党的二十大报告中强调“实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”。的转化和利用是实现碳中和的有效途径。回答下列问题。
I.利用合成淀粉的研究成果已经被我国科学家发表在Nature杂志上。其涉及的关键反应如下:
①,
②,
③,
(1)反应③中___________ ,若要该反应自发进行,___________ (填“高温”或“低温”)更有利。
(2)在恒温,恒容密闭容器中,对于反应③,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是___________(填字母序号)。
(3)在催化剂作用下,按的比例向某密闭容器中通入一定量的原料气只发生①②两个反应。维持压强为6.4MPa,测得不同温度下,反应经过相同时间时的转化率、甲醇的选择性如图所示:
已知:甲醇的选择性
①从图中曲线的变化趋势也可以判断出反应①是放热的,判断的依据是___________ 。
②K时,若反应从开始到达到a点所用时间为5min,___________ ,反应②的___________ (指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数,A的平衡分压=A的物质的量分数,最终结果用分数表示)。
II.
(4)水杨醛缩邻氨基苯酚(A)又被称为“锰试剂”,可与形成黄色的配合物,其同分异构体水杨醛缩对氨基苯酚(B),沸点较高的是___________ (填“A”或“B”),原因是___________ 。
A. B.
(5)吡啶()具有类似于苯环的平面结构,已知N原子电子云密度越大,碱性越强。下列关于吡啶的说法正确的是___________(填标号)。
(6)2001年德国专家从硫酸铵中检出一种组成为的物质,经测定,该物质易溶于水,在水中以和两种离子的形式存在。中N原子均为杂化,请写出的结构式:___________ 。
I.利用合成淀粉的研究成果已经被我国科学家发表在Nature杂志上。其涉及的关键反应如下:
①,
②,
③,
(1)反应③中
(2)在恒温,恒容密闭容器中,对于反应③,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是___________(填字母序号)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化 |
B.混合气体的密度不再变化 |
C. |
D.CO、、的物质的量之比为1∶2∶1 |
已知:甲醇的选择性
①从图中曲线的变化趋势也可以判断出反应①是放热的,判断的依据是
②K时,若反应从开始到达到a点所用时间为5min,
II.
(4)水杨醛缩邻氨基苯酚(A)又被称为“锰试剂”,可与形成黄色的配合物,其同分异构体水杨醛缩对氨基苯酚(B),沸点较高的是
A. B.
(5)吡啶()具有类似于苯环的平面结构,已知N原子电子云密度越大,碱性越强。下列关于吡啶的说法正确的是___________(填标号)。
A.吡啶中含有与苯类似的大π键 |
B.吡啶中N原子的价层孤电子对占据2p轨道 |
C.3-甲基吡啶()的碱性大于吡啶 |
D.吡啶在水中的溶解度大于苯在水中的溶解度 |
更新时间:2023-03-13 19:40:24
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【推荐1】为减小或消除CO2对环境的影响,科学家加强了对CO2创新利用的研究。回答下列问题:
(1)将CO2通过光热催化还原为高附加值碳氢燃料,包括以下反应:
反应I.
反应Ⅱ.
①已知反应Ⅲ. ,则___________ kJ·mol-1。
②350℃时,将0.5molCO2、1.5molH2通入恒压密闭容器中,在0.1gCo3O4催化下发生反应I和反应Ⅱ,10h后达到平衡,CO2转化率为75%,CO的产量为0.075mol,则CH4的产率为___________ mol·h-1·g-1(产率=),CH4选择性为___________ (选择性=),反应Ⅱ的___________ 。
(2)在催化剂的作用下,CO2高选择性转化为乙醇的反应原理为。
①图1、图2是温度、压强对乙醇选择性的影响,则最佳温度和压强分别为___________ 。②在最佳温度和压强下,气体流速对乙醇选择性的影响如图所示,阐述流速与选择性的关系并说明可能的原因:___________ 。(3)电化学还原CO2可制备CH4和HCOOH。
①写出在酸性介质中CO2转化为CH4的电极反应式:___________ 。
②理论上生成等物质的量的CH4和HCOOH时消耗的电能之比为___________ 。
(1)将CO2通过光热催化还原为高附加值碳氢燃料,包括以下反应:
反应I.
