近年来,改善环境是科学研究的重要课题,对实现碳循环及废气资源的再利用技术的发展都具有重要意义。
(1)以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1 K1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2 K2
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3 K3
则△H2=______ (用含△H1、△H3的代数式表示),K2=______ (用含K1、K3的代数式表示)。
(2)一定条件下,CH4和H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H,设起始=Z,在恒压下,反应达到平衡时CH4的体积分数与Z和T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是______ (填标号)。
(3)在T1℃时,往10L的某恒容密闭容器中充入3molCH4(g)和5molH2O(g),发生反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),5min后该反应达到平衡,此时测得混合气体的总压强为起始压强的1.5倍,则:
①0~5min内,v(H2)=______ mol•L-1•min-1,H2O(g)的平衡转化率为______ %。
②该反应的平衡常数K=______ (mol•L-1)2。
③反应达到平衡时,再充入1molH2O(g)和2molCO(g),此时v正______ (填“>”、“<”或“=”)v逆。
(4)CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示。若生成乙烯和乙烷的体积比为7∶3,则消耗CH4和CO2的体积比为______ 。
(1)以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1 K1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2 K2
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3 K3
则△H2=
(2)一定条件下,CH4和H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H,设起始=Z,在恒压下,反应达到平衡时CH4的体积分数与Z和T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是
A.若氢气的物质的量分数不再随时间而改变,则该反应达到平衡 |
B.加入合适的催化剂,该反应的平衡转化率和△H的值均增大 |
C.当混合气体的平均相对分子质量不再随时间而改变时,该反应达到平衡 |
D.a>3>b |
①0~5min内,v(H2)=
②该反应的平衡常数K=
③反应达到平衡时,再充入1molH2O(g)和2molCO(g),此时v正
(4)CH4和CO2都是比较稳定的分子,科学家利用化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示。若生成乙烯和乙烷的体积比为7∶3,则消耗CH4和CO2的体积比为
更新时间:2023-04-16 11:22:46
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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1】工业上常用合成气(主要成分为CO、)在一定条件下制备甲醇,其涉及反应如下:
反应Ⅰ. ;
反应Ⅱ. ;
反应Ⅲ. 。
回答下列问题:
(1)在催化剂作用下也可以由CO2制备甲醇: ,则______ ;该反应在______ (填“高温”“低温”或“任意温度”)下可自发进行。
(2)向容积为2 L的刚性密闭容器中充入2 mol CO和4 mol发生上述反应,测得不同温度下,CO的平衡转化率、的选择性如图所示。①表示甲醇的选择性曲线是______ (填“”或“”)。
②下,2 min时达到平衡,此时体系压强为aPa,。用的分压变化表示的化学反应速率为______ ,反应Ⅲ的______ (,指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数,A的平衡分压的物质的量分数)。
(3)维持CO和的物质的量之和为3 mol,若在1 L恒容密闭容器中只发生上述反应Ⅰ,调整进气比不同,温度不同时,测得相应的CO平衡转化率如图所示。则A和B两点的温度:______ (填“<”“>”或“=”),其判断依据是______ 。
