为了解决能源的可再生及将变废为宝等问题科学家借鉴自然界的光合作用原理通过“人工”光合作用合成了甲醇等液态燃料,因此甲醇又被称为液态太阳燃料。液态太阳燃料的合成及应用如图甲所示。请回答:
(1)联系自然界的光合作用原理,并结合图甲,写出“人工”光合作用的化学方程式:___________ ;在图示转化过程中,太阳能除了储存在甲醇中,还储存在___________ (填化学式)中。
(2)图中热催化过程的反应原理为。已知:2H2 +O2 (g)= 2H2O(g) △H1= -483.6kJ/mol ;2CH3OH(g) + 3O2 (g) 2CO2(g) + 4H2O(g) △H2= -1352.86kJ/mol,则可求得___________ 。
(3)已知H﹣H键能为436KJ/mol,H﹣N键能为391KJ/mol,根据化学方程式:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=﹣92KJ/mol,则N≡N键的键能是___________ 。
(4)已知反应:HCl(g)= H2(g)+ Cl2(g)△H=+92.3kJ•mol﹣1, 则反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的△H为___________ 。
(1)联系自然界的光合作用原理,并结合图甲,写出“人工”光合作用的化学方程式:
(2)图中热催化过程的反应原理为。已知:2H2 +O2 (g)= 2H2O(g) △H1= -483.6kJ/mol ;2CH3OH(g) + 3O2 (g) 2CO2(g) + 4H2O(g) △H2= -1352.86kJ/mol,则可求得
(3)已知H﹣H键能为436KJ/mol,H﹣N键能为391KJ/mol,根据化学方程式:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=﹣92KJ/mol,则N≡N键的键能是
(4)已知反应:HCl(g)= H2(g)+ Cl2(g)△H=+92.3kJ•mol﹣1, 则反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的△H为
更新时间:2022-12-28 18:03:55
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【推荐1】我国提出2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”,的再利用成为热门话题。回答下列问题:
Ⅰ.光热化学循环分解为CO和的反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
(1)已知:,根据数据计算,分解需吸收_______ kJ的能量。
Ⅱ.工业上可用来生产燃料甲醇,实验室模拟该过程,在体积为2L的密闭容器中,充入和,一定条件下发生反应:,测得和的浓度随时间变化如图所示:
(2)时刻,正、逆反应速率大小:v(正)_______ v(逆)(填“>”“=”或“<”),在0min到4min时间段,_______ 。
(3)下列措施能增大反应速率的是_______ (填字母)。
a.升高温度 b.扩大容器体积
c.充入一定量氦气 d.加入催化剂
(4)能说明上述反应达到平衡状态的是_______ (填字母)。
a.
b.的物质的量不再变化
c.容器内气体的总质量保持不变
d.单位时间内,每生成,同时生成
e.
(5)可以作燃料电池,工作原理如图。电池放电时,应从_______ (填“B”或“D”)通入,该电极发生_______ 反应(填“氧化”或“还原”),理论上每消耗转移_______ mol电子。
Ⅰ.光热化学循环分解为CO和的反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
(1)已知:,根据数据计算,分解需吸收
Ⅱ.工业上可用来生产燃料甲醇,实验室模拟该过程,在体积为2L的密闭容器中,充入和,一定条件下发生反应:,测得和的浓度随时间变化如图所示:
(2)时刻,正、逆反应速率大小:v(正)
(3)下列措施能增大反应速率的是
a.升高温度 b.扩大容器体积
c.充入一定量氦气 d.加入催化剂
(4)能说明上述反应达到平衡状态的是
a.
b.的物质的量不再变化
c.容器内气体的总质量保持不变
d.单位时间内,每生成,同时生成
e.
