世界多国相继规划了碳达峰碳中和时间节点,我国提出在2060年前实现碳中和。因此,研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。目前,研究比较多的是利用CO2合成甲醇、甲酸和乙酸。
I.CO2催化加氢合成甲醇:
(1)反应方程式为:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g) +H2O(g)
已知反应中相关化学键键能数据如下:
①该反应的∆H=___________ 。
在密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2,在不同条件下发生反应:CO2(g) +3H2(g)
CH3OH(g) +H2O(g) ,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。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/9/45bee648-cc2d-402c-b63f-3cf92e14be00.png?resizew=258)
②M、N两点的化学反应速率:v( N)___________ v(M),判断理由是___________ 。
③为提高CO2的转化率,除改变温度和压强外,还可以采取的措施是___________ 。
④若506K时,在10L密闭容器中反应,达平衡时恰好处于图中M点,则N点对应的平衡常数K=___________ ( 保留两位小数)。
II. CO2催化加氢合成甲酸:
(2)利用CO2在新型钌配合物催化剂下加氢合成甲酸,反应机理如图1所示,图中含Ru配合物的某段结构用M表示。该反应的中间体为___________ ,研究表明,极性溶剂有助于促进CO2插入M—H 键,使用极性溶剂后极大地提高了整个反应的合成效率,原因是___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/9/945d230c-53c8-41d6-9f4d-2cc962bf0379.png?resizew=346)
III.我国科学家首次用CO2高效合成乙酸,其反应路径如图2所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/8/1384e9d6-43ff-4643-8f51-f0606f7a629b.png?resizew=331)
(3)①原料中的CH3OH可通过电解法由CO2制取,用稀硫酸作电解质溶液,写出生成CH3OH的电极反应式___________ 。
②根据图示,写出总反应的化学方程式:___________ 。
I.CO2催化加氢合成甲醇:
(1)反应方程式为:CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
已知反应中相关化学键键能数据如下:
化学键 | H-H | C=O | C-H | C-O | O-H |
kJ·mol-1 | 436 | 803 | 414 | 326 | 465 |
①该反应的∆H=
在密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2,在不同条件下发生反应:CO2(g) +3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/9/45bee648-cc2d-402c-b63f-3cf92e14be00.png?resizew=258)
②M、N两点的化学反应速率:v( N)
③为提高CO2的转化率,除改变温度和压强外,还可以采取的措施是
④若506K时,在10L密闭容器中反应,达平衡时恰好处于图中M点,则N点对应的平衡常数K=
II. CO2催化加氢合成甲酸:
(2)利用CO2在新型钌配合物催化剂下加氢合成甲酸,反应机理如图1所示,图中含Ru配合物的某段结构用M表示。该反应的中间体为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/9/945d230c-53c8-41d6-9f4d-2cc962bf0379.png?resizew=346)
III.我国科学家首次用CO2高效合成乙酸,其反应路径如图2所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/8/1384e9d6-43ff-4643-8f51-f0606f7a629b.png?resizew=331)
(3)①原料中的CH3OH可通过电解法由CO2制取,用稀硫酸作电解质溶液,写出生成CH3OH的电极反应式
②根据图示,写出总反应的化学方程式:
更新时间:2022-08-24 21:00:06
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【推荐1】氮的化合物在生产、生活中广泛存在。
(1)键能是将1mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B所需的能量。已知下列化学键的键能如下表:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/11/29/1827533864935424/1828549509578752/STEM/984df96cc29148b09dc64797f241bc19.png?resizew=492)
写出1mol气态肼(H2N-NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式________________ 。
(2)用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+C(s)
N2(g)+CO2(g),向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为400℃、400℃、T℃)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/11/29/1827533864935424/1828549509578752/STEM/9fcd7133285a42779019a8a7331ebc0c.png?resizew=468)
①该反应为________ (填“放热”或“吸热”)反应。
②乙容器在60min时达到平衡状态,则0~60min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=____________ 。
(3)用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s)
N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1molNO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/11/29/1827533864935424/1828549509578752/STEM/c89c010c562c484dadac513685b634dd.png?resizew=320)
①A、C两点的浓度平衡常数关系:Kc(A)________ Kc(C)(填“<”或“>”或“=”)。
②A、B、C三点中NO2的转化率最高的是________ (填“A”或“B”或“C”)点。
③计算B点时该反应的压强平衡常数Kp(B)=________ (Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(1)键能是将1mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B所需的能量。已知下列化学键的键能如下表:
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写出1mol气态肼(H2N-NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式
(2)用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+C(s)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
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①该反应为
②乙容器在60min时达到平衡状态,则0~60min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=
(3)用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s)
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/11/29/1827533864935424/1828549509578752/STEM/c89c010c562c484dadac513685b634dd.png?resizew=320)
