2021年6月17日,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F摇十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心发射。该运载火箭推进物分为偏二甲基肼(),四氧化二氮和液氢、液氧两种。
(1)氨热分解法制氢气,相关化学键的键能数据如下表所示:
由以上数据可求得___________ 。
(2)在、条件下,和的摩尔热容分别为29.1,28.9和(已知:摩尔热容是指单位物质的量的某种物质升高单位温度所需的热量)。合成的能量随温度T的变化示意图合理的是___________。
(3)甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一、反应器中存在如下反应:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
ⅳ.
ⅳ为积炭反应,利用和,可计算___________ 。
(4)液态偏二甲基肼与足量液态四氧化二氮完全反应生成和,放出的热量,写出上述反应的热化学方程式___________ 。
(5)对和反应的说法正确的是___________(填字母)。
(6)如图为甲烷燃料电池
①下列有关说法正确的是___________ (填字母)。
A.燃料电池将电能转变为化学能
B.负极的电极反应式为
C.正极的电极反应式为
D.通入甲烷的电极发生还原反应
②当消耗甲烷(标准状况下)时,假设电池的能量转化效率为80%,则导线中转移的电子的物质的量为___________ 。
(1)氨热分解法制氢气,相关化学键的键能数据如下表所示:
化学键 | |||
键能 | 946.0 | 436.0 | 390.8 |
(2)在、条件下,和的摩尔热容分别为29.1,28.9和(已知:摩尔热容是指单位物质的量的某种物质升高单位温度所需的热量)。合成的能量随温度T的变化示意图合理的是___________。
A. | B. |
C. | D. |
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
ⅳ.
ⅳ为积炭反应,利用和,可计算
(4)液态偏二甲基肼与足量液态四氧化二氮完全反应生成和,放出的热量,写出上述反应的热化学方程式
(5)对和反应的说法正确的是___________(填字母)。
A.偏二甲肼是比液氢更环保的燃料 | B.即是氧化产物,又是还原产物 |
C.偏二甲基肼的燃烧热为 | D.偏二甲肼在四氧化二氮中的燃烧是放热反应 |
①下列有关说法正确的是
A.燃料电池将电能转变为化学能
B.负极的电极反应式为
C.正极的电极反应式为
D.通入甲烷的电极发生还原反应
②当消耗甲烷(标准状况下)时,假设电池的能量转化效率为80%,则导线中转移的电子的物质的量为
更新时间:2022-07-08 10:23:27
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【推荐1】我省作为煤炭大省,为全国经济发展作出了巨大贡献。但是直接将煤炭用作燃料不仅浪费资源,还会污染环境,因此如何对煤炭资源综合利用提高附加值成为我省经济转型发展亟待解决的问题。煤的间接液化是先把煤转化为CO、CO2和H2,再在催化剂作用下合成化工产品。
(1)已知反应:①
②
③
则反应③的_______ 。
(2)已知:在一定条件下可发生反应:
①以下措施能使反应速率和转化率都增大的_______ (填字母)。
A.压缩体积 B.升高温度 C.恒容充入氦气 D.恒容移走甲醇 E.恒容充入
②催化剂并不是所有部位都有催化作用,真正起催化作用的那些部位称为活性点位,也称活性中心。在催化合成甲醇时必须控制氢碳比在一定区间内,若不变,过多时,反应速率会减慢,可能的原因是_______ 。
③若将一定比例的和在装有催化剂的反应器中反应12小时,体系中产率随温度的变化关系如图所示。之后,产率随温度升高而减小的原因除平衡逆向移动外还可能是_______ 。(3)在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g),起始压强为0.2MPa,只发生下列反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
反应达到平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1mol。此时,整个体系_______ (填“吸收”或“放出”)热量,反应Ⅰ的平衡常数Kp=_______ MPa(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(1)已知反应:①
②
③
则反应③的
(2)已知:在一定条件下可发生反应:
①以下措施能使反应速率和转化率都增大的
A.压缩体积 B.升高温度 C.恒容充入氦气 D.恒容移走甲醇 E.恒容充入
②催化剂并不是所有部位都有催化作用,真正起催化作用的那些部位称为活性点位,也称活性中心。在催化合成甲醇时必须控制氢碳比在一定区间内,若不变,过多时,反应速率会减慢,可能的原因是
③若将一定比例的和在装有催化剂的反应器中反应12小时,体系中产率随温度的变化关系如图所示。之后,产率随温度升高而减小的原因除平衡逆向移动外还可能是
Ⅰ.