(5)可以作燃料电池,工作原理如图。电池放电时,应从
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名校
【推荐2】研究化学反应的能量变化和速率变化是研究化学反应的重要角度。
(1)化学反应中能量变化的主要原因是___________ 。
(2)由天然气和水反应制备氢气:,该反应过程中能量变化如下图所示,则该反应为___________ (填“吸热”或“放热”)反应。已知破坏1 mol化学键需要吸收的热量如表所示,则该反应吸收或放出的热量为___________ kJ(用含a、b、c、d的代数式表示)。
(3)某兴趣小组将除去氧化膜的镁条投入到少量稀盐酸中进行实验,实验测得氢气的产生速率变化情况如图曲线所示,对该曲线的解释中正确的是___________。
(4)在容积不变的10 L密闭容器中进行如下反应:,开始时A的物质的量为3 mol B的物质的量为5 mol;5 min末测得C的物质的量为3 mol,用D表示的化学反应速率为0.02 mol/(L·min)。
①5 min末A的物质的量浓度为___________ 。
②前5 min内用B表示的化学反应速率为___________
③化学方程式中n的值为___________ 。
(1)化学反应中能量变化的主要原因是
(2)由天然气和水反应制备氢气:,该反应过程中能量变化如下图所示,则该反应为
化学键 | ||||
吸收热量(kJ/mol) | a | b | c | d |
(3)某兴趣小组将除去氧化膜的镁条投入到少量稀盐酸中进行实验,实验测得氢气的产生速率变化情况如图曲线所示,对该曲线的解释中正确的是___________。
A.从的原因是镁与酸的反应是放热反应,体系温度升高 |
B.从的原因水蒸发,致使酸的浓度升高 |
C.从的原因是随着反应的进行镁条的质量下降 |
D.从的原因是随着反应的进行,的浓度逐渐下降 |
(4)在容积不变的10 L密闭容器中进行如下反应:,开始时A的物质的量为3 mol B的物质的量为5 mol;5 min末测得C的物质的量为3 mol,用D表示的化学反应速率为0.02 mol/(L·min)。
①5 min末A的物质的量浓度为
②前5 min内用B表示的化学反应速率为
③化学方程式中n的值为
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解题方法
【推荐3】I.在研究化学反应中的能量变化时,我们通常做下面的实验:在一个小烧杯里,加入20g已经研磨成粉末的氢氧化钡晶体[],将小烧杯放在事先已滴有3-4滴水的木片上,然后向烧杯中加入约10g晶体,并立即用玻璃棒迅速搅拌。试回答下列问题:
(1)下图能正确表示该反应中能量变化的是_______ (填字母)。
A.B.
(2)写出发生反应的化学方程式_______ 。该反应的反应物化学键断裂吸收的能量_______ (填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。
(3)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是_______ 。
Ⅱ.燃料电池在日常生活和科学研究中越来越得到广泛使用。通过氢气的燃烧反应,可以把氢气中蕴含的化学能转化为热能,如果将该氧化还原反应设计成原电池装置,就可以把氢气中蕴含的化学能转化为电能,下图就是能够实现该转化的装置(其中电解质溶液为KOH溶液),被称为氢氧燃料电池。回答下列问题:
(4)该电池的正极是_______ (填a或b)。
(5)该电池的负极反应为_______
(6)电路中转移0.6mol电子,消耗的体积为_______ L(标准状况)。
(1)下图能正确表示该反应中能量变化的是
A.B.
(2)写出发生反应的化学方程式
(3)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是
Ⅱ.燃料电池在日常生活和科学研究中越来越得到广泛使用。通过氢气的燃烧反应,可以把氢气中蕴含的化学能转化为热能,如果将该氧化还原反应设计成原电池装置,就可以把氢气中蕴含的化学能转化为电能,下图就是能够实现该转化的装置(其中电解质溶液为KOH溶液),被称为氢氧燃料电池。回答下列问题:
(4)该电池的正极是
(5)该电池的负极反应为
(6)电路中转移0.6mol电子,消耗的体积为
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(0.4)
解题方法
【推荐1】NH3作为一种重要化工原料,被大量应用于工业生产,与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。
(1)催化剂常具有较强的选择性。已知:
反应Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH1=-905 kJ·mol-1
反应Ⅱ:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) ΔH2=-1 266.6 kJ·mol-1
写出NO 分解生成N2与O2的热化学方程式______________________________________ 。
(2)N2O也可分解生成N2与O2。在四个恒容密闭容器中按下表相应量充入气体,发生2N2O(g) ⇌2N2(g)+O2(g),容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中N2O平衡转化率如图所示。
①该反应的ΔH__________ 0(填“>”“=”或“<”);
②图中A、B、C 三点处容器内的总压强,由大到小的顺序是_____________________ ;
③容器Ⅳ在470 ℃进行反应时,起始速率:v(N2O)正______ v(N2O)逆(填“>”“=”或“<”)。
(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应Ⅰ、Ⅱ。为分析某催化剂对该反应的选择性,在20 L密闭容器中充入1 mol NH3和2 mol O2,测得一定时间内有关物质的物质的量与温度的关系如图:
①该催化剂在低温时选择反应________ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②C点比B点所产生的NO的物质的量少的原因可能是____________ 。
(1)催化剂常具有较强的选择性。已知:
