2018年,美国退出了《巴黎协定》实行再工业化战略,而中国却加大了环保力度,生动诠释了我国负责任的大国形象。近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究,实现可持续发展。
(1)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇,反应过程中的能量变化如图所示。
①补全上图:图中A处应填入___ 。
②该反应需要加入铜-锌基催化剂。加入催化剂后,该反应的△H___ (填“变大”、“变小”、或“不变”)。
③为提高CH3OH产率,理论上应采用的条件是___ (填字母)。
a.高温高压b.低温低压c.高温低压d.低温高压
(2)250℃、在恒容密闭容器中由CO2(g)催化氢化合成CH3OH(g),如图为不同投料比[]时某反应物X平衡转化率变化曲线。
①反应物X是___ (填“CO2”或“H2”)。
②判断依据是___ 。
(3)甲醇可以替代汽油和柴油作为内燃机燃料。某研究者分别以甲醇和汽油做燃料,实验测得在发动机高负荷工作情况下,汽车尾气中CO的百分含量与汽车的加速性能的关系如图所示。根据图信息分析,与汽油相比,甲醇作为燃料的优点是___ 。
(4)250℃、在体积为2.0L的恒容密闭容器中加入6molH2、2molCO2和催化剂,10min时反应达到平衡,测得c(CH3OH)=0.75mol·L−1。
①前10min的平均反应速率v(H2)=___ mol·L−1·min−1。
②该温度下化学平衡常数K的数值为___ (结果保留两位小数)。
(1)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇,反应过程中的能量变化如图所示。
①补全上图:图中A处应填入
②该反应需要加入铜-锌基催化剂。加入催化剂后,该反应的△H
③为提高CH3OH产率,理论上应采用的条件是
a.高温高压b.低温低压c.高温低压d.低温高压
(2)250℃、在恒容密闭容器中由CO2(g)催化氢化合成CH3OH(g),如图为不同投料比[]时某反应物X平衡转化率变化曲线。
①反应物X是
②判断依据是
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(4)250℃、在体积为2.0L的恒容密闭容器中加入6molH2、2molCO2和催化剂,10min时反应达到平衡,测得c(CH3OH)=0.75mol·L−1。
①前10min的平均反应速率v(H2)=
②该温度下化学平衡常数K的数值为
更新时间:2019-12-20 13:00:44
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【推荐1】尽管NOx、SO2、CO都是有毒气体,但是它们在生产、医学领域中都有重要应用。合理利用或转化CO、NOx等污染性气体是人们共同关注的课题。回答下列问题:
(1)已知:①CO(g)+ H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41.0kJ·mol-1
②N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H=+ 180.0kJ· mol-1
③H2(g)+ O2 (g)=H2O(g) △H=- 241.8kJ·mol-l
CO和NO按一定比例混合,在适当催化剂作用下可生成无毒气体实现安全排放,该反应的热化学方程式为_______ 。
(2)研究发现CO和水蒸气在双功能催化剂(能吸附不同粒子)作用下发生反应CO(g)+ H2O(g)=CO2(g) +H2(g) △H<0, 反应机理的变化过程示意图如图所示。(CO吸附在催化剂表面,可用*CO表示,其他物种依次类推):请描述CO和水蒸气在双功能催化剂作用下反应的机理:_______ 。