Ⅱ.
反应达到平衡时,H2O(g)的转化率为50%,CO的物质的量为0.1mol。此时,整个体系
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【推荐2】氮和硫的氧化物有多种,其中SO2和NOx都是大气污染物,对它们的研究有助于空气的净化。
(1)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH1<0 (Ⅰ)
2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) K2 ΔH2<0 (Ⅱ)
则4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) ΔH =________ (用ΔH1、ΔH2表示);平衡常数K=______ (用K1、K2表示)
(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响,在恒温条件下,向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2,10min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10min内v(ClNO)=7.5×10-3mol•L-1•min-1,NO的转化率α1=_______ 。其他条件保持不变,若反应(Ⅱ)在恒压条件下进行,平衡时NO的转化率α2____ α1(填“>”、“<”或“=”)。
(3)汽车使用乙醇汽油可减少石油的消耗,并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。NO2尾气常用NaOH溶液吸收,生成NaNO3和 NaNO2 ,已知常温下NO2-的水解常数Kh=2×10-11 mol•L-1。 常温下某NaNO2和HNO2混合溶液的pH=5,则混合溶液中c(NO2-)和c(HNO2)的比值为_________ 。
(4)利用右图所示装置(电极均为惰性电极)也可吸收SO2,并用阴极排出的溶液吸收NO2。阳极的电极反应式为_______________ 。在碱性条件下,用阴极排出的溶液吸收NO2,使其转化为无害气体N2,同时有SO42-生成。该应的离子方程式为___________________ 。
(5)某研究性学习小组欲探究SO2能否与BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀。查阅资料得知常温下BaSO3的Ksp=5.48×10-7,饱和亚硫酸中c(SO32-) =6.3×10-8 mol•L-1。将0.1 mol •L-1的BaCl2溶液滴入饱和亚硫酸中,_____ (填“能”、“不能”)生成BaSO3沉淀,原因是_______________________________ (写出推断过程)。
(1)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
2NO2(g)+NaCl(s) NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH1<0 (Ⅰ)
2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g) K2 ΔH2<0 (Ⅱ)
则4NO2(g)+2NaCl(s) 2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) ΔH =
(2)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响,在恒温条件下,向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2,10min时反应(Ⅱ)达到平衡。测得10min内v(ClNO)=7.5×10-3mol•L-1•min-1,NO的转化率α1=
(3)汽车使用乙醇汽油可减少石油的消耗,并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。NO2尾气常用NaOH溶液吸收,生成NaNO3和 NaNO2 ,已知常温下NO2-的水解常数Kh=2×10-11 mol•L-1。 常温下某NaNO2和HNO2混合溶液的pH=5,则混合溶液中c(NO2-)和c(HNO2)的比值为
(4)利用右图所示装置(电极均为惰性电极)也可吸收SO2,并用阴极排出的溶液吸收NO2。阳极的电极反应式为
(5)某研究性学习小组欲探究SO2能否与BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀。查阅资料得知常温下BaSO3的Ksp=5.48×10-7,饱和亚硫酸中c(SO32-) =6.3×10-8 mol•L-1。将0.1 mol •L-1的BaCl2溶液滴入饱和亚硫酸中,
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【推荐3】某海军研究实验室利用海水获得CO2和H2,通过CO2催化加氢反应先生成乙烯等低碳烯烃,进而制取液态烃,从而减少舰艇以及飞机对燃料补给的依赖延长续航时间。制取乙烯发生的主要反应有:
i.2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g) ∆H=-127.89kJ/mol