反应Ⅱ.
①已知反应Ⅲ. ,则
②350℃时,将0.5molCO2、1.5molH2通入恒压密闭容器中,在0.1gCo3O4催化下发生反应I和反应Ⅱ,10h后达到平衡,CO2转化率为75%,CO的产量为0.075mol,则CH4的产率为
(2)在催化剂的作用下,CO2高选择性转化为乙醇的反应原理为。
①图1、图2是温度、压强对乙醇选择性的影响,则最佳温度和压强分别为
①写出在酸性介质中CO2转化为CH4的电极反应式:
②理论上生成等物质的量的CH4和HCOOH时消耗的电能之比为
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(0.15)
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【推荐2】乙醇与水催化反应可以制得氢气。
(1)已知: ,回答下列问题:
①升温,平衡_______ 移动(填“向左”、“向右”、“不”);
②与原平衡相比较,增大压强,新平衡时_______ (填“增大”、“减小”、“不变”,下同);
③恒温、恒容条件下。加入水蒸气,转化率_______ ;
④恒温、恒压条件下,加入稀有气体,体积分数_______ 。
(2)乙醇与水催化制氢同时发生以下三个反应,回答下列问题:
反应I:
反应II:
反应III:
则_______ 。
(3)压强为100kPa,的平衡产率与温度、起始时的关系如图所示,x、y、z三条曲线上的点都代表在不同条件下的平衡产率,且每条曲线上的平衡产率相同,如: A、B两点的平衡产率相等,B、C两点的平衡产率不相等。
的平衡产率:B点_______ C点(填“>”或“<”)。
(4)恒容条件下,将和投入密闭容器中发生上述三个反应,平衡时的选择性、平衡时CO的选择性、平衡时乙醇的转化率随温度的变化曲线如图所示。
【已知:CO的选择性】
①表示乙醇转化率的曲线是_______ (填“a”、“b”或“c”)。
②573K时,反应II的压强平衡常数_______ 。(已知:分压=总压该组分物质的量分数,计算结果保留整数。)
(1)已知: ,回答下列问题:
①升温,平衡
②与原平衡相比较,增大压强,新平衡时
③恒温、恒容条件下。加入水蒸气,转化率
④恒温、恒压条件下,加入稀有气体,体积分数
(2)乙醇与水催化制氢同时发生以下三个反应,回答下列问题:
反应I:
反应II:
反应III:
则
(3)压强为100kPa,的平衡产率与温度、起始时的关系如图所示,x、y、z三条曲线上的点都代表在不同条件下的平衡产率,且每条曲线上的平衡产率相同,如: A、B两点的平衡产率相等,B、C两点的平衡产率不相等。
的平衡产率:B点
(4)恒容条件下,将和投入密闭容器中发生上述三个反应,平衡时的选择性、平衡时CO的选择性、平衡时乙醇的转化率随温度的变化曲线如图所示。
【已知:CO的选择性】
①表示乙醇转化率的曲线是
②573K时,反应II的压强平衡常数
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【推荐3】将CO、CO2转化为甲烷、甲醇、甲酸等有机物是实现“碳中和”重要途径。
Ⅰ.工业上利用H2与CO反应制甲烷,存在如下反应:
反应i:CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g) ∆H1=-206.2kJ/mol
反应ii:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ∆H2=-41.2kJ/mol
反应iii:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ∆H3
回答下列问题:
(1)∆H3=___________ kJ/mol。
(2)一定温度下,在固定容积的容器中通入H2、CO发生上述反应,平衡时CO和H2的转化率及CH4和CO2的产率随变化的情况如图所示,其中曲线b表示CO的转化率。①B点通过改变温度达到A点,则B点时的操作是___________ (填“升温”或“降温”)。
②图中表示H2转化率曲线是___________ (填标号)。
Ⅱ.用光电化学法将CO2还原为有机物实现碳资源的再生利用。电解装置和其他条件一定时,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率随电解电压的变化如下图所示。其中,(n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。
(3)电解时,阴极生成HCOOH的电极反应式为___________ 。通过电解制备HCHO应选择电压为___________ V(填U1或U2)。
(4)当电解电压为U2V时,电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为3:2.则生成HCOOH的法拉第效率m为___________ 。
Ⅲ.工业上用CO2和H2催化合成甲醇存在如下反应:
主反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H<0
副反应:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ∆H>0