反应Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH1=-905 kJ·mol-1
反应Ⅱ:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) ΔH2=-1 266.6 kJ·mol-1
写出NO 分解生成N2与O2的热化学方程式
(2)N2O也可分解生成N2与O2。在四个恒容密闭容器中按下表相应量充入气体,发生2N2O(g) ⇌2N2(g)+O2(g),容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中N2O平衡转化率如图所示。
容器 | 容积/L | 起始物质的量/mol | ||
N2O | N2 | O2 | ||
Ⅰ | V1 | 0.1 | 0 | 0 |
Ⅱ | 1.0 | 0.1 | 0 | 0 |
Ⅲ | V2 | 0.1 | 0 | 0 |
Ⅳ | 1.0 | 0.06 | 0.06 | 0.04 |
①该反应的ΔH
②图中A、B、C 三点处容器内的总压强,由大到小的顺序是
③容器Ⅳ在470 ℃进行反应时,起始速率:v(N2O)正
(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应Ⅰ、Ⅱ。为分析某催化剂对该反应的选择性,在20 L密闭容器中充入1 mol NH3和2 mol O2,测得一定时间内有关物质的物质的量与温度的关系如图:
①该催化剂在低温时选择反应
②C点比B点所产生的NO的物质的量少的原因可能是
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(0.4)
解题方法
【推荐2】CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。
(1)已知:C(s)+O2(g) =CO2(g) △H1=﹣393.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g) △H2=﹣483.6kJ·mol-1
C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g) △H3=+131.3kJ·mol-1
则反应CO(g)+H2(g)+O2(g)= H2O(g)+CO2(g)的△H=_______ kJ·mol-1。标准状况下的煤炭气(CO、H2)33.6L与氧气反应生成CO2和H2O,反应过程中转移_____ mol电子。
(2)熔融碳酸盐燃料电池(MCFS),是用煤气(CO+H2)作负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质,以金属镍(燃料极)为催化剂制成的。负极的电极反应式为:CO+H2-4e-+2CO32-→3CO2+H2O;则该电池的正极反应式是:______________ 。
(3)密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);CO的转化率(α)与温度、压强的关系如下图所示。
①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态,此时在A点时容器的体积为10L,则该温度下的平衡常数K=____________ ;此时在B点时容器的体积VB______ 10L(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②若A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA______ tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③在不改变反应物用量情况下,为提高CO转化率可采取的措施是_______________ 。
(1)已知:C(s)+O2(g) =CO2(g) △H1=﹣393.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g) △H2=﹣483.6kJ·mol-1
C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g) △H3=+131.3kJ·mol-1
则反应CO(g)+H2(g)+O2(g)= H2O(g)+CO2(g)的△H=
(2)熔融碳酸盐燃料电池(MCFS),是用煤气(CO+H2)作负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质,以金属镍(燃料极)为催化剂制成的。负极的电极反应式为:CO+H2-4e-+2CO32-→3CO2+H2O;则该电池的正极反应式是:
(3)密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);CO的转化率(α)与温度、压强的关系如下图所示。
①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态,此时在A点时容器的体积为10L,则该温度下的平衡常数K=
②若A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA
③在不改变反应物用量情况下,为提高CO转化率可采取的措施是
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解答题-工业流程题
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(0.4)
解题方法
【推荐3】最近,著名记者柴静的雾霾调查纪录片穹顶之下,在互联网上产生了爆炸性影响.煤燃烧的尾气是造成雾霾天气的原因之一,下列是一种变废为宝的处理方法.
(1)上述流程中循环使用的物质有______ ,吸收池Ⅰ吸收的气体有 ______ .
(2)向吸收池Ⅳ得到的溶液中滴加溶液,出现浑浊,pH降低,用平衡移动原理解释溶液pH降低的原因:______ .
(3)电解池Ⅴ制得的原理如图1所示.
写出电解总反应的离子方程式______ .
(4)和反应生成和,反应过程中的能量变化如图2,,.
已知:①
②
请写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方程式:______ .
(5)上述流程中每一步均恰好完全反应,若制得质量为xkg,电解池V制得的溶液,则氧化池Ⅵ中消耗的在标准状况下的体积为______ .
