有效去除烟气中的
是环境保护的重要课题。
(1)O3能将NO和NO2转化成绿色硝化剂N2O5。已知下列热化学方程式:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ddba521b40b11ae6190c7897e4ed37ad.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ced57526a678c4e4436a4fb68819d870.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1391e2739b24f08d3c7f638326ba35d5.png)
则反应
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
_______ 。
(2)一种通过
和
的相互转化脱除
的原理如图1所示。脱除
的总反应为_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/18/2960984226471936/2963059138936832/STEM/eb6d9b29-6957-474f-b214-f0428f28a5ca.png?resizew=368)
(3)NH3在催化剂作用下能与烟气(主要为空气,含少量NOx)中的NOx反应,实现NOx的脱除。常见的催化剂有V2O5等。反应的催化剂附在载体的表面,该载体为Ti的氧化物,其有两种晶体类型,分别如图2(a)、(b)所示,其中晶体a比表面积大,附着能力强,可用作载体,一定温度下可转化为晶体b。在V2O5催化下,NOx的脱除机理如图3所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/18/2960984226471936/2963059138936832/STEM/8b53d6b2-0ca7-433e-88af-6659f2e337bf.png?resizew=598)
①晶体b的化学式为_______ 。
②转化IV中,V元素化合价的变化为_______ 。
③脱除NOx时须控制反应的温度,实验发现,其他条件一定,当温度过高时,NOx的脱除率会降低,原因除高温下不利于NH3的吸附、催化剂本身活性降低外,还可能的原因是_______ 和_______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/faea52196e0ea1a3b68faf1272304d04.png)
(1)O3能将NO和NO2转化成绿色硝化剂N2O5。已知下列热化学方程式:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ddba521b40b11ae6190c7897e4ed37ad.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ced57526a678c4e4436a4fb68819d870.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1391e2739b24f08d3c7f638326ba35d5.png)
则反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b4365fe9e0b1743f3c4a644a740797e3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
(2)一种通过
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/808623e7a7976bb79e7a332d72a1a6fd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8fe11347e39e44c447245402fffb2392.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9b0a6c15428939414834c004df67176f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9b0a6c15428939414834c004df67176f.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/18/2960984226471936/2963059138936832/STEM/eb6d9b29-6957-474f-b214-f0428f28a5ca.png?resizew=368)
(3)NH3在催化剂作用下能与烟气(主要为空气,含少量NOx)中的NOx反应,实现NOx的脱除。常见的催化剂有V2O5等。反应的催化剂附在载体的表面,该载体为Ti的氧化物,其有两种晶体类型,分别如图2(a)、(b)所示,其中晶体a比表面积大,附着能力强,可用作载体,一定温度下可转化为晶体b。在V2O5催化下,NOx的脱除机理如图3所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/18/2960984226471936/2963059138936832/STEM/8b53d6b2-0ca7-433e-88af-6659f2e337bf.png?resizew=598)
①晶体b的化学式为
②转化IV中,V元素化合价的变化为
③脱除NOx时须控制反应的温度,实验发现,其他条件一定,当温度过高时,NOx的脱除率会降低,原因除高温下不利于NH3的吸附、催化剂本身活性降低外,还可能的原因是
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更新时间:2022-04-21 18:22:09
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐1】燃煤废气中的氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体,常用下列方法处理,以实现节能减排、废物利用等。
已知:25 ℃时,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5;H2SO3:Ka1=1.5×10-2,Ka2=1.0×10-7
(1)处理烟气中的SO2常用液吸法。室温条件下,将烟气通入浓氨水中得到(NH4)2SO3溶液,0.1mol/L(NH4)2SO3溶液的pH____ (填“>”“<”或“=”)7。将烟气通入 (NH4)2SO3溶液可以继续吸收SO2 ,用离子方程式表示出能吸收二氧化硫的原因_________ 。