反应Ⅰ. ;
反应Ⅱ. ;
反应Ⅲ. 。
回答下列问题:
(1)在催化剂作用下也可以由CO2制备甲醇: ,则
(2)向容积为2 L的刚性密闭容器中充入2 mol CO和4 mol发生上述反应,测得不同温度下,CO的平衡转化率、的选择性如图所示。①表示甲醇的选择性曲线是
②下,2 min时达到平衡,此时体系压强为aPa,。用的分压变化表示的化学反应速率为
(3)维持CO和的物质的量之和为3 mol,若在1 L恒容密闭容器中只发生上述反应Ⅰ,调整进气比不同,温度不同时,测得相应的CO平衡转化率如图所示。则A和B两点的温度:
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【推荐2】将转化为能存效减少排放。
(1)已知:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
则_______ 。
(2)325℃时,水在粉表面产生和,再与反应生产甲酸。
①由、、制备甲酸的化学方程式为_______ 。
②直接加热与难以生成甲酸,该条件下能较快生成甲酸的原因是_______ 。
(3)科学家利用在(与同族)基催化剂上加氢成功制得甲酸,其过程如下图所示。
①与通过加成形成中间体X,画出中间体X的结构式 :_______ 。
②反应过程中加入或的目的是_______ 。
(4)通过电解法转化为的反应机理如图所示,Pt电极上覆盖的Nafion膜是一种阳离子交换膜,对浓度不高的有较好的阻拦作用,可让自由通过。
①电极上生成的电极反应式为_______ 。
②电路中通过的电量与产率的关系如图所示,相同条件下,Pt电极有Nafion膜产率明显提高,但电量后又显著下降,可能原因是_______ 。
③若电解时将Nafon膜置于两个电极中间,保持电流恒定,20h时向阳极区补充,电压与时间关系如图所示,0~20h,电压增大的原因是_______ 。
(1)已知:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
则
(2)325℃时,水在粉表面产生和,再与反应生产甲酸。
①由、、制备甲酸的化学方程式为
②直接加热与难以生成甲酸,该条件下能较快生成甲酸的原因是
(3)科学家利用在(与同族)基催化剂上加氢成功制得甲酸,其过程如下图所示。
①与通过加成形成中间体X,画出中间体X的
②反应过程中加入或的目的是
(4)通过电解法转化为的反应机理如图所示,Pt电极上覆盖的Nafion膜是一种阳离子交换膜,对浓度不高的有较好的阻拦作用,可让自由通过。
①电极上生成的电极反应式为
②电路中通过的电量与产率的关系如图所示,相同条件下,Pt电极有Nafion膜产率明显提高,但电量后又显著下降,可能原因是
③若电解时将Nafon膜置于两个电极中间,保持电流恒定,20h时向阳极区补充,电压与时间关系如图所示,0~20h,电压增大的原因是
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解答题-原理综合题
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(0.4)
【推荐3】二氧化碳有效转化是“碳中和”的重要研究方向,与在催化剂条件下可转化为、。回答下列问题:
Ⅰ.转化为的反应方程式为 。
(1)在恒压密闭容器中,起始充入和发生反应,该反应在不同的温度下达到平衡时,各组分的体积分数随温度的变化如图1所示。
①图中表示的体积分数随温度变化的曲线是_______ (填字母)。357℃时可以证明反应达到平衡状态的标志为_______ (填字母)。
a.
b.容器中的体积分数保持不变
c.混合气体的密度保持不变
②A、B、C三点对应的化学平衡常数分别为、、,则三者从大到小的排列顺序为_______ 。
③B点反应达到平衡后,的平衡转化率为_______ (计算结果保留一位小数),若平衡时总压为P,则平衡常数_______ (列出计算式,以分压表示,气体分压=总压×气体的物质的量分数)。
(2)其他条件相同,分别在X、Y两种催化剂作用下,将和充入体积为1L的密闭容器内,测得反应相同时间时的转化率与温度的关系如图2所示。使用催化剂X,当温度高于320℃时,的转化率逐渐下降,其原因是_______ 。根据图像,_______ (填“能”或“不能”)计算280℃时该反应的平衡常数,其理由是_______ 。
Ⅱ. 与在催化剂作用下可转化为。主要反应如下:
反应①:
反应②:
(3)和反应生成的热化学方程式为_______ 。
Ⅰ.转化为的反应方程式为 。
(1)在恒压密闭容器中,起始充入和发生反应,该反应在不同的温度下达到平衡时,各组分的体积分数随温度的变化如图1所示。
①图中表示的体积分数随温度变化的曲线是
a.