(1)上述流程中循环使用的物质有
(2)向吸收池Ⅳ得到的溶液中滴加溶液,出现浑浊,pH降低,用平衡移动原理解释溶液pH降低的原因:
(3)电解池Ⅴ制得的原理如图1所示.
写出电解总反应的离子方程式
(4)和反应生成和,反应过程中的能量变化如图2,,.
已知:①
②
请写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方程式:
(5)上述流程中每一步均恰好完全反应,若制得质量为xkg,电解池V制得的溶液,则氧化池Ⅵ中消耗的在标准状况下的体积为
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解答题-原理综合题
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(0.4)
【推荐1】CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:
(1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol−1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol−1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol−1
该催化重整反应的ΔH=______ kJ·mol−1。有利于提高CH4平衡转化率的条件是____ (填标号)。
A.高温低压B.低温高压C.高温高压D.低温低压
某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为_______ mol2·L−2。
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。
相关数据如下表:
①由上表判断,催化剂X____ Y(填“优于”或“劣于”),理由是_________________ 。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是________ 填标号)。
A.K积、K消均增加B.v积减小,v消增加
C.K积减小,K消增加D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大
②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________________ 。
(1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol−1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol−1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol−1
该催化重整反应的ΔH=
A.高温低压B.低温高压C.高温高压D.低温低压
某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。
相关数据如下表:
积碳反应 CH4(g)=C(s)+2H2(g) | 消碳反应 CO2(g)+C(s)=2CO(g) | ||
ΔH/(kJ·mol−1) | 75 | 172 | |
活化能/ (kJ·mol−1) | 催化剂X | 33 | 91 |
催化剂Y | 43 | 72 |
A.K积、K消均增加B.v积减小,v消增加
C.K积减小,K消增加D.v消增加的倍数比v积增加的倍数大
②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
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(0.4)
解题方法
【推荐2】CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:
(1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247kJ/mol;
①有利于提高CH4平衡转化率的条件是____
A.高温低压B.低温高压C.高温高压D.低温低压
②某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为_______ mol2·L−2。
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:
①由上表判断,催化剂X____ Y(填“优于”或“劣于”),理由是_________________ 。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是________
A.K积、K消均增加
B.v积减小,v消增加
C.K积减小,K消增加
D.v消增加的倍数比v积增加的倍数‘
②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方v=k·p(CH4)·(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________________ 。
(1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247kJ/mol;
①有利于提高CH4平衡转化率的条件是
A.高温低压B.低温高压C.高温高压D.低温低压
②某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:
积碳反应CH4(g)= C(s)+2H2(g) | 消碳反应CO2(g)+ C(s)= 2CO(g) | ||
ΔH/(kJ·mol−1) | 75 | 172 | |
活化能/(kJ·mol−1) | 催化剂X | 33 | 91 |
催化剂Y | 43 | 72 |
①由上表判断,催化剂X
A.K积、K消均增加
B.v积减小,v消增加
C.K积减小,K消增加
D.v消增加的倍数比v积增加的倍数‘
②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方v=k·p(CH4)·(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
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】乙烯、丙烯是极为重要的石油化工原料,中国石化集团于2021年11月17日宣布,我国已经实现“轻质原油裂解制乙烯、丙烯”工业化生产,此技术或大幅缩短生产流程、降低生产成本、减排二氧化碳。
(1)已知裂解过程存在两个反应:
ⅰ.
ⅱ.
则_______ ;下列措施最有可能提高丙烯产率的是_______ (填标号)。
A.减小压强 B.分离出
C.升高温度 D.使用对丙烯高选择性的催化剂
(2)一定条件下,向某密闭容器中通入的丁烷,控制适当条件使其发生如下反应:,测得丁烷的平衡转化率随温度、压强的变化如下图所示:
①X表示_______ (填“温度”或“压强”),_______ (填“>”或“<”),该反应为焓_______ (填“增”或“减”)反应。
②A点对应的压强为,若反应从开始到恰好达到平衡状态所用时间为,则_______ ,此温度下平衡常数_______ ,A、B、C三点对应的平衡常数的大小关系为_______ 。(为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)
(1)已知裂解过程存在两个反应:
ⅰ.
ⅱ.
