碳一物质(CO、CO2、CH4、CH3OH等)在合成工业中有重要用途。回答下列问题:
(1)已知相关化学键的键能数据如下表:
某反应的化学平衡常数表达式为K=
,写出该反应的热化学方程式:_______ ;该反应在_______ (填“高温”或“低温”)下更易自发进行。
(2)一定温度下,在2L容积不变的密闭容器中,充入1molCO2(g)和3molH2(g)发生反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49kJ·mol-1,反应5min时达到平衡,测得该过程中放出热量为19.6kJ。
①容器中混合气体平衡时的总压强与起始的总压强之比为_______ ;0~5min内,用CO2来表示反应的平均反应速率是_______ 。
②此温度下该反应的平衡常数K=_______ (保留两位有效数字)。
(3)科研人员通过反复实验发现:用惰性电极进行电解时,CO2可以在酸性水溶液中生成乙醇,则生成乙醇的反应发生在_______ (填“阴”或“阳”)极,写出该电极的反应式:_______ 。
(1)已知相关化学键的键能数据如下表:
化学键 | C≡O | H-H | H-C | H-O |
E/(kJ·mol-1) | 1072 | 436 | 414 | 465 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4bbbb8a7232a644929abc46b6c5c0d11.png)
(2)一定温度下,在2L容积不变的密闭容器中,充入1molCO2(g)和3molH2(g)发生反应:CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
①容器中混合气体平衡时的总压强与起始的总压强之比为
②此温度下该反应的平衡常数K=
(3)科研人员通过反复实验发现:用惰性电极进行电解时,CO2可以在酸性水溶液中生成乙醇,则生成乙醇的反应发生在
更新时间:2022-09-14 10:47:42
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【推荐1】随着人们的物质生活水平的不断提高和工业化快速发展,环境污染也日益加重,空气中有毒气体主要包括SO2、CO、NOx、烃类等等。
(1)在复合组分催化剂作用下,CH4可使SO2转化为S,同时生成CO2和水。已知CH4和S的燃烧热ΔH分别为-890 kJ /mol 和-297 kJ /mol,则CH4和SO2反应的热化学方程式为_______________ 。
(2)在20 L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,发生反应:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH。测得CO的转化率随温度及不同压强的变化如图所示,P2和195 ℃时n(H2)随时间的变化结果如表所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/21/a231ac5f-9501-4cae-8525-fd345fac7c8a.png?resizew=206)
①P2及195℃下,在B点时,v(正)_____ v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
②该反应的ΔH_________ 0(填“>”、“<”或“=”),原因是______________________________ 。
③在0~2 min,平均反应速率v(H2)=______________________ 。(数值用小数形式表示)
④在P2及195 ℃时,该反应的平衡常数Kp=__________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,结果用含P2的分式表示)。
(3)某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时,该电池工作原理见图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/21/59387872-03de-4604-8a31-6836dcd36d78.png?resizew=243)
①气体A中除了O2外,一定还含有的气体是________ 。
②该电池的负极反应式为__________________________ 。
(1)在复合组分催化剂作用下,CH4可使SO2转化为S,同时生成CO2和水。已知CH4和S的燃烧热ΔH分别为-890 kJ /mol 和-297 kJ /mol,则CH4和SO2反应的热化学方程式为
(2)在20 L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,发生反应:CO(g)+2H2(g)
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/21/a231ac5f-9501-4cae-8525-fd345fac7c8a.png?resizew=206)
P2及195 | |||||
t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
n(H2)mol | 8 | 6 | 5 | 4 | 4 |
②该反应的ΔH
③在0~2 min,平均反应速率v(H2)=
④在P2及195 ℃时,该反应的平衡常数Kp=
(3)某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时,该电池工作原理见图所示。
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①气体A中除了O2外,一定还含有的气体是
②该电池的负极反应式为
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(0.65)
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【推荐2】用活性炭还原处理氮氧化物,有关反应为C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g)。
(1)写出上述反应的平衡常数表达式_______ 。
(2)在2L恒容密闭容器中加入足量C与NO发生反应,所得数据如表,回答下列问题。
①结合表中数据,判断该反应的ΔH_______ 0(填“>”或“<”),理由是_______
②不能判断该反应达到平衡的依据是_______ 。
A.容器内气体密度恒定 B.容器内各气体浓度恒定
C.容器内压强恒定 D.υ正(NO)= 2υ逆(N2)
(3)700℃时,若向2L体积恒定的密闭容器中充入一定量N2和CO2发生反应:N2(g)+CO2(g)
C(s)+2NO(g);其中N2、NO物质的量随时间变化的曲线如下图所示。请回答下列问题。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/18/dd35b3f6-7213-4b53-8da6-f2248f701ee9.png?resizew=338)
①0~10min内的CO2平均反应速率υ=_______ 。
②第10min时,外界改变的条件可能是_______ 。
A.加催化剂 B.增大C(s)的物质的量
C.减小CO2的物质的量 D.升温 E.降温