(5)某温度下,在装有催化剂的密闭容器中投入1mol CO2和3mol H2,发生上述反应。达平衡时容器中CH3OH的物质的量为0.6mol,CO的物质的量为0.1mol。则此条件下副反应的平衡常数K=___________ 。(保留两位小数)
(6)已知CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ∆H<0,v正=k正·c(CO2)·c3(H2),v逆=k逆·c(CH3OH)·c(H2)(k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数)。该反应的随温度变化的曲线如图所示,则___________ 表示随温度变化的曲线,理由是___________ 。
Ⅰ.工业上利用H2与CO反应制甲烷,存在如下反应:
反应i:CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g) ∆H1=-206.2kJ/mol
反应ii:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ∆H2=-41.2kJ/mol
反应iii:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ∆H3
回答下列问题:
(1)∆H3=
(2)一定温度下,在固定容积的容器中通入H2、CO发生上述反应,平衡时CO和H2的转化率及CH4和CO2的产率随变化的情况如图所示,其中曲线b表示CO的转化率。①B点通过改变温度达到A点,则B点时的操作是
②图中表示H2转化率曲线是
Ⅱ.用光电化学法将CO2还原为有机物实现碳资源的再生利用。电解装置和其他条件一定时,恒定通过电解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率随电解电压的变化如下图所示。其中,(n表示电解生成还原产物X所转移电子的物质的量,F表示法拉第常数。
(3)电解时,阴极生成HCOOH的电极反应式为
(4)当电解电压为U2V时,电解生成的HCOOH和HCHO的物质的量之比为3:2.则生成HCOOH的法拉第效率m为
Ⅲ.工业上用CO2和H2催化合成甲醇存在如下反应:
主反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H<0
副反应:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ∆H>0
(5)某温度下,在装有催化剂的密闭容器中投入1mol CO2和3mol H2,发生上述反应。达平衡时容器中CH3OH的物质的量为0.6mol,CO的物质的量为0.1mol。则此条件下副反应的平衡常数K=
(6)已知CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ∆H<0,v正=k正·c(CO2)·c3(H2),v逆=k逆·c(CH3OH)·c(H2)(k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数)。该反应的随温度变化的曲线如图所示,则
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【推荐1】2017年5月18日,中国国土资源部地质调查局宣布,我国在南海进行的可燃冰试采获得成功,成为全球第一个海域试采可燃冰成功的国家,可燃冰即天然气水合物,甲烷含量占80%至99.9%。化工生产中用甲烷和水蒸气反应得到以CO和H2为主的混合气体,这种混合气体可用于生产甲醇或合成氨,回答下列问题:
(1)对甲烷而言,有如下两个主要反应:
①CH4(g)+1/2O2(g)=CO(g)+2H2(g) △H1=-36kJ·mol-1
②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2=+216kJ·mol-1
若不考虑热量耗散,物料转化率均为100%,最终炉中出来的气体只有CO、H2,为维持热平衡,每生产lmolCO,转移电子的数目为__________ 。
(2)甲醇是一种用途广泛的化工原料,工业上常用下列两种反应制备甲醇:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-90kJ·mol-1K1
CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)+H2O(l) △H2K2
已知: CO(g)+H2O(g)= CO2(g)+H2(g) △H3=-41.1kJ·mol-1K3
H2O(l)=H2O(g) △H4=+44.0kJ·mol-1K4
则△H2=______ K2=_______ (用含K1、K3、K 4的代数式表示)
(3)在一恒温恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2模拟工业合成甲醇的反应:CO2(g)十3H2(g)CH3OH(g)十H2O(g)
①下列能说明该反应已达到平衡状态的是______________________ 。
A.混合气体平均相对分子质量不变 B.混合气体密度不变
