合成氨是人类科学技术的一项重大突破。完成下列填空:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/22/a691f081-dd0d-485b-890c-a2bc301b5b8d.png?resizew=253)
(1)如图表示未用催化剂时,
和
反应生成
时的能量变化。写出该反应的热化学方程式:___________ 。在如图画出加入正催化剂后,反应的能量变化示意图______ 。
(2)该反应的熵变
,则a___________ 0(填“>”或“<”),该反应能自发进行的温度(T)范围是___________ (用含a的不等式表示)。
(3)在恒温、恒容密闭容器中进行上述反应,能说明该反应已达到平衡状态的是___________。(选填编号)
(4)在温度分别为
、
时,固定
的投入量,起始
的物质的量与平衡时
的物质的量分数关系如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/21/078eaea5-a866-4ff5-ad7b-258d27888166.png?resizew=221)
图像中
和
的关系是:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/baa24a8004d0095ac9d9382113732970.png)
___________
。(选填“>”、“<”或“=”)
a、b、c、d四点中,
转化率最高的是:___________ 。
(5)某温度下,向一4L恒容密闭容器中充入
和
。20min后,
的浓度为
,用
表示的20min内平均反应速率为___________ ,此时浓度商(Q)的数值为___________ 。若此时
,则Q___________ K(填“>”、“<”或“=”,K表示该温度下反应的平衡常数)
(6)电化学法合成氨是常温合成氨的重要研究领域。如图是一种电化学合成氨过程的示意图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/22/30ba130a-3d1e-48b2-afff-a9fe24ee68d7.png?resizew=201)
该装置的电极a是___________ 极,b电极的电极反应式为___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/22/a691f081-dd0d-485b-890c-a2bc301b5b8d.png?resizew=253)
(1)如图表示未用催化剂时,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fb327ea4a788f1a6080a80e955b5f52c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/444497cd37b296f9762dfb3d1ca7bc55.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2bd9b0975187b4183f15c454e6de02a7.png)
(2)该反应的熵变
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f9354498a51986b6a819b663fad3f2c8.png)
(3)在恒温、恒容密闭容器中进行上述反应,能说明该反应已达到平衡状态的是___________。(选填编号)
A.容器内![]() ![]() ![]() |
B.![]() |
C.容器内气体压强保持不变 |
D.混合气体的密度保持不变 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/baa24a8004d0095ac9d9382113732970.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/85242e455a682eb4aa47abd6fb6af8fc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/21/078eaea5-a866-4ff5-ad7b-258d27888166.png?resizew=221)
图像中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/baa24a8004d0095ac9d9382113732970.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/85242e455a682eb4aa47abd6fb6af8fc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/baa24a8004d0095ac9d9382113732970.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/85242e455a682eb4aa47abd6fb6af8fc.png)
a、b、c、d四点中,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/689cceefc5aed24568b73c0a6910c539.png)
(5)某温度下,向一4L恒容密闭容器中充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e8c0d298b0bf31d4116523addba0736f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1f6fbb7472ea684d9df11610748de9c9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96f3388835482f010e278b98f01d8985.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3a8dbd0dc06276083573d82218524e0d.png)
(6)电化学法合成氨是常温合成氨的重要研究领域。如图是一种电化学合成氨过程的示意图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/22/30ba130a-3d1e-48b2-afff-a9fe24ee68d7.png?resizew=201)
该装置的电极a是
更新时间:2023-03-15 13:45:05
|
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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】
和
既是温室气体又是丰富的碳基资源。甲烷与二氧化碳重整反应是制合成气(
)的有效途径之一。合成气可用于二甲醚合成、羰基合成、费托合成等。因此,具有较好的市场前景。
(1)已知在
、298K条件下,各物质燃烧热数据如下表:
则甲烷与二氧化碳重整反应制合成气的热化学方程式为:________________ ;
(2)在T℃时,向容积为2L的刚性容器中充入![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/26edabbe2c43af4e74203ad34c4eff2d.png)
和![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2e0e1a928167fedd7f9cbc804eade8cb.png)
。反应体系中
的物质的量随时间变化关系如下表:
①20min时,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f0e3730b2c196cca3e1582ad54a0da1.png)
________
;当反应进行到60min时,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b609f6339b41916708359c59934b2d9b.png)
________ 20min时
的大小关系(填“<”、“=”或“>”);反应进行到60min时,下列能够提高平衡时合成气产率的措施有:_______________________ 。
A.将反应时间延长至150min B.移除一部分合成气
C.适当提高反应升高温度 D.改用高效催化剂
②反应进行到下列各图的p点时,能够说明该反应达到平衡状态的是:___________ 。
A.
B.