①A、C两点的浓度平衡常数关系:Kc(A)
②A、B、C三点中NO2的转化率最高的是
③计算B点时该反应的压强平衡常数Kp(B)=
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【推荐2】
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)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
_______
。(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。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/20/79c93ce9-254a-461c-8712-a80e85e6729b.png?resizew=303)
①
的关系由大到小为_______ 。
②M点,
的转化率为_______ 。
③在
、
时,图中N点![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/60a04445b1746f718fdbdc25156e96b7.png)
_______
(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。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/20/658c65a2-f9f9-4251-a37f-09dbaa2af5af.png?resizew=313)
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_______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50a5c6d26e9821c59de16c928dcb79f0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50a5c6d26e9821c59de16c928dcb79f0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50a5c6d26e9821c59de16c928dcb79f0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e9b0547b553bc0c6d94299341006c14.png)
化学键 | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
![]() | a | b | c | d | e |
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d03ddd13d881aef15d17b0e71861d57d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2a7cfe0612af5d35b8dea70479762c4f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/12b29f6ef2c4d66a4ca654a4e69ff9f7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/20/79c93ce9-254a-461c-8712-a80e85e6729b.png?resizew=303)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18aaa3b9ac6c125c36425d85189a3464.png)
②M点,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7e654446d9bc028539811519726cd0f.png)
③在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b134979720dce8399d670998451f1c88.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/602e7c99938330f44150a2148b0911fe.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/60a04445b1746f718fdbdc25156e96b7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/871e413de45fe989364c83c01e5690ae.png)
(3)用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7e654446d9bc028539811519726cd0f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7e654446d9bc028539811519726cd0f.png)
![]() | ![]() | 选择性/% | |
![]() | ![]() | ||
230 | 12.83 | 47.75 | 52.25 |
250 | 17.63 | 36.22 | 63.77 |
270 | 15.96 | 59.78 | 40.22 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
(4)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7c53dae0490f9a6fd537a0263ed93626.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5347c23ecd795affb455904082df68e4.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/20/658c65a2-f9f9-4251-a37f-09dbaa2af5af.png?resizew=313)
①存在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/39b759ed3dce8d877aecdbdcfe237c42.png)
②由
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7e654446d9bc028539811519726cd0f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
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【推荐3】为了改善环境,科学家投入了大量的精力研究碳、氮及其化合物的转化。请回答下列有关问题:
(1)利用N2与H2合成氨是重要的工业反应,下图为反应过程中的能量变化关系。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/17/1925917085687808/1927502494187520/STEM/95ccf48899e54b719b308d75362124a9.png?resizew=310)
①反应中加入铁粉可以提高反应速率,其原因是____________ 。
②已知某些化学键键能数据如下表:
反应
N2(g) +
H2(g)
NH3(g)的活化能Ea=254kJ/mol,则反应NH3(g)![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/17/1925917085687808/1927502494187520/STEM/69827ccbeeee4b53bfcf088e82d0239f.png?resizew=33)
N2(g) +
H2(g) 的活化能Eb=______ kJ/mol。
(2)汽车内燃机工作时会将N2转化为NO,反应式为N2(g) +O2(g)
2NO(g),该反应在不同温度下的平衡常数K如下表:
温度为2000℃,某时刻测得反应体系中各物质的浓度分别为c(N2)=0.2mol/L,c(O2)=0.03mol/L,c(NO) =0.03mol/L,此时该反应的速率(v)应满足的关系为_______ (填字母序号)。
A.v正>v 逆 B.v正=v逆 C.v正<v逆 D.无法确定
(3)工业上可将CO转化成甲醇,反应式为: CO(g) +2H2(g)
CH3OH(g)。若在一容积可变的密闭容器中充入1mol CO和2mol H2进行反应,初始体积为3L,保持压强不变,反应后CO的平衡转化率随温度(T) 的变化如右图中曲线所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/17/1925917085687808/1927502494187520/STEM/91fb46f2fd54404eabb65f9db76cb1a9.png?resizew=279)