C.容器内压强恒定不变 D.反应速率满足以下关系:V正(CO2)=3V逆(H2)
E.CO2、H2、CH3OH、H2O物质的量浓度之比为1:3:1:1
F.单位时间内断裂3NAH-H键的同时形成2molH-O键
②模拟过程中测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示,若此时容器内压强为P,则用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP为_____________ (用含P的代数式表示,数值保留两位小数),若此时再向容器内充入0.25molCO2和0.25molCH3OH的混合气体,则平衡______ (填“正向“逆向“不”)移动。(已知:气体分压=气体总压×体积分数)
(4)甲醇可在电解银催化作用下制甲醛,从贵金属阳极泥中可提取“粗银”“粗银”(含Ag、Cu、Au)可用电解槽电解精炼,纯银作阴极,采用AgNO3和稀HNO3的混合液作电解液,阴极的主要电极反应式为_____ 。阴极还有少量副反应发生,产生的气体遇空气迅速变为红棕色,该副反应的电极反应式为_______ 。硝酸浓度不能过大,其原因是___________________________________________ 。
(1)对甲烷而言,有如下两个主要反应:
①CH4(g)+1/2O2(g)=CO(g)+2H2(g) △H1=-36kJ·mol-1
②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2=+216kJ·mol-1
若不考虑热量耗散,物料转化率均为100%,最终炉中出来的气体只有CO、H2,为维持热平衡,每生产lmolCO,转移电子的数目为
(2)甲醇是一种用途广泛的化工原料,工业上常用下列两种反应制备甲醇:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-90kJ·mol-1K1
CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)+H2O(l) △H2K2
已知: CO(g)+H2O(g)= CO2(g)+H2(g) △H3=-41.1kJ·mol-1K3
H2O(l)=H2O(g) △H4=+44.0kJ·mol-1K4
则△H2=
(3)在一恒温恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2模拟工业合成甲醇的反应:CO2(g)十3H2(g)CH3OH(g)十H2O(g)
①下列能说明该反应已达到平衡状态的是
A.混合气体平均相对分子质量不变 B.混合气体密度不变
C.容器内压强恒定不变 D.反应速率满足以下关系:V正(CO2)=3V逆(H2)
E.CO2、H2、CH3OH、H2O物质的量浓度之比为1:3:1:1
F.单位时间内断裂3NAH-H键的同时形成2molH-O键
②模拟过程中测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示,若此时容器内压强为P,则用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP为
(4)甲醇可在电解银催化作用下制甲醛,从贵金属阳极泥中可提取“粗银”“粗银”(含Ag、Cu、Au)可用电解槽电解精炼,纯银作阴极,采用AgNO3和稀HNO3的混合液作电解液,阴极的主要电极反应式为
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【推荐2】将和两种气体转化为合成气(和CO),可以实现能量综合利用,对环境保护具有十分重要的意义。甲烷及二氧化碳重整涉及以下反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
(1)反应___________ 。(用、表示)
(2)密闭恒容条件下,反应Ⅱ达到平衡的标志是___________ 。
A.每消耗的同时消耗
B.CO的分压不再发生变化
C.气体平均分子量不再发生变化
D.气体密度不再发生变化
E.比值不再发生变化
(3)一定温度下,维持压强,向一密闭容器中通入等物质的量的和发生反应。已知反应Ⅱ的速率方程可表示为,,其中、分别为正、逆反应的速率常数,则以物质的分压表示的反应Ⅱ的平衡常数___________ (用、表示);另与的关系如图所示,①、②、③、④四条直线中,表示反应Ⅱ的是___________ (填序号);达到平衡时,测得的转化率为60%,且体系中,以物质的分压表示的反应Ⅰ的平衡常数___________ 。(用含的代数式表示)
(4)日本政府于2023年8月24日下午一点启动福岛核污染废水排海,引发了国际社会的广泛关注和担忧。铀(U)可用作核燃料。核废料中+6价的铀[U(Ⅵ)]可以通过电化学还原法处理,U(Ⅵ)还原为U(Ⅳ)的电化学装置如图所示:
阴极发生的反应为:
阴极区溶液中发生反应:、
①阴极上发生的副反应为:___________ 。
②阴极区溶液中加入的目的是___________ 。
③电还原处理+6价的铀[U(Ⅵ)]转移,阴极区减少___________ mol。
Ⅰ.