则
A.减小压强 B.分离出
C.升高温度 D.使用对丙烯高选择性的催化剂
(2)一定条件下,向某密闭容器中通入的丁烷,控制适当条件使其发生如下反应:,测得丁烷的平衡转化率随温度、压强的变化如下图所示:
①X表示
②A点对应的压强为,若反应从开始到恰好达到平衡状态所用时间为,则
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【推荐1】氮及其化合物在生活和生产中应用广泛。
(1)合成氨用的H2可以CH4为原料制得。有关化学反应的能量变化如下图所示。则CH4(g) 与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为________________________________________________ 。
(2)氨气制取尿素[CO(NH2)2]的合成塔中发生反应:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。下图为合成塔中不同氨碳比a[n(NH3)/n(CO2)]和水碳比b[n(H2O)/n(CO2)]=1时二氧化碳转化率(x%)的曲线图。请画出在相同条件下,a=3.5~4.5范围内,b[n(H2O)/n(CO2)]=1.5时的二氧化碳转化率(x%)的曲线图。_______ 。
(3)叠氮酸钠(NaN3)常用于汽车安全气囊中,工业生产NaN3主要是在175 ℃时把NaNO3粉末加到熔化的NaNH2中,此外还生成两种常见的碱性物质,请写出上述过程的化学方程式:__________________ 。
(4)叠氮酸(HN3)是一种一元弱酸,在水溶液中存在:HN3H++N,常温下将a mol NaN3加入到b L c mol·L-1的HN3溶液中,所得溶液呈中性,计算该温度下HN3的电离平衡常数Ka=____________ (用含字母的代数式表示,忽略溶液体积变化)。
(5)羟胺NH2OH可以看作是NH3分子内的一个氢原子被羟基取代的衍生物。以硝酸、硫酸水溶液作电解质进行电解,在汞电极上NO可转化为NH2OH,以铂为另一极,则该电解反应的总化学方程式为_____________________________________________________________ 。
(1)合成氨用的H2可以CH4为原料制得。有关化学反应的能量变化如下图所示。则CH4(g) 与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为
(2)氨气制取尿素[CO(NH2)2]的合成塔中发生反应:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。下图为合成塔中不同氨碳比a[n(NH3)/n(CO2)]和水碳比b[n(H2O)/n(CO2)]=1时二氧化碳转化率(x%)的曲线图。请画出在相同条件下,a=3.5~4.5范围内,b[n(H2O)/n(CO2)]=1.5时的二氧化碳转化率(x%)的曲线图。
(3)叠氮酸钠(NaN3)常用于汽车安全气囊中,工业生产NaN3主要是在175 ℃时把NaNO3粉末加到熔化的NaNH2中,此外还生成两种常见的碱性物质,请写出上述过程的化学方程式:
(4)叠氮酸(HN3)是一种一元弱酸,在水溶液中存在:HN3H++N,常温下将a mol NaN3加入到b L c mol·L-1的HN3溶液中,所得溶液呈中性,计算该温度下HN3的电离平衡常数Ka=
(5)羟胺NH2OH可以看作是NH3分子内的一个氢原子被羟基取代的衍生物。以硝酸、硫酸水溶液作电解质进行电解,在汞电极上NO可转化为NH2OH,以铂为另一极,则该电解反应的总化学方程式为
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】丙烯腈是塑料、合成橡胶、合成纤维三大合成材料的重要原料,未来我国丙烯腈的出口量将进一步增加。合成丙烯腈的反应: 。
(1)该反应中涉及的C、N、O三种元素原子的第一电离能由小到大的顺序是_______ 。
(2)一定条件下,在2L恒容密闭容器中;通入、、15mol空气(的体积分数为),丙烯腈的产率与温度的关系如图所示。
①图中460℃前的产率_______ (填“是”或“否”)为平衡产率;理由是_______ 。
②若该反应达到A点所需的时间为t min,则理论上的平均反应速率为_______ 。
(3)工业上在催化剂作用下,合成丙烯腈时还有副反应: 。
①其它条件不变时,压缩容器体积,副反应的平衡移动方向为_______ 。
②某温度下,向密闭容器中通入、、7.5mol空气(与的体积比为1∶4),保持压强恒为99kPa,平衡时测得的转化率为90%,生成丙烯腈的选择性为(选择性:生成丙烯腈的与共转化的之比)。则生成丙烯腈的分压为_______ kPa,该温度下副反应的_______ 。
(4)己二腈是制造尼龙的原料。电解丙烯腈可制得己二腈,其装置如下图所示:
①阴极的电极反应式为_______ 。
②电解一段时间后,该装置产生的在标准状态下的体积为33.6L,生成了291.6g已二腈,则该装置的电流效率_______ %。(假设装置中阳极上没有电子损失,×100%)