(2)用活性炭可以还原处理氮氧化物,有关反应为C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g)。在恒容条件下,能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是 _______ (填选项编号)。
A.单位时间内生成2n mol NO(g)的同时消耗n mol CO2(g)
B.混合气体的密度不再发生改变
C.反应体系的压强不再发生改变
D.混合气体的平均相对分子质量不再改变
(3)有科学家经过研究发现,用CO2和H2在210~290℃,催化剂条件下可转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。
①230℃,向容器中投入0.5molCO2和1.5molH2,当转化率达80%时放出热量19.6kJ能量,写出该反应的热化学方程式_______________________________________ 。
②一定条件下 , 往 2L 恒容密闭容器中充入 1.0molCO2 和 3.0molH2,在不同催化剂作用下, 相同时间内 CO2 的转化率随温度变化如图1所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/28/2128476806193152/2134240306520064/STEM/4029bc496f1c416eb37eb61827b1e284.png?resizew=256)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/28/2128476806193152/2134240306520064/STEM/107e621109494483a070baab8f547a88.png?resizew=168)
催化剂效果最佳的是催化剂______ ( 填“I ” , “Ⅱ” , “Ⅲ” ) 。 b 点 v( 正 )___ v( 逆 ) ( 填“ > ” , “ < ” , “ = ” ) 。此反应在 a 点时已达平衡状态, a 点的转化率比 c 点高的原因是 _______ 。已知容器内的起始压强为100kPa,则图中 c 点对应温度下反应的平衡常数 Kp=________ 。(保留两位有效数字) (Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(4)一定条件下,CO2和H2也可以发生反应CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH<0,一定温度下,在3 L容积可变的密闭容器中,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图2所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ或曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是 ____ 。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是 ________ 。
已知:25 ℃时,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5;H2SO3:Ka1=1.5×10-2,Ka2=1.0×10-7
(1)处理烟气中的SO2常用液吸法。室温条件下,将烟气通入浓氨水中得到(NH4)2SO3溶液,0.1mol/L(NH4)2SO3溶液的pH
(2)用活性炭可以还原处理氮氧化物,有关反应为C(s)+2NO(g)
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A.单位时间内生成2n mol NO(g)的同时消耗n mol CO2(g)
B.混合气体的密度不再发生改变
C.反应体系的压强不再发生改变
D.混合气体的平均相对分子质量不再改变
(3)有科学家经过研究发现,用CO2和H2在210~290℃,催化剂条件下可转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。
①230℃,向容器中投入0.5molCO2和1.5molH2,当转化率达80%时放出热量19.6kJ能量,写出该反应的热化学方程式
②一定条件下 , 往 2L 恒容密闭容器中充入 1.0molCO2 和 3.0molH2,在不同催化剂作用下, 相同时间内 CO2 的转化率随温度变化如图1所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/28/2128476806193152/2134240306520064/STEM/4029bc496f1c416eb37eb61827b1e284.png?resizew=256)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/28/2128476806193152/2134240306520064/STEM/107e621109494483a070baab8f547a88.png?resizew=168)
催化剂效果最佳的是催化剂
(4)一定条件下,CO2和H2也可以发生反应CO2(g)+H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/28/2128476806193152/2134240306520064/STEM/bf61a15ca2f74e6689d82cf772292236.png?resizew=33)
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】现代煤化工产生的
是一种重要的工业资源。
Ⅰ.
的分解反应可用于高效制氢气,在密闭容器中充入一定量
,发生反应
,如图为
气体的平衡转化率与温度、压强的关系。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/20/2c491fc4-e264-480f-af40-52d2ce09d62b.png?resizew=188)
(1)该反应的活化能![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/959d46bffb8840b9a424834bd44b6a57.png)
___________
(填“>”、“<”或“=”);在
,
下,往2L密闭容器中充入
进行反应,2
达到平衡状态,计算0~2
内
的平均反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/49cc3dd9e39f4de25a66ea49d5488797.png)
___________
。
(2)图中压强
,
、
从大到小顺序为___________ ,原因是___________ 。
Ⅱ.