C.
D.![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/17/2486718825570304/2486846890721280/STEM/83136788-9b0f-4ff2-b423-67ca8958b3e7.png)
③已知:p(H2)、p(CO)、p(CH4)和p(CO2)为各组分的平衡分压(气体分压p=气体总压p总×体积分数),p总为平衡总压。若开始测得反应体系的压强为3.0Mpa,则合成气反应达到平衡状态时Kp=________ 。(结果保留一位小数)
(3)由于原料气的
比较高,催化剂易结焦,特别是高温反应时积碳严重,影响了此过程大规模工业化的应用。某科研小组研究了Sr助剂对10%
催化剂性能的影响如表1所示,请判断催化剂上Sr助剂的最佳质量含量为________ (横坐标表示Sr助剂的质量含量),判断的理由是________________ (写出两点)
(4)如图所示,以
为燃料气,高温电化学法制备合成气的发电系统中,
在电场作用下,通过氧化物电解质中氧空位迁移到负极,与
发生氧化还原反应。试用电极反应方程式表示负极发生反应的总过程:___________________________________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/90b52837e63f665e96f25b235507a318.png)
(1)已知在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/92ef5c07c005f1a9f7f4587c9837fb32.png)
物质(g) | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
燃烧热(![]() | -890.0 | -283.0 | -285.0 | 0 |
则甲烷与二氧化碳重整反应制合成气的热化学方程式为:
(2)在T℃时,向容积为2L的刚性容器中充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/26edabbe2c43af4e74203ad34c4eff2d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2e0e1a928167fedd7f9cbc804eade8cb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5b52c0fc18021ee815131cc6398b6283.png)
时间/min | 0 | 20 | 50 | 60 | 100 |
![]() | 0.5 | 0.48 | 0.25 | 0.25 | 0.25 |
①20min时,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f0e3730b2c196cca3e1582ad54a0da1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/36e533d654a153e681b831fa9ccefb53.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b609f6339b41916708359c59934b2d9b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e9f5815a0bd7a832da82fba741e40ccb.png)
A.将反应时间延长至150min B.移除一部分合成气
C.适当提高反应升高温度 D.改用高效催化剂
②反应进行到下列各图的p点时,能够说明该反应达到平衡状态的是:
A.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/17/2486718825570304/2486846890721280/STEM/2911473f-7ff7-4419-bd34-317459fb77a6.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/17/2486718825570304/2486846890721280/STEM/b7003107-2980-4bc0-9552-99413d76772e.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/17/2486718825570304/2486846890721280/STEM/2ae1a8b6-994c-4ca8-b72e-5a806827564a.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/17/2486718825570304/2486846890721280/STEM/83136788-9b0f-4ff2-b423-67ca8958b3e7.png)
③已知:p(H2)、p(CO)、p(CH4)和p(CO2)为各组分的平衡分压(气体分压p=气体总压p总×体积分数),p总为平衡总压。若开始测得反应体系的压强为3.0Mpa,则合成气反应达到平衡状态时Kp=
(3)由于原料气的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/903f5b392bc7b7b4d52f1892bee4660c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a2e8a684bbcaff8c22867a07fe81556c.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/17/2486718825570304/2486846890721280/STEM/4030cc9a-c563-4906-830f-9f2a3ceee642.png)
(4)如图所示,以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dba67aa38857c9bcdb03161595252d74.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/6/17/2486718825570304/2486846890721280/STEM/bf382caf-294e-4bee-944f-f2eecac57dec.png)
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐2】CO、CO2是火力发电厂释放出的主要尾气,为减少对环境造成的影响,发电厂试图采用以下方法将其资源化利用,重新获得燃料或重要工业产品。
(1)CO与Cl2在催化剂的作用下合成光气(COCl2)。某温度下,向2L的密闭容器中投入一定量的CO和Cl2,在催化剂的作用下发生反应:CO(g)+Cl2(g)
COCl2(g) ΔH =a kJ/mol反应过程中测定的部分数据如下表:
①反应0~2min末的平均速率v(COCl2)=_______ mol/(L·min)。
