I.习总书记曾提出“绿水青山就是金山银山”的科学论断,研究二氧化碳的资源化利用具有重要的意义。请回答下列问题:
(1)已知下列热化学方程式:
①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/593bc7dead2bd7691bb425c47ac56044.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fec9567619352a7168ca6faef4fa25cf.png)
②![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/73c32e0dde212f70e14e64d88fb201f8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1286f8168dea5a1036b9c40a704955c4.png)
则CO2与H2反应生成甲醇气体和水蒸气的热化学方程式为:_______ 。
(2)一定温度和压强为1MPa条件下,将
和
按物质的量之比为1∶4通入容积可变的密闭容器中发生反应,假设只发生反应:
a.
;
b.
;
10min两个反应均达到平衡时,CO2平衡转化率为60%,CH4选择性为50%,[CH4的选择性
]。该温度下,反应b的Kp=_______ (保留两位有效数字),已知Kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数,气体分压=总压×气体物质的量分数),用CH4的分压变化表示反应a在10分钟内达到平衡的平均速率为_______
(保留两位有效数字)。
II.燃煤排放的烟气含有和NOx,形成酸雨、污染大气。采用化学吸收剂对烟气进行脱硫、脱硝,对环境保护有着重要的意义。回答下列问题:
(3)在不同温度下,
溶液脱硫、脱硝的反应中,
和NO的平衡分压
如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/30/2cbdbf6d-2670-4a8d-9457-938a2080ae92.png?resizew=387)
由图分析可知。反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均_______ (填“增大”“不变”或“减小”)。原因可能是_______ (写出一条原因即可)。
(4)以连二亚硫酸根
为媒介,使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO,装置如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/30/3b7e6305-f5f1-4fd3-aec1-4275d828b49e.png?resizew=369)
①阴极区的电极反应式为_______ 。
②NO吸收转化后的主要产物为N2,若通电时电路中转移了0.5mole—,则此通电过程中理论上吸收的NO在标准状况下的体积为_______ L。
(1)已知下列热化学方程式:
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/593bc7dead2bd7691bb425c47ac56044.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fec9567619352a7168ca6faef4fa25cf.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/73c32e0dde212f70e14e64d88fb201f8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1286f8168dea5a1036b9c40a704955c4.png)
则CO2与H2反应生成甲醇气体和水蒸气的热化学方程式为:
(2)一定温度和压强为1MPa条件下,将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
a.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5be8b551397178d862f961e7d59fa53c.png)
b.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/005347070dffab62c10dba68c72af84e.png)
10min两个反应均达到平衡时,CO2平衡转化率为60%,CH4选择性为50%,[CH4的选择性
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ecd4182dd2a5fc7098d25e56efd2f8c9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2ffe8bd2b93a2622d3297aa0304ebe56.png)
II.燃煤排放的烟气含有和NOx,形成酸雨、污染大气。采用化学吸收剂对烟气进行脱硫、脱硝,对环境保护有着重要的意义。回答下列问题:
(3)在不同温度下,
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由图分析可知。反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均
(4)以连二亚硫酸根
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/369a4139f6f390d689e880139073ed20.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/30/3b7e6305-f5f1-4fd3-aec1-4275d828b49e.png?resizew=369)
①阴极区的电极反应式为
②NO吸收转化后的主要产物为N2,若通电时电路中转移了0.5mole—,则此通电过程中理论上吸收的NO在标准状况下的体积为
更新时间:2022-08-30 16:46:45
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【推荐1】“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请完成该反应的化学方程式:_______
_______C+_______KMnO4+_______H2SO4→_______CO2↑+_______MnSO4+_______K2SO4+_______H2O
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
①实验1中以v(CO2)表示的反应速率为_______ (取小数二位,下同)。
②该反应为_______ (填“吸”或“放”)热反应,实验2条件下平衡常数K=_______ 。
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=-1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44.0kJ/mol
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:_______
(4)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2012/1/10/1576038616645632/1576038617096192/STEM/f5be1f1548d24d6ea61a566b40343ede.png?resizew=269)
①该电池正极的电极反应为_______ 。
②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总反应的化学方程式为_______ 。
(5)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10—9.CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mol/L,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为_______ 。
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请完成该反应的化学方程式:
_______C+_______KMnO4+_______H2SO4→_______CO2↑+_______MnSO4+_______K2SO4+_______H2O
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 | 温度℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
②该反应为
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=-1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44.0kJ/mol
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:
(4)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2012/1/10/1576038616645632/1576038617096192/STEM/f5be1f1548d24d6ea61a566b40343ede.png?resizew=269)
①该电池正极的电极反应为
②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总反应的化学方程式为
(5)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10—9.CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mol/L,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为
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解题方法
【推荐2】甲醇是重要的化工原料。回答下列问题:
(1)以Na2CO3固体为催化剂,甲醇脱氢可制得甲醛。反应机理如下:
(i)
;
(ii)
;
(iii)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d69fedce9dc90eab85e7cb01ded5f175.png)
①(i)中反应物的总能量___________ (填“>”“=”或“<”)生成物的总能量。
②某温度时反应(i)、(ii)、(iii)的平衡常数依次为K1、K2、K3,
的平衡常数为K,则K=___________ (用含K1、K2、K3的代数式表示)。
(2)向体积为1L恒容反应器中加入2mlCH3OH及适量催化剂,发生反应
,在T1、T2(T1<T2)时,CH3OH转化率与时间关系如图所示。
①T2温度下,20min时甲醇的体积分数为___________ %(保留三位有效数字),前20min平均反应速率v(HCHO)=___________
。
②T1温度下该反应的平衡常数Kp=___________ kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压
物质的量分数,反应器内的初始压强为1
103kPa)。
(3)固体氧化物甲醇燃料电池是能效高、环境友好地转化成电能的全固态电源,工作原理如图所示。
①石墨极上的反应式为___________ 。
②若通过用电器的电子的物质的量为1.2mol,则消耗标准状况下O2的体积为___________ L。
(1)以Na2CO3固体为催化剂,甲醇脱氢可制得甲醛。反应机理如下:
(i)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d60f4058d7ca956837e9778d88b6f346.png)
(ii)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d468f878bc30fc211b4f6e2232d335e7.png)
(iii)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d69fedce9dc90eab85e7cb01ded5f175.png)
①(i)中反应物的总能量
②某温度时反应(i)、(ii)、(iii)的平衡常数依次为K1、K2、K3,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/164c25436cd2b8dff4053718b5009693.png)
(2)向体积为1L恒容反应器中加入2mlCH3OH及适量催化剂,发生反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/988ac9a39259c4952982247f1281903b.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/18/103af352-1a46-4309-9fc5-3af47c344d04.jpg?resizew=229)
①T2温度下,20min时甲醇的体积分数为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5547f6339f968a7af10c5c0c781308a9.png)
②T1温度下该反应的平衡常数Kp=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2468403b3eba9e40bfa36f464e927738.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2468403b3eba9e40bfa36f464e927738.png)
(3)固体氧化物甲醇燃料电池是能效高、环境友好地转化成电能的全固态电源,工作原理如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/18/b22b5c13-51f8-422a-9162-a498bf4ffbca.jpg?resizew=261)
①石墨极上的反应式为
②若通过用电器的电子的物质的量为1.2mol,则消耗标准状况下O2的体积为
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(0.4)
解题方法
【推荐3】碳和硫的化合物在生产生活中的应用非常广泛。
(1)用生物质热解气(主要成分CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫。涉及的部分反应如下:
2CO(g)+SO2(g)
S(g)+2CO2(g) ΔH1=+8.0 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)
2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)
2H2O(g) ΔH3=-483.6kJ·mol-1
则2H2(g)+SO2(g)
S(g)+2H2O(g) ΔH4=__________ 。
(2)CO2经催化加氢可合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g)△H。在0.1MPa时,按n(CO2):n(H2)=1:3投料,如图所示不同温度(T)下,平衡时的四种气态物质的物质的量(n)的关系。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/21/1865400535875584/1867222076735488/STEM/531f2bf86a674d8195da5125b873188c.png?resizew=155)
①该反应为____ 反应(填“吸热”或“放热”)。
②曲线c表示的物质为____________ 。
③为提高CO2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是________ 【要求答2条】。
④恒温恒容下,能够说明该反应已达到平衡的是_______ (填序号);
A.容器内的压强不发生变化
B.混合气体的密度不发生变化
C.n(CO2):n(H2):n(C2H4):n(H2O)=2:6:1:4
D.单位时间内生成6molH2,同时生成4 molH2O
(3)欲用1 L Na2CO3溶液将6.99gBaSO4 固体全都转化为BaCO3,则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为_________________ 。(忽略溶液体积的变化)[已知:常温下Ksp(BaSO4)=1×10-11,Ksp(BaCO3)=1×10-10]。
(4)在25℃时,将a mol·L-1的氨水溶液与0.02 mol·L-1HCl溶液等体积混合后溶液液呈中性,则氨水的电离平衡常数Kb=______________ 。
(1)用生物质热解气(主要成分CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫。涉及的部分反应如下:
2CO(g)+SO2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/21/1865400535875584/1867222076735488/STEM/544b02df3ab743d683cb211903b7d3f2.png?resizew=23)
2CO(g)+O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/21/1865400535875584/1867222076735488/STEM/544b02df3ab743d683cb211903b7d3f2.png?resizew=23)
2H2(g)+O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/21/1865400535875584/1867222076735488/STEM/544b02df3ab743d683cb211903b7d3f2.png?resizew=23)