(4)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ∙mol−1
②CH3OH(g)+
O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=−192.9 kJ∙mol−1
又知③H2O(g)=H2O(l) ΔH=−44 kJ∙mol−1
则甲醇燃烧热的热化学方程式_______
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
(1)写出上述反应的平衡常数表达式
(2)在2L恒容密闭容器中加入足量C与NO发生反应,所得数据如表,回答下列问题。
实验编号 | 温度/℃ | 起始时NO的物质的量/mol | 平衡时N2的物质的量/mol |
1 | 700 | 0.40 | 0.09 |
2 | 800 | 0.24 | 0.08 |
①结合表中数据,判断该反应的ΔH
②不能判断该反应达到平衡的依据是
A.容器内气体密度恒定 B.容器内各气体浓度恒定
C.容器内压强恒定 D.υ正(NO)= 2υ逆(N2)
(3)700℃时,若向2L体积恒定的密闭容器中充入一定量N2和CO2发生反应:N2(g)+CO2(g)
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①0~10min内的CO2平均反应速率υ=
②第10min时,外界改变的条件可能是
A.加催化剂 B.增大C(s)的物质的量
C.减小CO2的物质的量 D.升温 E.降温
(4)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ∙mol−1
②CH3OH(g)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
又知③H2O(g)=H2O(l) ΔH=−44 kJ∙mol−1
则甲醇燃烧热的热化学方程式
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(0.65)
解题方法
【推荐3】回答下列问题。
(1)水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。
可知水煤气变换的ΔH___________ 0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正=___________ eV,写出该步骤的化学方程式:___________ 。
(2)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应。已知:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,则2N2(g)+6H2O(l)
4NH3(g)+3O2(g) ΔH=___________ 。
(3)已知反应器中还存在如下反应:
ⅰ.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1
ⅱ.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2
ⅲ.CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH3
……
ⅲ为积炭反应,利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时,还需要利用___________ 反应的ΔH。
(4)饮用水中的NO
主要来自于NH
。已知在微生物的作用下,NH
经过两步反应被氧化成NO
。两步反应的能量变化示意图如下:
1 mol NH
全部被氧化成NO
的热化学方程式为___________ 。
(5)大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 ℃时,相关物质的燃烧热数据如下表:
则25 ℃时H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的热化学方程式为___________ 。
(1)水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。
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可知水煤气变换的ΔH
(2)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应。已知:N2(g)+3H2(g)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(3)已知反应器中还存在如下反应:
ⅰ.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1
ⅱ.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2
ⅲ.CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH3
……
ⅲ为积炭反应,利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时,还需要利用
(4)饮用水中的NO
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a74994fa846ff01d87548db6f34d3613.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a74994fa846ff01d87548db6f34d3613.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d7da75639d9df997d684f1d6d99692cd.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/22/d6d824e9-156c-4fe2-bc78-a72b37c8090d.png?resizew=422)
1 mol NH
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a74994fa846ff01d87548db6f34d3613.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d7da75639d9df997d684f1d6d99692cd.png)
(5)大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 ℃时,相关物质的燃烧热数据如下表:
物质 | H2(g) | C(石墨,s) | C6H6(l) |
燃烧热ΔH/(kJ·mol-1) | -285.8 | -393.5 | -3267.5 |
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解题方法
【推荐1】乙酸制氢具有重要意义,发生的反应如下:
热裂解反应:CH3COOH(g) = 2CO(g)+2H2(g) ΔH=+203.7 kJ·mol-1
脱羧基反应:CH3COOH(g) = CH4(g)+CO2(g) ΔH=-33.5 kJ·mol-1
(1)请写出CO与H2甲烷化的热化学方程式:___________ 。