②在2min~4min间,v(Cl2)正______ v(Cl2)逆 (填“>”、“=”或“<”), 该温度下K =_______ L/ mol。
③已知X、L可分别代表温度或压强,如图表示L一定时,CO的转化率随X的变化关系。
X代表的物理量是__________ ;a_________ 0 (填“>”,“=”,“<”)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/20/1712857357328384/1713032826953728/STEM/30dc2122-775f-4cb3-9027-ceb8fbf1686b.png?resizew=231)
(2)在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体:
2CO(g)+2NO(g)
2CO2(g)+N2(g) ΔH=-748 kJ·mol-1
①一定条件下,单位时间内不同温度下测定的NO转化率如图1所示。温度高于710K时,随温度的升高NO转化率降低的原因可能是____________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/20/1712857357328384/1713032826953728/STEM/d232fbda-c87d-41e0-88b3-c28cd43e437b.png?resizew=527)
②已知:测定空气中NO和CO含量常用的方法有两种,方法1:电化学气敏传感器法。其中CO传感器的工作原理如图2所示,则工作电极的反应式为________________ ;方法2:氧化还原滴定法。用H2O2溶液吸收尾气,将氮氧化物转化为强酸,用酸碱中和滴定法测定强酸浓度。写出NO与H2O2溶液反应的离子方程式______________________ 。
(3)一定条件下,将CO和H2充入2L密闭容器中反应,可生成甲醚(CH3OCH3)。
4H2(g)+2CO(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) △H<0
下列能判断反应达到平衡的是_______________ 。
A.υ(H2)=2υ(CO) B.容器内的压强不变
C.混合气体的密度不变 D.混合气体的平均相对分子质量不变
E.甲醚的浓度保持不变
(1)CO与Cl2在催化剂的作用下合成光气(COCl2)。某温度下,向2L的密闭容器中投入一定量的CO和Cl2,在催化剂的作用下发生反应:CO(g)+Cl2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/20/1712857357328384/1713032826953728/STEM/9a76dbf45c8f4e2ba255e35494426601.png?resizew=34)
t/min | n(CO)/mol | n(Cl2)/mol |
0 | 1.2 | 0.6 |
1 | 0.9 | |
2 | 0.8 | |
4 | 0.2 |
①反应0~2min末的平均速率v(COCl2)=
②在2min~4min间,v(Cl2)正
③已知X、L可分别代表温度或压强,如图表示L一定时,CO的转化率随X的变化关系。
X代表的物理量是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/20/1712857357328384/1713032826953728/STEM/30dc2122-775f-4cb3-9027-ceb8fbf1686b.png?resizew=231)
(2)在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体:
2CO(g)+2NO(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/20/1712857357328384/1713032826953728/STEM/9a76dbf45c8f4e2ba255e35494426601.png?resizew=34)
①一定条件下,单位时间内不同温度下测定的NO转化率如图1所示。温度高于710K时,随温度的升高NO转化率降低的原因可能是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/20/1712857357328384/1713032826953728/STEM/d232fbda-c87d-41e0-88b3-c28cd43e437b.png?resizew=527)
②已知:测定空气中NO和CO含量常用的方法有两种,方法1:电化学气敏传感器法。其中CO传感器的工作原理如图2所示,则工作电极的反应式为
(3)一定条件下,将CO和H2充入2L密闭容器中反应,可生成甲醚(CH3OCH3)。
4H2(g)+2CO(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/6/20/1712857357328384/1713032826953728/STEM/5e5f414242564b83b601314bf4af7afb.png?resizew=27)
下列能判断反应达到平衡的是
A.υ(H2)=2υ(CO) B.容器内的压强不变
C.混合气体的密度不变 D.混合气体的平均相对分子质量不变
E.甲醚的浓度保持不变
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解题方法
【推荐3】氯化铁溶液与碘化钾溶液反应是高中阶段常见的氧化还原反应且反应现象较为明显,某实验小组通过实验探究发现
为可逆反应。已知
是一种常见的溶剂,与水互不相溶,碘单质在该溶剂中溶解后溶液呈紫红色。回答下列问题:
(1)已知该反应的能量变化如下图所示,则该反应为________ (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)为了证实氯化铁与碘化钾反应为可逆反应,该实验小组还设计了如下实验方案:取少量氯化铁溶液于试管中,再往试管中加入过量的等物质的量浓度的碘化钾溶液,充分反应后加入适量的
振荡且静置,发现下层形成了紫红色的溶液,若要证明该反应存在限度,请补充实验操作及现象:__________ 。
(4)为了探究在可逆反应中增大某种反应物的浓度是否能提高生成物的产量,在一定温度下,该实验小组通过测定相同时间t min内产生I2的量来进行验证,实验记录如下表,混合后溶液体积变化忽略不计:
①利用实验Ⅰ的数据,计算该反应在0~t min FeCl3的平均反应速率为________
。
②利用表格数据计算t min时实验Ⅱ中
的转化率为________ %。
(5)若将
的正反应设计为原电池,用石墨作电极材料,其中,正极发生________ 反应(填“氧化”或“还原”),负极电极反应式为________________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6eea1c1e47dbd51b324f9c1b079e69fe.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fa0b800f39df5ac9491cea4d5dc1aa1c.png)