(3)直接电解吸收NOX制备硝酸。用稀硝酸吸收NOx生成HNO2,再将吸收液导入电解槽电解,使之转化为硝酸。电解装置如图所示。①a极的电极反应式为_______ 。
②若b极处放出的气体可直接排放到空气中,则该气体物质是_______ ( 写名称)。
(4)利用NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时对NO、SO2进行氧化得到硝酸和硫酸而除去。在温度一定时,、 溶液pH对脱硫脱硝的影响如图所示:①由图所示可知脱硫脱硝最佳条件是_______ 。
②根据图示SO2的去除率随pH的增大而增大,而NO的去除率在pH>5.5时反而减小,请解释NO去除率减小的可能原因是_______ 。
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②N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H=+ 180.0kJ· mol-1
③H2(g)+ O2 (g)=H2O(g) △H=- 241.8kJ·mol-l
CO和NO按一定比例混合,在适当催化剂作用下可生成无毒气体实现安全排放,该反应的热化学方程式为
(2)研究发现CO和水蒸气在双功能催化剂(能吸附不同粒子)作用下发生反应CO(g)+ H2O(g)=CO2(g) +H2(g) △H<0, 反应机理的变化过程示意图如图所示。(CO吸附在催化剂表面,可用*CO表示,其他物种依次类推):请描述CO和水蒸气在双功能催化剂作用下反应的机理:
(3)直接电解吸收NOX制备硝酸。用稀硝酸吸收NOx生成HNO2,再将吸收液导入电解槽电解,使之转化为硝酸。电解装置如图所示。①a极的电极反应式为
②若b极处放出的气体可直接排放到空气中,则该气体物质是
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【推荐2】以黄铁矿(主要成分是FeS2)为原料,某生产硫酸的简要流程图及图中所标出的各阶段1mol含硫物质完全转化时放出的热量如下:
已知催化氧化阶段的反应是可逆反应。回答下列问题:
(1)催化氧化阶段反应的热化学方程式是___________ ;该变化过程需要加入催化剂,加入催化剂___________ (填“能”或“不能”)改变该反应的反应热。
(2)若生成98kgH2S04,放出的总热量___________ (填“>”“<”或“=”)(kJ,理由是___________ 。
(3)在细菌的作用下,黄铁矿能被湿空气直接氧化为硫酸,同时铁由+2价变为+3价。若生成1molH2S04,放出的热量为kJ,其热化学方程式是___________ ,___________ (填“>”“<”或“=”)()。
已知催化氧化阶段的反应是可逆反应。回答下列问题:
(1)催化氧化阶段反应的热化学方程式是
(2)若生成98kgH2S04,放出的总热量
(3)在细菌的作用下,黄铁矿能被湿空气直接氧化为硫酸,同时铁由+2价变为+3价。若生成1molH2S04,放出的热量为kJ,其热化学方程式是
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解题方法
【推荐3】戴口罩是防控新型冠状病毒的重要手段,口罩生产的主要原料聚丙烯由丙烯聚合而来。丙烷脱氢是丙烯工业生产的重要途径。
(1)已知:①
②
则丙烷脱氢制丙烯反应的为_______
(2)一定温度下,恒容密闭容器中充入,发生反应。
①下列可判断反应达到平衡的是_______ (填字母)。
A.该反应的焓变保持不变 B.气体平均摩尔质量保持不变
C.气体密度保持不变 D.分解速率与消耗速率相等
②若初始压强为,反应过程中的气体体积分数与反应时间的关系如图1所示。此温度下该反应的平衡常数_______ (用含字母p的代数式表示,是用反应体系中气体物质的平衡分压表示的平衡常数,平衡分压=平衡总压×物质的量分数)。