Ⅱ.
(1)反应
(2)密闭恒容条件下,反应Ⅱ达到平衡的标志是
A.每消耗的同时消耗
B.CO的分压不再发生变化
C.气体平均分子量不再发生变化
D.气体密度不再发生变化
E.比值不再发生变化
(3)一定温度下,维持压强,向一密闭容器中通入等物质的量的和发生反应。已知反应Ⅱ的速率方程可表示为,,其中、分别为正、逆反应的速率常数,则以物质的分压表示的反应Ⅱ的平衡常数
(4)日本政府于2023年8月24日下午一点启动福岛核污染废水排海,引发了国际社会的广泛关注和担忧。铀(U)可用作核燃料。核废料中+6价的铀[U(Ⅵ)]可以通过电化学还原法处理,U(Ⅵ)还原为U(Ⅳ)的电化学装置如图所示:
阴极发生的反应为:
阴极区溶液中发生反应:、
①阴极上发生的副反应为:
②阴极区溶液中加入的目的是
③电还原处理+6价的铀[U(Ⅵ)]转移,阴极区减少
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【推荐3】2020年中国向世界宣布2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。转化和吸收CO2的研究成为更加迫切的任务。
(1)在催化剂作用下CO2和H2发生反应I:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H1。已知298K时,部分物质的相对能量如表所示(忽略△H随温度的变化)。
则△H1=_____ kJ•mol-1,该反应能够自发进行的条件是_____ (填“较高温度”或“较低温度”)。
(2)在恒温恒容条件下,向密闭容器中充入CO2、H2,加入合适催化剂,发生反应I,下列情况表明反应I达到平衡状态的是_____ (填序号)。
(3)在一体积不变的密闭容器中投入0.4molCO2和1.2molH2,发生反应I,测得CO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示;
①随着温度升高,不同压强下,CO2的平衡转化率接近相等,原因是______ 。
②若反应平衡时M点(p2对应压强下)密闭容器的体积为2L,请列出计算N点条件下反应Ⅰ的平衡常数的计算式K=_____ (只列计算式)。
(4)CO2催化加H2还可能生成其他含碳化合物。研究发现,Fe、Co固体双催化剂的成分对相同时间内CO2转化率和产物选择性有重要作用,部分研究数据如表所示:
下列说法错误的是______ (填序号)。
(5)在一定条件下,选择合适的催化剂使CO2只发生转化为CO的反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H>0。调整CO2和H2初始投料比,测得在一定投料比和一定温度下,该反应CO2的平衡转化率如图所示:
已知:Kx是以物质的量分数表示的化学平衡常数;反应速率v=v正-v逆=k正x(CO2)x(H2)-k逆x(CO)x(H2O),k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数。B、E、F三点反应温度最高的是_____ 点,计算E点所示的投料比在从起始到平衡的过程中,当CO2转化率达到40%时,=_____ 。
(1)在催化剂作用下CO2和H2发生反应I:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H1。已知298K时,部分物质的相对能量如表所示(忽略△H随温度的变化)。
物质 | CO2(g) | H2O(l) | H2O(g) | H2(g) | C2H4(g) |
相对能量(kJ•mol-1) | -393 | -286 | -242 | 0 | 52 |
(2)在恒温恒容条件下,向密闭容器中充入CO2、H2,加入合适催化剂,发生反应I,下列情况表明反应I达到平衡状态的是
A.C2H4的体积分数保持不变 | B.混合气体密度保持不变 |
C.混合气体的平均摩尔质量保持不变 | D.混合气体中C2H4与H2O(g)的分压之比不变 |
①随着温度升高,不同压强下,CO2的平衡转化率接近相等,原因是
②若反应平衡时M点(p2对应压强下)密闭容器的体积为2L,请列出计算N点条件下反应Ⅰ的平衡常数的计算式K=
(4)CO2催化加H2还可能生成其他含碳化合物。研究发现,Fe、Co固体双催化剂的成分对相同时间内CO2转化率和产物选择性有重要作用,部分研究数据如表所示:
实验编号 | n(Fe):n(Co) | CO2转化率/% | CO选择性/% | CH4选择性/% | C2H4选择性/% | 反应后固体的成分 |
1 | 100∶0 | 1.1 | 100 | 0 | 0 | Fe和少量Fe3O4 |