(2)在密闭容器中,利用乙酸制氢,选择的压强为___________ (填“高压”或“常压”)。其中温度与气体产率的关系如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/27/0ffd4797-1b6b-4f4b-9823-0fd033cfca8c.png?resizew=289)
①约650℃之前,脱羧基反应活化能低,速率快,故氢气产率低于甲烷;650℃之后氢气产率高于甲烷,理由是___________ ,同时热裂解反应正向进行,而脱羧基反应逆向进行。
②保持其他条件不变,在乙酸气中掺杂一定量水,氢气产率显著提高而CO的产率下降,请分析原因(用化学方程式表示):___________ 。
(3)若利用合适的催化剂控制其他副反应,温度为T℃时达到平衡,总压强为p kPa,热裂解反应消耗乙酸30%,脱羧基反应消耗乙酸50%,H2体积分数为___________ ;脱羧基反应的平衡常数Kp为___________ kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×体积分数,计算结果用最简式表示)。
热裂解反应:CH3COOH(g) = 2CO(g)+2H2(g) ΔH=+203.7 kJ·mol-1
脱羧基反应:CH3COOH(g) = CH4(g)+CO2(g) ΔH=-33.5 kJ·mol-1
(1)请写出CO与H2甲烷化的热化学方程式:
(2)在密闭容器中,利用乙酸制氢,选择的压强为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/27/0ffd4797-1b6b-4f4b-9823-0fd033cfca8c.png?resizew=289)
①约650℃之前,脱羧基反应活化能低,速率快,故氢气产率低于甲烷;650℃之后氢气产率高于甲烷,理由是
②保持其他条件不变,在乙酸气中掺杂一定量水,氢气产率显著提高而CO的产率下降,请分析原因(用化学方程式表示):
(3)若利用合适的催化剂控制其他副反应,温度为T℃时达到平衡,总压强为p kPa,热裂解反应消耗乙酸30%,脱羧基反应消耗乙酸50%,H2体积分数为
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【推荐2】我国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。
的综合利用是实现碳中和的措施之一。
Ⅰ.
和
在金属催化剂表面可以合成
,普遍反应路径有三种,其中一种反应路径经历
中间体。某小组研究了金属钴的不同晶面【
、
、
】对
这种反应路径的催化效果,相关基元反应能量变化如下表(*指微粒吸附在催化剂表面):
(1)写出在
晶面反应的控速步基元反应:______ 。
(2)仅比较表格数据可知,
和
在该条件下合成
,______ 晶面的催化效果最好。
Ⅱ.
和
一定条件下也可以合成甲醇,该过程存在副反应II。
反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8fbdbbcc7f2bc2d0a416ebeb0432a007.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
(3)上述反应中相关物质能量如图1所示。计算![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2edf3ec4c25802a60151619a6cf99822.png)
______
。
(4)向VL密闭容器中通入![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1bccbb91d69f182b88d5852f10319e4c.png)
、![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/26edabbe2c43af4e74203ad34c4eff2d.png)
,在催化剂作用下发生反应。相同时间内温度对
转化率及
和
产率的影响如图2所示。
的转化率随温度升高而增大的原因可能是______ 。表示
产率随温度变化的曲线是______ (填“a”或“b”)。
),则0~tmin内
的反应速率为______ mol/(L·min),反应Ⅱ的平衡常数为______ (结果保留2位有效数字)。
Ⅲ.2021年我国科学家首先实现了从
到淀粉的全人工合成。其中的一个步骤是利用新型电化学催化装置(如图所示)将
转化为
。______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
Ⅰ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/80678254f398eb03ea59923fed05cd6e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0262557a834ec3608260e77a9b1e5337.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3d3b14debdd45956f5ade9482666c5f6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f641a3d6b637345feaf33a104dd6dfa4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/80678254f398eb03ea59923fed05cd6e.png)
基元反应步骤 | ![]() | ![]() | ![]() | |||
活化能(eV) | 反应热(eV) | 活化能(eV) | 反应热(eV) | 活化能(eV) | 反应热(eV) | |
![]() | 0.46 | -0.52 | 0.66 | -0.12 | 0.20 | -0.69 |
![]() | 1.27 | 0.73 | 0.23 | -0.16 | 1.36 | 0.78 |
![]() | 0.76 | -0.11 | 0.44 | -0.18 | 0.96 | -0.47 |
![]() | 0.53 | 0.15 | 0.42 | 0.14 | 0.54 | 0.15 |
![]() | 0.90 | 0.27 | 0.80 | 0.08 | 1.37 | 0.69 |
![]() | 0.70 | -0.63 | 0.33 | -0.47 | 0.60 | -1.02 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0262557a834ec3608260e77a9b1e5337.png)
(2)仅比较表格数据可知,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
Ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/72c0cf5a3cbf719fa0ac2ce6d5f50886.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8fbdbbcc7f2bc2d0a416ebeb0432a007.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/734142aa308989b706f37400a2a6cc27.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