③已知上述反应中,,,其中为速率常数,只与温度有关,则图1中m点处_______ 。
④在压强分别为下,丙烷和丙烯的平衡体积分数随温度变化关系如图2所示。图中表示时丙烯的曲线是_______ ,表示时丙烷的曲线是_______ (均填字母)。
(3)科学家探索出在无机膜反应器中进行丙烷脱氢制丙烯的技术。在膜反应器中,利用特定功能膜将生成的氢气从反应区一侧有选择性地及时移走。与丙烷直接脱氢法相比,该方法的优点是_______ 。
(4)利用的弱氧化性,开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺。该工艺可采用为催化剂,反应机理如图,其总反应方程式为_______ 。
该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭,维持催化剂活性,原因是_______ 。
(1)已知:①
②
则丙烷脱氢制丙烯反应的为
(2)一定温度下,恒容密闭容器中充入,发生反应。
①下列可判断反应达到平衡的是
A.该反应的焓变保持不变 B.气体平均摩尔质量保持不变
C.气体密度保持不变 D.分解速率与消耗速率相等
②若初始压强为,反应过程中的气体体积分数与反应时间的关系如图1所示。此温度下该反应的平衡常数
③已知上述反应中,,,其中为速率常数,只与温度有关,则图1中m点处
④在压强分别为下,丙烷和丙烯的平衡体积分数随温度变化关系如图2所示。图中表示时丙烯的曲线是
(3)科学家探索出在无机膜反应器中进行丙烷脱氢制丙烯的技术。在膜反应器中,利用特定功能膜将生成的氢气从反应区一侧有选择性地及时移走。与丙烷直接脱氢法相比,该方法的优点是
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该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭,维持催化剂活性,原因是
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【推荐1】研究和共转化反应,不仅能有效减少温室气体排放,同时可以产生具有高附加值的化学品或清洁燃料,这对于实现中国双碳目标和能源高效综合利用具有重要意义。
Ⅰ.和在高温下经催化作用直接反应生成CO与的反应即为干重整。
(1)该反应中因高温产生的积炭导致催化剂失活。产生积炭的副反应为:
ⅰ.
ⅱ.
干重整反应的热化学方程式为_____ 。该反应的平衡常数_____ (用、表示)。
(2)将和按照体积比1∶2混合,在NBC催化剂下进行干重整,实验数据如下表所示。
①实验表明,NBC催化剂的活性随温度的升高而_____ (填“增大”或“减小”)。
②测试过程中的转化率一直大于的转化率,可能的原因是_____ 。
③750℃时,反应生成的合成气中和CO的体积比为2∶3,将此合成气通入燃料电池负极,以固体氧化物(传导)为离子导体,该燃料电池的负极反应式为_____ 。
Ⅱ.和反应可制取乙酸,其热化学方程式为 。该反应一步合成目标产物,其原子利用率为100%,具有良好的应用前景。
(3)该反应存在热力学障碍而不能自发进行,其原因是_____ 。
(4)研究该反应的催化反应机理,有利于突破热力学障碍。下图是ZnO或Fe/ZnO(Fe掺杂ZnO)催化剂下的反应路径,标记“*”的是吸附在催化剂上的物质。ZnO催化剂下,反应的速控步的化学方程式为_____ 。两种催化剂中,_____ (填“ZnO”或“Fe/ZnO”)的催化效果更好。
Ⅲ.和反应可制取乙烯,反应的化学方程式为。
(5)一定温度下,向某恒容密闭容器中充入2mol和2mol,体系的初始压强为,若平衡时的转化率为,不考虑副反应的发生,该反应的压强平衡常数_____ (用p、表示)。
Ⅰ.和在高温下经催化作用直接反应生成CO与的反应即为干重整。
(1)该反应中因高温产生的积炭导致催化剂失活。产生积炭的副反应为:
ⅰ.
ⅱ.
