雾霾中的NO对人体健康有严重危害,一种新技术用H2还原NO的反应原理为:2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(g)△H<0.回答下列问题:
(1)该反应的能量变化过程如图:
△H=___________ (用图中字母表示)。
(2)该反应的机理如下:
①2NO(g)N2O2(g)(快)
②N2O2(g)+H2(g)N2O(g)+H2O(g)(慢)
③N2O(g)+H2(g)N2(g)+H2O(g)(快)
下列各反应的活化能最大的是___________(填标号)。
(3)现向甲、乙、丙三个体积均为2L的密闭容器中加入一定量H2和NO发生反应,为研究H2和NO最合适的起始投料比,分别在T1℃、T2℃、T3℃进行实验(T1<T2<T3),结果如图。
①其中T1℃的实验结果所对应的曲线是___________ (填标号);当曲线X、Y、Z达到相同的NO平衡转化率时,对应的反应温度与投料比的规律是___________ 。
②T2℃时,若充入H2、NO分别为5mol、2mol,容器内的压强为p0Pa,反应进行到5min时达平衡,该反应的平衡常数Kp=___________ Pa-1(用平衡分压代替平衡浓度写出计算表达式,分压=总压×物质的量分数)。
(4)可利用如图装置,模拟电化学方法除去雾霾中的NO、SO2,则a极为___________ 极(填“阳”或“阴”),b极的电极反应式为___________ 。
(1)该反应的能量变化过程如图:
△H=
(2)该反应的机理如下:
①2NO(g)N2O2(g)(快)
②N2O2(g)+H2(g)N2O(g)+H2O(g)(慢)
③N2O(g)+H2(g)N2(g)+H2O(g)(快)
下列各反应的活化能最大的是___________(填标号)。
A.反应②的正反应 | B.反应①或③的正反应 |
C.总反应的正反应 | D.总反应的逆反应 |
①其中T1℃的实验结果所对应的曲线是
②T2℃时,若充入H2、NO分别为5mol、2mol,容器内的压强为p0Pa,反应进行到5min时达平衡,该反应的平衡常数Kp=
(4)可利用如图装置,模拟电化学方法除去雾霾中的NO、SO2,则a极为
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(已下线)化学(福建B卷)-学易金卷:2023年高考第一次模拟考试
更新时间:2022-12-15 14:16:01
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【推荐1】Ⅰ.脱除烟气中的氮氧化物(主要是指NO和NO2)可以净化空气、改善环境,是科学家研究的重要课题。
(1)CH4催化还原法。主要发生以下反应:
反应Ⅰ:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ•mol-1
反应Ⅱ:CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160kJ•mol-1
反应Ⅲ:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H3
①△H3=___ kJ•mol-1。
②一定温度下,在体积固定的密闭容器中按计量比投料进行反应Ⅲ,下列不能说明反应达到了平衡状态的是___ (填字母序号)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化
B.容器内气体总压强不再变化
C.2v正(NO2)=2v逆(CO2)
D.容器内混合气体的密度不再变化
Ⅱ.已知草酸为二元弱酸:H2C2O4HC2O+H+ Ka1;HC2OC2O+H+ Ka2。常温下,向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的KOH溶液,所得溶液中H2C2O4、HC2O、C2O三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示,回答下列问题:
(2)如果所得溶液溶质为KHC2O4,则该溶液显___ (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(3)如果所得溶液溶质为K2C2O4,则该溶液中各离子浓度由大到小顺序为___ 。
(4)当所得溶液pH=2.7时,溶液中=___ 。
(1)CH4催化还原法。主要发生以下反应:
反应Ⅰ:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ•mol-1
反应Ⅱ:CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160kJ•mol-1
反应Ⅲ:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H3
①△H3=
②一定温度下,在体积固定的密闭容器中按计量比投料进行反应Ⅲ,下列不能说明反应达到了平衡状态的是