可转化成羰基硫(
):![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fccac5d83363646aed56551c4c76923c.png)
(3)已知:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/08e3725e51cce5ae9112003f4a090f23.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4fcf3e7bf2bb7e683f283be70b2aa079.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d5cfd82f0130a8432ee937b911cd58ef.png)
上述反应热效应之间的关系式为![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be3466ecedd820f3308f2a84bfade42c.png)
___________ 。
(4)绝热恒压下,密闭容器中充入
与
进行上述反应。下列事实能说明反应达到平衡状态的是___________ (填标号)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再改变
B.生成
,同时形成
键
C.化学平衡常数不再改变
D.混合气体的密度不再改变
(5)T℃下,将等物质的量的
与
充入恒容密闭容器中进行上述反应,测得平衡时容器内气体的总压为
,
的体积分数为10%。则此时该反应的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/58d267848ec670faf17de5fdddb40358.png)
___________ (
为以分压表示的平衡常数,其中分压=总压×物质的量分数)。
(6)利用膜电解法转化
。在酸性水溶液中,
在阳极上转化为
,其电极反应式为___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
Ⅰ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0553a45f82dbdc4808fca17289e5547a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/20/2c491fc4-e264-480f-af40-52d2ce09d62b.png?resizew=188)
(1)该反应的活化能
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/959d46bffb8840b9a424834bd44b6a57.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9cc1cafb71d115e55c014a2bb4057bb0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c851c974f85dbaf9696af22c7b090cd2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4df4f3c2305957f85ef82b7eec5b82d9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3ab5de9d37d3b6ef1b676d156a7c5f92.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/76ce48eafd36547782174eb304d4a003.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/76ce48eafd36547782174eb304d4a003.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/530f5b63e797195906285c0c03eb9276.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/36e533d654a153e681b831fa9ccefb53.png)
(2)图中压强
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a5493a7d6a94ddfc6179b9b30a92e4ad.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8aadec0da2c6fcca0bf2545bb62a4aac.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f4ac8baf8dbbba3dd9933021a814d0f.png)
Ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e318a0945446065e271216ca3206179a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fccac5d83363646aed56551c4c76923c.png)
(3)已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/08e3725e51cce5ae9112003f4a090f23.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4fcf3e7bf2bb7e683f283be70b2aa079.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d5cfd82f0130a8432ee937b911cd58ef.png)
上述反应热效应之间的关系式为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be3466ecedd820f3308f2a84bfade42c.png)
(4)绝热恒压下,密闭容器中充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3af3017b0030372c58e373b515caadda.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ba8d41defa28f4f06acefb19b1286146.png)
A.混合气体的平均相对分子质量不再改变
B.生成
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d501d416f45973c638fbdc0279fb85f2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a79e6a1a4b9cc0567e08c7d92889d00a.png)