干重整反应的热化学方程式为
(2)将和按照体积比1∶2混合,在NBC催化剂下进行干重整,实验数据如下表所示。
温度/℃ 转化率/% | 600 | 650 | 700 | 750 | 800 |
45.3 | 68.8 | 85.4 | 93.2 | 96.6 | |
41.2 | 58.6 | 70.4 | 76.3 | 79.6 |
②测试过程中的转化率一直大于的转化率,可能的原因是
③750℃时,反应生成的合成气中和CO的体积比为2∶3,将此合成气通入燃料电池负极,以固体氧化物(传导)为离子导体,该燃料电池的负极反应式为
Ⅱ.和反应可制取乙酸,其热化学方程式为 。该反应一步合成目标产物,其原子利用率为100%,具有良好的应用前景。
(3)该反应存在热力学障碍而不能自发进行,其原因是
(4)研究该反应的催化反应机理,有利于突破热力学障碍。下图是ZnO或Fe/ZnO(Fe掺杂ZnO)催化剂下的反应路径,标记“*”的是吸附在催化剂上的物质。ZnO催化剂下,反应的速控步的化学方程式为
Ⅲ.和反应可制取乙烯,反应的化学方程式为。
(5)一定温度下,向某恒容密闭容器中充入2mol和2mol,体系的初始压强为,若平衡时的转化率为,不考虑副反应的发生,该反应的压强平衡常数
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【推荐2】在煤化工领域主要涉及碳一化学,即研究以含有一个碳原子的物质(CO、、、等)为原料合成化工产品或液体燃料。回答下列问题:
(1)已知物质之间转化能量关系如图所示:写出和生成和的热化学方程式___________ 。
(2)煤化工业上主要利用CO和反应制备甲醇(),反应热化学方程式为 。已知CO的平衡转化率与温度的关系如图所示:①该反应的___________ (填“>”“<”或“=”)0。
②A、B、C三点平衡常数、、的大小关系为___________ 。压强___________ (填“>”“<”或“=”,下同),在和条件下,由D点到B点过程中,正、逆反应速率之间的关系:___________ 。
③若容器容积不变,则下列措施可提高CO平衡转化率的是___________ (填字母)。
a.充入CO,使体系总压强增大 b.将从体系中分离
c.充入He,使体系总压强增大 d.使用高效催化剂
④在2L恒容密闭容器中充入2molCO和,在和条件下经10min达到平衡状态。在该条件下,___________ ;平衡常数___________ (填数值)。
(3)用还原可以合成: 。恒压下,和的起始物质的量之比为1:3时,该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜(能选择性分离出)时甲醇的产率随温度的变化如图所示。P点甲醇产率高于T点的原因为___________ 。
(1)已知物质之间转化能量关系如图所示:写出和生成和的热化学方程式
(2)煤化工业上主要利用CO和反应制备甲醇(),反应热化学方程式为 。已知CO的平衡转化率与温度的关系如图所示:①该反应的
②A、B、C三点平衡常数、、的大小关系为
③若容器容积不变,则下列措施可提高CO平衡转化率的是
a.充入CO,使体系总压强增大 b.将从体系中分离
c.充入He,使体系总压强增大 d.使用高效催化剂
④在2L恒容密闭容器中充入2molCO和,在和条件下经10min达到平衡状态。在该条件下,
(3)用还原可以合成: 。恒压下,和的起始物质的量之比为1:3时,该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜(能选择性分离出)时甲醇的产率随温度的变化如图所示。P点甲醇产率高于T点的原因为
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【推荐3】(1)常温下某溶液中由水电离出的离子浓度符合c(H+)•c(OH﹣)=1×10﹣20的溶液,其pH为____________ ,此时水的电离受到______________ .
(2)已知:2NO2(g)N2O4(g)△H=﹣57.20kJ•mol﹣1.一定温度下,在密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡.其他条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是_____________ (填字母)
A.减小NO2的浓度 B.降低温度 C.增加NO2的浓度 D.升高温度
(3)在某温度下,H2O的离子积常数为1×10﹣13 mol2•L﹣2,则该温度下:
①0.01mol•L﹣1NaOH溶液的pH=__________ ;
②100mL 0.1mol•L﹣1H2SO4溶液与100mL 0.4mol•L﹣1的KOH溶液混合后,pH=_______ .
(4)已知一溶液有4种离子:X+、Y﹣、H+、OH﹣,下列分析结果肯定错误的是_____ .
A.c(Y﹣)>c(X+)>c(H+)>c(OH﹣)
B.c(X+)>c(Y﹣)>c(OH﹣)>c(H+)
C.c(H+)>c(Y﹣)>c(X+)>c(OH﹣)
D.c(OH﹣)>c(X+)>c(H+)>c(Y﹣)
(5)在25℃下,将a mol•L﹣1的氨水与0.01mol•L﹣1的盐酸等体积混合,反应时溶液中c(NH4+)=c(Cl﹣).则溶液显_____ (填“酸”“碱”或“中”)性;用含a的代数式表示NH3•H2O的电离常数Kb=______________ .