则2H2(g)+SO2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/21/1865400535875584/1867222076735488/STEM/b527add37e5f48f88ba110ab35cde282.png?resizew=21)
(2)CO2经催化加氢可合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/21/1865400535875584/1867222076735488/STEM/78931ac915ae47b78646dcb18b316457.png?resizew=32)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/21/1865400535875584/1867222076735488/STEM/531f2bf86a674d8195da5125b873188c.png?resizew=155)
①该反应为
②曲线c表示的物质为
③为提高CO2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是
④恒温恒容下,能够说明该反应已达到平衡的是
A.容器内的压强不发生变化
B.混合气体的密度不发生变化
C.n(CO2):n(H2):n(C2H4):n(H2O)=2:6:1:4
D.单位时间内生成6molH2,同时生成4 molH2O
(3)欲用1 L Na2CO3溶液将6.99gBaSO4 固体全都转化为BaCO3,则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为
(4)在25℃时,将a mol·L-1的氨水溶液与0.02 mol·L-1HCl溶液等体积混合后溶液液呈中性,则氨水的电离平衡常数Kb=
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【推荐1】十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统地可持续治理。绿色能源是实施可持续发展的重要途径,利用生物乙醇来制取绿色能源氢气的部分反应过程如下图所示。
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(1)已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/686ea85732d4dff8d126b574ad55aa02.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/80c35ba49fef7f54fc5ab07467c21cec.png)
反应Ⅰ的热化学方程式为___________ 。
(2)反应Ⅱ在进气[
]不同时,测得相应的CO平衡转化率见下图(各点对应的反应温度可能相同,也可能不同:各点对应的其他反应条件都相同)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/17/2938246643539968/2938780689989632/STEM/1843f570-5bd7-4324-893f-0d609d11a501.png?resizew=388)
①由上述信息可知CO的平衡转化率与进气比之间的关系是___________ 。
②A、B两点对应的反应速率大小:vA___________ vB(填“<”“=”或“>”)。
③已知反应速率
,
,k正、k逆为物质的量分数,D点为平衡状态,该相同条件下达到D点前,CO的转化率刚好达到20%时,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7b145d9eb6ad187ca577a4db5859903d.png)
___________ 。
④图中A、E和G三点对应的反应温度TA、TE、TG的关系是___________ ,其原因是___________ 。该温度下,要提高CO平衡转化率,除了改变进气比之外,还可采取的措施是___________ 。
(3)反应Ⅲ在高浓度的
电解液中,电解活化的
来制备乙醇,其原理如图所示,则阴极的电极反应式为___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/17/2938246643539968/2938780689989632/STEM/0b93a575-782c-4340-8637-956ae18c61a1.png?resizew=358)
(1)已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8d23776f50f41c65afc969469bc4d5ed.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/686ea85732d4dff8d126b574ad55aa02.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/90df46e63c10833ecb506aef7f701d61.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/80c35ba49fef7f54fc5ab07467c21cec.png)
反应Ⅰ的热化学方程式为
(2)反应Ⅱ在进气[
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6462664ae94bff6b0687b2e512ad3069.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/17/2938246643539968/2938780689989632/STEM/1843f570-5bd7-4324-893f-0d609d11a501.png?resizew=388)
①由上述信息可知CO的平衡转化率与进气比之间的关系是
②A、B两点对应的反应速率大小:vA
③已知反应速率
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d13a5484c74c525ee077dd74959dd6cc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7588ca4edd2bb49e97f11eb930bd7d5f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7b145d9eb6ad187ca577a4db5859903d.png)
④图中A、E和G三点对应的反应温度TA、TE、TG的关系是
(3)反应Ⅲ在高浓度的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/72602a39e235336dc66b04cb190d2434.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/17/2938246643539968/2938780689989632/STEM/fb2c6e0b-24dc-41ad-a1a3-654d70abea3f.png?resizew=232)
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【推荐2】“碳中和”引起各国的高度重视,正成为科学家研究的主要课题。利用CO2合成二甲醚有两种工艺。
工艺1:先在设备一加氢合成甲醇,涉及以下主要反应:
Ⅰ.甲醇的合成:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
Ⅱ.逆水汽变换:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)
再通过设备二由甲醇脱水合成二甲醚。
Ⅲ.甲醇脱水:2 CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g)
工艺2:在双功能催化剂作用下,由CO2加氢直接得到二甲醚。
已知:相关物质变化的示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/11/2934000819290112/2936237185540096/STEM/8e375b63-dac4-4cc2-8a90-410f0e01c852.png?resizew=415)
(1)请写出工艺2中CO2直接加氢合成CH3OCH3(g) (反应Ⅳ)的热化学方程式:___________ 。
(2)工艺1需先在设备一先合成甲醇。在不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料合成甲醇,实验测定CH3OH的平衡产率(图甲)和CO2的平衡转化率(图乙)随温度的变化关系如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/11/2934000819290112/2936237185540096/STEM/ad4b4c60-03f0-4a0b-919a-09e9dce53b4f.png?resizew=377)
下列说法正确的有___________。
(3)解释图乙中压强一定时,曲线随温度变化先降后升的原因___________ 。