2 | 50∶50 | 30.5 | 36.8 | 42.9 | 20.3 | Fe和Co |
3 | 0∶100 | 69.2 | 2.7 | 97.1 | 0.2 | Co |
A.实验1中生成Fe3O4的化学方程式为3Fe+4CO2=Fe3O4+4CO |
B.用该方法制备CH4时,最好选用金属Co作催化剂 |
C.n(Fe):n(Co)对该制备过程影响很大 |
D.若生成等物质的量的CH4和C2H4,转移的电子数比值为2∶1 |
已知:Kx是以物质的量分数表示的化学平衡常数;反应速率v=v正-v逆=k正x(CO2)x(H2)-k逆x(CO)x(H2O),k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数。B、E、F三点反应温度最高的是
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【推荐1】研究二氧化碳的转化与减排具有重要的社会意义。用还原的反应过程如下:
①
②
回答下列问题:
(1)_______ 。
(2)同时提高与的平衡转化率和速率的措施是_______ 。
(3)在密闭容器中分别充入0.1mol与0.3mol。
①保持密闭容器体积为10L,只发生①②反应,经10min反应达到平衡,测定出和均为0.05mol。10min内的平均反应速率为____ ;该条件下,反应②的平衡常数为_____ 。
②在150℃时,改变密闭容器的体积,测得和平衡转化率随压强变化如图所示。平衡转化率随压强增大而减小的主要原因是____ ;后平衡转化率随压强增大而减小缓慢甚至增大,可能的原因是_______ 。(4)在刚性密闭容器中按体积比1∶3投入和,加入催化剂,仅发生反应①②。经实验测出两步反应过程的能量变化示意图如下:①在较低温度时,反应物转化率较高,但体系中体积分数很低,主要原因是活化能_______ (填“>”、“<”或“=”)。
②随温度升高,的体积分数变化趋势为先增后减小,其可能原因是_______ 。
①
②
回答下列问题:
(1)
(2)同时提高与的平衡转化率和速率的措施是
(3)在密闭容器中分别充入0.1mol与0.3mol。
①保持密闭容器体积为10L,只发生①②反应,经10min反应达到平衡,测定出和均为0.05mol。10min内的平均反应速率为
②在150℃时,改变密闭容器的体积,测得和平衡转化率随压强变化如图所示。平衡转化率随压强增大而减小的主要原因是
②随温度升高,的体积分数变化趋势为先增后减小,其可能原因是
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【推荐2】甲烷蒸汽重整是制氢的主要途径,涉及反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)标准摩尔生成焓()是指标准状态下,由稳定的单质生成1mol该物质的焓变。稳定单质的。根据下表数据计算a=________ 。
(2)向恒容密闭容器中按投料,初始总压强为,测得平衡时各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。①图中表示CO的物质的量分数随温度变化的曲线是________ 。
②温度低于600℃时,d的物质的量分数随温度升高而增大,原因是________ 。
③600℃时,的平衡转化率为________ (保留两位有效数字),反应Ⅱ的________ 。
(3)镍基复合催化剂可作为重整的催化剂和吸收剂。
①在催化剂()表面和发生反应,生成CO、和的反应机理如下。
a.
b.________
c.
d.
e.
补充b反应的方程式:________ 。
②镍基复合催化剂可吸收部分。某温度下,向恒容密闭容器中按投料,初始总压强为,平衡后总压强为p,的转化率为50%,。则________ (用含、p的表达式表示)。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
回答下列问题:
(1)标准摩尔生成焓()是指标准状态下,由稳定的单质生成1mol该物质的焓变。稳定单质的。根据下表数据计算a=
物质 | |||
-74.8 | -110.5 | -241.8 |
(2)向恒容密闭容器中按投料,初始总压强为,测得平衡时各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。①图中表示CO的物质的量分数随温度变化的曲线是
②温度低于600℃时,d的物质的量分数随温度升高而增大,原因是
③600℃时,的平衡转化率为
(3)镍基复合催化剂可作为重整的催化剂和吸收剂。
①在催化剂()表面和发生反应,生成CO、和的反应机理如下。
a.
b.________
c.
d.
e.