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化
B.容器内气体总压强不再变化
C.2v正(NO2)=2v逆(CO2)
D.容器内混合气体的密度不再变化
Ⅱ.已知草酸为二元弱酸:H2C2O4HC2O+H+ Ka1;HC2OC2O+H+ Ka2。常温下,向某浓度的草酸溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的KOH溶液,所得溶液中H2C2O4、HC2O、C2O三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示,回答下列问题:
(2)如果所得溶液溶质为KHC2O4,则该溶液显
(3)如果所得溶液溶质为K2C2O4,则该溶液中各离子浓度由大到小顺序为
(4)当所得溶液pH=2.7时,溶液中=
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解答题-原理综合题
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(0.65)
解题方法
【推荐2】亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂,工业上可用NO和Cl2合成。回答下列问题:
(1)已知:①2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+NOCl(g) △H1
②4NO2(g)+2NaCl(s) ⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) △H2
③2NO(g)+Cl2(g) ⇌2NOCl(g) △H3
则△H3=_____________ (用含△H1、△H2的代数式表示)。
(2)一定温度下,向2L密闭容器中充入amol NOCl(g),发生反应2NOCl(g)⇌2NO(g)+Cl2(g)。
①已知上述反应中正反应速率的表达式为v正=k·cn(NOCl)。300℃时,测得正反应速率与NOCl的浓度的关系如表所示:
n=______ ;k=_____ L·mol-1·s-1;当c(NOCl)=0.50 mol·L-1时,v正=_____ mol·L-1·s-1。
②测得NO的物质的量浓度与温度的关系如图所示(x<0.5a),T1________ T2(填“>”“<”或“=”);T2温度下,该反应的平衡常数K=________ mol·L-1(用含a、x的代数式表示)。
(1)已知:①2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+NOCl(g) △H1
②4NO2(g)+2NaCl(s) ⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) △H2
③2NO(g)+Cl2(g) ⇌2NOCl(g) △H3
则△H3=
(2)一定温度下,向2L密闭容器中充入amol NOCl(g),发生反应2NOCl(g)⇌2NO(g)+Cl2(g)。
①已知上述反应中正反应速率的表达式为v正=k·cn(NOCl)。300℃时,测得正反应速率与NOCl的浓度的关系如表所示:
c(NOCl)/(mol/L) | v正/(mol∙L-1∙s-1) |
0.20 | 1.6×10-9 |
0.40 | 6.4×10-9 |
0.60 | 1.44×10-8 |
n=
②测得NO的物质的量浓度与温度的关系如图所示(x<0.5a),T1
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【推荐3】近几年我国大面积发生雾霾天气,2.5微米以下的细颗粒物(PM2.5)是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。空气中的CO、SO2、氮氧化物等污染气体会通过大气化学反应生成PM2.5颗粒物。
(1) 用CaSO4代替O2与燃料CO反应,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,既可提高燃烧效率,又能得到较纯的CO2,以便于被处理。反应①为主反应,反应②和③为副反应。
ⅰ.CaSO4(s)+4CO(g)==CaS(s)+4CO2(g) ΔH1=-189.2 kJ·mol-1
ⅱ.CaSO4(s)+CO(g)==CaO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH2=+210.5 kJ·mol-1
ⅲ.CO(g)== C(s)+CO2(g) ΔH3=-86.2 kJ·mol-1
反应2CaSO4(s)+7CO(g)==CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)的ΔH=_________________
