丙烯(C3H6)是重要的基础化工原料,可采用PDH法、ODHP法、电解法等制备。
(1)PDH法的反应原理为C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g),该反应的ΔH=+115.4kJ·mol-1。
①已知H2(g)、C3H8(g)的燃烧热ΔH分别为-285.8kJ·mol-1、-2219.9kJ·mol-1,则表示C3H6(g)的燃烧热的热化学方程式为___________ 。
②已知PDH反应在550℃以上才能自发进行,但温度太高容易导致C-C键断裂。一定时间内(未达到平衡),下列措施一定能提高C3H6产率的是___________ (填字母)。
A.选择合适的催化剂 B.升高温度 C.减小压强
③某温度下,向恒容密闭容器中充入C3H8使其仅发生PDH反应,已知起始压强为5kPa,经20min达到平衡,平衡时总压为起始时的1.8倍。若用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即v=,则0~20min内的平均反应速率v(C3H8)=___________ kPa·min-1;若用平衡分压代替平衡浓度,则该温度下PDH反应的平衡常数Kp=___________ kPa。
(2)ODHP法制备丙烯的反应为2C3H8(g)+O2(g)=2C3H6(g)+2H2O(g),该反应的ΔH=-236kJ·mol-1,该法中有CO、CO2等副产物生成。在催化剂作用下C3H8的转化率和C3H6的产率随温度变化的关系如图所示:
已知:C3H6的选择性=,则在535~575°C内C3H6的选择性___________(填字母)。
(3)科研人员通过电解酸化的CO2制备丙烯,装置如图所示:
写出生成丙烯的电极反应式:_______ 。若生成丙烯的电解效率为90%,当电路中转移1mole-时,M极产生的气体在标准状况下的体积为________ L[B的电解效率=]。
(1)PDH法的反应原理为C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g),该反应的ΔH=+115.4kJ·mol-1。
①已知H2(g)、C3H8(g)的燃烧热ΔH分别为-285.8kJ·mol-1、-2219.9kJ·mol-1,则表示C3H6(g)的燃烧热的热化学方程式为
②已知PDH反应在550℃以上才能自发进行,但温度太高容易导致C-C键断裂。一定时间内(未达到平衡),下列措施一定能提高C3H6产率的是
A.选择合适的催化剂 B.升高温度 C.减小压强
③某温度下,向恒容密闭容器中充入C3H8使其仅发生PDH反应,已知起始压强为5kPa,经20min达到平衡,平衡时总压为起始时的1.8倍。若用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即v=,则0~20min内的平均反应速率v(C3H8)=
(2)ODHP法制备丙烯的反应为2C3H8(g)+O2(g)=2C3H6(g)+2H2O(g),该反应的ΔH=-236kJ·mol-1,该法中有CO、CO2等副产物生成。在催化剂作用下C3H8的转化率和C3H6的产率随温度变化的关系如图所示:
已知:C3H6的选择性=,则在535~575°C内C3H6的选择性___________(填字母)。
A.呈减小趋势 | B.呈增大趋势 |
C.呈先增大后减小趋势 | D.呈先减小后增大趋势 |
写出生成丙烯的电极反应式:
更新时间:2023-05-08 21:01:42
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【推荐1】碳的化合物在工业上应用广泛,下面有几种碳的化合物的具体应用:
(1)已知下列热化学方程式:
i.
ii.
又已知在相同条件下,的正反应的活化能为,则逆反应的活化能为___________ 。
(2)查阅资料得知,反应在含有少量的溶液中分两步进行:
第Ⅰ步反应为(慢反应);
第Ⅱ步为快反应。
增大的浓度_____ (填“能”或“不能”)明显增大总反应的平均速率,理由为___________ 。
(3)一种以和为原料,利用和CuO纳米片(CuONS/CF)作催化电极,制备甲酸和甲酸盐的电化学装置的工作原理如图所示。
①基态C原子的价电子的轨道表示式为___________ 。
②电解过程中阳极电极反应式为___________ 。
③当有通过质子交换膜时,装置中生成和HCOOH总共___________ mol。
(4)PT(,名称:四草酸钾)是一种分析试剂。室温时,的、分别为1.23、4.19(),向中滴加NaOH至溶液呈中性,则______ ,______ (填写“<”“>”或“=”)。
(1)已知下列热化学方程式:
i.
ii.