(3)上述反应中相关物质能量如图1所示。计算
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2edf3ec4c25802a60151619a6cf99822.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/361f59abc7521c880d24d7eb47015b61.png)
(4)向VL密闭容器中通入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1bccbb91d69f182b88d5852f10319e4c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/26edabbe2c43af4e74203ad34c4eff2d.png)
![](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)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b4ce64564afcf33e7c1531c9ca7b26d7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
Ⅲ.2021年我国科学家首先实现了从
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】将化石燃料燃烧产生的CO2、 SO2、NO2等气体变废为宝的实验研究取得一定成效。请按要求回答下列有关问题。
(1)用稀氨水喷雾捕集CO2
①写出生成酸式盐产品的离子方程式:________________ 。
②在捕集时有中间体NH2COONH4生成。现将一定量NH2COONH4置于2 L恒容的密闭真空容器中,分别在不同温度下进行反应: NH2COONH4(s)
2NH3(g) + CO2(g)。不同时间实验测得的有关数据见下表:
上述分解反应△H____ (填“<”或“>”)0;在20℃,0-2min 内生成NH3的平均速率为______ mol·L-1·min-1。10 ℃合成NH2COONH4的平衡常数的值为_______ 。
(2)用氨气催化氧化还原法脱硝(NOx)
①此法中还原剂为_____ ;根据右图判断提高脱硝效率(单位时间内NOx浓度变化占烟气初始浓度的百分比) 的最佳条件是:_________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/11/1921950006886400/1923346713477120/STEM/89d215fb789b4dfeb548fd8c6d7cee6d.png?resizew=262)
②已知: N2(g)+O2(g)= 2NO(g) △H = +a kJ/mol
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H =-b k/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-c kJ/mol 其中a、b、c均为大于0。
则放热反应: 4NO(g)+4NH3(g) + O2(g)
4N2(g) +6H2O(g) △H=______ 。
(3)尿素[CO(NH2)2]法脱硫、脱硝,过程表示如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/11/1921950006886400/1923346713477120/STEM/85606cb3bdd34f93a5456a96ada131d4.png?resizew=500)
①CO(NH2)2与NO、NO2三者等物质的量反应,生成水和无毒气体,该反应的化学方程式为____________ 。
②常温下,将(NH4)2SO4溶于水所得溶液的pH=5,[已知电离常数K(NH3·H2O)=1×10-5]则该溶液中c(NH4+)=_________ 。
(1)用稀氨水喷雾捕集CO2
①写出生成酸式盐产品的离子方程式:
②在捕集时有中间体NH2COONH4生成。现将一定量NH2COONH4置于2 L恒容的密闭真空容器中,分别在不同温度下进行反应: NH2COONH4(s)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/11/1921950006886400/1923346713477120/STEM/91734ec0497547aeb68c83f88662c11b.png?resizew=33)
温度/℃ | 10 | 20 | 30 | |
N(CO2)/mol | 0min | 0 | 0 | 0 |
2min | 6×10-3 | 1.8×10-2 | 5.4×10-2 | |
4min | 2×10-2 | 3.2×10-2 | 6.2×10-2 | |
6min | 2×10-2 | 3.2×10-2 | 6.2×10-2 |
上述分解反应△H
(2)用氨气催化氧化还原法脱硝(NOx)
①此法中还原剂为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/11/1921950006886400/1923346713477120/STEM/89d215fb789b4dfeb548fd8c6d7cee6d.png?resizew=262)
②已知: N2(g)+O2(g)= 2NO(g) △H = +a kJ/mol
N2(g)+3H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/11/1921950006886400/1923346713477120/STEM/91734ec0497547aeb68c83f88662c11b.png?resizew=33)
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-c kJ/mol 其中a、b、c均为大于0。
则放热反应: 4NO(g)+4NH3(g) + O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/11/1921950006886400/1923346713477120/STEM/91734ec0497547aeb68c83f88662c11b.png?resizew=33)
(3)尿素[CO(NH2)2]法脱硫、脱硝,过程表示如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/11/1921950006886400/1923346713477120/STEM/85606cb3bdd34f93a5456a96ada131d4.png?resizew=500)
①CO(NH2)2与NO、NO2三者等物质的量反应,生成水和无毒气体,该反应的化学方程式为
②常温下,将(NH4)2SO4溶于水所得溶液的pH=5,[已知电离常数K(NH3·H2O)=1×10-5]则该溶液中c(NH4+)=
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解答题-工业流程题
