二甲醚又称甲醚,是一种十分重要的化工原料,在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。一定条件下,利用合成气(CO、H2)合成二甲醚,其中主要包括以下三个相互联系的反应:
i.合成气合成甲醇:CO(g) +2H2 (g) CH3OH(g);
ii.甲醇脱水生成二甲醚:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+ H2O(g);
iii.水煤气变换反应:CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)。
请回答下列问题:
(1)已知相关物质变化的焓变如图1所示,写出CO直接加氢合成二甲醚的热化学方程式:_______ 。
(2)有研究者在催化剂(CuO/ZnO/Al2O3)、压强为5.0 MPa的条件下,由CO和H2直接制备二甲醚,结果如图2所示,其中CO转化率随温度升高而降低的原因是_______ 。
(3)实验室模拟上述合成过程,在1 L恒容密闭容器中充入6 mol CO和6 mol H2,连续发生以上i、ii、iii反应,2 h后达到平衡,测得混合体系中各组分浓度如下表:
①平衡后,整个过程中CO的转化率为_______ ;v(CH3OCH3)=_______ mol· L-1· h-1。
②反应ii的K=_______ (保留两位小数)。
(4)合成气可做燃料电池的燃料。一种熔融盐燃料电池的工作原理如图所示,电极A上H2参与的电极反应为_______ ,假设催化炉产生的CO与H2的物质的量之比为2:1,电极A处产生的CO2有部分参与循环利用,其利用率为_______ 。
i.合成气合成甲醇:CO(g) +2H2 (g) CH3OH(g);
ii.甲醇脱水生成二甲醚:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+ H2O(g);
iii.水煤气变换反应:CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)。
请回答下列问题:
(1)已知相关物质变化的焓变如图1所示,写出CO直接加氢合成二甲醚的热化学方程式:
(2)有研究者在催化剂(CuO/ZnO/Al2O3)、压强为5.0 MPa的条件下,由CO和H2直接制备二甲醚,结果如图2所示,其中CO转化率随温度升高而降低的原因是
(3)实验室模拟上述合成过程,在1 L恒容密闭容器中充入6 mol CO和6 mol H2,连续发生以上i、ii、iii反应,2 h后达到平衡,测得混合体系中各组分浓度如下表:
物质 | H2 | CH3OH | H2O | CO2 |
物质的量浓度/(mol·L-1) | l.44 | 0. 78 | 0. 12 | 0.84 |
②反应ii的K=
(4)合成气可做燃料电池的燃料。一种熔融盐燃料电池的工作原理如图所示,电极A上H2参与的电极反应为
更新时间:2022-06-07 21:32:14
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【推荐1】二氧化碳是一种廉价的碳资源,科研发现可以与在一定条件下反应转化为有机物,实现资源的再利用。回答下列问题:
(1)25℃、下,由最稳定单质生成纯化合物的焓变称为该化合物的标准摩尔生成焓,用符号表示。
已知:①
②金刚石的燃烧热为
则的_______ 。
(2)与在一定条件下转化为的反应如下
主反应:
副反应:
①时,在2L恒容密闭容器中充入和,发生上述反应。
已知起始时压强为,后达到平衡,实验测得平衡时数据如下:
a._______ ;_______ (用含的表达式表示)
b.用的浓度变化表示主反应内的平均速率_______ 。
c.时,主反应的平衡常数K=_______ 。
②在恒压、和的起始量一定的条件下,平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图。其中:的选择性。
a.温度高于300℃,的平衡转化率随温度升高而上升的原因是_______ 。
b.220℃时,在催化剂作用下与反应一段时间后,测得的选择性为图中A点数据。不改变反应时间和温度,一定能提高选择性的措施有_______ (写出两种方法)。
(1)25℃、下,由最稳定单质生成纯化合物的焓变称为该化合物的标准摩尔生成焓,用符号表示。
已知:①
②金刚石的燃烧热为
则的
(2)与在一定条件下转化为的反应如下
主反应:
副反应:
①时,在2L恒容密闭容器中充入和,发生上述反应。
已知起始时压强为,后达到平衡,实验测得平衡时数据如下:
转化率(%) | 物质的量() | 压强() | ||
H2 | CO2 | CO | ||
x | 40 | y | 0.1 |
a.