①若所加的CO和H2的量以及反应温度均不变,则达到平衡状态A、B时的压强pA____ pB (填“>”、“<”或“=”),其原因是___________________ 。
②若达到化学平衡状态A时,CO的体积分数为25%,此时CO的转化率为_____ ;平衡常数KA=________ 。
(1)利用N2与H2合成氨是重要的工业反应,下图为反应过程中的能量变化关系。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/17/1925917085687808/1927502494187520/STEM/95ccf48899e54b719b308d75362124a9.png?resizew=310)
①反应中加入铁粉可以提高反应速率,其原因是
②已知某些化学键键能数据如下表:
化学键 | H-H | N≡N | N-H |
E/(kJ/mol) | 436 | 946 | 391 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b8503f4706b8321e4e79a87eadea84.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/17/1925917085687808/1927502494187520/STEM/69827ccbeeee4b53bfcf088e82d0239f.png?resizew=33)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/17/1925917085687808/1927502494187520/STEM/69827ccbeeee4b53bfcf088e82d0239f.png?resizew=33)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b8503f4706b8321e4e79a87eadea84.png)
(2)汽车内燃机工作时会将N2转化为NO,反应式为N2(g) +O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/17/1925917085687808/1927502494187520/STEM/69827ccbeeee4b53bfcf088e82d0239f.png?resizew=33)
温度 | 27℃ | 2000℃ |
K | 3.8×10-31 | 0.1 |
A.v正>v 逆 B.v正=v逆 C.v正<v逆 D.无法确定
(3)工业上可将CO转化成甲醇,反应式为: CO(g) +2H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/17/1925917085687808/1927502494187520/STEM/69827ccbeeee4b53bfcf088e82d0239f.png?resizew=33)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/17/1925917085687808/1927502494187520/STEM/91fb46f2fd54404eabb65f9db76cb1a9.png?resizew=279)
①若所加的CO和H2的量以及反应温度均不变,则达到平衡状态A、B时的压强pA
②若达到化学平衡状态A时,CO的体积分数为25%,此时CO的转化率为
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解题方法
【推荐1】氢能是极具发展潜力的清洁能源,以氢燃料为代表的绿色燃料有良好的应用前景。回答下列问题:
(1)在载人航天器中,可以利用CO2与H2反应生成H2O,通过电解水,从而实现O2的再生。
①CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l) △H1=-252.9kJ•mol-1
②2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H1=+534kJ•mol-1
甲烷与氧气反应生成二氧化碳和液态水的热化学方程式为________ 。
(2)工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气,体系中发生如下反应。
I.CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)
II.CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ•mol-1
①下列操作中,能提高反应I中CH4(g)平衡转化率的是________ (填标号)。
A.增加CH4(g)用量 B.恒温恒压下通入惰性气体
C.移除CO(g) D.加入催化剂
②在恒温恒压下,按水碳比
=12:5投料,总压强为1.70MPa,达到平衡时CO2、H2和CH4的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如表:
则反应II的平衡常数Kc=________ 。
(3)水煤气反应II需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示),保证反应在最适宜温度附近进行。
①在催化剂活性温度范围内,图2中b~c段对应降温操作的过程,实现该过程的操作方法是________ 。
A.喷入冷水(蒸气) B.通过热交换器换热 C.按原水碳比通入冷的原料气
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温,在图3中作出CO平衡转化率随温度变化的曲线________ 。
(1)在载人航天器中,可以利用CO2与H2反应生成H2O,通过电解水,从而实现O2的再生。
①CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l) △H1=-252.9kJ•mol-1
②2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H1=+534kJ•mol-1
甲烷与氧气反应生成二氧化碳和液态水的热化学方程式为
(2)工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气,体系中发生如下反应。
I.CH4(g)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
II.CO(g)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
①下列操作中,能提高反应I中CH4(g)平衡转化率的是
A.增加CH4(g)用量 B.恒温恒压下通入惰性气体
C.移除CO(g) D.加入催化剂
②在恒温恒压下,按水碳比
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/db61e4f9d891df15ba074a0c8d01e29a.png)
p(CO2)/MPa | 0.30 | p(H2)/MPa | 0.30 | p(CH4)/MPa | 0 |
(3)水煤气反应II需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示),保证反应在最适宜温度附近进行。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/9/bd458ace-b728-49cb-82eb-47b7129428b1.png?resizew=493)
①在催化剂活性温度范围内,图2中b~c段对应降温操作的过程,实现该过程的操作方法是
A.喷入冷水(蒸气) B.通过热交换器换热 C.按原水碳比通入冷的原料气
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温,在图3中作出CO平衡转化率随温度变化的曲线
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(0.4)
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【推荐2】全球大气
浓度升高对人类生产生活产生了影响,研究二氧化碳的回收对我国2060年实现碳中和具有现实意义,碳及其化合物的资源化利用成为研究热点。回答下列问题:
(1)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇,其反应原理为:
①通过表格中的数值可以推断:该反应在________ (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