C.化学平衡常数不再改变
D.混合气体的密度不再改变
(5)T℃下,将等物质的量的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3af3017b0030372c58e373b515caadda.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ba8d41defa28f4f06acefb19b1286146.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2aaa9a692402e0f7b5fee301d708162f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/85973e3cffda90b16b2ac900d7f914fd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/58d267848ec670faf17de5fdddb40358.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8562476f5dfd5ed68784a4ca8197e390.png)
(6)利用膜电解法转化
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3e467b1d06fca46dc6b0fb64aa7e4767.png)
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】科学家对一碳化学进行了广泛深入的研究并取得了一些重要成果。已知:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)△H1=-90.1kJ/mol;3CH3OH(g)
CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) △H2=-31.0kJ/mol,CO与H2合成CH3CH=CH2的热化学方程式为________ 。
(2)现向三个体积均为2L的恒容密闭容器I、II、Ⅲ中,均分别充入1molCO 和2molH2发生反应:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol。三个容器的反应温度分别为Tl、T2、T3且恒定不变。当反应均进行到5min时H2的体积分数如图所示,其中只有一个容器中的反应已经达到平衡状态。
①5min时三个容器中的反应达到化学平衡状态的是容器_______ (填序号)。
②0-5 min内容器I中用CH3OH表示的化学反应速率v(CH3OH)=_______ 。(保留两位有效数字)
③当三个容器中的反应均达到平衡状态时,平衡常数最小的是容器___________ 。(填序号)
(3)CO用于工业冶炼金属,在不同温度下用CO 还原四种金属氧化物,达到平衡后气体中lg
与温度(T)的关系如图所示。下列说法正确的是_____ (填字母)。
A.工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和CO接触面积,减少尾气中CO的含量
B.CO用于工业冶炼金属铬(Cr)时,还原效率不高
C.工业冶炼金属铜(Cu) 时,600℃下CO的利用率比1000℃下CO的利用率更大
D.CO还原PbO2的反应△H>0
(4)一种甲醇燃料电池,使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液。
请写出加入(通入)a物质一极的电极反应式_________ ;每消耗6.4g甲醇转移的电子数为____ 。
(5)一定条件下,用甲醇与一氧化碳反应合成乙酸可以消除一氧化碳污染。常温下,将a mol/L的醋酸与b mol/LBa(OH)2溶液等体积混合后,若溶液呈中性,用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数Ka为________________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(2)现向三个体积均为2L的恒容密闭容器I、II、Ⅲ中,均分别充入1molCO 和2molH2发生反应:CO(g)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
①5min时三个容器中的反应达到化学平衡状态的是容器
②0-5 min内容器I中用CH3OH表示的化学反应速率v(CH3OH)=
③当三个容器中的反应均达到平衡状态时,平衡常数最小的是容器
(3)CO用于工业冶炼金属,在不同温度下用CO 还原四种金属氧化物,达到平衡后气体中lg
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0209c358665a4bcdba8a65f0f57caac1.png)
A.工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和CO接触面积,减少尾气中CO的含量
B.CO用于工业冶炼金属铬(Cr)时,还原效率不高
C.工业冶炼金属铜(Cu) 时,600℃下CO的利用率比1000℃下CO的利用率更大
D.CO还原PbO2的反应△H>0
(4)一种甲醇燃料电池,使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液。
请写出加入(通入)a物质一极的电极反应式
(5)一定条件下,用甲醇与一氧化碳反应合成乙酸可以消除一氧化碳污染。常温下,将a mol/L的醋酸与b mol/LBa(OH)2溶液等体积混合后,若溶液呈中性,用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数Ka为
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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【推荐1】据公安部2019年12月统计,2019年全国机动车保有量已达3.5亿。汽车尾气排放的碳氢化合物、氮氧化物及一氧化碳是许多城市大气污染的主要污染物。氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点。
(一): (1)以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s); ΔH1=-159 kJ·mol−1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g); ΔH2=a kJ·mol−1