b.用的浓度变化表示主反应内的平均速率
c.时,主反应的平衡常数K=
②在恒压、和的起始量一定的条件下,平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图。其中:的选择性。
a.温度高于300℃,的平衡转化率随温度升高而上升的原因是
b.220℃时,在催化剂作用下与反应一段时间后,测得的选择性为图中A点数据。不改变反应时间和温度,一定能提高选择性的措施有
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解题方法
【推荐2】和是两种主要的温室气体,以和为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向,回答下列问题:
(1)工业上催化重整是目前大规模制取合成气(CO和H2混合气称为合成气)的重要方法,其原理为:
反应Ⅰ:;
反应Ⅱ:;
和反应生成和的热化学方程式是___________________ 。
(2)将1 mol 和1 mol 加入恒温恒压的密闭容器中(温度298K、压强100kPa),发生反应Ⅰ,不考虑反应Ⅱ的发生,该反应中,正反应速率,p为分压(分压=总压×物质的量分数),若该条件下,当分解20%时,__________ kPa∙s-1。
(3)将和在一定条件下反应可制得合成气,在1 L密闭容器中通入与,使其物质的量浓度均为,在一定条件下发生反应:,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示:
①压强、、、由小到大的关系为_________ 。
②对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作),如果,求x点的平衡常数________________ (用平衡分压代替平衡浓度计算)。
③下列措施中能使平衡正向移动的是___________ (填字母)。
a.升高温度
b.增大压强
c.保持温度、压强不变,充入He
d.恒温、恒容,再充入1 mol 和1 mol
(4)科学家还研究了其他转化温室气体的方法,利用图所示装置可以将转化为气体燃料CO(电解质溶液为稀硫酸),该装置工作时,M为_________ 极(填“正”或“负”),导线中通过2 mol电子后,假定体积不变M极电解质溶液的pH__________ (填“增大”、“减小”或“不变”),N极电解质溶液变化的质量__________ g。
(1)工业上催化重整是目前大规模制取合成气(CO和H2混合气称为合成气)的重要方法,其原理为:
反应Ⅰ:;
反应Ⅱ:;
和反应生成和的热化学方程式是
(2)将1 mol 和1 mol 加入恒温恒压的密闭容器中(温度298K、压强100kPa),发生反应Ⅰ,不考虑反应Ⅱ的发生,该反应中,正反应速率,p为分压(分压=总压×物质的量分数),若该条件下,当分解20%时,
(3)将和在一定条件下反应可制得合成气,在1 L密闭容器中通入与,使其物质的量浓度均为,在一定条件下发生反应:,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示:
①压强、、、由小到大的关系为
②对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作),如果,求x点的平衡常数
③下列措施中能使平衡正向移动的是
a.升高温度
b.增大压强
c.保持温度、压强不变,充入He
d.恒温、恒容,再充入1 mol 和1 mol
(4)科学家还研究了其他转化温室气体的方法,利用图所示装置可以将转化为气体燃料CO(电解质溶液为稀硫酸),该装置工作时,M为
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(0.4)
解题方法
【推荐3】乙烯是重要的有机合成原料。由乙烷制备乙烯主要涉及如下反应。
反应i(主反应):2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g) △H1=-230kJ•mol-1
反应ii(副反应):2C2H6(g)+5O2(g)4CO(g)+6H2O(g) △H2=-2456kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)反应C2H4(g)+2O2(g)2CO(g)+2H2O(g)的△H3=______ 。
(2)利用电解池原理,在活性固体氧化物(可产生活性O2-)电解槽中电解乙烷可以制取乙烯,写出生成乙烯的电极反应式:______ 。活性Fe2O3是常用的一种固体氧化物,检验活性Fe2O3中的铁元素可以选用的试剂为______ (填字母)。