(4)假定工艺2在一定温度下,控制在0.6L的恒容容器中进行,不考虑其他副反应,将1mol CO2与3molH2与双能催化剂充分接触反应,测定CO2的平衡转化率为80%,求此温度下反应Ⅳ的平衡常数K=___________ 。
(5)工艺2使用的双功能催化剂通常由甲醇合成活性中心和甲醇脱水活性中心组成,前者常采用铜基催化剂,后者主要是γ-Al2O3。在一定条件下将CO2与H2以1:3投料比通过双功能催化剂,测定含碳产物的物质的量分数随时间变化如图所示。研究发现,采用Li -Pd/SiO2代替铜基催化剂在甲醇合成阶段有更佳的催化效果。在图上画出采用Li -Pd/SiO2与复合催化剂作用下,CH3OH物质的量分数随时间(10min-70min)变化的曲线。________
工艺1:先在设备一加氢合成甲醇,涉及以下主要反应:
Ⅰ.甲醇的合成:CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
Ⅱ.逆水汽变换:CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
再通过设备二由甲醇脱水合成二甲醚。
Ⅲ.甲醇脱水:2 CH3OH(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
工艺2:在双功能催化剂作用下,由CO2加氢直接得到二甲醚。
已知:相关物质变化的示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/11/2934000819290112/2936237185540096/STEM/8e375b63-dac4-4cc2-8a90-410f0e01c852.png?resizew=415)
(1)请写出工艺2中CO2直接加氢合成CH3OCH3(g) (反应Ⅳ)的热化学方程式:
(2)工艺1需先在设备一先合成甲醇。在不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料合成甲醇,实验测定CH3OH的平衡产率(图甲)和CO2的平衡转化率(图乙)随温度的变化关系如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/11/2934000819290112/2936237185540096/STEM/ad4b4c60-03f0-4a0b-919a-09e9dce53b4f.png?resizew=377)
下列说法正确的有___________。
A.反应Ⅰ在较低温度下可以自发进行 |
B.p1>p2>p3 |
C.为了同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择低温、高压的反应条件 |
D.一定温度、压强下,寻找活性更高的催化剂是提高CO2的平衡转化率的主要研究方向 |
(4)假定工艺2在一定温度下,控制在0.6L的恒容容器中进行,不考虑其他副反应,将1mol CO2与3molH2与双能催化剂充分接触反应,测定CO2的平衡转化率为80%,求此温度下反应Ⅳ的平衡常数K=
(5)工艺2使用的双功能催化剂通常由甲醇合成活性中心和甲醇脱水活性中心组成,前者常采用铜基催化剂,后者主要是γ-Al2O3。在一定条件下将CO2与H2以1:3投料比通过双功能催化剂,测定含碳产物的物质的量分数随时间变化如图所示。研究发现,采用Li -Pd/SiO2代替铜基催化剂在甲醇合成阶段有更佳的催化效果。在图上画出采用Li -Pd/SiO2与复合催化剂作用下,CH3OH物质的量分数随时间(10min-70min)变化的曲线。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/11/2934000819290112/2936237185540096/STEM/a4a8de14757245e5ad38381c6d8cc6f4.png?resizew=285)
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解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
【推荐3】碘及其化合物在人类活动中占有重要地位。回答下列问题:
(1)“大象牙膏”实验中,将
、KI和洗洁精混合后,短时间内产生大量的泡沫。其反应过程分为两步:
第一步:
慢反应
第二步:
快反应
①该反应的催化剂为_______ ,总反应方程式为_______ ;
②在答题卡的图中画出有KI参与的两步反应的能量历程图。______
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/18/782fbd11-78e1-4c61-bc8c-282d78f87c23.png?resizew=349)
(2)已知:25℃下,
(i)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/48020d6c4b039e76b87bfdfaff77a115.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/31e4447d3a4a8d0b4a65d1f9ddce1d42.png)
(ii)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f4622adcf1b6a9ea6bb888dd64af53ff.png)
(iii)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/25d0ed83265be3a2c9e7afe800f7f0ae.png)
其中,反应ⅱ的
随温度的变化如如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/18/e4c4fc0a-8c8a-4916-ac7d-d7147df4e480.png?resizew=304)
烧杯甲:将mg
加入20mL水中(含
沉淀);
烧杯乙:将mg
加入20mLKI溶液(含
沉淀)。
①甲中存在平衡i,乙中存在平衡i和ⅱ,不考虑碘与水的反应以及其它反应,下列说法正确的是_______ 。
A.烧杯乙中剩余的
沉淀质量比甲的
沉淀质量小
B.室温下,甲中加水稀释,溶液中
浓度一定减小
C.乙中
浓度与甲中
浓度相等
D.升高温度,反应ⅱ的平衡常数大于640
②为了探究乙中溶液含碘微粒的存在形式,进行实验:恒温25℃向10mL一定浓度的
溶液中加入10mL
KI溶液,反应结束后碘元素的微粒主要存在平衡ii,相关微粒浓度如下:
其中![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b5465d53acf2310acbf2d7b68e7f41f.png)
_______ (用含c的代数式表示),若
,说明平衡体系中_______ 。
③计算25℃下
的平衡常数K=_______ (取整数);已知用有机溶剂从水溶液中萃取
时,萃取效率=
×100%,用等体积的
一次性萃取碘水[用
配制],萃取效率为_______ %(保留1位小数),若将
等分成2份,分两次萃取该碘水,萃取总效率_______ 一次性萃取的效率(填“大于”、“等于”、“小于”)。
(1)“大象牙膏”实验中,将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de35fc0240c4bae100a822e77e3262a0.png)
第一步:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9f9d133f0c0fffb412dfb3af3782d715.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bcad0195f46c943575216eea6f66e3ee.png)
第二步:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3b39233a847042b08122075fdffc24e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0354c40e33355c548ff7b00423cd9f44.png)
①该反应的催化剂为
②在答题卡的图中画出有KI参与的两步反应的能量历程图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/18/782fbd11-78e1-4c61-bc8c-282d78f87c23.png?resizew=349)
(2)已知:25℃下,
(i)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/48020d6c4b039e76b87bfdfaff77a115.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/31e4447d3a4a8d0b4a65d1f9ddce1d42.png)
(ii)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7310525f6641c523870a368ad2004733.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f4622adcf1b6a9ea6bb888dd64af53ff.png)