③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g); ΔH3=-87kJ·mol−1
则a为___________ 。
(2)尿素可用于湿法烟气脱氮工艺,其反应原理为:NO+NO2+H2O=2HNO2;2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。当烟气中NO、NO2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳。若烟气中V(NO)∶V(NO2)=5∶1时,可通入一定量的空气,同温同压下,V(空气)∶V(NO)=___________ (假设空气中氧气的体积含量为20%)。
(3)下图表示使用新型电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl - NH4Cl为电解质溶液制造出既能提供能量,同时又能实现氮固定的新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式___________ ,生产中可分离出的物质A的化学式为___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/6/2693808381558784/2694048672161792/STEM/a81643e79d2b4654b6f6121ef46c5e9f.png?resizew=309)
(二): 向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,发生反应:C(s) + 2NO(g) N2(g) + CO2(g) △H<0,NO和N2的物质的量变化如下表所示。
(1)T1℃温度下,反应进行了5min,用二氧化碳表示该反应的平均反应速率![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/6/2693808381558784/2694048672161792/STEM/9ae9b3301911489caa6d15d65ae40362.png?resizew=13)
___________ 。
(2)已知:气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数。T1时用平衡分压代替平衡浓度计算平衡常数KP=___________ 。
(3)第15min后,温度调整到T2,数据变化如上表所示,则T1___________ T2(填“>”、“<”或“=”)。
(4)若30min时,保持T2不变,向该容器中再加入该四种反应混合物各2mol,则此时反应___________ 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(一): (1)以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s); ΔH1=-159 kJ·mol−1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g); ΔH2=a kJ·mol−1
③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g); ΔH3=-87kJ·mol−1
则a为
(2)尿素可用于湿法烟气脱氮工艺,其反应原理为:NO+NO2+H2O=2HNO2;2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。当烟气中NO、NO2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳。若烟气中V(NO)∶V(NO2)=5∶1时,可通入一定量的空气,同温同压下,V(空气)∶V(NO)=
(3)下图表示使用新型电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl - NH4Cl为电解质溶液制造出既能提供能量,同时又能实现氮固定的新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/6/2693808381558784/2694048672161792/STEM/a81643e79d2b4654b6f6121ef46c5e9f.png?resizew=309)
(二): 向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,发生反应:C(s) + 2NO(g) N2(g) + CO2(g) △H<0,NO和N2的物质的量变化如下表所示。
物质的量/mol | T1/℃ | T2/℃ | |||||
0 | 5min | 10min | 15min | 20min | 25min | 30min | |
NO | 2.0 | 1.16 | 0.80 | 0.80 | 0.50 | 0.40 | 0.40 |
N2 | 0 | 0.42 | 0.60 | 0.60 | 0.75 | 0.80 | 0.80 |
(1)T1℃温度下,反应进行了5min,用二氧化碳表示该反应的平均反应速率
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/4/6/2693808381558784/2694048672161792/STEM/9ae9b3301911489caa6d15d65ae40362.png?resizew=13)
(2)已知:气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数。T1时用平衡分压代替平衡浓度计算平衡常数KP=
(3)第15min后,温度调整到T2,数据变化如上表所示,则T1
(4)若30min时,保持T2不变,向该容器中再加入该四种反应混合物各2mol,则此时反应
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【推荐2】我国提出“碳达峰”目标是在2030年前达到最高值,2060年前达到“碳中和”。因此,二氧化碳的综合利用尤为重要。
(1)通过使用不同新型催化剂,实现二氧化碳加氢合成转化为二甲醚(CH3OCH3)也有广泛的应用。
反应I:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d23e664489c7ce1953c65c790dfcaee6.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be885387cf0a917b5a23270a43c63038.png)
反应Ⅲ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d66ea1c3f8c5b0fae71cc40da2ba93c1.png)
①结合计算分析反应
的自发性:_____ 。
②恒压、投料比