A.稀硫酸 B.KMnO4溶液 C.KSCN溶液 D.氯水
(3)一定条件下,向密闭容器中充入物质的量之比为2∶1的C2H6和O2发生反应i和ii。恒压条件下(总压强为pkPa)反应达到平衡时,C2H6的转化率为20%,CO的选择性为40%[CO的选择性=×100%],则平衡时O2的转化率为______ ,反应i的平衡常数Kp=______ (Kp为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数,列出计算式即可)。
反应i(主反应):2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g) △H1=-230kJ•mol-1
反应ii(副反应):2C2H6(g)+5O2(g)4CO(g)+6H2O(g) △H2=-2456kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)反应C2H4(g)+2O2(g)2CO(g)+2H2O(g)的△H3=
(2)利用电解池原理,在活性固体氧化物(可产生活性O2-)电解槽中电解乙烷可以制取乙烯,写出生成乙烯的电极反应式:
A.稀硫酸 B.KMnO4溶液 C.KSCN溶液 D.氯水
(3)一定条件下,向密闭容器中充入物质的量之比为2∶1的C2H6和O2发生反应i和ii。恒压条件下(总压强为pkPa)反应达到平衡时,C2H6的转化率为20%,CO的选择性为40%[CO的选择性=×100%],则平衡时O2的转化率为
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【推荐1】氨在生产生活中应用广泛。
(1) NH2Cl与水反应生成强氧化性的物质,可作长效缓释消毒剂,工业上可通过反应:NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g) + HCl(g)制备氯胺,已知部分化学键的键能如下表所示(假定不同物质中同种化学键的键能一样), 则上述反应的∆H=__________ kJ·mol—1
(2)氨气是重要的化工产品。目前工业合成氨的原理是: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。在恒温恒压装置中进行工业合成氨反应,下列说法正确的是__________ 。
a.气体压强不再变化时,表明该反应已达平衡状态
b.气体密度不再变化时,表明该反应已达平衡状态
c.平衡后,压缩容器,会生成更多NH3
d.平衡后,向装置中通入一定量Ar, 平衡不移动
(3)现向三个体积均为5L,温度分别恒定为T1、 T2、T3的恒容密闭容器I、II、 III中,分别充入1 mol N2和3 molH2发生反应: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ∆H1=-93 kJ·mol—1,当反应均进行到2min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。
①2min时三个容器中的反应达到化学平衡状态的是_____ 容器.(填“I”、“II”或“III”)。
②0~2 min内容器I中用NH3表示的化学反应速率v(NH3)=____ 。 (保留两位有效数字)
③2 min时容器II中v正______ v逆。 (填“<”、 “>”或“=”)
④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______ (填容器序号),它的数值为____ (保留两位有效数字)。
(4)氨在高温下可将一些固体金属氧化物还原为固态或液态金属单质,本身被氧化为N2。在不同温度下,氨气还原四种金属氧化物达到平衡后,气体中与温度(T)的关系如图所示。下列说法正确的是______ (填字母)。
A. NH3还原PbO2的反应△H>0
B.工业冶炼这四种金属时,NH3冶炼金属铬(Cr)的还原效率最低
C.实验室还原出金属铜(Cu)时,325°C 下NH3的利用率比425°C下NH3的利用率更大
D.通过延长反应管的长度来增加金属氧化物和NH3的接触面积,可以减少尾气中NH3的量
(1) NH2Cl与水反应生成强氧化性的物质,可作长效缓释消毒剂,工业上可通过反应:NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g) + HCl(g)制备氯胺,已知部分化学键的键能如下表所示(假定不同物质中同种化学键的键能一样), 则上述反应的∆H=