ii.CO2(g)+H2(g)⇌H2O(g)+CO(g) ∆H=+41.2kJ/mol
(1)CO2催化加氢制乙烯包括以下两个步骤,如图所示。
已知:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=-49.5kJ/mol,则甲醇制乙烯的热化学方程式为_______ 。
(2)不同压强下CO2的平衡转化率与温度的关系如图:
①如图B点v正_______ A点v逆(填“>”“<”或“=”),在B点给定的温度和压强下,提高CO2平衡转化率的方法有_______ 。
②在恒定压强下,随着温度的升高,CO2的平衡转化率先降低后升高。表明在较低温度下体系中合成低碳烯烃时_______ (填“反应i”或“反应ii”)占主导。
③在较高温度如850℃时,CO2的平衡转化率随着压强的升高而减小的原因是_______ 。根据图象可知,为了更多获得乙烯等低碳烯烃反应条件应控制在_______ (填序号)。
a.温度300~400℃ b.温度900~1000℃ c.压强0.1~1.0 MPa d.压强2.0~3.0 MPa
(3)如图A点所在的条件进行反应,将 H2和CO2[n(H2)/n(CO2)=3]以一定的流速通过K-Fe-MnO/Al2O3催化剂进行反应,测得CO2总的转化率为50.0%,C2H4和CO的物质的量之比为2:1,反应i用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=_______ (只列算式不计算,已知气体分压=气体总压x体积分数)。不改变气体流速和温度,一定能提高C2H4选择性的措施有_______ (填序号)。
a.加压 b.选择合适的催化剂 c.将反应中产生的水及时分离
i.2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g) ∆H=-127.89kJ/mol
ii.CO2(g)+H2(g)⇌H2O(g)+CO(g) ∆H=+41.2kJ/mol
(1)CO2催化加氢制乙烯包括以下两个步骤,如图所示。
已知:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=-49.5kJ/mol,则甲醇制乙烯的热化学方程式为
(2)不同压强下CO2的平衡转化率与温度的关系如图:
①如图B点v正
②在恒定压强下,随着温度的升高,CO2的平衡转化率先降低后升高。表明在较低温度下体系中合成低碳烯烃时
③在较高温度如850℃时,CO2的平衡转化率随着压强的升高而减小的原因是
a.温度300~400℃ b.温度900~1000℃ c.压强0.1~1.0 MPa d.压强2.0~3.0 MPa
(3)如图A点所在的条件进行反应,将 H2和CO2[n(H2)/n(CO2)=3]以一定的流速通过K-Fe-MnO/Al2O3催化剂进行反应,测得CO2总的转化率为50.0%,C2H4和CO的物质的量之比为2:1,反应i用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=
a.加压 b.选择合适的催化剂 c.将反应中产生的水及时分离
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【推荐1】我国力争在2060年前实现“碳中和”,体现了中国对解决气候问题的大国担当。实现碳中和的对策大概分为4种路径:碳替代、碳减排、碳封存、碳循环。
(1)逆水煤气反应(RWGS)对实现“碳中和”有重要意义,目前RWGS的历程主要有:氧化还原历程[如下图TSI-TS2-TS3-TS4-CO(a) +H2O(a)]和中间物种分解历程[如下图TS1-TS6-TS7-TS5-HCOO(a)+H(a) ]。结合实验与计算机模拟结果,研究单一分子RWGS在Fe3O4催化剂表面的反应历程(如下图1),各步骤的活化能和反应热,如下表所示(已知(a)表示物质吸附在催化剂表面的状态):
RWGS部分步骤的活化能E和反应热△H
注:法拉第常数为96500C·mol-1
①写出RWGS的热化学方程式___________ 。
②对比各个步骤的活化能,得出RWGS在Fe3O4催化剂表面反应的主要历程是___________ (填“氧化还原”或“中间物种分解”)历程。RWGS在Fe3O4催化剂表面反应的控速步骤化学方程式为___________ 。
(2)为研究不同温度、压强对含碳产物组成的影响。在反应器中按 =3:1通入H2和CO2,分别在0. 1Mpa和1Mpa下进行反应,实验中温度对平衡组成C1(CO2、CO、CH4 )中CO2和CH4的物质的量分数影响如图2所示:
已知:该条件下除发生逆水煤气反应外,主要副反应为:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) △H= -165.0 kJ·mol-1。
①lMpa时,表示CH4平衡组成随温度变化关系的曲线是___________ 。N点平衡组成含量低于M点的原因是___________ 。
②若b、c两条曲线交点处的坐标为(590,40), 则逆水煤气反应在590°C时的平衡常数Kp为_____ 。 (保留3位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(3)电解法可将CO2转化为甲酸(HCOOH)或甲酸盐。某电解装置如图3所示。
①Pt电极与电源的___________ (填“ 正”或“负”)极相连。
②写出CO2转化为HCOO-的电极反应式___________ 。