(2)已知由CO生成CO2的化学方程式为CO+O2CO2+O。其正反应速率为v正=K正·c(CO) ·c(O2),逆反应速率为v逆=K逆·c(CO2) ·c(O),K正、K逆为速率常数。在2500 K下,K正=1.21×105 L·s-1·mol-1,K逆=3.02×105 L·s-1·mol-1。则该温度下上述反应的平衡常数K值为________ (保留小数点后一位小数)。
(3)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=Q kJ·mol-1。在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
①0~10 min内,NO的平均反应速率v(NO)=___________________________________ ;
②30 min后只改变某一条件,反应达新平衡,根据上表数据判断改变的条件可能是____ (选填字母);
a.加入一定量的活性炭 b.通入一定量的NO c.适当缩小容器的体积 d.加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5∶3∶3,则Q_____ 0 (填“>”、“=”或“<”)。
(4)利用如图所示电解装置(电极均为惰性电极)也可吸收SO2,并用阴极室排出的溶液吸收NO2。与电源b极连接的电极的电极反应式为____________________________________ 。
(5)NO2在一定条件下可转化为NH4NO3和NH4NO2。相同温度下,等浓度NH4NO3和NH4NO2两份溶液,测得NH4NO2溶液中c(NH4+)较小,分析可能的原因________________________ 。
(1) 用CaSO4代替O2与燃料CO反应,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,既可提高燃烧效率,又能得到较纯的CO2,以便于被处理。反应①为主反应,反应②和③为副反应。
ⅰ.CaSO4(s)+4CO(g)==CaS(s)+4CO2(g) ΔH1=-189.2 kJ·mol-1
ⅱ.CaSO4(s)+CO(g)==CaO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH2=+210.5 kJ·mol-1
ⅲ.CO(g)== C(s)+CO2(g) ΔH3=-86.2 kJ·mol-1
反应2CaSO4(s)+7CO(g)==CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)的ΔH=
(2)已知由CO生成CO2的化学方程式为CO+O2CO2+O。其正反应速率为v正=K正·c(CO) ·c(O2),逆反应速率为v逆=K逆·c(CO2) ·c(O),K正、K逆为速率常数。在2500 K下,K正=1.21×105 L·s-1·mol-1,K逆=3.02×105 L·s-1·mol-1。则该温度下上述反应的平衡常数K值为
(3)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=Q kJ·mol-1。在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
时间(min) 浓度(mol·L-1) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①0~10 min内,NO的平均反应速率v(NO)=
②30 min后只改变某一条件,反应达新平衡,根据上表数据判断改变的条件可能是
a.加入一定量的活性炭 b.通入一定量的NO c.适当缩小容器的体积 d.加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5∶3∶3,则Q
(4)利用如图所示电解装置(电极均为惰性电极)也可吸收SO2,并用阴极室排出的溶液吸收NO2。与电源b极连接的电极的电极反应式为
(5)NO2在一定条件下可转化为NH4NO3和NH4NO2。相同温度下,等浓度NH4NO3和NH4NO2两份溶液,测得NH4NO2溶液中c(NH4+)较小,分析可能的原因
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【推荐1】近年科学家提出“绿色自由”构想。把含有大量CO2的空气吹入K2CO3溶液中,再把CO2从溶液中提取出来,并使之与H2反应生成可再生能源甲醇。其工艺流程如图所示:
(1) 已知:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-94.9kJ/mol
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ/mol
则在合成塔中,CO2与H2反应生成气态的H2O和甲醇的热化学方程式为_________ .
(2)该工艺在哪些方面体现了“绿色自由”构想中的“绿色”( 写出一条即可)________ .
