆=k逆·c2(NO)·c(Cl2)(k1、k2为速率常数)。向2L密闭容器中充入amolNOCl(g),测得NO的物质的量浓度与温度的关系如图所示(x<0.5a)。T1
(3)利用电化学原理,将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池,模拟工业电解法来精炼银,装置如图所示。
请回答下列问题:
①甲池工作时,NO2转变成绿色硝化剂Y,Y是N2O5,可循环使用,则正极发生的电极反应方程式为:
②若石墨I消耗4.6gNO2,已知该电解池的电解效率为80%,则乙中阴极得到Ag的质量为
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【推荐2】甲烷是最简单的烃,可用来作为燃料,也是一种重要的化工原料。
(1)A.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802.3kJ/mol
B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ/mol
C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+890.3kJ/mol
D.CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l) ΔH=-445.15kJ/mol
根据上述热化学方程式,甲烷燃烧热是___ ,H2O(l)=H2O(g)ΔH=__ kJ/mol。
(2)以水煤气为原料通过以下反应可以合成甲醇CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-91.0kJ/mol。现将2molH2(g)和1molCO(g)充入密闭容器中,在不同温度和压强下进行上述反应。实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示:
①T1时增大压强,n(CH3OH)___ (填“增大”、“减小”或“不变”);T1__ T2(填“>”、“<”或“=”);
②A、B、C点对应的化学反应速率由大到小的顺序为___ 。(用v(A)、v(B)、v(C)表示);
③若B点,n(CH3OH)=0.8mol,总压强为2.5MPa,则T2温度下B点用分压强代替浓度表示的平衡常数Kp=___ 。
(3)高能锂离子电池的总反应为2Li+FeS=Fe+Li2S。用该电池作电源电解含镍酸性废水回收Ni的装置如图(图中X、Y为电极,LiPF6·SO(CH3)2为电解质)
①电极X的反应材料是___ (填化学式);中间隔室b可以得到的主要物质Z是__ (填化学式)。
②电解总反应的离子方程式为__ 。
(1)A.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802.3kJ/mol
B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ/mol
C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+890.3kJ/mol
D.CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(l) ΔH=-445.15kJ/mol
根据上述热化学方程式,甲烷燃烧热是
(2)以水煤气为原料通过以下反应可以合成甲醇CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=-91.0kJ/mol。现将2molH2(g)和1molCO(g)充入密闭容器中,在不同温度和压强下进行上述反应。实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示:
①T1时增大压强,n(CH3OH)
②A、B、C点对应的化学反应速率由大到小的顺序为
③若B点,n(CH3OH)=0.8mol,总压强为2.5MPa,则T2温度下B点用分压强代替浓度表示的平衡常数Kp=
(3)高能锂离子电池的总反应为2Li+FeS=Fe+Li2S。用该电池作电源电解含镍酸性废水回收Ni的装置如图(图中X、Y为电极,LiPF6·SO(CH3)2为电解质)
①电极X的反应材料是
②电解总反应的离子方程式为
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解答题-原理综合题
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适中
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【推荐3】(一)金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是_______ 。
a.Fe2O3 b.NaCl c.Cu2S d.Al2O3
(2)下图为电解精炼银的示意图,__________ (填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银,若b极有少量红棕色气体产生,则生成该气体的电极反应式为___________ 。
(3)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),可将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,该过程依据的是电化学中的_________ 原理(填“原电池”或“电解池”),食盐水的作用为________ 。
(二)FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,所以工业上常选用电浮选凝聚法处理污水.其原理是保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀.某课外小组用电浮选凝聚法处理污水,设计如图所示装置示意图。
(1)实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,产生气泡速率缓慢,无法使悬浮物形成浮渣。此时,应向污水中加入适量的______ 。
A.BaSO4 B.CH3CH2OH C.Na2SO4 D.NaOH
(2)电解池阳极发生了两个电极反应,其中一个反应生成一种无色气体,则阳极的电极反应式分别是:Ⅰ_______________ ,Ⅱ_______________ 。
(3)电极反应Ⅰ和Ⅱ的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是____________ 。
(4)该燃料电池以熔融碳酸盐为电解质,CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料作电极,负极电极反应式为______________ 。为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定,电池工作时必须有部分A物质参加循环(如图),A物质的化学式是______ 。
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是
a.Fe2O3 b.NaCl c.Cu2S d.Al2O3
(2)下图为电解精炼银的示意图,
(3)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),可将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,该过程依据的是电化学中的
(二)FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,所以工业上常选用电浮选凝聚法处理污水.其原理是保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3沉淀.某课外小组用电浮选凝聚法处理污水,设计如图所示装置示意图。
(1)实验时若污水中离子浓度较小,导电能力较差,产生气泡速率缓慢,无法使悬浮物形成浮渣。此时,应向污水中加入适量的
A.BaSO4 B.CH3CH2OH C.Na2SO4 D.NaOH
(2)电解池阳极发生了两个电极反应,其中一个反应生成一种无色气体,则阳极的电极反应式分别是:Ⅰ
(3)电极反应Ⅰ和Ⅱ的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是
(4)该燃料电池以熔融碳酸盐为电解质,CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料作电极,负极电极反应式为
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