(1)逆水煤气反应(RWGS)对实现“碳中和”有重要意义,目前RWGS的历程主要有:氧化还原历程[如下图TSI-TS2-TS3-TS4-CO(a) +H2O(a)]和中间物种分解历程[如下图TS1-TS6-TS7-TS5-HCOO(a)+H(a) ]。结合实验与计算机模拟结果,研究单一分子RWGS在Fe3O4催化剂表面的反应历程(如下图1),各步骤的活化能和反应热,如下表所示(已知(a)表示物质吸附在催化剂表面的状态):
RWGS部分步骤的活化能E和反应热△H
步骤 | 激发态 | E/eV | △H /eV |
H2(a) →H(a)+H(a) | TS1 | 0.79 | -0.30 |
CO2(a) →CO(a)+O(a) | TS2 | 1. 07 | -0.74 |
O(a)+H(a) →OH(a) | TS3 | 1. 55 | -0. 45 |
OH(a)+H(a) →H2O(a) | TS4 | 1. 68 | +0. 48 |
OH(a)+CO(a) → HCOO(a) | TS5 | 3.72 | +0. 44 |
CO2 (a)+H(a) → COOH(a) | TS6 | 2. 08 | +0. 55 |
COOH(a) → CO(a)+OH(a) | TS7 | 0.81 | -1. 70 |
注:法拉第常数为96500C·mol-1
①写出RWGS的热化学方程式
②对比各个步骤的活化能,得出RWGS在Fe3O4催化剂表面反应的主要历程是
(2)为研究不同温度、压强对含碳产物组成的影响。在反应器中按 =3:1通入H2和CO2,分别在0. 1Mpa和1Mpa下进行反应,实验中温度对平衡组成C1(CO2、CO、CH4 )中CO2和CH4的物质的量分数影响如图2所示:
已知:该条件下除发生逆水煤气反应外,主要副反应为:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) △H= -165.0 kJ·mol-1。
①lMpa时,表示CH4平衡组成随温度变化关系的曲线是
②若b、c两条曲线交点处的坐标为(590,40), 则逆水煤气反应在590°C时的平衡常数Kp为
(3)电解法可将CO2转化为甲酸(HCOOH)或甲酸盐。某电解装置如图3所示。
①Pt电极与电源的
②写出CO2转化为HCOO-的电极反应式
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【推荐2】实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化:
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是___________(填字母)。
(2)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为l L的密闭容器中,充入l mol CO2和4mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①从反应开始到平衡,CH3OH的平均反应速率v(CH3OH)=___________ ;H2的转化率w(H2) =___________ 。
②该反应的平衡常数表达式K=___________ 。
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是___________ (填字母)。
A.升高温度
B.将CH3OH(g)及时液化抽出
C.选择高效催化剂
D.再充入l molCO2和4 molH2
(3)25℃,1.01×105Pa时,16g液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出363.3kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:___________ 。
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是___________(填字母)。
A.∆H>0,∆S>0 | B.∆H>0,∆S<0 |
C.∆H<0,∆S<0 | D.∆H<0,∆S>0 |
①从反应开始到平衡,CH3OH的平均反应速率v(CH3OH)=
②该反应的平衡常数表达式K=
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是
A.升高温度
B.将CH3OH(g)及时液化抽出
C.选择高效催化剂
D.再充入l molCO2和4 molH2
(3)25℃,1.01×105Pa时,16g液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出363.3kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:
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【推荐3】回答下列问题:
(1)铁单质及其化合物的应用非常广泛。合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时,反应的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式:___________ 。从能量角度分析,铁触媒的作用是___________ 。