b.容器中的体积分数保持不变
c.混合气体的密度保持不变
②A、B、C三点对应的化学平衡常数分别为、、,则三者从大到小的排列顺序为
③B点反应达到平衡后,的平衡转化率为
(2)其他条件相同,分别在X、Y两种催化剂作用下,将和充入体积为1L的密闭容器内,测得反应相同时间时的转化率与温度的关系如图2所示。使用催化剂X,当温度高于320℃时,的转化率逐渐下降,其原因是
Ⅱ. 与在催化剂作用下可转化为。主要反应如下:
反应①:
反应②:
(3)和反应生成的热化学方程式为
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解答题-工业流程题
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(0.4)
名校
【推荐1】常用作制革工业的鞣革剂,工业上以铬铁矿(主要成分为,含、氧化物等杂质)为主要原料制备的工艺流程如图。回答下列问题:
(1)铬铁矿“焙烧”前,为提高焙烧效率,可采取的措施有___________ (任写一点)。
(2)基态原子的价电子排布式为___________ 。
(3)“滤渣1”的主要成分为等难溶于水的物质,则“滤渣2”的主要成分为___________ (填化学式)。
(4)已知各离子浓度的对数与的关系如图甲所示。当溶液中某种粒子浓度时,可认为该离子已除尽,则“调”时的理论范围为___________ ;“酸化”的目的是___________ 。
(5)利用膜电解技术,以为主要原料制备的工作原理如图乙所示(a、b电极材料均为石墨):a极与电源的___________ 极相连,制备时,理论上左侧溶液总质量增重___________ g。
(6)为了测定产品的纯度,可采用标准溶液通过氧化还原反应滴定溶液。下列关于滴定分析的操作,正确的是___________(填标号)。
(1)铬铁矿“焙烧”前,为提高焙烧效率,可采取的措施有
(2)基态原子的价电子排布式为
(3)“滤渣1”的主要成分为等难溶于水的物质,则“滤渣2”的主要成分为
(4)已知各离子浓度的对数与的关系如图甲所示。当溶液中某种粒子浓度时,可认为该离子已除尽,则“调”时的理论范围为
(5)利用膜电解技术,以为主要原料制备的工作原理如图乙所示(a、b电极材料均为石墨):a极与电源的
(6)为了测定产品的纯度,可采用标准溶液通过氧化还原反应滴定溶液。下列关于滴定分析的操作,正确的是___________(填标号)。
A.用移液管量取待测液转移至锥形瓶中 |
B.滴定开始时可以让液体成线状快速流下,接近滴定终点时减慢滴加速率,必要时采用半滴操作 |
C.排气泡时应使管尖弯曲向上,用右手挤压玻璃珠上方,使液体充满管尖 |
D.读数时应将滴定管从架上取下,捏住管上端无刻度处,使滴定管保持垂直 |
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解答题-工业流程题
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(0.4)
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解题方法
【推荐2】我国钒钛磁铁矿分布广泛,储量丰富,不仅是铁的重要来源,其中伴生的钛、钒、铝等多种成分还具有很高的利用价值。其尾矿是工业提取钛的重要来源
I.钒钛磁铁矿的尾矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量FeO、Al2O3、SiO2 等杂质) 经选矿后得到钛精矿过一系列反应制得TiO2:
(1)氢氧化钠净化尾矿的目的是_________________________________ 。
(2)写出钛精矿中FeTiO3与80%硫酸溶液反应的化学方程式:___________________ 。
Ⅱ.以TiO2 为原料制备金属钛,流程如下: TiO2→TiCl4→Ti
(3)已知反应:TiO2(s)十2Cl2(g)=TiCl4(l)十O2(g) △H=十151kJ/mol,但不能由TiO2和Cl2直接反应(即氯化反应)来制取TiCl4试解释原因:___________________________________ 。
(4)当往氯化反应体系中加入碳后,使得该反应在高温条件下能顺利制得TiCl4,从化学平衡的角度解释其原因___________________________________________ 。
(5)已知碳的燃烧热394kJ/mol,请写出TiO2 与Cl2、C反应制取TiCl4的热化学方程式_____________ 。
Ⅲ.以TiO2为原料可以制备Li4Ti5O12(一种锂离子电池的电极材料),过程如下:
(6)不同温度下,TiO2·xH2O与双氧水、氨水反应达到平衡所得实验结果如下表所示:
该过程的理想温度为_______________ ,分析表中数据,解释TiO2·xH2O的转化率随温度变化的原因:_______________________________________ ,该反应的离子方程式为________________________ 。