②
的平衡转化率与氢碳比
及压强、温度的关系分别如图 a和图 b所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/1/0e3e5955-f655-419f-ac4b-b69cf1f82e3e.png?resizew=367)
图a中氢碳比
从大到小的顺序为___________ 。图b中压强从大到小的顺序为___________ 。
(2)反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/78b49a5028bed85b54f4ffd3cbc25b0e.png)
反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d13d5a1e4c988c71f80e84aa31f541be.png)
反应![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7808abc899651ab534b658cda7cc7deb.png)
①
___________ ,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/562d5985f000517164f888e6f322784b.png)
___________ (用
表示)。
②研究表明,反应 Ⅲ的速率方程为
表示反应气体的物质的量分数,
为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算),
为反应的速率常数。当恒压
,只发生反应Ⅲ:COg+H2Og⇌CO2g+H2gΔH3=-akJ⋅mol-1K3且
加料时,平衡转化率为 b,求反应物转化率为
时的反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de65d30707c44f6ff6671debfd06d7f2.png)
___________ (用含
的计算式表示,不用化简)。
(3)已知
时,大气中的
溶于水存在以下过程:
①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18d39ed3a4e21dd98e2b529cba23928e.png)
②![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f0c2883738492cc5ae6e9edd2afcbbcb.png)
溶液中
的浓度
为比例系数,此题可看为常数)。当大气压强为
,大气中
的物质的量分数为
时,溶液中
的浓度为_______
(忽略
和水的电离)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(1)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇,其反应原理为:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ee5dea595d15ac9cacbe6cfa7a4853d8.png)
温度/ ![]() | 400 | 500 |
平衡常数 ![]() | 9 | 5.3 |
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/744ef265e87ce0ffab8737be5abb1324.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/1/0e3e5955-f655-419f-ac4b-b69cf1f82e3e.png?resizew=367)
图a中氢碳比
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5022abc6afd4deff13845419fa38312e.png)
(2)反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6dc2df5a0104a5b8e66d88030fd4888c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/78b49a5028bed85b54f4ffd3cbc25b0e.png)
反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e510f17dcf4bebdd207b5fd3050c80d1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d13d5a1e4c988c71f80e84aa31f541be.png)
反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7808abc899651ab534b658cda7cc7deb.png)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/970ede1b912fa8414094f27120a17e4d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/562d5985f000517164f888e6f322784b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/033b008918d1ab14cea4d96ec7d9fde0.png)
②研究表明,反应 Ⅲ的速率方程为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/44ea6743f587d14bdd03bc5eab2d0500.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/febe6ae46e15c2df1772464535e1ce23.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/253c838949b6987206019864d07eafde.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f4f1b87ed4c39af85b3c0981ce28c79.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7a746b0d6a10d6d40aa63e02e2ddd823.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7297cf162f1a83ea04992eff2966cc9f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de65d30707c44f6ff6671debfd06d7f2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4af68da43d504ed5ca33451716877da3.png)
(3)已知
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5b1ea1c0b768f231430b1ae0836a4e66.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18d39ed3a4e21dd98e2b529cba23928e.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f0c2883738492cc5ae6e9edd2afcbbcb.png)
溶液中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b52b63d6c3c096381debcd2ac35fa174.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/58bbd6016e9cef487f67e15e7d6bbdfa.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35017136e2516c5e2994daacbd2d5371.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ed9af8c3fbdb748fd11e2423de063616.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a8b6ede55013761f0df50ef4854cb9d4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c4d9129b79ac985bc46c88b092aeb02.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/990ea0fd806f2a823c908705100860e8.png)