(2)乙酸乙酯是重要的工业溶剂和香料,广泛用于化纤、橡胶、食品工业等。
①取等物质的量的乙酸、乙醇在TK下密闭容器中发生液相(反应物和生成物均为液体)酯化反应,达到平衡,乙酸的转化率为,则该温度下用物质的量分数表示的平衡常数Kx=___________ (保留小数点后两位){注:对于可逆反应:达到化学平衡时,}。
②若将乙醇与乙酸在催化剂作用下发生气相(反应物和生成物均为气体)酯化反应,其平衡常数与温度关系为:(式中T为温度,单位为K),则气相酯化反应为___________ (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)为了保护环境,的排放必须控制。化学工作者尝试各种方法将燃煤产生的二氧化碳回收利用,以达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用,以和为原料制备乙醇()和的原理示意图。
①判断迁移的方向___________ (选填“从左向右”或“从右向左”)。
②写出电极b的电极反应式:___________ 。
(1)铁单质及其化合物的应用非常广泛。合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时,反应的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式:
(2)乙酸乙酯是重要的工业溶剂和香料,广泛用于化纤、橡胶、食品工业等。
①取等物质的量的乙酸、乙醇在TK下密闭容器中发生液相(反应物和生成物均为液体)酯化反应,达到平衡,乙酸的转化率为,则该温度下用物质的量分数表示的平衡常数Kx=
②若将乙醇与乙酸在催化剂作用下发生气相(反应物和生成物均为气体)酯化反应,其平衡常数与温度关系为:(式中T为温度,单位为K),则气相酯化反应为
(3)为了保护环境,的排放必须控制。化学工作者尝试各种方法将燃煤产生的二氧化碳回收利用,以达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用,以和为原料制备乙醇()和的原理示意图。
①判断迁移的方向
②写出电极b的电极反应式:
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【推荐1】是一种重要的化工原料,用煤化工生产中产生的和制取的反应为:(g)+3(g) (g)+ (g) ΔH,已知相关物质的化学键键能数据如表所示:
回答下列问题:
(1)_______ 。(用含字母的代数式表示)
(2)在恒容密闭容器中投入和发生反应,实验测得不同温度和压强下,平衡时的物质的量变化如图1所示。
①的关系由大到小为_______ 。
②M点,的转化率为_______ 。
③在、时,图中N点_______ (填“>”“<”或“=”)。
(3)用与制备时有副产物生成。其他条件相同时,测得不同温度下转化率及含碳生成物的选择性数据如表:
制备的适宜温度为_______ ,理由是_______ 。
(4)与合成近年来备受关注。在有“氧空位”的催化剂上合成的反应机理如图2所示。
①存在键断裂的反应过程是_______ (填数字)。
②由与直接合成的总反应方程式是_______ 。
化学键 | |||||
a | b | c | d | e |
(1)
(2)在恒容密闭容器中投入和发生反应,实验测得不同温度和压强下,平衡时的物质的量变化如图1所示。
①的关系由大到小为
②M点,的转化率为
③在、时,图中N点
(3)用与制备时有副产物生成。其他条件相同时,测得不同温度下转化率及含碳生成物的选择性数据如表:
转化率/% | 选择性/% | ||
230 | 12.83 | 47.75 | 52.25 |
250 | 17.63 | 36.22 | 63.77 |
270 | 15.96 | 59.78 | 40.22 |
(4)与合成近年来备受关注。在有“氧空位”的催化剂上合成的反应机理如图2所示。
①存在键断裂的反应过程是
②由与直接合成的总反应方程式是
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【推荐2】雾霾天气严重影响人们的生活健康,治理污染是化学工作者义不容辞的职责,因而对SO2、NOx等进行研究其有重要意义。
请根据以下信息回答有关问题:
I.NOx是汽车尾气的主要污染物之一。
(1)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
该反应的△H=__________ 。
(2)科学家通过实验发现,在紫外线照射下TiO2会使空气中的某些分子产生活性基团OH,并且活性基团OH可与NO2、NO发生反应生成硝酸和水。根据左下图示,请写出OH与NO反应的化学方程式__________ 。
(3)电解法可将工业废气中含有的NO2消除。原理是先将NO2转化为N2O4,然后电解得到N2O5 (常温下为无色固体,常做绿色硝化剂)。电解原理如右上图所示,该电解池中生成N2O5的电极反应式是___________ 。
Ⅱ.工业上采取多种措施减少SO2的排放。
(4)碘循环工艺具体流程如下:
① 用化学方程式表示反应器中发生的反应___________ 。
② 在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是__________ 。
③ 该工艺流程的优点有________ 。