I.钒钛磁铁矿的尾矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量FeO、Al2O3、SiO2 等杂质) 经选矿后得到钛精矿过一系列反应制得TiO2:
(1)氢氧化钠净化尾矿的目的是
(2)写出钛精矿中FeTiO3与80%硫酸溶液反应的化学方程式:
Ⅱ.以TiO2 为原料制备金属钛,流程如下: TiO2→TiCl4→Ti
(3)已知反应:TiO2(s)十2Cl2(g)=TiCl4(l)十O2(g) △H=十151kJ/mol,但不能由TiO2和Cl2直接反应(即氯化反应)来制取TiCl4试解释原因:
(4)当往氯化反应体系中加入碳后,使得该反应在高温条件下能顺利制得TiCl4,从化学平衡的角度解释其原因
(5)已知碳的燃烧热394kJ/mol,请写出TiO2 与Cl2、C反应制取TiCl4的热化学方程式
Ⅲ.以TiO2为原料可以制备Li4Ti5O12(一种锂离子电池的电极材料),过程如下:
(6)不同温度下,TiO2·xH2O与双氧水、氨水反应达到平衡所得实验结果如下表所示:
温度/℃ | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
TiO2·xH2O 的转化率 | 80% | 90% | 97% | 93% | 82% |
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解答题-原理综合题
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(0.4)
真题
【推荐3】水煤气是的主要来源,研究对体系制的影响,涉及主要反应如下:
回答列问题:
(1)的焓变_______ (用代数式表示)。
(2)压力p下,体系达平衡后,图示温度范围内已完全反应,在温度时完全分解。气相中,和摩尔分数随温度的变化关系如图所示,则a线对应物种为_______ (填化学式)。当温度高于时,随温度升高c线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是_______ 。(3)压力p下、温度为时,图示三种气体的摩尔分数分别为0.50,0.15,0.05,则反应的平衡常数_______ ;此时气体总物质的量为,则的物质的量为_______ ;若向平衡体系中通入少量,重新达平衡后,分压将_______ (填“增大”“减小”或“不变”),将_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
回答列问题:
(1)的焓变
(2)压力p下,体系达平衡后,图示温度范围内已完全反应,在温度时完全分解。气相中,和摩尔分数随温度的变化关系如图所示,则a线对应物种为
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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【推荐1】中国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的从头合成,CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。
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) ΔH=+177kJ·mol-1 (主反应)
II.C2H6(g)CH4(g)+H2(g)+C(s) ΔH=+9kJ·mol-1 (副反应)
(1)反应I的反应历程可分为如下两步:
i. C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH1 (反应速率较快)
ii. H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) ΔH2=+44kJ·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,原因是_______ 。
(2)向恒压密闭容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,发生主反应,温度对催化剂K-Fe-Mn/Si-2性能的影响如图所示,工业生产综合各方面的因素,反应选择800℃的原因是_______ 。(3)工业上也可用甲烷催化法制取乙烯,只发生反应如下:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) ΔH>0,温度T时,向2L的恒容反应器中充入2molCH4,仅发生上述反应,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,T温度时,____ (用含有x的代数式表示);当温度升高时,k正增大m倍,k逆增大n倍,则m_____ n(填“>”、“<”或“=”)。