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(0.4)
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解题方法
【推荐3】碘及其化合物在生产、生活和科技等方面都有着重要的应用。回答下列问题:
(1)已知:①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4ca190e179b3e4637167ee4616624c52.png)
②
。
则5CO(g)+I2O5(s)=5CO2(g)+I2(s)的ΔH=_______ 。
(2)碘不易溶于水,但易溶于碘化钾溶液并生成多碘离子,反应如下:
①
; ②
。
温度降低时,反应①的平衡常数将_______ (填“增大”“减小”或“不变”);反应②的平衡常数的表达式为K=_______ 。
(3)碘与钨在一定温度下,可发生如下可逆反应:
。现准确称取0.508g碘和0.736g金属钨放置于50.0mL的密闭容器中,并加热使其反应。如图是混合气体中的WI2蒸气的物质的量随时间变化关系的图象[n(WI2)~t],其中曲线Ⅰ(0~t2时间段)的反应温度为450℃,曲线Ⅱ(从t2时刻开始)的反应温度为530℃。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/11/44d2abca-c4ed-4b63-97ae-ce489a581152.png?resizew=434)
① 该反应ΔH_______ 0(填“>”或“<”)。
② 反应从开始到t1(t1= 3 min)时间内 I2的平均反应速率v(I2)=_______ 。
③ 在450℃时,该反应的平衡常数K的值为_______ 。
④ 能够说明上述反应已经达到平衡状态的有_______ (填选项字母)。
A.I2与WI2的浓度相等
B. 容器内各气体的浓度不再改变
C. 容器内混合气体的密度不再改变
D.容器内气体压强不发生变化
(1)已知:①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4ca190e179b3e4637167ee4616624c52.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d9840d00f46f110d8a62634e4b3d506.png)
则5CO(g)+I2O5(s)=5CO2(g)+I2(s)的ΔH=
(2)碘不易溶于水,但易溶于碘化钾溶液并生成多碘离子,反应如下:
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e3ff15f3844119c7ee554d9bc74994a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9cb48b6b0cc036f4ade91fb7e7f48b13.png)
温度降低时,反应①的平衡常数将
(3)碘与钨在一定温度下,可发生如下可逆反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/346b3089be9dfd85912cc877795a7b5f.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/11/44d2abca-c4ed-4b63-97ae-ce489a581152.png?resizew=434)
① 该反应ΔH
② 反应从开始到t1(t1= 3 min)时间内 I2的平均反应速率v(I2)=
③ 在450℃时,该反应的平衡常数K的值为
④ 能够说明上述反应已经达到平衡状态的有
A.I2与WI2的浓度相等
B. 容器内各气体的浓度不再改变
C. 容器内混合气体的密度不再改变
D.容器内气体压强不发生变化
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(0.4)
【推荐1】
的转化和利用是实现碳中和的有效途径。其中
转换为
被认为是最可能利用的路径,该路径涉及反应如下:
反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/599c7ac33ea117d56f13fb2206ae929c.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8a75b8449a571bf5e56836e90ae1064e.png)
请回答下列问题:
(1)若已知
和CO的燃烧热,计算反应Ⅱ的
,还需要的一个数据为___________ 。
(2)在催化剂条件下,反应Ⅰ的反应机理和相对能量变化如图(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注,TS为过渡态)。
完善该反应机理中相关的化学反应方程式:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b9e0ed8133d0683ca4a3b11c01f7b64f.png)
___________ ;以TS2为过渡态的反应,其正反应活化能为___________ eV。
(3)在恒温恒压下,
和
按体积比1∶3分别在普通反应器(A)和分子筛膜催化反应器(B)中反应,测得相关数据如下表。
已知:
①分子筛膜催化反应器(B)具有催化反应、分离出部分水蒸气的双重功能;
②
的选择性
。
①在普通反应器(A)中,下列能作为反应(反应Ⅰ和反应Ⅱ)达到平衡状态的判据是___________ (填标号)。
A.气体压强不再变化 B.气体的密度不再改变
C.
D.各物质浓度比不再改变
②平衡状态下,反应器(A)中,甲醇的选择性随温度升高而降低,可能的原因是___________ 。
③在反应器(B)中,
的平衡转化率明显高于反应器(A),可能的原因是___________ 。
④若反应器(A)中初始时
,反应Ⅱ的化学平衡常数
(Ⅱ)=___________ (用最简的分数表示)。
(4)近年来,有研究人员用
通过电催化生成HCOOH,实现
的回收利用,其工作原理如图所示。请写出Cu电极上的电极反应式:___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f3259baddfe9bc02ac5766f800607825.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/599c7ac33ea117d56f13fb2206ae929c.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/005347070dffab62c10dba68c72af84e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8a75b8449a571bf5e56836e90ae1064e.png)
请回答下列问题:
(1)若已知
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
(2)在催化剂条件下,反应Ⅰ的反应机理和相对能量变化如图(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注,TS为过渡态)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/8/c3c44974-dbbc-4e88-9d2e-fed2611ca770.png?resizew=405)
完善该反应机理中相关的化学反应方程式:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b9e0ed8133d0683ca4a3b11c01f7b64f.png)
(3)在恒温恒压下,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
1.8MPa、260℃ | |||
![]() | 甲醇的选择性 | 达到平衡时间是(s) | |
普通反应器(A) | 25.0% | 80.0% | 10.0 |
分子筛膜催化反应器(B) | a>25.0% | 100.0% | 8.0 |
①分子筛膜催化反应器(B)具有催化反应、分离出部分水蒸气的双重功能;
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fe866d5cf9ce3632cbe08471b6c8532b.png)
①在普通反应器(A)中,下列能作为反应(反应Ⅰ和反应Ⅱ)达到平衡状态的判据是
A.气体压强不再变化 B.气体的密度不再改变
C.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/700cc4e6744ef99a258fc1163c859649.png)