(5)喷雾干燥法脱硫是除去SO2的常见方法,先将含SO2的废气溶于水,再用饱和石灰浆吸收,吸收液中c(Ca2+)一直保持为0.70mol/L,则吸收液中的c(SO42-)为_____ 。[已知该温度下,Ksp (CaSO3)=1.4×10-7]
请根据以下信息回答有关问题:
I.NOx是汽车尾气的主要污染物之一。
(1)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
该反应的△H=
(2)科学家通过实验发现,在紫外线照射下TiO2会使空气中的某些分子产生活性基团OH,并且活性基团OH可与NO2、NO发生反应生成硝酸和水。根据左下图示,请写出OH与NO反应的化学方程式
(3)电解法可将工业废气中含有的NO2消除。原理是先将NO2转化为N2O4,然后电解得到N2O5 (常温下为无色固体,常做绿色硝化剂)。电解原理如右上图所示,该电解池中生成N2O5的电极反应式是
Ⅱ.工业上采取多种措施减少SO2的排放。
(4)碘循环工艺具体流程如下:
① 用化学方程式表示反应器中发生的反应
② 在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是
③ 该工艺流程的优点有
(5)喷雾干燥法脱硫是除去SO2的常见方法,先将含SO2的废气溶于水,再用饱和石灰浆吸收,吸收液中c(Ca2+)一直保持为0.70mol/L,则吸收液中的c(SO42-)为
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【推荐3】H2S在重金属离子处理、煤化工等领域都有重要应用。请回答:
I.H2S是煤化工原料气脱硫过程的重要中间体,反应原理为:
i.COS(g)+H2(g) ⇌H2S(g)+CO(g) ∆H=+7kJ·mol
ii.CO(g)+H2O(g) ⇌CO2(g)+H2(g) ∆H=-42kJ·mol
已知断裂1mol气态分子中的化学键所需能量如下表所示。
(1)计算表中x=_______ ;
(2)T℃时,向VL容积不变的密闭容器中充入1molCOS(g)、1molH2(g)和1molH2O(g),发生上述两个反应。
①在T℃时测得平衡体系中COS为0.80mol,H2为0.85mol,则T℃时反应ⅰ的平衡常数K=____ (保留2位有效数字);
②上述反应达平衡后,若升高温度,则CO的平衡体积分数___ (填“增大”、“减小”或“不变”),其理由是___ ;
II.H2S在高温下分解制取H2,同时生成硫蒸气。
(3)向2L密闭容器中加入0.2molH2S,反应在不同温度(900~1500℃)下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如下图所示,则在此温度区间内,H2S分解反应的主要化学方程式为__ ;在1300℃,反应经2min达到平衡,则0~2min的反应速率v(H2S)=___ 。
III.H2S用作重金属离子的沉淀剂。
(4)25℃时,向浓度均为0.001mol·L-1Sn2+和Ag+的混合溶液中通入H2S,当Sn2+开始沉淀时,溶液中c(Ag+)=__ (已知:25℃时,Ksp(SnS)=1.0×10-25,Ksp(Ag2S)=1.6×10-49)。
I.H2S是煤化工原料气脱硫过程的重要中间体,反应原理为:
i.COS(g)+H2(g) ⇌H2S(g)+CO(g) ∆H=+7kJ·mol
ii.CO(g)+H2O(g) ⇌CO2(g)+H2(g) ∆H=-42kJ·mol
已知断裂1mol气态分子中的化学键所需能量如下表所示。
分子 | COS(g) | H2(g) | CO(g) | H2S(g) |
能量(kJ·mol-1) | 1310 | 442 | x | 669 |
(2)T℃时,向VL容积不变的密闭容器中充入1molCOS(g)、1molH2(g)和1molH2O(g),发生上述两个反应。
①在T℃时测得平衡体系中COS为0.80mol,H2为0.85mol,则T℃时反应ⅰ的平衡常数K=
②上述反应达平衡后,若升高温度,则CO的平衡体积分数
II.H2S在高温下分解制取H2,同时生成硫蒸气。
(3)向2L密闭容器中加入0.2molH2S,反应在不同温度(900~1500℃)下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如下图所示,则在此温度区间内,H2S分解反应的主要化学方程式为
III.H2S用作重金属离子的沉淀剂。
(4)25℃时,向浓度均为0.001mol·L-1Sn2+和Ag+的混合溶液中通入H2S,当Sn2+开始沉淀时,溶液中c(Ag+)=
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【推荐1】根据要求回答下列有关问题。
(1)甲醇是一种重要的化工原料,工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇。已知:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1=-1275.6kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44.0kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:___ 。