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) ΔH=+177kJ·mol-1 (主反应)
II.C2H6(g)CH4(g)+H2(g)+C(s) ΔH=+9kJ·mol-1 (副反应)
(1)反应I的反应历程可分为如下两步:
i. C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) ΔH1 (反应速率较快)
ii. H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) ΔH2=+44kJ·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,原因是
(2)向恒压密闭容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,发生主反应,温度对催化剂K-Fe-Mn/Si-2性能的影响如图所示,工业生产综合各方面的因素,反应选择800℃的原因是
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【推荐2】氮及其化合物在生产、生活与环境中有着重要研究和应用价值。根据要求回答问题:
(1)CO和NO都是汽车尾气有害物质,它们能缓慢的反应:2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) △H=-746.5kJ·mol-1。已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ·mol-1,CO的燃烧热△H=_______ kJ·mol-1
(2)N2O4是一种强氧化剂,是重要的火箭推进剂之一。已知反应N2O4(g)⇌2NO2(g) △H>0,v(正)=k(正)·c(N2O4)、v(逆)=k(逆)·c2(NO2)。
①平衡后升高温度k(逆)/k(正)_______ (填“增大”、“不变”或“减小”)
②将一定量N2O4和NO2的混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中,各物质浓度随时间变化关系如图所示。反应从开始进行到10min时v(NO2)=_______ mol/(L·s)
③T℃时,向恒温密闭容器中充入nmolN2O4,维持总压强p0恒定,达平衡时,NO2的平衡分压p(NO2)=,则该温度下该反应平衡转化率α(N2O4)=_______ ,保持温度不变,再向密闭容器中充入nmolN2O4,维持总压强为2p0,则在该温度下该反应的压强平衡常数(Kp)=_______ (用各气体物质的分压代替浓度的平衡常数叫压强平衡常数(Kp)。分压=总压×物质的量分数)
(3)氢叠氮酸(HN3)是无色有刺激性气味的液体,可作引爆剂。已知常温下向25.00mL0.1mol·L-1ROH溶液中逐滴滴加0.2mol·L-1的HN3溶液,溶液的pH与所加溶液的体积关系如下表(溶液混合时体积的变化忽略不计)。
①pH=9时溶液中c(N)_______ c(R+)(填“>”、“=”或“<”),pH=a时溶液中c(HN3)_______ c(N)(填“大于”“等于”或“小于”)
②HN3的Ka=_______ (精确值)
(4)N2O5是一种新型硝化剂。其制备装置如图所示。
透过隔膜的粒子是_______ ,制取N2O5的电极反应式为_______
(1)CO和NO都是汽车尾气有害物质,它们能缓慢的反应:2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) △H=-746.5kJ·mol-1。已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ·mol-1,CO的燃烧热△H=
(2)N2O4是一种强氧化剂,是重要的火箭推进剂之一。已知反应N2O4(g)⇌2NO2(g) △H>0,v(正)=k(正)·c(N2O4)、v(逆)=k(逆)·c2(NO2)。
①平衡后升高温度k(逆)/k(正)
②将一定量N2O4和NO2的混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中,各物质浓度随时间变化关系如图所示。反应从开始进行到10min时v(NO2)=
③T℃时,向恒温密闭容器中充入nmolN2O4,维持总压强p0恒定,达平衡时,NO2的平衡分压p(NO2)=,则该温度下该反应平衡转化率α(N2O4)=
(3)氢叠氮酸(HN3)是无色有刺激性气味的液体,可作引爆剂。已知常温下向25.00mL0.1mol·L-1ROH溶液中逐滴滴加0.2mol·L-1的HN3溶液,溶液的pH与所加溶液的体积关系如下表(溶液混合时体积的变化忽略不计)。
V(HN3)/mL | 0 | 12.50 | 12.75 | 25.00 |