(2)已知:2NO2(g)N2O4(g)△H=﹣57.20kJ•mol﹣1.一定温度下,在密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡.其他条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是
A.减小NO2的浓度 B.降低温度 C.增加NO2的浓度 D.升高温度
(3)在某温度下,H2O的离子积常数为1×10﹣13 mol2•L﹣2,则该温度下:
①0.01mol•L﹣1NaOH溶液的pH=
②100mL 0.1mol•L﹣1H2SO4溶液与100mL 0.4mol•L﹣1的KOH溶液混合后,pH=
(4)已知一溶液有4种离子:X+、Y﹣、H+、OH﹣,下列分析结果肯定错误的是
A.c(Y﹣)>c(X+)>c(H+)>c(OH﹣)
B.c(X+)>c(Y﹣)>c(OH﹣)>c(H+)
C.c(H+)>c(Y﹣)>c(X+)>c(OH﹣)
D.c(OH﹣)>c(X+)>c(H+)>c(Y﹣)
(5)在25℃下,将a mol•L﹣1的氨水与0.01mol•L﹣1的盐酸等体积混合,反应时溶液中c(NH4+)=c(Cl﹣).则溶液显
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【推荐1】甲醇是最为常见、应用场景最为广泛的基础化学品之一,甲醇与乙烯、丙烯和氨是用于生产所有其他化学品的四种关键基础化学品。
(1)已知反应I:;
反应Ⅱ:;
则反应Ⅲ:___________ ;
(2)常温常压下利用催化剂实现二氧化碳加氢制甲醇的反应历程和能量变化图如下(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)转化历程中决速步骤的反应方程式为___________ 。
(3)在恒容密闭容器中充入和。发生反应I和Ⅱ,测得平衡时的转化率、和的选择性随温度变化如下图所示。①表示选择性的曲线是___________ 。(填字母)
②时,反应I的平衡常数为___________ (保留2位有效数字)。
③过程中,转化率变化的原因是___________ 。
(4)工业上用甲醇燃料电池采用电解法处理含和的碱性废水,将转化为无污染的物质,其原理如下图所示。①电解废水时,电极与石墨电极___________ 相连(填“M”或“N”)
②甲醇燃料电池工作时,电极的电极反应式为___________
③消耗标准状况下,理论上可处理含___________ 的废水。
(1)已知反应I:;
反应Ⅱ:;
则反应Ⅲ:
(2)常温常压下利用催化剂实现二氧化碳加氢制甲醇的反应历程和能量变化图如下(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注)转化历程中决速步骤的反应方程式为
(3)在恒容密闭容器中充入和。发生反应I和Ⅱ,测得平衡时的转化率、和的选择性随温度变化如下图所示。①表示选择性的曲线是
②时,反应I的平衡常数为
③过程中,转化率变化的原因是
(4)工业上用甲醇燃料电池采用电解法处理含和的碱性废水,将转化为无污染的物质,其原理如下图所示。①电解废水时,电极与石墨电极
②甲醇燃料电池工作时,电极的电极反应式为
③消耗标准状况下,理论上可处理含
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【推荐2】按要求完成下列问题。
(1)二氧化硫在工业上和生活中有广泛的用途。工业用SO2和O2反应合成SO3反应的反应热(ΔH)、活化能(Ea正)为:
SO2(g)+O2(g) SO3(g) ΔH=-98.0kJ·mol-1 Ea正=125.5kJ·mol-1
①三氧化硫的分解反应SO3(g) SO2(g)+O2(g)的活化能Ea正=_______ 。
②下列关于工业用SO2和O2反应合成SO3反应的理解正确的是_______ 。
A.增大氧气浓度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增大,反应速率加快
B.该反应的实际工业生产条件是高温、高压、合适的催化剂
C.当温度、压强一定时,在原料气(SO2和O2的比例不变)中添加少量惰性气体,会使平衡转化率减小
D.反应过程中,可将SO3液化,并不断将液态SO3移去,有利于提高正反应速率
(2)CO和H2在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0获得甲醇。向2L的密闭容器中通入1mol CO(g)和2mol H2(g),发生反应合成甲醇,反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如下图所示。