(iii)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5d01bb00834dcee6e1ea6dc2a5a77da7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/25d0ed83265be3a2c9e7afe800f7f0ae.png)
其中,反应ⅱ的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4463cb13f4ebfc327c202492125a6b6e.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/18/e4c4fc0a-8c8a-4916-ac7d-d7147df4e480.png?resizew=304)
烧杯甲:将mg
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/71e3d797ad6490736375ddaee1848e4a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7c1e6f69e28b8e3f0dbf9b70773a0f86.png)
烧杯乙:将mg
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/71e3d797ad6490736375ddaee1848e4a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7c1e6f69e28b8e3f0dbf9b70773a0f86.png)
①甲中存在平衡i,乙中存在平衡i和ⅱ,不考虑碘与水的反应以及其它反应,下列说法正确的是
A.烧杯乙中剩余的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7c1e6f69e28b8e3f0dbf9b70773a0f86.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7c1e6f69e28b8e3f0dbf9b70773a0f86.png)
B.室温下,甲中加水稀释,溶液中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cffcce08000f624d3305685d83fb6dc2.png)
C.乙中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cffcce08000f624d3305685d83fb6dc2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cffcce08000f624d3305685d83fb6dc2.png)
D.升高温度,反应ⅱ的平衡常数大于640
②为了探究乙中溶液含碘微粒的存在形式,进行实验:恒温25℃向10mL一定浓度的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ce9987d2eb2288e88b68f4ab95a993f7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ee7a91737a4f36eab06b0ba65f10a59c.png)
微粒 | ![]() | ![]() | ![]() |
浓度/(mol/L) | a | b | c |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b5465d53acf2310acbf2d7b68e7f41f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5a6987264dee1f58b4a8b053d5dc53e9.png)
③计算25℃下
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/68bd920e7a0be40fcbc64643493c262e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7c1e6f69e28b8e3f0dbf9b70773a0f86.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/75ff2b3e7f2f954f20f4d6aa2a563ad6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ad890859fa35f9ec442ae6ec531f37fd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/71e3d797ad6490736375ddaee1848e4a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ad890859fa35f9ec442ae6ec531f37fd.png)
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解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】(一)“一氧化碳变换”是化工生产中的重要反应。研究表明, 温度和催化剂是 CO 变换最重要的工艺条件,某工厂采用“一氧化碳中温-低温-低温串联变换法”,其工艺流程如图所示(部分流程省略)。
已知:①变换反应:H2O(g)+CO(g)
CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ·mol -1(反应Ⅰ) 可能发生的副反应:
CO(g) +H2(g)
C(s)+ H2O(g)
CO(g) +3H2(g)
CH4(g) + H2O(g)
CO2(g)+4H2(g)
CH4(g) + 2H2O(g)
②“汽气比”(H2O/ CO)指通入变换炉原料气中水蒸气与一氧化碳的体积比。
③工艺流程图中的“1,2,3”为采用不同温度和催化剂的变换炉,变换炉之间为间壁式换热器。催化机理:水分子首先被催化剂表面吸附并分解为氢气及吸附态的氧原子,当一氧化碳分子撞击到氧原子吸附层时被氧化为二氧化碳离开吸附剂表面。
请回答:
(1)利于提高 CO 平衡转化率的条件有_________ 。
A.低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
(2)维持体系总压强p 恒定,体积为V,在温度 T 时,通入总物质的量为 n、汽气比为 3 的水蒸气和一氧化碳混合气体发生反应 I。已知一氧化碳的平衡转化率为 α,则在该温度下反应 I 的平衡常数K=_____ 。(用 α 等符号表示)
(3)实际生产中变换炉 1 中常用工艺条件为:使用铁基催化剂,控制温度在 300℃~400℃,汽气比 3~5。下图 是实际生产中,在一定温度和不同汽气比条件下(其他条件一定)的一氧化碳转化率曲线。
①分析说明当汽气比过大时,CO 转化率下降的原因为_____ 。
②在图 中画出 300℃时的 CO 平衡转化率曲线(不考虑副反应的影响)_____________________ 。
③关于一氧化碳变换工艺的下列理解,正确的是_________ 。
A.反应Ⅰ受压强影响小,是因为该反应的△S=0
B.工业上可采用稍高于常压的条件,以加快反应速率
C.催化剂分段加装是为了增大接触面积,加快化学反应速率
D.可以研究适合更低温条件的催化剂,能降低能耗并提高一氧化碳转化率
E.适当增大汽气比有利于减少积炭
(二)工业上含氰(CN-)废水可以在碱性条件下,用次氯酸钠等氧化剂除去;也可在碱性条件下用电解法去除其毒性,这两种方法都分为两步进行,中间产物均为 CNO-,最终都将中间产物转化为无毒稳定的无机物,试分别写出氧化法第二步反应和电解法第二步反应的离子方程式:_____ ;
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/31/649364ae-1744-4869-8808-77701a42f23a.png?resizew=112)
已知:①变换反应:H2O(g)+CO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
CO(g) +H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
CO(g) +3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
CO2(g)+4H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
②“汽气比”(H2O/ CO)指通入变换炉原料气中水蒸气与一氧化碳的体积比。
③工艺流程图中的“1,2,3”为采用不同温度和催化剂的变换炉,变换炉之间为间壁式换热器。催化机理:水分子首先被催化剂表面吸附并分解为氢气及吸附态的氧原子,当一氧化碳分子撞击到氧原子吸附层时被氧化为二氧化碳离开吸附剂表面。
请回答:
(1)利于提高 CO 平衡转化率的条件有
A.低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
(2)维持体系总压强p 恒定,体积为V,在温度 T 时,通入总物质的量为 n、汽气比为 3 的水蒸气和一氧化碳混合气体发生反应 I。已知一氧化碳的平衡转化率为 α,则在该温度下反应 I 的平衡常数K=