(3)一定条件下,往2L 恒容密闭容器中充入1mol CO2 和3 mol H2,在不同催化剂作用下发生反应I、反应Ⅱ与反应Ⅲ,相同时间内CO2的转化率随温度变化如下图所示:
①催化剂效果最佳的反应是__________ (填“反应I”,“反应Ⅱ”,“反应Ⅲ”)。
②b点v (正)______ v (逆)(填“>”, “<”, “=”)。
③若此反应在a点时已达平衡状态,a点的转化率比c点高的原因是_________ 。
④c点时该反应的平衡常数K =________ 。
(4)科学家还研究了其它转化温室气体的方法,利用下图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO。该装置工作时,N电极的电极反应式为__________ 。
(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5.6×10-5mo/L,则生成沉淀所 需CaCl2溶液的最小浓度为________ 。
(1) 已知:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-94.9kJ/mol
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ/mol
则在合成塔中,CO2与H2反应生成气态的H2O和甲醇的热化学方程式为
(2)该工艺在哪些方面体现了“绿色自由”构想中的“绿色”( 写出一条即可)
(3)一定条件下,往2L 恒容密闭容器中充入1mol CO2 和3 mol H2,在不同催化剂作用下发生反应I、反应Ⅱ与反应Ⅲ,相同时间内CO2的转化率随温度变化如下图所示:
①催化剂效果最佳的反应是
②b点v (正)
③若此反应在a点时已达平衡状态,a点的转化率比c点高的原因是
④c点时该反应的平衡常数K =
(4)科学家还研究了其它转化温室气体的方法,利用下图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO。该装置工作时,N电极的电极反应式为
(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5.6×10-5mo/L,则生成沉淀所 需CaCl2溶液的最小浓度为
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【推荐2】汽车尾气含有CO2、CO、H2O、氮氧化合物(用N2O表示)等气体,CO和N2O为大气污染物。回答下列问题:
(1)CO2分子的VSEPR模型为___________ 。
(2)用CO还原N2O的能量变化如下图所示:
则反应 △H=___________ kJ/mol
(3)在相同温度和压强下,1 mol N2O和1 mol CO经过相同反应时间(均未达平衡)测得,反应物转化率使用催化剂1___________ 催化剂2(填“大于”、“等于”、“小于”)。
(4)在体积均为1 L的密闭容器A(500℃,恒温),B(起始500℃,绝热)两个容器中分别加入0.1 mol N2O、0.4 mol CO和相同催化剂,实验测得A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系如图所示。
①B容器中N2O的转化率随时间的变化关系是上图中的___________ 曲线(填“a”或“b”)。
②在密闭容器A中,下列事实能判断反应达到平衡状态的是___________ 。
A.气体的密度不再变化B.混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.体系中CO的转化率不变D.比值不再变化
③要缩短b曲线对应容器达到平衡的时间,但不改变N2O的平衡转化率,在催化剂一定的情况下可采取的措施是___________ 。
④500℃该反应的化学平衡常数K=___________ (用分数表示)。
(1)CO2分子的VSEPR模型为
(2)用CO还原N2O的能量变化如下图所示:
则反应 △H=
(3)在相同温度和压强下,1 mol N2O和1 mol CO经过相同反应时间(均未达平衡)测得,反应物转化率使用催化剂1
(4)在体积均为1 L的密闭容器A(500℃,恒温),B(起始500℃,绝热)两个容器中分别加入0.1 mol N2O、0.4 mol CO和相同催化剂,实验测得A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系如图所示。
①B容器中N2O的转化率随时间的变化关系是上图中的
②在密闭容器A中,下列事实能判断反应达到平衡状态的是
A.气体的密度不再变化B.混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.体系中CO的转化率不变D.比值不再变化
③要缩短b曲线对应容器达到平衡的时间,但不改变N2O的平衡转化率,在催化剂一定的情况下可采取的措施是
④500℃该反应的化学平衡常数K=
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【推荐3】二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳等为大气污染的主要成分,其综合治理成为当前重要的研究课题。请回答下列问题:
(1)NO、NO2体积比为1:1可被NaOH溶液恰好吸收,该反应的化学方程式为__________ 。
(2)CO在一定条件下可与H2发生如下反应:CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)△H=-944 kJ/mol
则x=_____________ 。
(3)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的SO2,将得到的Na2SO3溶液进行电解,其中阴、阳膜组合电解装置如图一所示,电极材料为石墨。
①a表示__________ (填“阴”或“阳”)离子交换膜。A~E分别代表生产中的原料或产品,其中C为硫酸,则A表示__________________ 。
②阳极的电极反应式为_____________________________ 。
(4)SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸,其中SO2发生催化氧化的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。若在T1℃、0.1MPa条件下,往一密闭容器中通入SO2和O2[其中n(SO2):n(O2)=2:1],测得容器内总压强与反应时间的关系如图二所示。
①图中A点时,SO2的转化率为____________ 。
②在其他条件不变的情况下,测得T2时压强的变化曲线如图二所示,则C点的正反应速率vC(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为vC(正)___ vA(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
③图中B点的压强平衡常数Kp=_____________ (用平衡分压代表平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(1)NO、NO2体积比为1:1可被NaOH溶液恰好吸收,该反应的化学方程式为
(2)CO在一定条件下可与H2发生如下反应:CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)△H=-944 kJ/mol
化学键 | C≡O | C-H | O-H | H-H |
键能/kJ·mol-1 | x | 413 | 463 | 436 |
则x=
(3)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的SO2,将得到的Na2SO3溶液进行电解,其中阴、阳膜组合电解装置如图一所示,电极材料为石墨。
①a表示
②阳极的电极反应式为
(4)SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸,其中SO2发生催化氧化的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。若在T1℃、0.1MPa条件下,往一密闭容器中通入SO2和O2[其中n(SO2):n(O2)=2:1],测得容器内总压强与反应时间的关系如图二所示。
①图中A点时,SO2的转化率为
②在其他条件不变的情况下,测得T2时压强的变化曲线如图二所示,则C点的正反应速率vC(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为vC(正)
③图中B点的压强平衡常数Kp=
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【推荐1】C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题,科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。
Ⅰ.(1)CO2的重整用CO2和H2为原料可得到CH4燃料。
已知:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H1=+247kJ/mol
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2=+205kJ/mol
则CO2重整的热化学方程式为___ 。
(2)T℃时,在容积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO2发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),反应达到平衡时CH3OH的体积分数与的关系如图所示:
①当起始=2时,经过5min达到平衡,CO的转化率为40%,则0~5min内平均反应速率v(H2)=___ 。若此时再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,达到新平衡时H的转化率将___ (填“增大”“减小”或“不变”)。
②当起始=3.5时,达到平衡状态后,CH3OH的体积分数可能是图象中的___ 点(选填“D”、“E”或“F”)。
Ⅱ.活性炭可用于处理汽车尾气中的NO。