(2)高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) ∆H=-28.5kJ/mol,冶炼铁反应的平衡常数表达式K=__ ,温度升高后,K值__ (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)在T℃时,反应Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)的平衡常数K=64,在2L恒容密闭容器中,按下表所示加入物质,经过一段时间后达到平衡。
①平衡时CO 的转化率为___ 。
②下列情况标志反应达到平衡状态的是__ (填字母)。
a.容器内气体密度保持不变
b.容器内气体压强保持不变
c.CO的消耗速率和CO2的生成速率相等
d.容器内气体的平均相对分子质量保持不变
(1)甲醇是一种重要的化工原料,工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇。已知:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1=-1275.6kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3=-44.0kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
(2)高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) ∆H=-28.5kJ/mol,冶炼铁反应的平衡常数表达式K=
(3)在T℃时,反应Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)的平衡常数K=64,在2L恒容密闭容器中,按下表所示加入物质,经过一段时间后达到平衡。
Fe2O3 | CO | Fe | CO2 | |
始态mol | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
①平衡时CO 的转化率为
②下列情况标志反应达到平衡状态的是
a.容器内气体密度保持不变
b.容器内气体压强保持不变
c.CO的消耗速率和CO2的生成速率相等
d.容器内气体的平均相对分子质量保持不变
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【推荐2】甲醇是重要的化工原料。在催化剂的作用下,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)合成甲醇的主要化学反应如下:
Ⅰ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
Ⅱ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=−58 kJ·mol−1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
请回答下列问题:
(1)化学反应热ΔH=生成物标准生成热总和−反应物标准生成热总和。已知四种物质的标准生成热如下表:
①计算ΔH1=________ kJ·mol−1 。
②ΔH3________ 0 (填“=”“>”或“<”)。
(2)当合成气的组成比n(H2) /n(CO+CO2)=2.60时,体系中CO的平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示:
①α(CO)随温度升高而________ (填“增大”或“减小”)。
②图中p1、p2、p3的大小关系为________ ,判断的理由是___________________________________________________________________________ 。
(3)在一定条件下由甲醇可以制备甲醚。一定温度下,在三个体积均为1 L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),实验数据见下表:
下列说法正确的是________ 。
A.该反应的正反应是放热反应
B.平衡时容器a中CH3OH的体积分数比容器b中的小
C.若a是容积为1 L的绝热容器,则平衡时a中CH3OH的转化率增大
D.若起始时向容器a中充入0.15molCH3OH(g)、0.15molCH3OCH3(g)和0.1molH2O(g),则反应向正反应方向进行
(4)直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell,DMFC)属于质子交换膜燃料电池,其工作原理如图所示:
①c处通入的气体是________ 。
②负极的电极反应式是__________________________________________ 。
Ⅰ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
Ⅱ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=−58 kJ·mol−1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
请回答下列问题:
(1)化学反应热ΔH=生成物标准生成热总和−反应物标准生成热总和。已知四种物质的标准生成热如下表:
物质 | CO(g) | CO2(g) | H2(g) | CH3OH(g) |
标准生成热(kJ·mol−1) | −110.52 | −393.51 | 0 | −201.25 |
①计算ΔH1=
②ΔH3