(1)已知该反应的能量变化如下图所示,则该反应为
A.氧化钙与水反应 | B.![]() |
C.碳酸氢钠与盐酸反应 | D.甲烷在氧气中燃烧 |
(3)为了证实氯化铁与碘化钾反应为可逆反应,该实验小组还设计了如下实验方案:取少量氯化铁溶液于试管中,再往试管中加入过量的等物质的量浓度的碘化钾溶液,充分反应后加入适量的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fa0b800f39df5ac9491cea4d5dc1aa1c.png)
(4)为了探究在可逆反应中增大某种反应物的浓度是否能提高生成物的产量,在一定温度下,该实验小组通过测定相同时间t min内产生I2的量来进行验证,实验记录如下表,混合后溶液体积变化忽略不计:
实验编号 | |||||
Ⅰ | 0.1 | 5 | 0.1 | 5 | |
Ⅱ | 0.2 | 5 | 0.1 | 5 | |
Ⅲ | 0.3 | 5 | 0.1 | 5 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/36e533d654a153e681b831fa9ccefb53.png)
②利用表格数据计算t min时实验Ⅱ中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e0c629f27254b05e1078e4b93be27b1e.png)
(5)若将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9a6531a2a2d09e8927d0e94df5ce8bee.png)
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|
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【推荐1】某兴趣小组了解到空气燃料实验系统可利用二氧化碳和水直接合成甲醇,结合新闻信息他们推测其工作时反应原理如下:
I.CO2(g)+H2O(l)⇌CO(g)+H2(g)+O2(g) ∆H=+akJ·mol-1
II.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H=-bkJ·mol-1
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆H=-ckJ·mol-1
(1)2CO2(g)+4H2O(l)=2CH3OH(g)+3O2(g)的∆H为___________ kJ·mol-1
(2)其他条件不变,CO2平衡转化率与温度的关系如下图所示,T1之前CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是___________
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/2/26/2924842625810432/2925396439564288/STEM/2d9066eedea94ac9bcf17feaa67f94ad.png?resizew=154)
(3)T℃时,在体积为2L的密闭容器中加入2molCO和1molH2发生反应,经5min达到平衡,此时H2的浓度为0.1mol·L-1。回答下列问题:
①下列叙述能判断反应达到平衡的是___________ (填正确答案标号);
A.v正(CO)=2v逆(H2)
B.消耗0.1molCO的同时消耗0.1mol的甲醇
C.CO转化率不再变化
D.混合气体的密度不再变化
②0~5min内用CO表示的反应速率为___________ ,反应的平衡常数K=___________ ;
③T℃时,向容器中再加入2molCO和1molH2,重新达到平衡时CO的浓度___________ (填“大于”“小于”或“等于”)原平衡的2倍。
(4)利用原电池原理同样可以处理CO2变废为宝,下图是“Na-CO2”电池工作原理,吸收的CO2都转化为固体沉积物,其中有二转化为Na2CO3固体,电池正极的电极反应式为___________ 。
I.CO2(g)+H2O(l)⇌CO(g)+H2(g)+O2(g) ∆H=+akJ·mol-1
II.CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H=-bkJ·mol-1
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆H=-ckJ·mol-1
(1)2CO2(g)+4H2O(l)=2CH3OH(g)+3O2(g)的∆H为
(2)其他条件不变,CO2平衡转化率与温度的关系如下图所示,T1之前CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/2/26/2924842625810432/2925396439564288/STEM/2d9066eedea94ac9bcf17feaa67f94ad.png?resizew=154)
(3)T℃时,在体积为2L的密闭容器中加入2molCO和1molH2发生反应,经5min达到平衡,此时H2的浓度为0.1mol·L-1。回答下列问题:
①下列叙述能判断反应达到平衡的是
A.v正(CO)=2v逆(H2)
B.消耗0.1molCO的同时消耗0.1mol的甲醇
C.CO转化率不再变化
D.混合气体的密度不再变化
②0~5min内用CO表示的反应速率为
③T℃时,向容器中再加入2molCO和1molH2,重新达到平衡时CO的浓度
(4)利用原电池原理同样可以处理CO2变废为宝,下图是“Na-CO2”电池工作原理,吸收的CO2都转化为固体沉积物,其中有二转化为Na2CO3固体,电池正极的电极反应式为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/2/26/2924842625810432/2925396439564288/STEM/d0bfe8aba2664e9f9e320acaeedd8f74.png?resizew=204)
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(0.65)
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解题方法
【推荐2】甲烷是重要的气体燃料和化工原料。回答下列问题:
(1)已知CH4、CO、H2的燃烧热分别为akJ/mol、bkJ/mol、ckJ/mol。18g液态水转化为气态水吸热dkJ/mol。利用甲烷制备合成气的化学方程式CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) ΔH。
①ΔH=__ kJ/mol。
②一定温度下,在恒容的密闭容器中发生上述反应,下列表示反应达到平衡状态的有___ (填字母)。
A.v正(CH4)=v逆(H2O)
B.气体压强不再变化
C.单位时间每消耗1molCH4,同时产生3molH2
D.CH4与H2的物质的量之比为1∶3