化学键 | N-H | Cl-Cl | N-Cl | H-Cl |
键能/(kJ/mol) | a | b | c | d |
(2)氨气是重要的化工产品。目前工业合成氨的原理是: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。在恒温恒压装置中进行工业合成氨反应,下列说法正确的是
a.气体压强不再变化时,表明该反应已达平衡状态
b.气体密度不再变化时,表明该反应已达平衡状态
c.平衡后,压缩容器,会生成更多NH3
d.平衡后,向装置中通入一定量Ar, 平衡不移动
(3)现向三个体积均为5L,温度分别恒定为T1、 T2、T3的恒容密闭容器I、II、 III中,分别充入1 mol N2和3 molH2发生反应: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ∆H1=-93 kJ·mol—1,当反应均进行到2min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。
①2min时三个容器中的反应达到化学平衡状态的是
②0~2 min内容器I中用NH3表示的化学反应速率v(NH3)=
③2 min时容器II中v正
④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
(4)氨在高温下可将一些固体金属氧化物还原为固态或液态金属单质,本身被氧化为N2。在不同温度下,氨气还原四种金属氧化物达到平衡后,气体中与温度(T)的关系如图所示。下列说法正确的是
A. NH3还原PbO2的反应△H>0
B.工业冶炼这四种金属时,NH3冶炼金属铬(Cr)的还原效率最低
C.实验室还原出金属铜(Cu)时,325°C 下NH3的利用率比425°C下NH3的利用率更大
D.通过延长反应管的长度来增加金属氧化物和NH3的接触面积,可以减少尾气中NH3的量
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(0.4)
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【推荐2】将和置于某密闭容器中,。在一定温度下发生反应:并达到平衡。的体积分数随时间的变化如表格所示:
(1)在条件I到达平衡时,计算该反应转化率,要求列出计算过程___________ (三段式计算)。
(2)在条件I从开始反应到到达平衡时,的反应速率为___________ 。
(3)为达到条件Ⅱ的数据,对于反应体系可能改变的操作是___________ 。
(4)该反应的___________ 0(填“>”,“<”或“=”)
(5)时,将气体充入体积为的恒容密闭容器中,发生反应,后反应达到化学平衡,测得容器中混合气体总压强为,此混合气体中与的物质的量之比为。该温度下,反应的化学平衡常数___________ (为以分压表示的平衡常数,分压=总压×体积分数)。
体积分数 | |||||||
条件I | |||||||
条件Ⅱ |
(2)在条件I从开始反应到到达平衡时,的反应速率为
(3)为达到条件Ⅱ的数据,对于反应体系可能改变的操作是
(4)该反应的
(5)时,将气体充入体积为的恒容密闭容器中,发生反应,后反应达到化学平衡,测得容器中混合气体总压强为,此混合气体中与的物质的量之比为。该温度下,反应的化学平衡常数
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【推荐3】方铅矿(主要成分为PbS,含有杂质FeS等)和软锰矿(主要成分为MnO2,还有少量Fe2O3,Al2O3等杂质)制备PbSO4和Mn3O4的工艺流程如下:
已知:①浸取中主要反应:PbS+MnO2+4HCl=MnCl2+PbCl2+S+2H2O
②PbCl2难溶于冷水,易溶于热水;PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌(aq) ΔH>0
③Mn3O4是黑色不溶于水的固体,制备原理为:6MnCl2+O2+12NH3·H2O=2Mn3O4↓+12NH4Cl+6H2O
(1)根据图象分析,“浸取”过程反应的最佳条件是_______ 。
(2)请从化学平衡移动的角度分析加入饱和NaCl溶液的目的是_______ 。
(3)“浸取”过程中MnO2将Fe2+氧化的离子方程式为_______ 。
(4)加入物质A可用于调节酸浸液的pH值,使有些金属离子转化为沉淀,物质A可以是__ (填字母)。
A.MnCO3 B.NaOH C.ZnO D.PbO