(2)当合成气的组成比n(H2) /n(CO+CO2)=2.60时,体系中CO的平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示:
①α(CO)随温度升高而
②图中p1、p2、p3的大小关系为
(3)在一定条件下由甲醇可以制备甲醚。一定温度下,在三个体积均为1 L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),实验数据见下表:
编号 | 温度/℃ | 起始物质的量/mol | 平衡物质的量/mol | |||
CH3OH(g) | CH3OCH3(g) | H2O(g) | CH3OCH3(g) | H2O(g) | ||
a | 387 | 0.2 | 0 | 0 | 0.08 | 0.08 |
b | 387 | 0.4 | 0 | 0 | ||
c | 207 | 0.2 | 0 | 0 | 0.09 | 0.09 |
下列说法正确的是
A.该反应的正反应是放热反应
B.平衡时容器a中CH3OH的体积分数比容器b中的小
C.若a是容积为1 L的绝热容器,则平衡时a中CH3OH的转化率增大
D.若起始时向容器a中充入0.15molCH3OH(g)、0.15molCH3OCH3(g)和0.1molH2O(g),则反应向正反应方向进行
(4)直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell,DMFC)属于质子交换膜燃料电池,其工作原理如图所示:
①c处通入的气体是
②负极的电极反应式是
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐3】一种混合动力车,可以分别用电动机、内燃机或者二者结合推动车轮。汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低汽油的消耗;在刹车和下坡时内燃机提供推动力,使电动机处于充电状态。目前内燃机以汽油为燃料,电动机一般使用镍氢电池(KOH作电解液)。
试分析回答下列问题:
(1)已知汽车在刹车和下坡时,镍氢电池两电极反应分别为:
甲电极:M+H2O+e-→MH+OH(M为储氢合金,MH为吸附了氢原子的储氢合金)
乙电极:Ni(OH)2+OH--e—→NiOOH+H2O
则在这一过程中甲、乙两电极的名称分别是:甲:______ ;乙:_____ 。
(2)当汽车上坡或加速时,镍氢电池两电极反应分别为:
甲电极:_______ ;乙电极:_______ ;
电极周围溶液的pH变化是(选填“增大”或“不变”或“减小",下同)甲_____ ;乙___________ 。
(3)内燃机工作时因为部分汽油不完全燃烧会产生污染大气的CO,已知在常温常压下:
C8H18(1)+O2(g)=8CO2(g)+9 H2O(g);△H=-5121.9kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);△H=-566.0kJ/mol
H2 O(g)=H2O(1);△H=-44.0kJ/mol
写出汽油不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:________ 。
(4)为降低汽车尾气中的一氧化碳的浓度,可采取在汽车的排气管上增加一个补燃器,通过下列反应来实现转化:2 CO(g)+O2(g)2CO2(g)
已知在温度为T的条件下,当补燃器中化学反应速率(正)=v(逆)时,各物质浓度存在下列恒定关系:
在温度为T的条件下,若某汽车排入补燃器的CO、CO2的浓度分别为1.0×10-5mol·L-1和1.01×10-4mol·L-1,要在该温度下使最终尾气中CO的浓度降为1.0×10-6mol·L-1,则补燃器中应不断补充O2,并使O2浓度保持在_____ mol·L-1。
试分析回答下列问题:
(1)已知汽车在刹车和下坡时,镍氢电池两电极反应分别为:
甲电极:M+H2O+e-→MH+OH(M为储氢合金,MH为吸附了氢原子的储氢合金)
乙电极:Ni(OH)2+OH--e—→NiOOH+H2O
则在这一过程中甲、乙两电极的名称分别是:甲:
(2)当汽车上坡或加速时,镍氢电池两电极反应分别为:
甲电极:
电极周围溶液的pH变化是(选填“增大”或“不变”或“减小",下同)甲
(3)内燃机工作时因为部分汽油不完全燃烧会产生污染大气的CO,已知在常温常压下:
C8H18(1)+O2(g)=8CO2(g)+9 H2O(g);△H=-5121.9kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);△H=-566.0kJ/mol
H2 O(g)=H2O(1);△H=-44.0kJ/mol
写出汽油不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
(4)为降低汽车尾气中的一氧化碳的浓度,可采取在汽车的排气管上增加一个补燃器,通过下列反应来实现转化:2 CO(g)+O2(g)2CO2(g)
已知在温度为T的条件下,当补燃器中化学反应速率(正)=v(逆)时,各物质浓度存在下列恒定关系:
在温度为T的条件下,若某汽车排入补燃器的CO、CO2的浓度分别为1.0×10-5mol·L-1和1.01×10-4mol·L-1,要在该温度下使最终尾气中CO的浓度降为1.0×10-6mol·L-1,则补燃器中应不断补充O2,并使O2浓度保持在
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