②平衡状态下,反应器(A)中,甲醇的选择性随温度升高而降低,可能的原因是
③在反应器(B)中,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
④若反应器(A)中初始时
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e0ab7239f58ba2a29e2c3eac6af86e14.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff3dcd5e9a094a60ff298af4b5d9ec14.png)
(4)近年来,有研究人员用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/8/165a7fbe-ab07-4526-914f-9a6629724dbe.png?resizew=184)
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解答题-原理综合题
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(0.4)
解题方法
【推荐2】研究将汽车尾气中含有的NO、CO等有害物质变废为宝,具有非常重要的现实意义。回答下列问题:
(1)NH3-SCR技术是去除NOx最为有效的技术之一:在催化剂条件下,以NH3、CH4将尾气中NOx还原为N2从而降低污染。
已知:
反应Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g) △H1=-906.5kJ•mol-1
反应Ⅱ:N2(g)+O2(g)
2NO(g) △H2=+229.3kJ•mol-1
①则反应Ⅲ:4NH3(g)+6NO(g)
5N2(g)+6H2O(g) △H3=_______ kJ•mol-1。
②用NH3去除尾气中的NOx,当V(NO):V(NO2)=1:1时称为“快速SCR反应”,该反应的化学方程式为______ 。
(2)用CH4消除NO2污染的反应为CH4(g)+2NO2(g)
N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=bkJ•mol-1。在10L密闭容器中分别加入0.50molCH4和1.2molNO2,测得不同温度下n(CH4)随时间变化的有关实验数据如表所示。
由实验数据可知:b_______ 0(填“>”或“<”)。40min时,表格中M对应的数据为_______ 。
(3)研究发现,将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧,能够降低燃煤时NO的排放,主要反应为2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)。在一定温度下,向2L的恒容密闭容器中充入0.1molNO和0.3molCO发生该反应,测得不同时间容器内的压强(p)与起始压强(p0)的比值(
)如表。
0~5min内,该反应的平均反应速率v(N2)=______ 。该反应的平衡常数K=_______ (保留三位有效数字)。
(4)将上述反应的CO2与NH3为原料合成尿素,能够实现节能减排:①2NH3(g)+CO2(g)
NH2CO2NH4(s);②NH2CO2NH4(s)
CO(NH2)2(s)+H2O(g)。对于上述反应②,在密闭容器中将过量NH2CO2NH4固体于300K下分解,平衡时p[H2O(g)]为aPa,若反应温度不变,将体系的体积减小50%,至达新平衡的过程中p[H2O(g)]的取值范围是_______ (用含a的式子表示)。
(1)NH3-SCR技术是去除NOx最为有效的技术之一:在催化剂条件下,以NH3、CH4将尾气中NOx还原为N2从而降低污染。
已知:
反应Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
反应Ⅱ:N2(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
①则反应Ⅲ:4NH3(g)+6NO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
②用NH3去除尾气中的NOx,当V(NO):V(NO2)=1:1时称为“快速SCR反应”,该反应的化学方程式为
(2)用CH4消除NO2污染的反应为CH4(g)+2NO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
组别 | 温度/K | 物质的量/mol 时间/min | 0 | 10 | 20 | 40 | 50 |
① | T1 | n(CH4) | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.10 | 0.10 |
② | T2 | n(CH4) | 0.50 | 0.30 | 0.18 | ![]() | 0.15 |
(3)研究发现,将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧,能够降低燃煤时NO的排放,主要反应为2NO(g)+2CO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bf79bf3fe3bdf41f4493598531c4a26a.png)
时间/t | 0min | 2min | 5min | 10min | 13min | 15min |
比值(![]() | 1 | 0.97 | 0.925 | 0.90 | 0.90 | 0.90 |
(4)将上述反应的CO2与NH3为原料合成尿素,能够实现节能减排:①2NH3(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
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【推荐3】自从1902年德国化学家哈伯研究出合成氨的方法以来,氨在工农业生产中应用广泛,可由N2、H2合成NH3。
(1)天然气蒸汽转化法是目前获取原料气中H2的主流方法。CH4经过两步反应完全转化为H2和CO2,其能量变化示意图如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/20/2833569006993408/2836304445579264/STEM/9e08ff339ba64e9c9e3965341f86f7f5.png?resizew=554)
结合图象,写出1molCH4通过蒸汽转化为CO2和H2的△H=___ kJ·mol-1。
(2)20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜作电极,通过电解实现高温常压下的电化学合成氨。其示意图如图所示,阴极的电极反应式为___ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/20/2833569006993408/2836304445579264/STEM/a0990df549604abfb5660833ce458843.png?resizew=223)
(3)甲小组模拟工业合成氨在一恒温恒容的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H<0。如t1min时达到平衡,在t2min时改变某一条件,其反应过程如图所示,下列说法正确的是____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/20/2833569006993408/2836304445579264/STEM/21f929bfeede4ad7829ce942a895955f.png?resizew=264)
A.t2min时改变的条件可以是向密闭容器中加N2
B.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数:KⅠ<KⅡ
C.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡的标志可以是混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
(4)乙小组模拟不同条件下的合成氨反应,向容器中充入3mol N2和9mol H2,不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/20/2833569006993408/2836304445579264/STEM/e847bc6f6a2d46b3a92a61033e94340b.png?resizew=392)
①T1、T2、T3由大到小的排序为___ 。
②在T2、60MPa条件下,A点v正___ v逆(填“>”“<”或“=”),理由是__ 。
③计算T2、60MPa平衡体系的平衡常数Kp=___ MPa-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,结果保留两位有效数字)