|
适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】工业上,以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。钛铁矿主要成分为钛酸亚铁( FeTiO3),其中一部分Fe2+在风化过程中会转化为+3价。
已知:TiO(OH)2(即H2TiO3)为两性氢氧化物
(1)步骤②中,发生主要反应的离子方程式为__________ 。
(2)步骤③中,实现混合物的分离是利用物质的__________ 填字母序号)。
A.熔沸点差异 B.溶解性差异 C.氧化性、还原性差异
(3)步骤②、③、④中,均需用到的操作是__________ (填操作名称)。
(4)请结合化学用语,用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为H2TiO3的原理:__________ 。
(5)上述工艺流程中可以循环利用的物质是__________
(6)研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质,利用如图所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛。
①写出阳极所发生反应的电极反应式__________ 。
②在制备金属Ti前后,CaO的质量将__________ (填“增大”、“不变”或“减小”)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/26/6fa793a5-2413-4d41-9b31-15814448418a.png?resizew=610)
已知:TiO(OH)2(即H2TiO3)为两性氢氧化物
(1)步骤②中,发生主要反应的离子方程式为
(2)步骤③中,实现混合物的分离是利用物质的
A.熔沸点差异 B.溶解性差异 C.氧化性、还原性差异
(3)步骤②、③、④中,均需用到的操作是
(4)请结合化学用语,用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为H2TiO3的原理:
(5)上述工艺流程中可以循环利用的物质是
(6)研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质,利用如图所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/26/b15b6de9-874e-456c-909c-5e6993b43ab1.png?resizew=285)
①写出阳极所发生反应的电极反应式
②在制备金属Ti前后,CaO的质量将
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐2】氨气是一种重要的化工原料,在工农业生产中有广泛的应用。
(1)根据如图数据计算反应
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
___________
。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/28/15fb7358-ee20-4927-af44-d6318160b796.png?resizew=215)
(2)研究表明,合成氨反应在Fe催化剂上可能通过如下机理进行(*表示催化剂表面吸附位,
表示被吸附于催化剂表面的
)。判断上述反应机理中,速率控制步骤(即速率最慢步骤)为___________ (填步骤前的序号)。
(ⅰ)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2fce1aaa1c5a05153cfdb1683feb169.png)
(ⅱ)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0abf21fa2ec462e74bcb4443ab353387.png)
(ⅲ)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/155cd3a002ee059e91879ca067da0e50.png)
(ⅳ)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5aab7525e9099d5b678ccf32eede7790.png)
(ⅴ)
……
(…)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4bc43378fe4825268e4565a131cbe456.png)
(3)工业上合成尿素的反应为
,在恒定温度下,将
(g)和
(g)按物质的量之比2∶1充入体积为1L的密闭容器中,经20min达到平衡(此过程中容器体积不变),
和
的浓度变化曲线如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/28/9960f938-2fbe-48f5-abb2-37c57dd78fc0.png?resizew=269)
①若保持平衡时的温度和压强不变,再向容器中充入0.3mol的
,则此时![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c175ae491f8aab736e87cd0c7653fd1e.png)
___________ (填“>”“<”或“=”)
,判断理由是___________ 。
②若保持平衡时的温度和体积不变,25min时再向容器中充入0.2mol
和0.1mol
,在40min时重新达到平衡,请在图3中画出25~50min内
的浓度变化曲线。___________
(4)已知液氨中存在平衡
。以金属氨基化合物(如
)作为电解质电解液氨制氢。已知其中一个电极X上的电极反应式为
,则X电极是___________ (填“阳极”或“阴极”),另外一个电极Y的电极反应式为___________ 。
(1)根据如图数据计算反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e8b52176718363a5e23619ea82856b16.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/28/15fb7358-ee20-4927-af44-d6318160b796.png?resizew=215)
(2)研究表明,合成氨反应在Fe催化剂上可能通过如下机理进行(*表示催化剂表面吸附位,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5ff1b5209268abb0f257259de7568512.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
(ⅰ)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2fce1aaa1c5a05153cfdb1683feb169.png)
(ⅱ)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0abf21fa2ec462e74bcb4443ab353387.png)