①若容器容积不变,下列措施可提高CO转化率的是_______ 。
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大 D.再充入1mol CO(g)和2molH2(g)
②500℃的此反应的平衡常数K=_______ 。相同温度下若某时刻,测得该反应的反应物与生成物的浓度分别为c(CO)=0.4mol·L-1、c(H2)=0.4mol· L-1、c(CH3OH)= 0.8mol·L-1,则此时v正_______ v逆(填“>”、“<”或“=”)。
③在500℃恒压条件下,请在上图画出反应体系中n(CH3OH)随时间t变化的总趋势图_______ 。
(1)二氧化硫在工业上和生活中有广泛的用途。工业用SO2和O2反应合成SO3反应的反应热(ΔH)、活化能(Ea正)为:
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①三氧化硫的分解反应SO3(g) SO2(g)+O2(g)的活化能Ea正=
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A.增大氧气浓度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增大,反应速率加快
B.该反应的实际工业生产条件是高温、高压、合适的催化剂
C.当温度、压强一定时,在原料气(SO2和O2的比例不变)中添加少量惰性气体,会使平衡转化率减小
D.反应过程中,可将SO3液化,并不断将液态SO3移去,有利于提高正反应速率
(2)CO和H2在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0获得甲醇。向2L的密闭容器中通入1mol CO(g)和2mol H2(g),发生反应合成甲醇,反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如下图所示。
①若容器容积不变,下列措施可提高CO转化率的是
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大 D.再充入1mol CO(g)和2molH2(g)
②500℃的此反应的平衡常数K=
③在500℃恒压条件下,请在上图画出反应体系中n(CH3OH)随时间t变化的总趋势图
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【推荐3】工业上利用 CO、CO2、H2 在催化剂作用下合成甲醇。已知在一定温度和压强下:
①H2(g)+1/2O2(g) ═ H2O(l) △H1=-285.8 kJ/mol;
②2CO(g)+O2(g)CO2(g) △H2=-566 kJ/mol;
③CH3OH(g)+3/2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) △H3=-761.7 kJ/mol。
(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=_____ 。
(2)一定温度下,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在 2 L 的容器中进行反应,充入 n(H2)/n(CO)的值与平衡时反应物的转化率关系如图。
①α 代表_____ (填 H2 或 CO)的转化率。
②若反应开始时,充入 6 mol H2 和 3mol CO,则 A 点平 衡时 K=_____ ,p(平)/p(始)=_____ 。A 点平衡时再充入CO、H2、CH3OH 各 1 mol,此时 V 正_____ V 逆。(填“>”、“<”、“=”)
(3)2NO2(g)N2O4(g) △H<0。将一定量的 NO2 气体充入注射器中并密封,拉伸和压缩注射器过程中气体的透光率随时间变化。(气体颜色越深,透光率越小)
①a 点的操作为_____ 。
②e 点平衡向_____ 移动。
③固定注射器容积,c 点时再充入一定量 N2O4,则 NO2 转化率_____ 。(填“增大”、“减 小”、“不变”)
①H2(g)+1/2O2(g) ═ H2O(l) △H1=-285.8 kJ/mol;
②2CO(g)+O2(g)CO2(g) △H2=-566 kJ/mol;
③CH3OH(g)+3/2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) △H3=-761.7 kJ/mol。