(3)实际生产中变换炉 1 中常用工艺条件为:使用铁基催化剂,控制温度在 300℃~400℃,汽气比 3~5。下图 是实际生产中,在一定温度和不同汽气比条件下(其他条件一定)的一氧化碳转化率曲线。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/31/25485e57-2e0d-4281-95e8-88992075d0ff.png?resizew=454)
①分析说明当汽气比过大时,CO 转化率下降的原因为
②在图 中画出 300℃时的 CO 平衡转化率曲线(不考虑副反应的影响)
③关于一氧化碳变换工艺的下列理解,正确的是
A.反应Ⅰ受压强影响小,是因为该反应的△S=0
B.工业上可采用稍高于常压的条件,以加快反应速率
C.催化剂分段加装是为了增大接触面积,加快化学反应速率
D.可以研究适合更低温条件的催化剂,能降低能耗并提高一氧化碳转化率
E.适当增大汽气比有利于减少积炭
(二)工业上含氰(CN-)废水可以在碱性条件下,用次氯酸钠等氧化剂除去;也可在碱性条件下用电解法去除其毒性,这两种方法都分为两步进行,中间产物均为 CNO-,最终都将中间产物转化为无毒稳定的无机物,试分别写出氧化法第二步反应和电解法第二步反应的离子方程式:
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【推荐2】我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰(甲烷的水合物)试采获得成功。甲烷是一种重要的化工原料。甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式。
回答下列问题:
(1)高温下,在1 L密闭容器中通入1 mol甲烷发生如下反应:
。反应在初期阶段的速率方程为
,其中
为反应速率常数。
①设反应开始时的反应速率为
,甲烷的转化率为
时的反应速率为
,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/949f5e0b4ddd8a00ebbcf345555eaa6d.png)
___________ 。
②对于处于初期阶段的该反应,下列说法正确的是___________ (填字母)。
A.
与甲烷浓度成正比
B.压强不变时,反应到达平衡状态
C.乙烷的生成速率逐渐增大
D.
与温度无关
③平衡时,再通入1 mol甲烷,则反应的平衡常数K___________ (填“增大”“减小”或“不变”,下同),甲烷的转化率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e170f206fdbbd834aad7580c727e2cc6.png)
___________ 。
(2)
—
通过催化重整反应转化为合成气(CO和H2),不仅可以达到天然气高效利用目的,还可有效减少温室气体排放。已知:
水蒸气重整:
①
水煤气变换:
②
写出
—
通过催化重整反应的热化学方程式:___________ 。
反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/18/e3c01d60-550b-40d5-a441-8a7fe9db60df.png?resizew=190)
(3)在压强为1 atm的恒压密闭容器中加入l mol CH4(g)和l mol H2O(g),在某温度下只发生水蒸气重整反应,达到平衡时,H2的平衡分压为0.5 atm。此温度下反应的lnKp=___________ (已知:ln3≈1.l,ln4≈1.4)。
(4)CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示。若生成的乙烯和乙烷的体积比为1:1,则阳极的电极反应式为___________ 。
回答下列问题:
(1)高温下,在1 L密闭容器中通入1 mol甲烷发生如下反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b3b57c17009e00b30f9d9784d54a81a8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be2ea49b091732fca01d249e9b06e00c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2ce4b9f407f344603b8efaa5cb932130.png)
①设反应开始时的反应速率为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/370743c29076d55c25082d2b52323eed.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e170f206fdbbd834aad7580c727e2cc6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6175259d19beee1784a905d079e95687.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/949f5e0b4ddd8a00ebbcf345555eaa6d.png)
②对于处于初期阶段的该反应,下列说法正确的是
A.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/3/16/3195906236309504/3196053988810752/STEM/fb6e191015d44ae1b79501df838c0e88.png?resizew=12)
B.压强不变时,反应到达平衡状态
C.乙烷的生成速率逐渐增大
D.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2ce4b9f407f344603b8efaa5cb932130.png)
③平衡时,再通入1 mol甲烷,则反应的平衡常数K
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e170f206fdbbd834aad7580c727e2cc6.png)
(2)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
水蒸气重整:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b0b12c89caa1abaeeee26a73bff8579f.png)
水煤气变换:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b6c8cb9a140b24ed9eb3f6fe4d602a1.png)
写出
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/18/e3c01d60-550b-40d5-a441-8a7fe9db60df.png?resizew=190)
(3)在压强为1 atm的恒压密闭容器中加入l mol CH4(g)和l mol H2O(g),在某温度下只发生水蒸气重整反应,达到平衡时,H2的平衡分压为0.5 atm。此温度下反应的lnKp=
(4)CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示。若生成的乙烯和乙烷的体积比为1:1,则阳极的电极反应式为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/18/56836883-2f17-46c8-8113-9fb5ed30548d.png?resizew=338)
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【推荐3】回答下列问题
(1)研究发现,在CO2低压合成甲醇反应
中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。
Co基态原子核外电子排布式为______________ 。
元素Mn与O中,第一电离能较大的是______________ ,基态原子核外未成对电子数较多的是______________ 。
(2)我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐
。
①氮原子的价电子排布图为______________ 。
②元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。
第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/4/970ee99f-d059-430c-94bc-e2c8dcefc9ba.png?resizew=402)
其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是______________ ,氮元素的E1呈现异常的原因是______________ 。
(3)工业上常用CO与H2合成甲醇,热化学方程式为:
在温度T时,向体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的CO和H2,发生反应:
,反应达到平衡时
的体积分数
与
的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/4/53c9a1d7-ce84-466d-9148-e13893e4d9da.png?resizew=230)
①当起始
时,经过5min达到平衡,CO的转化率为60%,则0~5min内平均反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/45609efc0f7d44fdbd60aface9006412.png)
________________ 。
②当
时,达到平衡后,CH3OH的体积分数可能是图像中的____________ (填“D”“E”或“F”)点。
(4)CO和CO2是最为常见的两种碳氧化物,可以实现相互转化。已知由CO2生成CO的过程中存在如下基元反应:
,其正反应速率为
,逆反应速率为
,k为速率常数。2500K时,
,
,则该温度下该反应的平衡常数K为_________ 。
(1)研究发现,在CO2低压合成甲醇反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/583ea59941bed97796bef6e43c27a38b.png)
Co基态原子核外电子排布式为
元素Mn与O中,第一电离能较大的是
(2)我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ea033b51639229ea02119f1211264446.png)
①氮原子的价电子排布图为
②元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。
第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/4/970ee99f-d059-430c-94bc-e2c8dcefc9ba.png?resizew=402)
其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是
(3)工业上常用CO与H2合成甲醇,热化学方程式为:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/37de58592ae6b0837b49664bf09b1160.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/536cf0e31aff0090d0ea6f4f21188cbf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/37de58592ae6b0837b49664bf09b1160.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d44074982980cd8e0e9d474bb88195de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0e20fa181c80a66ea85cf1fc5b4b02b9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ef680de8899501c02bea5c31d4924d47.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/4/53c9a1d7-ce84-466d-9148-e13893e4d9da.png?resizew=230)
①当起始
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4936e4f3ec393ad874858f0482a591e4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/45609efc0f7d44fdbd60aface9006412.png)
②当
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/66401dd722a500ba9d9d91eda10e9d98.png)
(4)CO和CO2是最为常见的两种碳氧化物,可以实现相互转化。已知由CO2生成CO的过程中存在如下基元反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/65c6a3e5c938cacb30bcbdd48933ac9b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/286101bcf618c8180b647e41d484c681.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/237adf970158daae820ffd2a357e6a8d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/39c24cc2226098279faaaf3fb784210d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b332ca3f815217b5e7060f8a5bad7ba1.png)
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解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐1】十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统地可持续治理。绿色能源是实施可持续发展的重要途径,利用生物乙醇来制取绿色能源氢气的部分反应过程如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/17/2938246643539968/2938780689989632/STEM/0b93a575-782c-4340-8637-956ae18c61a1.png?resizew=358)
(1)已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/686ea85732d4dff8d126b574ad55aa02.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/80c35ba49fef7f54fc5ab07467c21cec.png)
反应Ⅰ的热化学方程式为___________ 。
(2)反应Ⅱ在进气[
]不同时,测得相应的CO平衡转化率见下图(各点对应的反应温度可能相同,也可能不同:各点对应的其他反应条件都相同)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/17/2938246643539968/2938780689989632/STEM/1843f570-5bd7-4324-893f-0d609d11a501.png?resizew=388)
①由上述信息可知CO的平衡转化率与进气比之间的关系是___________ 。
②A、B两点对应的反应速率大小:vA___________ vB(填“<”“=”或“>”)。
③已知反应速率
,
,k正、k逆为物质的量分数,D点为平衡状态,该相同条件下达到D点前,CO的转化率刚好达到20%时,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7b145d9eb6ad187ca577a4db5859903d.png)
___________ 。
④图中A、E和G三点对应的反应温度TA、TE、TG的关系是___________ ,其原因是___________ 。该温度下,要提高CO平衡转化率,除了改变进气比之外,还可采取的措施是___________ 。
(3)反应Ⅲ在高浓度的
电解液中,电解活化的
来制备乙醇,其原理如图所示,则阴极的电极反应式为___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/17/2938246643539968/2938780689989632/STEM/0b93a575-782c-4340-8637-956ae18c61a1.png?resizew=358)
(1)已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8d23776f50f41c65afc969469bc4d5ed.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/686ea85732d4dff8d126b574ad55aa02.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/90df46e63c10833ecb506aef7f701d61.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/80c35ba49fef7f54fc5ab07467c21cec.png)
反应Ⅰ的热化学方程式为
(2)反应Ⅱ在进气[