(2)在某密闭容器中通入2molCH4和2molH2O(g),在不同条件下发生反应CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g),测得平衡时CH4的体积分数与温度、压强的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/4/17b73da4-fa50-4990-80f9-48f51e2c7d03.png?resizew=158)
①p1___ p2(填“<”、“>”或“=”),该反应为___ (填吸或放)热反应。
②m、n、q三点的化学平衡常数大小关系为__ 。
③若q点对应的纵坐标为30,此时甲烷的转化率为___ ,该条件下的化学平衡常数Kp=___ (用含有P1的表达式表示,Kp为以分压表示的平衡常数)。
(3)实验测定该反应的化学平衡常数Kp随温度变化的曲线是如图中的___ (填a、b),理由是___ 。
(1)已知CH4、CO、H2的燃烧热分别为akJ/mol、bkJ/mol、ckJ/mol。18g液态水转化为气态水吸热dkJ/mol。利用甲烷制备合成气的化学方程式CH4(g)+H2O(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/3/10/2416458739523584/2417297009065984/STEM/b1eb56e56462488a9d76107022d910cc.png?resizew=28)
①ΔH=
②一定温度下,在恒容的密闭容器中发生上述反应,下列表示反应达到平衡状态的有
A.v正(CH4)=v逆(H2O)
B.气体压强不再变化
C.单位时间每消耗1molCH4,同时产生3molH2
D.CH4与H2的物质的量之比为1∶3
(2)在某密闭容器中通入2molCH4和2molH2O(g),在不同条件下发生反应CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g),测得平衡时CH4的体积分数与温度、压强的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/4/17b73da4-fa50-4990-80f9-48f51e2c7d03.png?resizew=158)
①p1
②m、n、q三点的化学平衡常数大小关系为
③若q点对应的纵坐标为30,此时甲烷的转化率为
(3)实验测定该反应的化学平衡常数Kp随温度变化的曲线是如图中的
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/4/e6a4a2c8-f47a-47b5-a10f-ac9be9b5f99f.png?resizew=257)
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(0.65)
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【推荐3】研究
等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)已知:
;
;
则反应
的
=________ 。
(2)一定条件下,将
与
以体积比
置于密闭容器中发生上述反应,测得上述反应平衡时
与
体积比为
,则平衡常数
=________ (保留两位小数)。
(3)
可用于合成甲醇,反应方程式为
。
在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2922ae637886073827dff8c97681427.png)
________
(填“>”或“<”)。实际生产条件控制在
、
左右,选择此压强的理由是__________________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9f8a0d44cc69ee806cb5a24a2a4c6cf0.png)
(1)已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de5a3d9bad9dcd324dc3fe67990ebf71.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cd5c61b30178f2737a850b698c1a25d7.png)
则反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f0dc48f5e7e77e21da17779a1f06155.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2922ae637886073827dff8c97681427.png)
(2)一定条件下,将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9b0a6c15428939414834c004df67176f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/39208d1c3e640e796d76875beeb9fb04.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6b1525ede8b0a97134951985c551abe1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9b0a6c15428939414834c004df67176f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/39208d1c3e640e796d76875beeb9fb04.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8112679ea62c9caaf300b1367c482618.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8b974c96430d008f93e1698c6d71a604.png)
(3)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5cb633228364ff605e781e16580ac57.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2922ae637886073827dff8c97681427.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c95b6be4554f03bf496092f1acdfbb89.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a8856e0813ddcaa4bcb9bb22b85623e5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/da8c3344244fce9a2d30a1dcf8b34a12.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/24/a95fd484-c838-44ba-9818-f273279240b0.png?resizew=210)