(1)该反应中涉及的C、N、O三种元素原子的第一电离能由小到大的顺序是
(2)一定条件下,在2L恒容密闭容器中;通入、、15mol空气(的体积分数为),丙烯腈的产率与温度的关系如图所示。
①图中460℃前的产率
②若该反应达到A点所需的时间为t min,则理论上的平均反应速率为
(3)工业上在催化剂作用下,合成丙烯腈时还有副反应: 。
①其它条件不变时,压缩容器体积,副反应的平衡移动方向为
②某温度下,向密闭容器中通入、、7.5mol空气(与的体积比为1∶4),保持压强恒为99kPa,平衡时测得的转化率为90%,生成丙烯腈的选择性为(选择性:生成丙烯腈的与共转化的之比)。则生成丙烯腈的分压为
(4)己二腈是制造尼龙的原料。电解丙烯腈可制得己二腈,其装置如下图所示:
①阴极的电极反应式为
②电解一段时间后,该装置产生的在标准状态下的体积为33.6L,生成了291.6g已二腈,则该装置的电流效率
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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】CO、NO、NO2、SO2都是大气污染物,减少这些氧化物排放对于环境保护具有重要的意义。
已知下列热化学方程式
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH2=+68kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH3=-221.0kJ·mol-1
(1)2NO2(g)+4CO(g)=4CO2(g)+N2(g)ΔH=__ kJ·mol-1。
①某温度下,在2L密闭容器中充入0.4molCO和0.6molNO2,此时容器的压强为2.0×105Pa,5s时,容器的压强变为原来的0.95倍,则从反应开始到5秒末NO2的平均反应速率v(NO2)=__ mol/(L·s)。
②下列能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是__ 。
A.适当升高温度
B.减小容器体积使体系压强增大
C.及时分离出CO2
D.向密闭容器中再充入0.4molNO2
(2)某温度下,下列反应的平衡常数如下:
a.2NO2(g)⇌N2(g)+2O2(g) K1=7.0×1016
b.2NO(g)⇌N2(g)+O2(g) K2=2.1×1030
反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的平衡常数K3=__ 。
(3)在催化剂作用下用CO还原NO2进行尾气处理。
①相同条件下,选用A、B、C三种催化剂进行反应,生成N2的物质的量与时间变化如图a。活化能最小的是_ (用E(A)、E(B)、E(C)表示三种催化剂下该反应活化能)。
②在催化剂B作用下,测得相同时间内,处理NO2的量与温度的关系如图b。图中曲线先增大后减小,请说明后减小的原因___ (假设该温度范围内催化效率相同)。
(4)煤燃烧产生的SO2用NaOH溶液吸收,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可以制备H2SO4,其原理如图c所示(电极材料为石墨)。a电极反应式为__ 。b为_ (阴、阳)极,d离子交换膜为__ (阴、阳)离子交换膜。
已知下列热化学方程式
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH2=+68kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH3=-221.0kJ·mol-1
(1)2NO2(g)+4CO(g)=4CO2(g)+N2(g)ΔH=
①某温度下,在2L密闭容器中充入0.4molCO和0.6molNO2,此时容器的压强为2.0×105Pa,5s时,容器的压强变为原来的0.95倍,则从反应开始到5秒末NO2的平均反应速率v(NO2)=
②下列能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是
A.适当升高温度
B.减小容器体积使体系压强增大
C.及时分离出CO2
D.向密闭容器中再充入0.4molNO2
(2)某温度下,下列反应的平衡常数如下:
a.2NO2(g)⇌N2(g)+2O2(g) K1=7.0×1016
b.2NO(g)⇌N2(g)+O2(g) K2=2.1×1030
反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的平衡常数K3=
(3)在催化剂作用下用CO还原NO2进行尾气处理。
①相同条件下,选用A、B、C三种催化剂进行反应,生成N2的物质的量与时间变化如图a。活化能最小的是
②在催化剂B作用下,测得相同时间内,处理NO2的量与温度的关系如图b。图中曲线先增大后减小,请说明后减小的原因
(4)煤燃烧产生的SO2用NaOH溶液吸收,将所得的Na2SO3溶液进行电解,可以制备H2SO4,其原理如图c所示(电极材料为石墨)。a电极反应式为
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