在2L恒容密闭容器中加入0.1000molNO和2.030mol固体活性炭,生成A、B两种气体,在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量如表:
(3)结合上表的数据,写出NO与活性炭反应的化学方程式___ ,该反应的正反应为___ (填“吸热”或“放热”)反应。
(4)200℃时,平衡后向恒容容器中再充入0.1000molNO,再次平衡后NO的体积分数将___ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
Ⅲ.近期,有科学家设计出一套利用SO2和太阳能综合制氢方案。其基本工作原理如图所示:
(5)在该电化学装置中,Pt电极做___ 极;BiVO4电极上的反应式为___ 。
Ⅰ.(1)CO2的重整用CO2和H2为原料可得到CH4燃料。
已知:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H1=+247kJ/mol
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2=+205kJ/mol
则CO2重整的热化学方程式为
(2)T℃时,在容积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO2发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),反应达到平衡时CH3OH的体积分数与的关系如图所示:
①当起始=2时,经过5min达到平衡,CO的转化率为40%,则0~5min内平均反应速率v(H2)=
②当起始=3.5时,达到平衡状态后,CH3OH的体积分数可能是图象中的
Ⅱ.活性炭可用于处理汽车尾气中的NO。
在2L恒容密闭容器中加入0.1000molNO和2.030mol固体活性炭,生成A、B两种气体,在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量如表:
固体活性炭/mol | NO/mol | A/mol | B/mol | |
200℃ | 2.000 | 0.0400 | 0.0300 | 0.0300 |
335℃ | 2.005 | 0.0500 | 0.0250 | 0.0250 |
(3)结合上表的数据,写出NO与活性炭反应的化学方程式
(4)200℃时,平衡后向恒容容器中再充入0.1000molNO,再次平衡后NO的体积分数将
Ⅲ.近期,有科学家设计出一套利用SO2和太阳能综合制氢方案。其基本工作原理如图所示:
(5)在该电化学装置中,Pt电极做
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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2】是工业制硫酸的主要反应之一,研究该反应的速率和限度有着重要的现实意义。
(1)反应过程的能量变化如图所示,该反应为_______ (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)一定条件下,在2L的密闭容器中加入(g)、(g)和(g)发生上述反应,在末达到平衡,测得。
①内的平均反应速率_______ 。
②末_______ 。
③若其他条件不变,将容器的容积扩大至3L,该化学反应速率将_______ (填“增大”、“不变”或“减小”)。
④恒温恒容下,能说明该反应达到化学平衡状态的是_______ (填字母)。
a. b. c.混合气体的压强不再变化 d.不再变化 e.单位时间内生成的同时生成
(1)反应过程的能量变化如图所示,该反应为
(2)一定条件下,在2L的密闭容器中加入(g)、(g)和(g)发生上述反应,在末达到平衡,测得。
①内的平均反应速率
②末
③若其他条件不变,将容器的容积扩大至3L,该化学反应速率将
④恒温恒容下,能说明该反应达到化学平衡状态的是
a. b. c.混合气体的压强不再变化 d.不再变化 e.单位时间内生成的同时生成
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【推荐3】在国家“双碳”战略目标的背景下,如何实现碳资源有效利用,成为研究前沿问题。
(1)一碳化学的研究为实际转化提供理论依据和指导。其中关于的催化氢化涉及到的热化学反应方程式如下:
已知:
CO的催化氢化对应的热化学方程式为___________ 。
(2)L、M可分别表示温度或压强,进行CO的催化氢化时,根据检测数据绘制CO的平衡转化率关系如图所示:
①L为___________ 。
②比较和的大小,并解释做出判断的原因:___________ 。
(3)工业上生产新能源二甲醚()的制备原理之一为:。
①相同温度下,在两个容器中进行上述反应,某时刻测得各组分浓度及容器内反应状态如下表汇总(表中所以数据均为mol/L)
填写表中空白处反应状态:___________ 。(填“正向进行”、“达到平衡”或“逆向进行”),结合必要数据写出判断过程:___________ 。
②二甲醚()中O为-2价,二甲醚可被设计为空气燃料电池,如图所示。写出酸性环境下负极的电极反应式___________ 。
(1)一碳化学的研究为实际转化提供理论依据和指导。其中关于的催化氢化涉及到的热化学反应方程式如下:
已知:
CO的催化氢化对应的热化学方程式为