(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=
(2)一定温度下,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在 2 L 的容器中进行反应,充入 n(H2)/n(CO)的值与平衡时反应物的转化率关系如图。
①α 代表
②若反应开始时,充入 6 mol H2 和 3mol CO,则 A 点平 衡时 K=
(3)2NO2(g)N2O4(g) △H<0。将一定量的 NO2 气体充入注射器中并密封,拉伸和压缩注射器过程中气体的透光率随时间变化。(气体颜色越深,透光率越小)
①a 点的操作为
②e 点平衡向
③固定注射器容积,c 点时再充入一定量 N2O4,则 NO2 转化率
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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1】铝的利用成为人们研究的热点,是新型电池研发中重要的材料。
(1)通过以下反应制备金属铝。
反应1:Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g);ΔH1=akJ·mol-1
反应2:Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g);ΔH2=bkJ·mol-1
反应3:3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g);ΔH3
①反应3的ΔH3=_______ kJ·mol-1。
②950℃时,铝土矿与足量的焦炭和Cl2反应可制得AlCl3。该反应的化学方程式是_______ 。
(2)在高温条件下进行反应:2Al(l)+AlCl3(g)⇌3AlCl(g)。
①向图1所示的等容积A、B密闭容器中加入足量的Al粉,再分别充入1 mol AlCl3(g),在相同的高温下进行反应。图2表示A容器内的AlCl3(g)体积分数随时间的变化图,在图2中画出B容器内AlCl3(g)体积分数随时间的变化曲线。__________
②1100℃时,向2 L密闭容器中通入3 mol AlCl(g),发生反应:3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g)。已知该温度下AlCl(g)的平衡转化率为80%,则该反应的平衡常数K=________ 。
③加入3molAlCl(g),在不同压强下发生反应,温度对产率的影响如图3所示。此反应选择温度为900℃的原因是_______________ 。
(3)用铝制作的快速放电铝离子二次电池的原理如图4所示。
①该电池充电时,阴极的电极反应式为_____ 。
②AlCl3和NaCl的熔融盐常用于镀铝电解池,电镀时AlCl4-和Al2Cl7-两种离子在电极上相互转化,其他离子不参与电极反应。NaCl的作用是_____ 。
(1)通过以下反应制备金属铝。
反应1:Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g);ΔH1=akJ·mol-1
反应2:Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g);ΔH2=bkJ·mol-1
反应3:3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g);ΔH3
①反应3的ΔH3=
②950℃时,铝土矿与足量的焦炭和Cl2反应可制得AlCl3。该反应的化学方程式是
(2)在高温条件下进行反应:2Al(l)+AlCl3(g)⇌3AlCl(g)。
①向图1所示的等容积A、B密闭容器中加入足量的Al粉,再分别充入1 mol AlCl3(g),在相同的高温下进行反应。图2表示A容器内的AlCl3(g)体积分数随时间的变化图,在图2中画出B容器内AlCl3(g)体积分数随时间的变化曲线。
②1100℃时,向2 L密闭容器中通入3 mol AlCl(g),发生反应:3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g)。已知该温度下AlCl(g)的平衡转化率为80%,则该反应的平衡常数K=
③加入3molAlCl(g),在不同压强下发生反应,温度对产率的影响如图3所示。此反应选择温度为900℃的原因是