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解题方法
【推荐1】CO2的捕集与转化是当今科学研究的重要课题。以CO2、C2H6为原料合成C2H4涉及的主要反应如下:
I.CO2(g)+C2H6(g)
C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) △H=+177kJ·mol-1(主反应)
II.C2H6(g)
CH4(g)+H2(g)+C(s) △H=+9kJ·mol-1(副反应)
I的反应历程可分为如下两步:
①C2H6(g)
C2H4(g)+H2(g) △H1(反应速率较快)
②H2(g)+CO2(g)
H2O(g)+CO(g) △H2=+41kJ·mol-1(反应速率较慢)
(1)△H1=____ 。
(2)相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)对反应I速率影响更大,其原因是____ 。
(3)如图是CO2和C2H6合成C2H4相关物质转化率或选择性与温度变化的关系,则该反应选择的最佳温度为____ ℃。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/20/2983501688774656/2984107403124736/STEM/c521af92-98a1-4c6f-84ee-c4648d200f0d.png?resizew=384)
(4)在800℃时,将1molCO2和3molC2H6充入10L体积不变的密闭容器中,在有催化剂存在的条件下,只发生反应CO2(g)+C2H6(g)
C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)。若初始压强为2.0MPa,一段时间后反应达到平衡,平衡时产物的物质的量之和与剩余反应物的物质的量之和相等,则达到平衡时CO2的转化率为____ ;该温度下反应的平衡常数Kp=____ (保留两位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(5)工业上用甲烷催化法制取乙烯,只发生如下反应:2CH4(g)
C2H4(g)+2H2(g) △H>0,温度T时,向2L恒容密闭容器中充入2molCH4,反应过程中CH4的物质的量随时间变化如图所示。实验测得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)•c2(H2),k正、k逆为速率常数,只与温度有关,则T温度时
=____ (用含有m的代数式表示)。该反应在____ (“高温”或“低温”)下更易自发进行。
I.CO2(g)+C2H6(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
II.C2H6(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
I的反应历程可分为如下两步:
①C2H6(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
②H2(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
(1)△H1=
(2)相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)对反应I速率影响更大,其原因是
(3)如图是CO2和C2H6合成C2H4相关物质转化率或选择性与温度变化的关系,则该反应选择的最佳温度为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/20/2983501688774656/2984107403124736/STEM/c521af92-98a1-4c6f-84ee-c4648d200f0d.png?resizew=384)
(4)在800℃时,将1molCO2和3molC2H6充入10L体积不变的密闭容器中,在有催化剂存在的条件下,只发生反应CO2(g)+C2H6(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
(5)工业上用甲烷催化法制取乙烯,只发生如下反应:2CH4(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/83dae6cec02a1cd424492c14e7e0aa00.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/20/2983501688774656/2984107403124736/STEM/969ad58a-1a7a-4f7c-8f32-89badf249ff6.png?resizew=207)
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(0.65)
【推荐2】甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的转化率与温度、压强的关系如右图所示:
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为_______ 。
②图中的P1_______ P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数为_____________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2010/5/26/1575974642221056/1575974642409472/STEM/2486877734884d8c973e8742e360290a.png?resizew=144)
(2)在压强为0.1 MPa条件下, a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ……Ⅱ。
③该反应的△H_______________ 0,△S_________________ 0(填“<”、“>”或“=”)。
④若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是____________________
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和3mol H2
(3)在最新开发并投入生产的流动电解质直接甲醇燃料电池中,流动电解质硫酸的使用,可提高燃料电池效率约30%,该电池的负极反应为______________________ 。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2010/5/26/1575974642221056/1575974642409472/STEM/f9887e230cb24a8bb5fc5ee310179c27.png?resizew=33)
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为
②图中的P1