(2)L、M可分别表示温度或压强,进行CO的催化氢化时,根据检测数据绘制CO的平衡转化率关系如图所示:
①L为
②比较和的大小,并解释做出判断的原因:
(3)工业上生产新能源二甲醚()的制备原理之一为:。
①相同温度下,在两个容器中进行上述反应,某时刻测得各组分浓度及容器内反应状态如下表汇总(表中所以数据均为mol/L)
容器 | 反应状态 | ||||
Ⅰ | 达到平衡 | ||||
Ⅱ | _______ |
②二甲醚()中O为-2价,二甲醚可被设计为空气燃料电池,如图所示。写出酸性环境下负极的电极反应式
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【推荐1】我国氢能源汽车已经开始销售,氢能源的热值高、无污染,使其成为理想的能源,工业上量产化制氢原理是:CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g) ΔH=akJ/mol。
(1)相关化学键键能数据如下表所示。
则a=___________ 。
(2)关于上述反应中CO2产物的再利用一直是科研工作者研究的重点。工业上利用 CO2和制备甲醇的原理是:CO2(g) + 3H2(g)H2O(g) + CH3OH(g),现研究温度及分子筛膜(用分子筛膜代替容器器壁,该膜只允许极性分子通过)对甲醇平衡产率的影响。将CO2和初始投料分别按1.0mol/L和4.0mol/L充入恒容容器中,温度及分子筛膜对甲醇平衡产率的影响如图所示。
①220℃时,经过2min达到M点,则该条件下0~2min内的平均反应速率___________ ;无分子筛膜时,升高温度,反应速率将___________ (选填“增大”、“减小” 或“不变”)。
②其他条件不变,有分子筛膜时甲醇的平衡产率总是高于没有分子筛膜,其原因可能是___________ 。
(3)工业上利用 CO2和H2制备甲醇的容器中存在的反应有:
反应Ⅰ:CO2(g) + 3H2(g) H2O(g) + CH3OH(g)
反应Ⅱ:CO2(g) + 4H2(g) 2H2O(g) + CH4(g)
反应Ⅲ:2CO2(g) + 6H2(g) 4H2O(g) + C2H4(g)
为分析催化剂对反应的选择性,在1L恒容密闭容器中充入2.0 mol CO2和5.3mol H2。若测得反应进行相同时间后,有关物质的物质的量随温度变化如图所示:
①该催化剂在较低温度时主要选择反应___________ (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
②研究发现,若温度过高,三种含碳产物的物质的量均会迅速降低,其主要原因可能是___________ 。
③在一定温度下达到平衡,此时测得容器中部分物质的含量,,。则该温度下反应Ⅰ的平衡常数K=_______ (结果保留两位小数)。
(4)研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时零排放,其基本原理如图所示。温度小于时进行电解反应,碳酸钙先分解为和,电解质为熔融碳酸钠,阳极的电极反应为,则阴极的电极反应为___________ 。
(1)相关化学键键能数据如下表所示。
化学键 | H-H | C=O | H-O | C-H |
435 | 745 | 463 | 415 |
(2)关于上述反应中CO2产物的再利用一直是科研工作者研究的重点。工业上利用 CO2和制备甲醇的原理是:CO2(g) + 3H2(g)H2O(g) + CH3OH(g),现研究温度及分子筛膜(用分子筛膜代替容器器壁,该膜只允许极性分子通过)对甲醇平衡产率的影响。将CO2和初始投料分别按1.0mol/L和4.0mol/L充入恒容容器中,温度及分子筛膜对甲醇平衡产率的影响如图所示。
①220℃时,经过2min达到M点,则该条件下0~2min内的平均反应速率
②其他条件不变,有分子筛膜时甲醇的平衡产率总是高于没有分子筛膜,其原因可能是
(3)工业上利用 CO2和H2制备甲醇的容器中存在的反应有:
反应Ⅰ:CO2(g) + 3H2(g) H2O(g) + CH3OH(g)
反应Ⅱ:CO2(g) + 4H2(g) 2H2O(g) + CH4(g)
反应Ⅲ:2CO2(g) + 6H2(g) 4H2O(g) + C2H4(g)
为分析催化剂对反应的选择性,在1L恒容密闭容器中充入2.0 mol CO2和5.3mol H2。若测得反应进行相同时间后,有关物质的物质的量随温度变化如图所示:
①该催化剂在较低温度时主要选择反应
②研究发现,若温度过高,三种含碳产物的物质的量均会迅速降低,其主要原因可能是
③在一定温度下达到平衡,此时测得容器中部分物质的含量,,。则该温度下反应Ⅰ的平衡常数K=
(4)研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时零排放,其基本原理如图所示。温度小于时进行电解反应,碳酸钙先分解为和,电解质为熔融碳酸钠,阳极的电极反应为,则阴极的电极反应为
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料,还可以作为燃料电池的原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下: CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH (已知:CO的结构与N2相似)回答下列问题:
(1)已知反应中相关的化学键键能数据如下:
由此计算ΔH=_______ kJ·mol-1
(2)工业上制二甲醚是在一定温度(230~280℃)、压强(2.0~10.0MPa)和催化剂作用下进行的,反应器中发生了下列反应:
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H1=﹣90.7kJ·mol-1①
2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=﹣23.5kJ·mol-1②
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H3=﹣41.2kJ·mol-1③
反应器中的总反应可表示为3CO(g)+3H2(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g),计算该反应的△H=_______ 。
(3)催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化硝化法中,用H2将NO还原为N2,一段时间后,溶液的碱性明显增强.则该反应离子方程式为_______ 。
②电化学降解NO的原理如图所示,电源正极为_______ (填“A”或“B”),若总反应4NO+4H+═5O2+2N2+2H2O,则阴极反应式为_______ 。
③能否把质子交换膜改为阴离子交换膜_______ 。(填“能”或“不能”)
(1)已知反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H-H | C-O | C≡O | H-O | C-H |
E/(KJ/mol) | 436 | 343 | 1076 | 465 | 413 |
(2)工业上制二甲醚是在一定温度(230~280℃)、压强(2.0~10.0MPa)和催化剂作用下进行的,反应器中发生了下列反应:
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H1=﹣90.7kJ·mol-1①
2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=﹣23.5kJ·mol-1②
CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H3=﹣41.2kJ·mol-1③
反应器中的总反应可表示为3CO(g)+3H2(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g),计算该反应的△H=
(3)催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
①催化硝化法中,用H2将NO还原为N2,一段时间后,溶液的碱性明显增强.则该反应离子方程式为
②电化学降解NO的原理如图所示,电源正极为
③能否把质子交换膜改为阴离子交换膜
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】金属镓(Ga)应用广泛,在半导体和光电材料、合金、磁性材料等领域都有重要应用。镓与铝是同主族元素,性质相似。
(1)铝在元素周期表中的位置是__________________ 。
(2)GaAs 是一种重要的半导体材料。As 与 Ga 同周期,As 与 N 同主族。
①下列事实不能用元素周期律解释的是___________ (填字母)。
a. 碱性:Ga (OH)3> Al (OH)3 b. 非金属性:As>Ga c. 酸性:H3AsO4>H3AsO3
②GaAs 中,As 元素化合价为-3 价,用原子结构理论解释原因_________________ 。
③废弃含 GaAs 半导体材料可以用浓硝酸溶解 GaAs,生成 H3AsO4和 Ga3+,写出该反应的化学方程式_________ 。
(3)工业上获取镓的方法之一是从闪锌矿冶锌后的残渣(主要含有 Zn、Pb、Fe、Ga 等元素)中提取,某科研单位设计下述流程提取镓,已知:Ga 在碱性溶液中以[Ga(OH)4]- 形式存在。
①试剂 a 是_______________ 。
②写出电解制镓时的阴极电极反应式__________________ 。
(1)铝在元素周期表中的位置是
(2)GaAs 是一种重要的半导体材料。As 与 Ga 同周期,As 与 N 同主族。
①下列事实不能用元素周期律解释的是
a. 碱性:Ga (OH)3> Al (OH)3 b. 非金属性:As>Ga c. 酸性:H3AsO4>H3AsO3
②GaAs 中,As 元素化合价为-3 价,用原子结构理论解释原因
③废弃含 GaAs 半导体材料可以用浓硝酸溶解 GaAs,生成 H3AsO4和 Ga3+,写出该反应的化学方程式
(3)工业上获取镓的方法之一是从闪锌矿冶锌后的残渣(主要含有 Zn、Pb、Fe、Ga 等元素)中提取,某科研单位设计下述流程提取镓,已知:Ga 在碱性溶液中以[Ga(OH)4]- 形式存在。
①试剂 a 是
②写出电解制镓时的阴极电极反应式
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