的情况下,不同温度下CO2的平衡转化率和产物的选择性(选择性是指生成某物质消耗的CO2占CO2消耗总量的百分比)如下图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/23/dcc43079-f9bd-494e-b01a-03c960daa52b.png?resizew=349)
当温度超过290℃,CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是_____ 。
③工业实际设计温度一般在230∼270℃范围内变化,不能过高的原因是_____ 。
(2)研究表明,在电解质水溶液中,CO2气体可被电化学还原。
①CO2在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为_____ 。
②在电解质水溶液中,三种不同催化剂(a、b、c)上CO2电还原为CO的反应进程中(H+被还原为H2的反应可同时发生),相对能量变化如图。由此判断,CO2电还原为CO从易到难的顺序为_____ (用a、b、c字母排序)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/23/66fcb21d-9862-4283-8a2e-51b91437f1b0.png?resizew=635)
(3)CO2参与的乙苯脱氢机理如图所示(α、β表示乙苯分子中C或H原子的位置;A、B为催化剂的活性位点,其中A位点带部分正电荷,B1、B2位点带部分负电荷)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/23/38a8d07d-22a9-4de9-8a4c-a7f6c873ab22.png?resizew=653)
图中所示反应机理中步骤I可描述为:乙苯α-H带部分正电荷,被带部分负电荷的B1位点吸引,随后解离出H+并吸附在B1位点上;步骤Ⅱ可描述为:_____ 。
(1)通过使用不同新型催化剂,实现二氧化碳加氢合成转化为二甲醚(CH3OCH3)也有广泛的应用。
反应I:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2bfbdffb3e2c33a79ce7c4910d722418.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d23e664489c7ce1953c65c790dfcaee6.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9013847b80969037ee771c8a2623eb4e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be885387cf0a917b5a23270a43c63038.png)
反应Ⅲ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/14d3728b9da925d1b2797e1407ba105c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d66ea1c3f8c5b0fae71cc40da2ba93c1.png)
①结合计算分析反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d161d818d4b4ae9558ed8ab158c0315.png)
②恒压、投料比
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2218ca1ef449f6a0f9b925022db004cb.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/23/dcc43079-f9bd-494e-b01a-03c960daa52b.png?resizew=349)
当温度超过290℃,CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是
③工业实际设计温度一般在230∼270℃范围内变化,不能过高的原因是
(2)研究表明,在电解质水溶液中,CO2气体可被电化学还原。
①CO2在碱性介质中电还原为正丙醇(CH3CH2CH2OH)的电极反应方程式为
②在电解质水溶液中,三种不同催化剂(a、b、c)上CO2电还原为CO的反应进程中(H+被还原为H2的反应可同时发生),相对能量变化如图。由此判断,CO2电还原为CO从易到难的顺序为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/23/66fcb21d-9862-4283-8a2e-51b91437f1b0.png?resizew=635)
(3)CO2参与的乙苯脱氢机理如图所示(α、β表示乙苯分子中C或H原子的位置;A、B为催化剂的活性位点,其中A位点带部分正电荷,B1、B2位点带部分负电荷)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/23/38a8d07d-22a9-4de9-8a4c-a7f6c873ab22.png?resizew=653)
图中所示反应机理中步骤I可描述为:乙苯α-H带部分正电荷,被带部分负电荷的B1位点吸引,随后解离出H+并吸附在B1位点上;步骤Ⅱ可描述为:
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
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【推荐3】二甲醚又称甲醚,简称 DME,熔点-141.5℃,沸点-24.9℃,与石油液化气(LPG)相似,被誉为“21世纪的清洁燃料”。 由合成气(CO、H2)制备二甲醚的反应原理如下:
①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H1=-90.0kJ·mo l -1
②2 CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-20.0kJ·mo l -1
回答下列问题:
(1)已知:H2O(1) =H2O(g) △H= +44.0kJ/mol,若由合成气(CO、H2) 制备 1molCH3OCH3(g),且生成 H2O(1),其热化学方程式为_______________ 。
(2)有人模拟该制备原理:500K时,在2L的密闭容器中充入2mol CO和6molH2,5min达到平衡,平衡时测得c(H2)=1.8mo l·L-1, c(CH3OCH3)=0.2mo l·L-1,此时 CO的转化率为__________ 。用 CH3OH 表示反应①的速率是_____________ mo l·L-1·m i n -1,可逆反应②的平衡常数 K2=______________________ 。