(1)天然气蒸汽转化法是目前获取原料气中H2的主流方法。CH4经过两步反应完全转化为H2和CO2,其能量变化示意图如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/20/2833569006993408/2836304445579264/STEM/9e08ff339ba64e9c9e3965341f86f7f5.png?resizew=554)
结合图象,写出1molCH4通过蒸汽转化为CO2和H2的△H=
(2)20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜作电极,通过电解实现高温常压下的电化学合成氨。其示意图如图所示,阴极的电极反应式为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/20/2833569006993408/2836304445579264/STEM/a0990df549604abfb5660833ce458843.png?resizew=223)
(3)甲小组模拟工业合成氨在一恒温恒容的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)
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A.t2min时改变的条件可以是向密闭容器中加N2
B.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数:KⅠ<KⅡ
C.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡的标志可以是混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
(4)乙小组模拟不同条件下的合成氨反应,向容器中充入3mol N2和9mol H2,不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/20/2833569006993408/2836304445579264/STEM/e847bc6f6a2d46b3a92a61033e94340b.png?resizew=392)
①T1、T2、T3由大到小的排序为
②在T2、60MPa条件下,A点v正
③计算T2、60MPa平衡体系的平衡常数Kp=
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解答题-工业流程题
|
较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐1】硒(Se)是一种新型半导体材料;银是一种物理化学性质优良的贵重金属,需求逐年上升。实验室模拟工业对富硒废料(含
、
)进行综合处理的一种工艺流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/10/9a2ce4d5-ed6d-442c-93e1-dbf78fffc3fe.png?resizew=646)
(1)焙烧时应把废料于_______ 中(填仪器名称),为提高焙烧效率可采取的措施_______ (写一条即可)。
(2)
应选用_______ (填“浓”或“稀”)溶液,原因是_______ 。
(3)操作1的名称是_______ 。
(4)
还原过程中产生了对环境友好的气体,其氧化剂为
,写出该反应的离子方程式:_______ 。
(5)如图装置可以制备一水合肼
,其阳极的电极反应式为_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/10/3b93bc67-9aff-4a9a-9789-1e4e94f79a9e.png?resizew=300)
(6)有机溶剂为煤油与硫醚的混合物。对操作1中有机溶剂组成、浸出液酸度对萃取率的影响做如下探究,结果如图1、图2所示,则得出的结论为_______ 。(浸出液
)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/836d2625e8b5515a80314415928ae5a9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5006a11492e6dd0a85f6605b63ef9d8d.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/10/9a2ce4d5-ed6d-442c-93e1-dbf78fffc3fe.png?resizew=646)
(1)焙烧时应把废料于
(2)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/14353a38204376d0c45212ff20e540dd.png)
(3)操作1的名称是
(4)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8cb071d341b6de6f0edca647ec7792d1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/90bcd1f1cd6c123f58243807650108c7.png)
(5)如图装置可以制备一水合肼
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f2a26f4564c1821f0cdeef0ac468281a.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/10/3b93bc67-9aff-4a9a-9789-1e4e94f79a9e.png?resizew=300)
(6)有机溶剂为煤油与硫醚的混合物。对操作1中有机溶剂组成、浸出液酸度对萃取率的影响做如下探究,结果如图1、图2所示,则得出的结论为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c9f919d84f2b1edd3668fba8d93e86c5.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/10/8dc1067a-bc78-46d2-82f7-08b87015061b.png?resizew=544)
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
名校
【推荐2】Ⅰ.当今社会的主题之一:发展经济,节能减排。而燃料电池因其无污染,且原料来源广可再生被人们青睐,广泛应用于生产、生活、科学研究中,现有如下图所示装置,所有电极均为Pt,请按要求回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/17/2896606537646080/2941916246048768/STEM/951b6858-ace4-4ae1-b956-f12fa479b738.png?resizew=518)
(1)写出甲装置a极的电极反应式_______ 。
(2)当b极消耗标准状况下
时,若乙中硫酸铜溶液的体积是
,假若电解前后溶液体积保持不变,此时乙池中的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/459d335096fda727e182ca52a42a2a3d.png)
_______ ,若乙池中
足够,电解一段时间后,要恢复到原来的状态,则可加入_______ 。
(3)现用丙装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、使酸和氢氧化钾,其中M、N为离子交换膜,只允许某些离子通过,则N为_______ 离子交换膜(填“阴”或“阳”),B出口导出的气体为_______ (写化学式),生成该气体的电极反应式_______ 。
Ⅱ.某实验小组同学利用如图装置对电化学原理进行了一系列探究活动。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/17/2896606537646080/2941916246048768/STEM/f27354d7-20e4-4a3d-9682-63323e503486.png?resizew=263)
(4)甲池装置为_______ (填“原电池”或“电解池”)。
(5)实验过程中,甲池左侧烧杯中
的浓度_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(6)甲池反应前两电极质量相等,一段时间后,其中某一电极质量增加
,导线中通过_______
电子。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/17/2896606537646080/2941916246048768/STEM/951b6858-ace4-4ae1-b956-f12fa479b738.png?resizew=518)