(5)已知:反应温度和溶液pH对Mn3O4的纯度和产率影响分别如图-1、图-2所示,请补充完整由滤液X制备Mn3O4的实验方案:_______ ,真空干燥4小时得产品Mn3O4.(实验中须使用的试剂:氨水、空气)
已知:①浸取中主要反应:PbS+MnO2+4HCl=MnCl2+PbCl2+S+2H2O
②PbCl2难溶于冷水,易溶于热水;PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌(aq) ΔH>0
③Mn3O4是黑色不溶于水的固体,制备原理为:6MnCl2+O2+12NH3·H2O=2Mn3O4↓+12NH4Cl+6H2O
(1)根据图象分析,“浸取”过程反应的最佳条件是
(2)请从化学平衡移动的角度分析加入饱和NaCl溶液的目的是
(3)“浸取”过程中MnO2将Fe2+氧化的离子方程式为
(4)加入物质A可用于调节酸浸液的pH值,使有些金属离子转化为沉淀,物质A可以是
A.MnCO3 B.NaOH C.ZnO D.PbO
(5)已知:反应温度和溶液pH对Mn3O4的纯度和产率影响分别如图-1、图-2所示,请补充完整由滤液X制备Mn3O4的实验方案:
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(0.4)
解题方法
【推荐1】煤的气化和天然气净化过程中会产生H2S,将其吸收与转化是环境保护和资源利用的有效措施。回答下列问题:
(1)利用足量纯碱溶液可吸收低浓度H2S,生成的含硫物质主要是___________ (填化学式。H2S的,;H2CO3的,)。
(2)电解氧化法处理H2S的原理是:在氧化反应器中,利用Fe3+氧化H2S;在电解反应器中实现Fe3+的再生,并副产氢气,总反应为 ,相关物质的燃烧热数据如下表:则H=___________ kJmol-1。
(3)工业上采用高温热分解H2S的方法制取H2,在膜反应器中分离出H2.在恒容密闭容器中,以H2S的起始浓度均为0.009mol/L控制不同温度进行H2S分解:,实验过程中测得H2S的转化率如图所示。曲线a表示H2S的平衡转化率与温度的关系,曲线b表示不同温度下反应经过相同时间时H2S的转化率。①该反应为___________ (填“吸热”或“放热”)反应,985℃时该反应在tmin时达到平衡,则从开始到平衡的平均反应速率为___________ 。
②随着H2S分解温度的升高,曲线b逐渐向曲线a靠近,其原因是___________ 。
③若在一容积可变容器中充入1molH2S进行上述反应,平衡转化率为20%,维持温度和压强不变,欲将H2S的平衡转化率提升至50%,需向反应器中充入___________ molAr作为稀释气。
(4)工业上采用C6H5Cl和H2S的高温气相反应制备有机合成中间体苯硫酚(C6H5SH),同时有副产物C6H6生成:
I.
Ⅱ.
使氯苯和硫化氢按一定的比例进入反应器,定时测定由反应器尾端出来的混合气中各产物的量,得到单程收率(原料一次性通过反应器反应后得到的产品与原料总投入量的百分比)与温度的关系如图所示。活化能较大的是反应___________ (填“I”或“Ⅱ”)。根据图中曲线判断,下列说法正确的是___________ (填标号)。
A.500℃~540℃反应1已经达到平衡
B.590℃以上,随温度升高,反应1平衡逆向移动
C.590℃以上,随温度升高,反应I消耗H2S减少
D.645℃,反应I、Ⅱ速率相等
(1)利用足量纯碱溶液可吸收低浓度H2S,生成的含硫物质主要是
(2)电解氧化法处理H2S的原理是:在氧化反应器中,利用Fe3+氧化H2S;在电解反应器中实现Fe3+的再生,并副产氢气,总反应为 ,相关物质的燃烧热数据如下表:则H=
物质 | H2S(g) | S(s) | H2(g) |
燃烧热H/(kJmol-1) | -562.0 | -296.8 | -285.8 |
(3)工业上采用高温热分解H2S的方法制取H2,在膜反应器中分离出H2.在恒容密闭容器中,以H2S的起始浓度均为0.009mol/L控制不同温度进行H2S分解:,实验过程中测得H2S的转化率如图所示。曲线a表示H2S的平衡转化率与温度的关系,曲线b表示不同温度下反应经过相同时间时H2S的转化率。①该反应为
②随着H2S分解温度的升高,曲线b逐渐向曲线a靠近,其原因是
③若在一容积可变容器中充入1molH2S进行上述反应,平衡转化率为20%,维持温度和压强不变,欲将H2S的平衡转化率提升至50%,需向反应器中充入
(4)工业上采用C6H5Cl和H2S的高温气相反应制备有机合成中间体苯硫酚(C6H5SH),同时有副产物C6H6生成:
I.