补充b反应的方程式:
②镍基复合催化剂可吸收部分。某温度下,向恒容密闭容器中按投料,初始总压强为,平衡后总压强为p,的转化率为50%,。则
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【推荐3】为实现“双碳”目标,某科研所研究二氧化碳制备甲醇技术可实现二氧化碳资源化利用、降低碳排放。回答下列问题:
(1)在一定条件下,合成甲醇的过程中主要发生以下反应:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41kJ•mol-1
Ⅲ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-90.5kJ•mol-1
反应Ⅰ的△H1=_______ ;增大反应体系的压强(缩小容积),n(CH3OH)_______ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)在3.0MPa和催化剂下,向1L密闭容器中充入1molCO2和3molH2,平衡时CO2的转化率与CH3OH、CO的选择性随温度的变化如图所示。
[CH3OH或CO的选择性=×100%]图中X曲线代表_______ (填化学式)的选择性;150~250℃之间,以反应______ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)为主。
(3)在上述条件下,反应在200℃时,反应Ⅲ的浓度平衡常数Kc=_______ L2•mol-2(用计算式表示);250℃时,反应达到平衡时测得H2的物质的量为2.0mol,CH3OH的物质的量为0.25mol,则反应Ⅱ的压强平衡常数Kp=_______ (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(4)该科研所除在催化剂下用氢气还原二氧化碳制取甲醇外,还研究用如图装置电解法制取甲醇。写出阴极上发生反应的电极反应式_______ 。
(1)在一定条件下,合成甲醇的过程中主要发生以下反应:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41kJ•mol-1
Ⅲ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-90.5kJ•mol-1
反应Ⅰ的△H1=
(2)在3.0MPa和催化剂下,向1L密闭容器中充入1molCO2和3molH2,平衡时CO2的转化率与CH3OH、CO的选择性随温度的变化如图所示。
[CH3OH或CO的选择性=×100%]图中X曲线代表
(3)在上述条件下,反应在200℃时,反应Ⅲ的浓度平衡常数Kc=
(4)该科研所除在催化剂下用氢气还原二氧化碳制取甲醇外,还研究用如图装置电解法制取甲醇。写出阴极上发生反应的电极反应式
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解答题-结构与性质
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困难
(0.15)
解题方法
【推荐1】(1)根据杂化轨道理论判断下列分子的空间构型是V形的是_____ (填序号)。
a . BeCl2b . H2O c . HCHO d . CS2
(2)已知AlCl3的沸点:1 90 ℃ (2.5个大气压),但是它在178 ℃就开始升华,则AlCl3的晶体类型为_______ ;为什么工业上一般不采用电解熔融氯化铝的方法制备金属铝________ 。 (3)原子序数小于36的元素Q和T,在周期表中既处于同一周期又位于同一族,且原子序数T比Q多2。T的基态原子外围电子(价电子)排布式为__________ , Q2+的未成对电子数是______ 。
(4)下图是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图,判断NaCl晶体结构的图象是下图中的_______ (填序号)。
(5)[Cu(NH3)4]2+配离子中存在的化学键类型有_______ (填序号)。
①配位键②金属键③极性共价键④非极性共价键⑤离子键⑥氢键
已知:[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型,且当[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代时,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为___________ 。
(6)X与Y可形成离子化合物,其晶胞结构如图所示,其中X和Y的相对原子质量分别为a和b,晶体密度为pg · cm-3,则晶胞中距离最近的X、Y之间的核间距离是_____ cm 。( NA表示阿伏伽德罗常数,用含p、a、b、N的代数式表达)
a . BeCl2b . H2O c . HCHO d . CS2
(2)已知AlCl3的沸点:1 90 ℃ (2.5个大气压),但是它在178 ℃就开始升华,则AlCl3的晶体类型为
(4)下图是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图,判断NaCl晶体结构的图象是下图中的