(1)写出甲装置a极的电极反应式
(2)当b极消耗标准状况下
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/92f803f706607f922da2f9b9cb5034ea.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b6df4fa7ac3b8289d58e224ad0148733.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/459d335096fda727e182ca52a42a2a3d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f9849b53c5bfc8225ff8f92aa9f10b82.png)
(3)现用丙装置电解硫酸钾溶液制取氢气、氧气、使酸和氢氧化钾,其中M、N为离子交换膜,只允许某些离子通过,则N为
Ⅱ.某实验小组同学利用如图装置对电化学原理进行了一系列探究活动。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/17/2896606537646080/2941916246048768/STEM/f27354d7-20e4-4a3d-9682-63323e503486.png?resizew=263)
(4)甲池装置为
(5)实验过程中,甲池左侧烧杯中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/65c41754d5a6063c49f6ee429dc68065.png)
(6)甲池反应前两电极质量相等,一段时间后,其中某一电极质量增加
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9512f84b83eca6f02690dd3c2e75ceba.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.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】地球上的氮元素对动植物有重要作用,其中氨的合成与应用是当前的研究热点。人工固氮最主要的方法是Haber—Bosch法。通常用以铁为主的催化剂在400~500℃和10~30MPa的条件下,由氮气和氢气直接合成氨。
在Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态):
化学吸附:N2(g)→2N*;H2(g)→2H*;
表面反应:N*+H*⇌NH*;NH*+H*⇌NH2*;NH2*+H*⇌NH3*;
脱附:NH3*⇌NH3(g)
其中,N2的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。
请回答:
(1)已知合成氨反应中生成1 mol NH3放出46kJ热量,该反应的热化学方程式为______
(2)实际生产中,原料气中N2和H2物质的量之比为1:2.8。分析说明原料气中N2过量的理由________ 。
(3)关于合成氨工艺的下列理解,正确的是____________ 。
A.合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零
B.控制温度远高于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率
C.基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化,不断将液氨移去,利于反应正向进行
D.原料中N2由分离空气得到,H2由天然气与水蒸气反应生成,原料气需要经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生
(4)已知反应:
N2(g)+
H2(g)⇌NH3(g)标准平衡常数
,其中
为标准压强(1×105Pa),
、
和
为各组分的平衡分压,如:
=
,p为平衡总压,
为平衡系统中NH3的物质的量分数。
若N2和H2起始物质的量之比为1:3,反应在恒定温度和标准压强下进行,N2的平衡转化率为
,则
=_________ (用含
的最简式表示)。
(5)常温常压下电解法合成氨的原理如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/23/65daefa5-5101-4359-9031-b4f0cb0c9e1b.png?resizew=217)
①阴极生成氨的电极反应式为__________ 。
②阳极产物只有O2,电解时实际生成的NH3的总量远远小于由O2理论计算所得NH3的量,结合电极反应式解释原因:___________________ 。
在Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态):
化学吸附:N2(g)→2N*;H2(g)→2H*;
表面反应:N*+H*⇌NH*;NH*+H*⇌NH2*;NH2*+H*⇌NH3*;
脱附:NH3*⇌NH3(g)
其中,N2的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。
请回答:
(1)已知合成氨反应中生成1 mol NH3放出46kJ热量,该反应的热化学方程式为
(2)实际生产中,原料气中N2和H2物质的量之比为1:2.8。分析说明原料气中N2过量的理由
(3)关于合成氨工艺的下列理解,正确的是
A.合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零
B.控制温度远高于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率
C.基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化,不断将液氨移去,利于反应正向进行
D.原料中N2由分离空气得到,H2由天然气与水蒸气反应生成,原料气需要经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生
(4)已知反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b8503f4706b8321e4e79a87eadea84.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/81cb15ea6c6e2136643a2a3af21c5d89.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ab62954d6992fa40a2e7dc468e45d096.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd88ca1503a6a171a874e42275f1bb99.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/932a94d697d3926ebd731c6e88e158ab.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/061253a2e38d1f09350bb08a726515c3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd88ca1503a6a171a874e42275f1bb99.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d7532260585e6b8fd0e0248aa459d871.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f0a185c47f48cf0f64ae43a53c3f613.png)
若N2和H2起始物质的量之比为1:3,反应在恒定温度和标准压强下进行,N2的平衡转化率为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e514bc1761deff47d27c1909c1906ab4.png)
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(5)常温常压下电解法合成氨的原理如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/23/65daefa5-5101-4359-9031-b4f0cb0c9e1b.png?resizew=217)
①阴极生成氨的电极反应式为
②阳极产物只有O2,电解时实际生成的NH3的总量远远小于由O2理论计算所得NH3的量,结合电极反应式解释原因:
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