pH | 13 | 9 | 7 | a |
②HN3的Ka=
(4)N2O5是一种新型硝化剂。其制备装置如图所示。
透过隔膜的粒子是
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【推荐3】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,即专一性。已知:
反应I:
反应 II:
写出NO分解生成与的热化学方程式______ 。
(2)在恒温恒容装置中充入一定量的和,在某催化剂的作用下进行反应I,测得不同时间的和,的浓度如表:
则下列有关叙述中正确的是______ 。
A.使用催化剂时,可降低该反应的活化能,加快其反应速率
B.若测得容器内时,说明反应已达平衡
C.当容器内时,说明反应已达平衡
D.前10分钟内的平均速率
(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1mol 和2mol ,测得有关物质的量关系如图1:
①该催化剂在低温时选择反应______ 填“I”或“II”。
②时,的平衡常数______ 不要求得出计算结果,只需列出数字计算式。
③点比B点所产生的NO的物质的量少的主要原因______ 。
(4)合成氨工业会产生大量副产物,工业上常用高浓度的溶液吸收,得溶液X,再利用电解法使溶液再生,其装置如图2所示:
①在阳极区发生的反应包括______ 和。
②简述在阴极区再生的原理______ 。
(5)制备催化剂时常产生一定的废液,工业上常利用氢硫酸检测和除去废液中的。
已知:时,,,
①在计算溶液中的离子浓度时,涉及弱酸的电离通常要进行近似处理。则氢硫酸的______ 取近似整数。
②已知,某废液接近于中性,若加入适量的氢硫酸,当废液中______ 计算结果保留两位有效数字,就会产生CuS沉淀。
(1)催化剂常具有较强的选择性,即专一性。已知:
反应I:
反应 II:
写出NO分解生成与的热化学方程式
(2)在恒温恒容装置中充入一定量的和,在某催化剂的作用下进行反应I,测得不同时间的和,的浓度如表:
时间 | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
A.使用催化剂时,可降低该反应的活化能,加快其反应速率
B.若测得容器内时,说明反应已达平衡
C.当容器内时,说明反应已达平衡
D.前10分钟内的平均速率
(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1mol 和2mol ,测得有关物质的量关系如图1:
①该催化剂在低温时选择反应
②时,的平衡常数
③点比B点所产生的NO的物质的量少的主要原因
(4)合成氨工业会产生大量副产物,工业上常用高浓度的溶液吸收,得溶液X,再利用电解法使溶液再生,其装置如图2所示:
①在阳极区发生的反应包括
②简述在阴极区再生的原理
(5)制备催化剂时常产生一定的废液,工业上常利用氢硫酸检测和除去废液中的。
已知:时,,,
①在计算溶液中的离子浓度时,涉及弱酸的电离通常要进行近似处理。则氢硫酸的
②已知,某废液接近于中性,若加入适量的氢硫酸,当废液中
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解答题-无机推断题
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较难
(0.4)
【推荐1】下表中列出五种短周期元素A、B、C、D、E的信息,请推断后作答:
(1)画出B的离子结构示意图______ ;写出D元素最高价氧化物的水化物电子式_________
(2)盐X水溶液显____ (填“酸”“碱”“中”)性,用离子方程式解释其原因________________
(3)D2CA3的溶液与B的单质能发生反应,其反应的离子方程式为________
(4)已知E元素的某种氢化物Y与A2的摩尔质量相同。Y与空气组成的燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20~30%的KOH溶液。该燃料电池放电时,正极的电极反应式是________________________________
(5)如右图是一个电解过程示意图。
假设使用Y-空气燃料电池作为本过程的电源,铜片质量变化128g,则Y一空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气(设空气中氧气的体积含量为20%)_______________ L
元素 | 有关信息 |
A | 元素主要化合价为—2,原子半径为0.074 n m |
B | 所在主族序数与所在周期序数之差为4 |
C | 原子半径为0.102 n m,其单质在A的单质中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰 |
D | 最高价氧化物的水化物,能按1∶1电离出电子数相等的阴、阳离子 |