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2010/5/26/1575974642221056/1575974642409472/STEM/2486877734884d8c973e8742e360290a.png?resizew=144)
(2)在压强为0.1 MPa条件下, a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2010/5/26/1575974642221056/1575974642409472/STEM/f9887e230cb24a8bb5fc5ee310179c27.png?resizew=33)
③该反应的△H
④若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是
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和3mol H2
(3)在最新开发并投入生产的流动电解质直接甲醇燃料电池中,流动电解质硫酸的使用,可提高燃料电池效率约30%,该电池的负极反应为
您最近一年使用:0次
【推荐3】乙醇是一种重要的有机化工原料。广泛应用于化工产品的生产领域。回答下列问题:
I.乙醇脱氢法制备乙醛
i.直接脱氢法:①CH3CH2OH(g)⇌CH3CHO(g)+H2(g) △H=x kJ·mol-1
ii.氧化脱氢法:②2CH3CH2OH(g)+O2(g)⇌2CH3CHO(g)+2H2O(g) △H=-345.8 kJ·mol-1
(1)已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6 kJ·mol-1,则x=_______ 。
(2)已知反应①的△S=0.1156 kJ·K-1·mol-1,则该反应能自发进行的温度不低于_______ K。
(3)控制反应条件,在一恒容密闭容器中充入一定量的CH3CH2OH(g),发生反应①。测得体系中CH3CHO(g)的体积分数(φ)与时间(y)的变化关系如图1所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/22/2663433257320448/2664482022588416/STEM/d5715f6a8b364fbe879aa1343241ee88.png?resizew=188)
①T1和T2对应的平衡常数分别为K1和K2,则K1_______ K2.(填“>”、“<”或“=”)
②a、b、c三时刻,生成CH3CHO的逆反应速率[ν(a)、ν(b)、ν(c)]的大小关系为_______ 。
(4)两个容积相等的密闭容器甲与乙,甲为绝热恒容的密闭容器,乙为恒温恒容的密闭容器。起始向甲与乙中充入相同物质的量的CH3CH2OH(g)和O2(g),发生反应②,则CH3CH2OH的平衡转化率:α(甲)_______ α(乙)(填“>”、“<”或“=”),理由为_______ 。
II.乙醛污染的消除
利用隔膜电解法可处理高浓度的乙醛酸性废水,乙醛分别在阴、阳极发生反应转化为乙醇和乙酸,装置如图2所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/22/2663433257320448/2664482022588416/STEM/bf064fd570734050bf21d42544a4cf12.png?resizew=229)
(5)M极应连接直流电源的_______ 极,N极的电极反应式为_______ 。
(6)若直流电源为甲烷燃料电池,现欲处理含1 mol乙醛的废水,则至少需要消耗甲烷的质量为__ g。
I.乙醇脱氢法制备乙醛
i.直接脱氢法:①CH3CH2OH(g)⇌CH3CHO(g)+H2(g) △H=x kJ·mol-1
ii.氧化脱氢法:②2CH3CH2OH(g)+O2(g)⇌2CH3CHO(g)+2H2O(g) △H=-345.8 kJ·mol-1
(1)已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6 kJ·mol-1,则x=
(2)已知反应①的△S=0.1156 kJ·K-1·mol-1,则该反应能自发进行的温度不低于
(3)控制反应条件,在一恒容密闭容器中充入一定量的CH3CH2OH(g),发生反应①。测得体系中CH3CHO(g)的体积分数(φ)与时间(y)的变化关系如图1所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/22/2663433257320448/2664482022588416/STEM/d5715f6a8b364fbe879aa1343241ee88.png?resizew=188)
①T1和T2对应的平衡常数分别为K1和K2,则K1
②a、b、c三时刻,生成CH3CHO的逆反应速率[ν(a)、ν(b)、ν(c)]的大小关系为
(4)两个容积相等的密闭容器甲与乙,甲为绝热恒容的密闭容器,乙为恒温恒容的密闭容器。起始向甲与乙中充入相同物质的量的CH3CH2OH(g)和O2(g),发生反应②,则CH3CH2OH的平衡转化率:α(甲)
II.乙醛污染的消除
利用隔膜电解法可处理高浓度的乙醛酸性废水,乙醛分别在阴、阳极发生反应转化为乙醇和乙酸,装置如图2所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/22/2663433257320448/2664482022588416/STEM/bf064fd570734050bf21d42544a4cf12.png?resizew=229)
(5)M极应连接直流电源的
(6)若直流电源为甲烷燃料电池,现欲处理含1 mol乙醛的废水,则至少需要消耗甲烷的质量为
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐1】某含钴工业废料主要含Co2O3,还有少量Al、Fe和其氧化物,以及极少量不溶于酸碱的杂质,可采用如下工艺流程制备硫酸钴晶体
,以回收其中的钴。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/24/2643216799383552/2644423428956160/STEM/13715138af624d37a9f03ea7450ba4ba.png?resizew=650)
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的
如下表所示。回答下列问题:
(1)气体A和稀酸B的化学式分别是_______ 、_______ 。
(2)滤液②中含有的金属离子是_______ 。
(3)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为_______ 。
(4)利用上述表格数据,计算
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/577ff62aecdd89439fd9f8cc03a0c224.png)
_______ ;加
调节溶液
应满足的范围是_______ ,除杂总反应的离子方程式为_______ 。
(5)硫酸钴晶体经过一系列变化可制得
纳米材料,将其与
作电极组成电池,其工作原理是:
。充电时,
连接电源的_______ 极;放电时,负极电极反应式为_______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cbd7969b4b8800fc395929b143225163.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/24/2643216799383552/2644423428956160/STEM/13715138af624d37a9f03ea7450ba4ba.png?resizew=650)
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1066e53bf79a3cdff7ec2934bd09e272.png)
金属离子 | ![]() | ![]() | ![]() |
开始沉淀![]() ![]() | 7.7 | 6.3 | 1.5 |
沉淀完全![]() ![]() | 9.2 | 8.3 | 2.8 |
(1)气体A和稀酸B的化学式分别是
(2)滤液②中含有的金属离子是
(3)“氧化”过程中发生反应的离子方程式为
(4)利用上述表格数据,计算
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/577ff62aecdd89439fd9f8cc03a0c224.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bda9504bedff4f2c7ec58b542543866d.png)
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(5)硫酸钴晶体经过一系列变化可制得
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/521c3f8d18f9e7720ead239431e61174.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dc2b20795fa4a459b0a6fd143c3f3c4f.png)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐2】K4Fe(CN)6(亚铁氰化钾)可溶于水,不溶于乙醇,在电镀、食品添加剂等方面有广泛应用。以某电镀厂排放的含NaCN废液为主要原料制备K4Fe(CN)6的流程如下。已知:常温下,HCN的Ka=6.2×10-10,回答下列问题:
(1)HCN的电离方程式为______________ ;实验室配制一定浓度的NaCN溶液时,常将NaCN溶解于一定浓度的_______ 溶液中,加水稀释至指定浓度。
(2)反应器中发生的主要反应的化学方程式为______________ 。
(3)过滤后,洗涤K4Fe(CN)6使用的试剂为__________ 。
(4)实验室常用K4[Fe(CN)6]检验Fe3+,生成难溶盐KFe[Fe(CN)6],生成的盐又可用于治疗Ti2SO4中毒,试写出上述治疗Ti2SO4中毒反应的离子方程式为_____________ 。
(5)一种太阳能电池的工作原理如图,电解质为K3Fe(CN)6和K4Fe(CN)6的混合溶液。
①则K+移向催化剂_________ (填“a”或“b”);
②催化剂a表面发生的电极反应为____________ 。
(1)HCN的电离方程式为
(2)反应器中发生的主要反应的化学方程式为
(3)过滤后,洗涤K4Fe(CN)6使用的试剂为
(4)实验室常用K4[Fe(CN)6]检验Fe3+,生成难溶盐KFe[Fe(CN)6],生成的盐又可用于治疗Ti2SO4中毒,试写出上述治疗Ti2SO4中毒反应的离子方程式为
(5)一种太阳能电池的工作原理如图,电解质为K3Fe(CN)6和K4Fe(CN)6的混合溶液。
①则K+移向催化剂
②催化剂a表面发生的电极反应为
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
【推荐3】二氧化锆(ZrO2)是最重要的氧离子固体电解质,用于制造燃料电池、氧气含量测定仪等。可由锆英砂(主要成分为ZrSiO4,也可表示为ZrO2·SiO2;含有少量Fe2O3、Al2O3、SiO2杂质)通过如下工艺流程法制得。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/8/30/1763375743639552/1767697243856896/STEM/a0aa61aec3494736b9c3b270502f8d07.png?resizew=560)
已知:①ZrO2具有两性,高温与纯碱共熔生成可溶于水的Na2ZrO3,与酸反应生成ZrO2+。②部分金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表:
请回答下列问题:
⑴烧结时ZrSiO4发生反应的化学方程式为_______________________ ;
滤渣I的化学式为______________________________ 。
⑵调节pH=a 的目的是________________________________________ ;用氨水调节pH=b后发生反应的离子方程式为______________________________________________ 。
⑶以滤渣II为主要原料制取铁红,请简述实验方法________________________ 。
⑷工业上用铝热法冶炼锆,写出以ZrO2通过铝热法制取锆的化学方程式:
________________________________________________________ 。
⑸一种新型燃料电池用掺杂Y2O3的ZrO2晶体作电解质在熔融状态下传导O2-,一极通入空气,另一极通入甲烷,写出负极的电极反应式为___________________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/8/30/1763375743639552/1767697243856896/STEM/a0aa61aec3494736b9c3b270502f8d07.png?resizew=560)
已知:①ZrO2具有两性,高温与纯碱共熔生成可溶于水的Na2ZrO3,与酸反应生成ZrO2+。②部分金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表:
金属离子 | Fe3+ | Al3+ | ZrO2+ |
开始沉淀的pH | 1.9 | 3.3 | 6.2 |
沉淀完全的pH | 3.2 | 5.2 | 8.0 |
请回答下列问题:
⑴烧结时ZrSiO4发生反应的化学方程式为
滤渣I的化学式为
⑵调节pH=a 的目的是
⑶以滤渣II为主要原料制取铁红,请简述实验方法
⑷工业上用铝热法冶炼锆,写出以ZrO2通过铝热法制取锆的化学方程式:
⑸一种新型燃料电池用掺杂Y2O3的ZrO2晶体作电解质在熔融状态下传导O2-,一极通入空气,另一极通入甲烷,写出负极的电极反应式为
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