(3)用铝制作的快速放电铝离子二次电池的原理如图4所示。
①该电池充电时,阴极的电极反应式为
②AlCl3和NaCl的熔融盐常用于镀铝电解池,电镀时AlCl4-和Al2Cl7-两种离子在电极上相互转化,其他离子不参与电极反应。NaCl的作用是
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】纯遇热易发生分解,工业上通常制成固体以便运输和储存。制备的实验装置如图所示(夹持装置省略),其中A装置制备,C装置用于制备。回答下列问题:
(1)仪器a的名称是___________ 。装置B的作用是___________ 。
(2)装置A中发生反应的离子方程式为___________ 。向装置A中通入空气的目的是___________ 。
(3)装置C中发生反应的化学方程式为___________ ;C装置采用“冰水浴”的目的是___________ 。
(4)研究测得C装置吸收液中的与对粗产品中含量的影响如图所示。则最佳条件为___________ ,___________ 。
(1)仪器a的名称是
(2)装置A中发生反应的离子方程式为
(3)装置C中发生反应的化学方程式为
(4)研究测得C装置吸收液中的与对粗产品中含量的影响如图所示。则最佳条件为
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐3】氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一,传统的工业合成氨技术是德国人哈伯(FritzHaber)在1905年发明的,因此也被称为哈伯法合成氨。哈伯本人也因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。哈伯法合成氨需要20~50MPa的高压和500℃的高温,并用铁作催化剂。氢气和氮气在催化剂、高温、高压下合成氨,近一个世纪,全世界都这样生产氨。
(1)哈伯法制氨气的化学反应方程式为___ 。
(2)从结构角度分析植物难以利用氮气作为氮源的原因是___ 。
最近,韩国蔚山国家科学技术研究所(UNIST)与吉林大学、加拿大卡尔加里大学的研究人员合作,提出一种基于机械化学在温和条件下由氮气合成氨的新方案“球磨法”是在温和的条件下(45℃和1bar,1bar=100kPa)合成氨,氨的最终体积分数可高达82.5%。
该法分为两个步骤(如图):第一步,铁粉在球磨过程中被反复剧烈碰撞而活化,产生高密度的缺陷,氮分子被吸附在这些缺陷上([Fe(N*)]),有助于氮分子的解离。第二步,N*发生加氢反应得到NHx(x=1~3),剧烈碰撞中,NHx从催化剂表面脱附得到产物氨。
(3)“球磨法”与“哈伯法”相比较,下列说法中正确的是___ 。
A.催化剂(Fe)缺陷密度越高,N2的吸附率越高
B.“哈伯法”采用高温主要用于解离氮氮三键,而“球磨法”不用解离氮氮三键
C.“球磨法”中“剧烈碰撞”仅仅为了产生“活化缺陷”
D.“球磨法”不采用高压,是因为低压产率已经较高,加压会增大成本
(4)机械碰撞有助于催化剂缺陷的形成,而摩擦生热会使体系温度升高。图甲是N2吸附量、体系温度随球磨转速变化曲线,则应选择的最佳转速约___ 转/min;若选择500转/min的转速,N2的吸附量降低的原因是___ 。
(1)哈伯法制氨气的化学反应方程式为
(2)从结构角度分析植物难以利用氮气作为氮源的原因是
最近,韩国蔚山国家科学技术研究所(UNIST)与吉林大学、加拿大卡尔加里大学的研究人员合作,提出一种基于机械化学在温和条件下由氮气合成氨的新方案“球磨法”是在温和的条件下(45℃和1bar,1bar=100kPa)合成氨,氨的最终体积分数可高达82.5%。
该法分为两个步骤(如图):第一步,铁粉在球磨过程中被反复剧烈碰撞而活化,产生高密度的缺陷,氮分子被吸附在这些缺陷上([Fe(N*)]),有助于氮分子的解离。第二步,N*发生加氢反应得到NHx(x=1~3),剧烈碰撞中,NHx从催化剂表面脱附得到产物氨。
(3)“球磨法”与“哈伯法”相比较,下列说法中正确的是
A.催化剂(Fe)缺陷密度越高,N2的吸附率越高
B.“哈伯法”采用高温主要用于解离氮氮三键,而“球磨法”不用解离氮氮三键
C.“球磨法”中“剧烈碰撞”仅仅为了产生“活化缺陷”
D.“球磨法”不采用高压,是因为低压产率已经较高,加压会增大成本
(4)机械碰撞有助于催化剂缺陷的形成,而摩擦生热会使体系温度升高。图甲是N2吸附量、体系温度随球磨转速变化曲线,则应选择的最佳转速约
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