(5)[Cu(NH3)4]2+配离子中存在的化学键类型有
①配位键②金属键③极性共价键④非极性共价键⑤离子键⑥氢键
已知:[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型,且当[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代时,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为
(6)X与Y可形成离子化合物,其晶胞结构如图所示,其中X和Y的相对原子质量分别为a和b,晶体密度为pg · cm-3,则晶胞中距离最近的X、Y之间的核间距离是
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解答题-工业流程题
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困难
(0.15)
名校
解题方法
【推荐2】我国煤储量居世界第一,对煤的综合、高效、无害化利用是二十一世纪能源战略的重要组成部分,利用含铁元素的粉煤灰获得纳米等重要物质的工艺流程如下。
已知:i:伯胺能与反应:生成易溶于煤油的产物。
ii:在水溶液中易与反应:
(1)写出过程I中发生反应的离子方程式:_______ 。
(2)过程Ⅱ加入过量的作用是_______ 。
(3)过程Ⅱ加入伯胺-煤油对浸取液进行分离,该操作的名称是_______ 。
(4)从化学平衡角度解释过程Ⅱ利用溶液进行反萃取的原理:_______ 。
(5)具有碱性,可与结合生成,其中氮原子的杂化类型为_______ 从结构角度分析,它比配位能力_______ (“强”或“弱”),过程Ⅳ中先用过量的将水层2中转化为并生成,反应的离子方程式为_______ ,得到的再被氧化为。
(6)以溶液作为吸收剂对燃煤烟气进行一体化“脱硫”、“脱硝”。控制溶液的,将烟气中的、转化为、,均为放热反应。
①一定时间内,温度对硫、硝脱除率的影响曲线如下图,的脱除率高于,可能的原因是_______ (写出1种即可)。
②烟气中和的体积比为,时的脱除率见图,则此吸收液中烟气转化生成的和的物质的量之比为_______ 。
已知:i:伯胺能与反应:生成易溶于煤油的产物。
ii:在水溶液中易与反应:
(1)写出过程I中发生反应的离子方程式:
(2)过程Ⅱ加入过量的作用是
(3)过程Ⅱ加入伯胺-煤油对浸取液进行分离,该操作的名称是
(4)从化学平衡角度解释过程Ⅱ利用溶液进行反萃取的原理:
(5)具有碱性,可与结合生成,其中氮原子的杂化类型为
(6)以溶液作为吸收剂对燃煤烟气进行一体化“脱硫”、“脱硝”。控制溶液的,将烟气中的、转化为、,均为放热反应。
①一定时间内,温度对硫、硝脱除率的影响曲线如下图,的脱除率高于,可能的原因是
②烟气中和的体积比为,时的脱除率见图,则此吸收液中烟气转化生成的和的物质的量之比为
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解答题-无机推断题
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困难
(0.15)
【推荐3】现有七种元素,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素,F、G为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答问题。
(1)已知BA5为离子化合物,写出其电子式:______________________________ 。
(2)B元素基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有__________ 个方向,原子轨道呈_______ 形。
(3)某同学根据上述信息,推断C基态原子的核外电子排布图为该同学所画的电子排布图违背___________________ 。
(4)G位于________ 族________ 区,该元素的核外电子排布式为_________________ 。
(5)DE3中心原子的杂化方式为____________ ,用价层电子对互斥理论推测其空间构型为__________ 。
(6)检验F元素的方法是____________ ,请用原子结构的知识解释产生此现象的原因:_____________ 。
A元素的核外电子数和电子层数相等 |
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1 |
C原子的第一至第四电离能如下: |
I1=738 kJ·mol-1 I2=1451 kJ·mol-1 I3=7733 kJ·mol-1 I4=10540 kJ·mol-1 |
D原子核外所有p轨道全满或半满 |
E元素的主族序数与周期数的差为4 |
F是前四周期中电负性最小的元素 |
G在周期表的第七列 |
(2)B元素基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有
(3)某同学根据上述信息,推断C基态原子的核外电子排布图为该同学所画的电子排布图违背
(4)G位于
(5)DE3中心原子的杂化方式为
(6)检验F元素的方法是
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