Ⅱ.
使氯苯和硫化氢按一定的比例进入反应器,定时测定由反应器尾端出来的混合气中各产物的量,得到单程收率(原料一次性通过反应器反应后得到的产品与原料总投入量的百分比)与温度的关系如图所示。活化能较大的是反应
A.500℃~540℃反应1已经达到平衡
B.590℃以上,随温度升高,反应1平衡逆向移动
C.590℃以上,随温度升高,反应I消耗H2S减少
D.645℃,反应I、Ⅱ速率相等
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【推荐2】甲烷化加快了能源结构由化石燃料向可再生碳资源的转变。
(1)甲烷化反应最早由化学家Paul Sabatier提出。在一定的温度和压力条件下,将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。已知:
;
。
则反应的___________ ,___________ 0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)催化剂的选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间,测得转化率和生成选择性随温度变化的影响如下图所示。
①高于320℃后,以Ni-为催化剂,转化率略有下降,而以Ni为催化剂,转化率却仍在上升,其原因是___________ 。
②对比上述两种催化剂的催化性能,工业上应选择的催化剂是___________ ,使用的合适温度为___________ 。
(3)近年来新兴的生物电催化技术运用微生物电解池也可实现甲烷化,其工作原理如图所示。
①微生物电解池实现甲烷化的阴极电极反应式为___________ 。
②如果处理有机物[]产生标准状况下56L的甲烷,则理论上导线中通过的电子的物质的量为___________ 。
(1)甲烷化反应最早由化学家Paul Sabatier提出。在一定的温度和压力条件下,将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。已知:
;
。
则反应的
(2)催化剂的选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间,测得转化率和生成选择性随温度变化的影响如下图所示。
①高于320℃后,以Ni-为催化剂,转化率略有下降,而以Ni为催化剂,转化率却仍在上升,其原因是
②对比上述两种催化剂的催化性能,工业上应选择的催化剂是
(3)近年来新兴的生物电催化技术运用微生物电解池也可实现甲烷化,其工作原理如图所示。
①微生物电解池实现甲烷化的阴极电极反应式为
②如果处理有机物[]产生标准状况下56L的甲烷,则理论上导线中通过的电子的物质的量为
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(0.4)
解题方法
【推荐3】CO、H2、CH3、OH均是清洁能源。
(1)已知部分化学键键能数据如下:
2CO(g) +O2(g)==2CO2(g) △H1
H2O(g)+CO(g)==H2(g) + CO2(g) △H2 = -41 kJ•mol-1
CH3OH(g)+ 3/2O2(g)==CO2(g)+2H2O(g) △H3 = -660kJ•mol-1
则△H1=_____ kJ•mol-1,反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)的△H=_____ kJ•mol-1。
(2)一定条件下,在容积为2 L的密闭容器Q中充人a mol CO与6 molH2合成甲醇:CO(g) +2H2(g)⇌CH3OH(g)。测得平衡时混合气体中CH3OH的体积百分含量与温度、 压强之间的关系如图1所示,图2表示在一定温度下,H2的平衡转化率与反应开始时两种反应物的投料物质的量之比(用X表示)、压强之间的关系。
①压强相同时,温度为T1、T2时,反应达到平衡所需要的时间分别为t1、t2,则二者之间的相对大小为t1___ t2(填“>”、“<”、“=”或“无法确定”)。