E | 原子半径为0.075 n m,最高价氧化物的水化物与其氢化物组成一种盐X |
(2)盐X水溶液显
(3)D2CA3的溶液与B的单质能发生反应,其反应的离子方程式为
(4)已知E元素的某种氢化物Y与A2的摩尔质量相同。Y与空气组成的燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20~30%的KOH溶液。该燃料电池放电时,正极的电极反应式是
(5)如右图是一个电解过程示意图。
假设使用Y-空气燃料电池作为本过程的电源,铜片质量变化128g,则Y一空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气(设空气中氧气的体积含量为20%)
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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2】与氨气相关的化学变化是氮循环和转化的重要一环,对生产、生活有重要的价值。
(1)下图转化途径中属于“固氮”的是______。
(2)合成氨是目前转化空气中氮最有效的工业方法,其反应历程和能量变化的简图如下:(图中ad表示物质吸附在催化剂表面时的状态)
①由图可知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH=______ kJ·mol-1,对总反应速率影响较大的是步骤______ 。(填写编号)
②若改变某一条件,使合成氨的化学反应速率加快,下列解释正确的是______ 。(双选)
A.升高温度,使单位体积内活化分子百分数增加
B.增加反应物的浓度,使单位体积内活化分子百分数增加
C.使用催化剂,能降低反应活化能,使单位体积内活化分子数增加
D.增大压强,能降低反应的活化能,使单位体积内活化分子数增加
(3)氨是极具前景的氢能载体和性能卓越的“零碳”燃料,利用NH3的燃烧反应(4NH3+3O22N2+6H2O)能设计成燃料电池,其工作原理如图所示。电极b为______ (选填“正”或“负”)极;电极a的电极反应式为______ ;当正负极共消耗3.136L(标准状况)气体时,通过负载的电子数为______ 个。
(1)下图转化途径中属于“固氮”的是______。
A.④⑤⑥ | B.①③④ | C.①⑤⑦ | D.②⑧⑨ |
①由图可知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH=
②若改变某一条件,使合成氨的化学反应速率加快,下列解释正确的是
A.升高温度,使单位体积内活化分子百分数增加
B.增加反应物的浓度,使单位体积内活化分子百分数增加
C.使用催化剂,能降低反应活化能,使单位体积内活化分子数增加
D.增大压强,能降低反应的活化能,使单位体积内活化分子数增加
(3)氨是极具前景的氢能载体和性能卓越的“零碳”燃料,利用NH3的燃烧反应(4NH3+3O22N2+6H2O)能设计成燃料电池,其工作原理如图所示。电极b为
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】工业上常以黄铜矿(主要成分是CuFeS2)为原料制备铜以及副产物铁红(Fe2O3),其工艺流程如下:
已知“焙烧”时发生反应的化学方程式为。
回答下列问题:
(1)方法甲中为了加快“焙烧”速率,可以采取的措施有___________ (任写两点);“焙烧”时发生的反应中起氧化作用的物质是___________ 。
(2)方法甲中“灼烧1”时Cu2S发生反应的化学方程式为___________ 。
(3)方法甲中“沉铁”时,要使溶液中的 ,则需要调节溶液的pH最小值为____________ {已知 , }。
(4)方法乙中“氧化”时加入H2O2溶液发生反应的离子方程式为____________ ;加入CuO调节溶液pH的目的是 ____________ 。
(5)方法甲中得到的粗铜必须电解精炼才能制得纯铜,工艺上一般利用如图装置对粗铜进行电解精炼。
电解精炼时,b极材料是___________ (填“粗铜”或“纯铜”),电池工作时移向___________ (填“a”或“b”)极区。若电解前两电极质量相等,工作一段时间后测得溶液增重m g(假设阳极只有锌溶解),则电路中转移电子的数目为___________ 。
已知“焙烧”时发生反应的化学方程式为。
回答下列问题:
(1)方法甲中为了加快“焙烧”速率,可以采取的措施有
(2)方法甲中“灼烧1”时Cu2S发生反应的化学方程式为
(3)方法甲中“沉铁”时,要使溶液中的 ,则需要调节溶液的pH最小值为
(4)方法乙中“氧化”时加入H2O2溶液发生反应的离子方程式为
(5)方法甲中得到的粗铜必须电解精炼才能制得纯铜,工艺上一般利用如图装置对粗铜进行电解精炼。
电解精炼时,b极材料是
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