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6462664ae94bff6b0687b2e512ad3069.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/17/2938246643539968/2938780689989632/STEM/1843f570-5bd7-4324-893f-0d609d11a501.png?resizew=388)
①由上述信息可知CO的平衡转化率与进气比之间的关系是
②A、B两点对应的反应速率大小:vA
③已知反应速率
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d13a5484c74c525ee077dd74959dd6cc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7588ca4edd2bb49e97f11eb930bd7d5f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7b145d9eb6ad187ca577a4db5859903d.png)
④图中A、E和G三点对应的反应温度TA、TE、TG的关系是
(3)反应Ⅲ在高浓度的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/72602a39e235336dc66b04cb190d2434.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/17/2938246643539968/2938780689989632/STEM/fb2c6e0b-24dc-41ad-a1a3-654d70abea3f.png?resizew=232)
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【推荐2】以废旧锌锰电池初步处理分选出的废料(含MnO2、MnOOH、MnO及少量Fe、Pb等)为原料制备MnO2,实现锰的再生利用。其工艺流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/11/17/1819099351851008/1820528136921088/STEM/f28b5d2f5dac4acdac44d9c00e83e338.png?resizew=515)
已知:①Mn2+在酸性条件下比较稳定,pH高于5.5时易被O2氧化。
②金属离子(起始浓度为0.1 mol·L-1)生成氢氧化物沉淀的pH
回答下列问题:
(1)酸浸过程中MnO2与浓盐酸反应的离子方程式为_____________________________ 。
(2)滤液①中铁以Fe3+存在,Fe2+转化为Fe3+过程中,可能发生反应的离子方程式为____________________ (写出1种即可)。
(3)除铁的方法是:向滤液①中加MnCO3调节溶液pH,其范围是______________________ ;过滤得滤液②。
(4)将滤液③转化为MnO2的方法常用氧化法和电解法。
①氧化法的具体做法是向所得溶液中加入酸化的NaClO3将Mn2+氧化为MnO2,该反应的离子方程式为_____________________________________ 。
②电解法生成MnO2的电极反应式为_________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/11/17/1819099351851008/1820528136921088/STEM/f28b5d2f5dac4acdac44d9c00e83e338.png?resizew=515)
已知:①Mn2+在酸性条件下比较稳定,pH高于5.5时易被O2氧化。
②金属离子(起始浓度为0.1 mol·L-1)生成氢氧化物沉淀的pH
Mn(OH)2 | Pb(OH)2 | Fe(OH)3 | |
开始沉淀时 | 8.1 | 6.5 | 1.9 |
完全沉淀时 | 10.1 | 8.5 | 3.2 |
回答下列问题:
(1)酸浸过程中MnO2与浓盐酸反应的离子方程式为
(2)滤液①中铁以Fe3+存在,Fe2+转化为Fe3+过程中,可能发生反应的离子方程式为
(3)除铁的方法是:向滤液①中加MnCO3调节溶液pH,其范围是
(4)将滤液③转化为MnO2的方法常用氧化法和电解法。
①氧化法的具体做法是向所得溶液中加入酸化的NaClO3将Mn2+氧化为MnO2,该反应的离子方程式为
②电解法生成MnO2的电极反应式为
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解答题-工业流程题
|
较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】二氧化氯(ClO2)可用于自来水消毒。以粗盐为原料生产ClO2的工艺主要包括:
①粗盐精制;②电解微酸性NaCl溶液;③ClO2的制取。工艺流程如下图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/3/58fd3f57-a75e-4450-ae7d-5484ecbf57ca.png?resizew=537)
提供的试剂:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液
(1)上述过程中,将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠与盐酸反应生成ClO2,电解时阳极反应式为_______ 。反应III的化学方程式为_______ 。
(2)ClO2很不稳定,需随用随制,产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量,进行了以下实验:
步骤1:准确量取ClO2溶液10.00 mL,稀释成100 mL试样。
步骤2:量取V1mL试样加入到锥形瓶中,调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,摇匀,在暗处静置30分钟。(已知:ClO2+I-+H+—I2+Cl-+H2O未配平)
步骤3:以淀粉溶液作指示剂,用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2 mL。(已知:I2+2S2O
=2I-+S4O
)
①准确量取10.00 mL ClO2溶液的玻璃仪器是_______ 。
②上述步骤3中滴定终点的现象是_______ 。
③根据上述步骤可计算出原ClO2溶液的浓度为_______ mol·L-1(用含字母的代数式表示)。
④若实验中使用的Na2S2O3标准溶液部分因被氧气氧化而变质,则上述所测得的原ClO2溶液的浓度将_______ (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
(3) “有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。ClO2的有效氯含量为_______ 。(计算结果保留两位小数)
①粗盐精制;②电解微酸性NaCl溶液;③ClO2的制取。工艺流程如下图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/3/58fd3f57-a75e-4450-ae7d-5484ecbf57ca.png?resizew=537)
提供的试剂:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液
(1)上述过程中,将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠与盐酸反应生成ClO2,电解时阳极反应式为
(2)ClO2很不稳定,需随用随制,产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的含量,进行了以下实验:
步骤1:准确量取ClO2溶液10.00 mL,稀释成100 mL试样。
步骤2:量取V1mL试样加入到锥形瓶中,调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,摇匀,在暗处静置30分钟。(已知:ClO2+I-+H+—I2+Cl-+H2O未配平)
步骤3:以淀粉溶液作指示剂,用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V2 mL。(已知:I2+2S2O
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/68104eff58e3387f9c10fc8194ff798d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7208831a00b66206ce99e80049ac208c.png)
①准确量取10.00 mL ClO2溶液的玻璃仪器是
②上述步骤3中滴定终点的现象是
③根据上述步骤可计算出原ClO2溶液的浓度为
④若实验中使用的Na2S2O3标准溶液部分因被氧气氧化而变质,则上述所测得的原ClO2溶液的浓度将
(3) “有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。ClO2的有效氯含量为
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