(3)在体积一定的密闭容器中发生反应②,如果该反应的平衡常数 K2 值变小,下列说法正确的是____ 。
A. 平衡向正反应方向移动 B. 平衡移动的原因是升高了温度
C. 达到新平衡后体系的压强不变 D. 容器中 CH3OCH3 的体积分数减小
(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入 CO(g)和 H2(g)进行反应①,平衡时 CO(g)和 H2(g)的转化率如图所示,则a=________ (填数值)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/10/1792247645503488/1793112894431232/STEM/a6ae32532c5d4082aec60851905b7769.png?resizew=188)
(5)绿色电源“二甲醚燃料电池”的结构如图所示,电解质为 熔 融 态 的 碳 酸 盐 (如 熔 融K2CO3),其中 CO2 会参与电极反应。 工作时正极的电极反应为______________ 。
①CO(g)+2H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/10/1792247645503488/1793112894431232/STEM/85f31452d7b24d648ca46d8ab1f4c3fe.png?resizew=33)
②2 CH3OH(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/10/1792247645503488/1793112894431232/STEM/85f31452d7b24d648ca46d8ab1f4c3fe.png?resizew=33)
回答下列问题:
(1)已知:H2O(1) =H2O(g) △H= +44.0kJ/mol,若由合成气(CO、H2) 制备 1molCH3OCH3(g),且生成 H2O(1),其热化学方程式为
(2)有人模拟该制备原理:500K时,在2L的密闭容器中充入2mol CO和6molH2,5min达到平衡,平衡时测得c(H2)=1.8mo l·L-1, c(CH3OCH3)=0.2mo l·L-1,此时 CO的转化率为
(3)在体积一定的密闭容器中发生反应②,如果该反应的平衡常数 K2 值变小,下列说法正确的是
A. 平衡向正反应方向移动 B. 平衡移动的原因是升高了温度
C. 达到新平衡后体系的压强不变 D. 容器中 CH3OCH3 的体积分数减小
(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入 CO(g)和 H2(g)进行反应①,平衡时 CO(g)和 H2(g)的转化率如图所示,则a=
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/10/1792247645503488/1793112894431232/STEM/a6ae32532c5d4082aec60851905b7769.png?resizew=188)
(5)绿色电源“二甲醚燃料电池”的结构如图所示,电解质为 熔 融 态 的 碳 酸 盐 (如 熔 融K2CO3),其中 CO2 会参与电极反应。 工作时正极的电极反应为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/10/10/1792247645503488/1793112894431232/STEM/dc94eb41106a4812b73d1c2986ccad23.png?resizew=261)
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【推荐1】福州大学徐艺军教授团队通过光催化还原CO2,将其合成一碳化合物(CO、HCOOH、CH4、CH3OH等)。常见的无机非贵金属光催化还原CO2的催化剂有CuO、Cu2O、CuxCoyOz、NiO等。回答下列问题:
(1)铜元素的焰色反应呈绿色,下列三种波长为橙、黄、绿色对应的波长,则绿色对应的辐射波长为_______ 。
A.577~492nm B.597~577nm C.622~597nm
(2)基态Cu2+的价电子排布式为_______ 。
(3)HCOOH、CH4、CH3OH三种物质中碳原子杂化形式有_______ ,催化CO2还原的过程中可能产生
,该离子的空间构型为_______ 。CO可与金属镍形成四面体构型分子Ni(CO)4,CO中与Ni形成配位键的原子是_______ 。
(4)NiO、FeO属于离子晶体,已知r(Ni2+)>r(Fe2+),则熔点NiO_______ (填“<”或“>”)FeO,原因是_______ 。
(5)CuxCoyOz还是一种新型的电极材料,其晶胞结构如图。该立方晶胞由4个I型和4个II型小立方体构成,晶体中Co3+占据O2-形成的八面体空隙,其化学式为_______ 。
(1)铜元素的焰色反应呈绿色,下列三种波长为橙、黄、绿色对应的波长,则绿色对应的辐射波长为
A.577~492nm B.597~577nm C.622~597nm
(2)基态Cu2+的价电子排布式为
(3)HCOOH、CH4、CH3OH三种物质中碳原子杂化形式有
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(4)NiO、FeO属于离子晶体,已知r(Ni2+)>r(Fe2+),则熔点NiO
(5)CuxCoyOz还是一种新型的电极材料,其晶胞结构如图。该立方晶胞由4个I型和4个II型小立方体构成,晶体中Co3+占据O2-形成的八面体空隙,其化学式为
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解答题-结构与性质
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较难
(0.4)
名校
【推荐2】卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:
(1)
时,
与冰反应生成
和
。常温常压下,
为无色气体,固态
的晶体类型为___________ ,
水解反应的产物为___________ (填化学式)。
(2)
中心原子为
,
原子的轨道杂化方式___________ ,
的分子空间构型为___________ 。
中心原子为
,其分子空间构型与
相同,但
中存在大
键(
)。
中
键角___________
中
键角(填“
”、“
”或“
”)。比较
与
中
键的键长并说明原因___________ 。
(3)已知:
易溶于
溶液,发生反应:
(红棕色);
和
氧化性几乎相同。将等体积的
溶液加入到
铜粉和
的固体混合物中,振荡。
实验记录如下:
结合实验Ⅲ,推测实验Ⅰ和Ⅱ中的白色沉淀可能是
,实验Ⅰ中铜被氧化的化学方程式是___________ 。分别取实验Ⅰ和Ⅱ充分反应后的固体,洗涤后得到白色沉淀,加入浓