②X=___________ (用含a、b的式子表示),p1_____ p2(填“>”、“<”、“=”或“无法确定”)。
③若a =2,b=4,则压强为p1、温度为了T1时该反应的平衡常数K=______________ 。
④若在压强为P1、温度为T1时,向Q容器中同时加入等物质的量的CO、H2、CH3OH三种气体,则反应开始时,v(CH3OH)正_____ v(CH3OH)逆(填“>”、“<”、“=”或“无法确定”)。
(3)甲醇燃料电池是一种具有高能量转化率的绿色电池,则用磷酸溶液作电解质时,负极的电极反应式为________________________ 。
(1)已知部分化学键键能数据如下:
化学键 | CO | O=O | C=O | C-O |
E/(kJ • mol-1) | 958.5 | 497 | 745 | 351 |
H2O(g)+CO(g)==H2(g) + CO2(g) △H2 = -41 kJ•mol-1
CH3OH(g)+ 3/2O2(g)==CO2(g)+2H2O(g) △H3 = -660kJ•mol-1
则△H1=
(2)一定条件下,在容积为2 L的密闭容器Q中充人a mol CO与6 molH2合成甲醇:CO(g) +2H2(g)⇌CH3OH(g)。测得平衡时混合气体中CH3OH的体积百分含量与温度、 压强之间的关系如图1所示,图2表示在一定温度下,H2的平衡转化率与反应开始时两种反应物的投料物质的量之比(用X表示)、压强之间的关系。
①压强相同时,温度为T1、T2时,反应达到平衡所需要的时间分别为t1、t2,则二者之间的相对大小为t1
②X=
③若a =2,b=4,则压强为p1、温度为了T1时该反应的平衡常数K=
④若在压强为P1、温度为T1时,向Q容器中同时加入等物质的量的CO、H2、CH3OH三种气体,则反应开始时,v(CH3OH)正
(3)甲醇燃料电池是一种具有高能量转化率的绿色电池,则用磷酸溶液作电解质时,负极的电极反应式为
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【推荐1】铬及其化合物在生产生活中具有十分广泛的用途。工业上以铬铁矿(主要成分是Fe(CrO2)2,Cr元素为+3价。含少量MgCO3、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制取铬酸钠(Na2CrO4)晶体,其工艺流程如图:
已知:+3价Cr在酸性溶液中性质稳定,当pH>9时以CrO形式存在且易被氧化。
(1)如Na2SiO3可写成Na2O·SiO2,则Fe(CrO2)2可写成__ 。
(2)若省略“过滤2”步骤,产品中可能混有__ (写化学式)。
(3)流程中两次使用了H2O2进行氧化,第二次氧化时反应的离子方程式为__ 。
(4)制取铬酸钠后的酸性废水中含有Cr2O,必须经过处理与净化才能排放。在废水中加入焦炭和铁屑,与酸性Cr2O溶液形成原电池,使Cr2O转化为Cr3+,再用石灰乳对Cr3+进行沉降。该电池的正极反应式为__ ;沉降Cr3+的离子方程式为__ ,该反应的K=__ (列出计算式)。(已知Ksp[Ca(OH2)]=8×10-6,Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-31)
(5)产品铬酸钠可用如图所示方法冶炼铬。
②的化学方程式为__ ,在实验室中引发该反应用到的两种药品是__ (填化学式)。
已知:+3价Cr在酸性溶液中性质稳定,当pH>9时以CrO形式存在且易被氧化。
(1)如Na2SiO3可写成Na2O·SiO2,则Fe(CrO2)2可写成
(2)若省略“过滤2”步骤,产品中可能混有
(3)流程中两次使用了H2O2进行氧化,第二次氧化时反应的离子方程式为
(4)制取铬酸钠后的酸性废水中含有Cr2O,必须经过处理与净化才能排放。在废水中加入焦炭和铁屑,与酸性Cr2O溶液形成原电池,使Cr2O转化为Cr3+,再用石灰乳对Cr3+进行沉降。该电池的正极反应式为
(5)产品铬酸钠可用如图所示方法冶炼铬。
②的化学方程式为
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】回答下列问题:
(1)下列反应是氧化还原反应且是吸热反应的是____ 。
(2)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板,发生2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,若将此反应设计成原电池,则负极所用电极材料为____ ,当线路中转移0.2mol电子时,则被腐蚀铜的质量为____ g。
(3)高铁电池是一种新型可充电电池,该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。放电时,负极反应式为____ ,正极附近溶液的碱性____ (填“增强”“减弱”“不变”)。
(4)实验小组对可逆反应aX(g)+bY(g)pZ(g)进行探究。回答下列问题:
T℃时,起始向10L恒容密闭容器中充入X、Y,测得反应过程中X、Y、Z三种气体的物质的量浓度(c)与时间(t)的关系如图所示。
①0~4min内的反应速率v(Y)=____ 。
②为提高此反应的速率,下列措施可行的是____ (填字母代号)。
A.移出Z B.使用适合催化剂 C.降低温度 D.增大压强
③该反应达最大限度时Y的体积分数为____ 。
④下列描述能表示该反应达平衡状态的是____ 。
A.容器内的混合气体的平均相对分子质量不再改变
B.容器内压强不再发生变化
C.2v(X)=v(Y)
D.X的体积分数不再改变
(1)下列反应是氧化还原反应且是吸热反应的是
A.稀醋酸与烧碱溶液反应 | B.灼热的炭与CO2的反应 |
C.铁片与稀盐酸的反应 | D.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应 |
(3)高铁电池是一种新型可充电电池,该电池能较长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应式为:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。放电时,负极反应式为
(4)实验小组对可逆反应aX(g)+bY(g)pZ(g)进行探究。回答下列问题:
T℃时,起始向10L恒容密闭容器中充入X、Y,测得反应过程中X、Y、Z三种气体的物质的量浓度(c)与时间(t)的关系如图所示。
①0~4min内的反应速率v(Y)=
②为提高此反应的速率,下列措施可行的是
A.移出Z B.使用适合催化剂 C.降低温度 D.增大压强
③该反应达最大限度时Y的体积分数为
④下列描述能表示该反应达平衡状态的是
A.容器内的混合气体的平均相对分子质量不再改变
B.容器内压强不再发生变化
C.2v(X)=v(Y)
D.X的体积分数不再改变
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解答题-无机推断题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】化合物A是由三种元素组成的一种纳米材料,可用作锂电池的正极材料。可按下列流程探究A的组成(已知A与盐酸恰好完全反应,且溶液B与KSCN溶液作用显血红色)。
(1)A中含有的元素是___________ 。
(2)固体A与稀盐酸反应的离子方程式是___________ 。
(3)分离出沉淀C,实验室用到的玻璃仪器有___________ 。
(4)Li、化合物A、有机溶剂(可传导Li+)组成电池,放放电时正极生成金属单质和两种含锂的化合物,写出放电时正极的电极反应式___________ 。
(5)向白色沉淀中滴加氨水后可得到澄清溶液继续滴加浓硝酸后又有沉淀生成的原因是_____ 。
(1)A中含有的元素是
(2)固体A与稀盐酸反应的离子方程式是
(3)分离出沉淀C,实验室用到的玻璃仪器有
(4)Li、化合物A、有机溶剂(可传导Li+)组成电池,放放电时正极生成金属单质和两种含锂的化合物,写出放电时正极的电极反应式
(5)向白色沉淀中滴加氨水后可得到澄清溶液继续滴加浓硝酸后又有沉淀生成的原因是
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