(ⅲ)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/155cd3a002ee059e91879ca067da0e50.png)
(ⅳ)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5aab7525e9099d5b678ccf32eede7790.png)
(ⅴ)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/db021884316e235103501ac38a9d4589.png)
(…)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4bc43378fe4825268e4565a131cbe456.png)
(3)工业上合成尿素的反应为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bb3438a21fa35f7bc1b7166764799bb3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c523e50f790218235eae777f95a8a724.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/28/9960f938-2fbe-48f5-abb2-37c57dd78fc0.png?resizew=269)
①若保持平衡时的温度和压强不变,再向容器中充入0.3mol的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c175ae491f8aab736e87cd0c7653fd1e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b965da982ffb1c164a39a635251bd62e.png)
②若保持平衡时的温度和体积不变,25min时再向容器中充入0.2mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
(4)已知液氨中存在平衡
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b33ec4dfc03aa5ae5d906898ca82058e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e3db42b24159db302c06689db0d1235f.png)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】金属锰及化合物广泛应用于工业生产、制造业等领域。
(1)科研人员将锰粉碎后加入到
溶液中使其浸出(假定杂质不反应,溶液体积不变),发生反应
(已知含
水溶液为米黄色)
①为加快上述反应速率可以采取的措施有________ (写出一条即可)。不考虑温度因素,一段时间后Mn的溶解速率加快,可能的原因是_______ 。
②下列说明反应已达平衡的有_______ (填编号)。
A.溶液的颜色不发生变化
B.溶液中![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5a815eb3fe054ecff15356c4a7e5e9bc.png)
C.体系中固体的质量不变
D.
与
浓度的比值保持不变
③室温下,测得溶液中阳离子浓度
随时间的变化情况如下图所示,则上述反应的平衡常数K=___ ,
的转化率为_____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/31/3394d3e3-10ea-4d3c-b7fa-369ecf37674e.png?resizew=224)
④若其他条件不变,10min后向容器中迅速加入蒸馏水至溶液体积变为原来的2倍,则再次平衡时
=_____ (不考虑离子水解的影响)。
(2)
也可在
为体系的电解液中电解获得,其阳极反应式为_____ 。
(3)电解制锰后的废水中含有
,常用石灰乳进行一级沉降得到
沉淀,过滤后再向滤液中加入等体积的
溶液,进行二级沉降,为了将
的浓度降到
,则加入的
溶液的浓度至少是___ mol/L[已知
]。
(1)科研人员将锰粉碎后加入到
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9056b8168b4f90a4a63dea07d3e65f2c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fbe82363d5c4c35de9670483ce220a84.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7ca4f9667eec00454696ae509ee46b19.png)
①为加快上述反应速率可以采取的措施有
②下列说明反应已达平衡的有
A.溶液的颜色不发生变化
B.溶液中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5a815eb3fe054ecff15356c4a7e5e9bc.png)
C.体系中固体的质量不变
D.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3dcc6c1939a8b0f75e1f91d4d8a6b78b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7ca4f9667eec00454696ae509ee46b19.png)
③室温下,测得溶液中阳离子浓度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3d41d28ac2e3c1fb4030568f32f436c0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7ca4f9667eec00454696ae509ee46b19.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/31/3394d3e3-10ea-4d3c-b7fa-369ecf37674e.png?resizew=224)
④若其他条件不变,10min后向容器中迅速加入蒸馏水至溶液体积变为原来的2倍,则再次平衡时
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aab424ce4507ab19a757b424b07e071d.png)
(2)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/675cc091545bf5e76ec377833df9d421.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5f2445502b3da92665b2ef2d432aa58c.png)
(3)电解制锰后的废水中含有
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff3af4f9dcda43edc67ff354f0c1d0f.png)
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