溶液,___________ (填实验现象),观察到少量红色的铜。分析铜未完全反应的原因是___________ 。
(4)一定条件下,
、
和
反应生成
和化合物
。
的晶胞结构如图所示其中
化合价为
。上述反应的化学方程式为___________ 。
(1)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8b189681aefce4f7bcca4d6f8ca80acd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8b189681aefce4f7bcca4d6f8ca80acd.png)
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(2)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bee8ad484796834cb6faa7dc32e8d445.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/977050fd0d43574550e2b810cf1e9227.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/392cdb9d30684cce244bef94b8d861b9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4ff7942da6c3fc4005256fb1458557c0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6706fe00b4e231e62d9ecbec567d526b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ba1bd4bf0b99e76c0f3c193b20a21056.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bee8ad484796834cb6faa7dc32e8d445.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ed73093bed18294a237e07da0d900268.png)
(3)已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2ad5c9a2beda08c063217a69ef36dbe4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f508f7e834c1ce707a183850ee1da6f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/922e55de5704e61ed3ec9314da3dd97b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2ad5c9a2beda08c063217a69ef36dbe4.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/093498ce95f01a4482e99bb7f786b0cf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/53e67fdf7728827f9cfe027b7660f4cd.png)
实验记录如下:
![]() | 实验现象 | |
实验Ⅰ | ![]() | 极少量![]() |
实验Ⅱ | ![]() | 部分![]() |
实验Ⅲ | ![]() | ![]() |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7ecfa5fd9ced9f66d9b8f44a35cd6a8e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f508f7e834c1ce707a183850ee1da6f.png)
(4)一定条件下,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/07d05cee2402360de2e5becf2e06a635.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8b974c96430d008f93e1698c6d71a604.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/195a7dca9e2f7e7f29b46b22b17d7772.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9194df0a8de85c4e438d1223957392e3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/674e31dbbc3c338972a2fa85d588afae.png)
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解答题-结构与性质
|
较难
(0.4)
名校
【推荐3】研究表明新冠病毒在铜表面存活时间最短,仅为4小时,铜被称为细菌病毒的“杀手”。回答下列问题:
(1)铜晶胞中,铜原子位于立方体的顶点和面心,铜原子的配位数为___________
(2)农药波尔多液的有效杀菌成分是Cu2(OH)2SO4(碱式硫酸铜),其中非金属元素电负性由大到小的顺序是___________ ,SO
的空间构型为___________ 。
(3)氨缩脲(
)分子中氮原子的杂化类型为___________ ,σ 键与π键的数目之比为___________ 。
(4)已知CuCl的晶胞结构如图所示:晶胞中C、D两原子核间距为290pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体密度为___________ g·cm-3(列出计算式即可)。
(1)铜晶胞中,铜原子位于立方体的顶点和面心,铜原子的配位数为
(2)农药波尔多液的有效杀菌成分是Cu2(OH)2SO4(碱式硫酸铜),其中非金属元素电负性由大到小的顺序是
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(3)氨缩脲(
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(4)已知CuCl的晶胞结构如图所示:晶胞中C、D两原子核间距为290pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体密度为
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