又已知在相同条件下,的正反应的活化能为,则逆反应的活化能为
(2)查阅资料得知,反应在含有少量的溶液中分两步进行:
第Ⅰ步反应为(慢反应);
第Ⅱ步为快反应。
增大的浓度
(3)一种以和为原料,利用和CuO纳米片(CuONS/CF)作催化电极,制备甲酸和甲酸盐的电化学装置的工作原理如图所示。
①基态C原子的价电子的轨道表示式为
②电解过程中阳极电极反应式为
③当有通过质子交换膜时,装置中生成和HCOOH总共
(4)PT(,名称:四草酸钾)是一种分析试剂。室温时,的、分别为1.23、4.19(),向中滴加NaOH至溶液呈中性,则
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【推荐2】甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料,以CO2为原料在催化剂作用下合成甲醇,有如下可能发生的反应。回答下列问题:
(1)CO2与氢气或水蒸气反应均能制得甲醇,相关数据如下表,实际生产中应选用_______ 反应(填A或B);原因是_______ 。
(2)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49kJ·mol-1。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ∆H2=________ kJ·mol-1
若反应①为慢反应(慢反应的活化能较高),图中能体现上述反应能量变化的是________ (填标号)。
(3)在溶积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变得情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如图所示(注:T1、T2均大于300°C);
下列说法正确的是_______ (填序号)。
①温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=mol·L-1·min-1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时=增大
(4)甲醇燃料电池(如图),具备低温快速启动、燃料洁净环保以及电池结构简单等优点。使得甲醇燃料电池可能成为未来便携式电子产品应用的主流。
①在图中用箭头画出电子转移方向_______ 。
②写出电池负极电极反应式_______ 。
(1)CO2与氢气或水蒸气反应均能制得甲醇,相关数据如下表,实际生产中应选用
反应(25°C、101kPa) | ΔH/kJ·mol-1 | ΔS/J·mol-1·K-1 | K |
A:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) | -48.97 | -177.16 | 6.8×10-3 |
B:CO2(g)+2H2O(g)CH3OH(g)+O2(g) | +676.48 | -43.87 | <1.0×10-5 |
①CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ∆H2=
若反应①为慢反应(慢反应的活化能较高),图中能体现上述反应能量变化的是
(3)在溶积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变得情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如图所示(注:T1、T2均大于300°C);
下列说法正确的是
①温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=mol·L-1·min-1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时=增大
(4)甲醇燃料电池(如图),具备低温快速启动、燃料洁净环保以及电池结构简单等优点。使得甲醇燃料电池可能成为未来便携式电子产品应用的主流。
①在图中用箭头画出电子转移方向
②写出电池负极电极反应式
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【推荐3】李克强总理曾在国务院政府工作报告中强调二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3%。因此,研究烟气的脱硝(除NOx)、脱硫(除SO2)技术有着积极的环保意义。
(1)汽车的排气管上安装“催化转化器”,其反应的热化学方程式为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.50 kJ·mol-1。T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2 L的密闭容器中,若温度和体积不变,反应过程中(0~15 min)NO的物质的量随时间变化如图。
①图中a、b分别表示在相同温度下,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,达到平衡过程中n(NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是_____ (填“a”或“b”)。
②T℃时,15 min时,再向容器中充入CO、CO2各0.2 mol,则平衡将____ 移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
(2)在催化剂作用下,用还原剂[如肼(N2H4)]选择性地与NOx反应生成N2和H2O。
已知200℃时:Ⅰ.3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g) ΔH1=-32.9 kJ·mol-1;
II.N2H4(g)+H2(g)=2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJ·mol-1。
①写出肼的电子式______ 。
②200℃时,肼分解成氮气和氢气的热化学方程式为_______ 。
③目前,科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝原理,其脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图所示。
为达到最佳脱硝效果,应采取的条件是_______ 。
(3)某温度下,N2O5气体在一体积固定的容器中发生如下反应:2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)(慢反应)△H<0,2NO2(g)N2O4(g)(快反应)△H<0,体系的总压强p总和pO2随时间的变化如图所示:
①图中表示O2压强变化的曲线是_______ (填“甲”或“乙”)。
②已知N2O5分解的反应速率v=0.12pN2O5(kPa•h-1),t=10 h时,pN2O5=__ kPa,v=__ kPa•h-1(结果保留两位小数,下同)。
③该温度下2NO2N2O4反应的平衡常数Kp=___ kPa-1(Kp为以分压表示的平衡常数)。
(1)汽车的排气管上安装“催化转化器”,其反应的热化学方程式为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.50 kJ·mol-1。T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2 L的密闭容器中,若温度和体积不变,反应过程中(0~15 min)NO的物质的量随时间变化如图。
①图中a、b分别表示在相同温度下,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,达到平衡过程中n(NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是
②T℃时,15 min时,再向容器中充入CO、CO2各0.2 mol,则平衡将
(2)在催化剂作用下,用还原剂[如肼(N2H4)]选择性地与NOx反应生成N2和H2O。
已知200℃时:Ⅰ.3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g) ΔH1=-32.9 kJ·mol-1;
II.N2H4(g)+H2(g)=2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJ·mol-1。
①写出肼的电子式
②200℃时,肼分解成氮气和氢气的热化学方程式为
③目前,科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝原理,其脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图所示。
为达到最佳脱硝效果,应采取的条件是
(3)某温度下,N2O5气体在一体积固定的容器中发生如下反应:2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)(慢反应)△H<0,2NO2(g)N2O4(g)(快反应)△H<0,体系的总压强p总和pO2随时间的变化如图所示:
①图中表示O2压强变化的曲线是
②已知N2O5分解的反应速率v=0.12pN2O5(kPa•h-1),t=10 h时,pN2O5=
③该温度下2NO2N2O4反应的平衡常数Kp=
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【推荐1】(1)工业制硝酸的主要反应为4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH;在容积固定的密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的物质的量浓度如下表:
①反应在第2 min到第4 min时,O2的平均反应速率为________ 。
②反应在第6 min时改变了条件,改变的条件可能是________ (填序号)。
A.使用催化剂 B.升高温度 C.减小压强 D.增加O2的浓度
③下列说法中能说明4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)达到平衡状态的是________ (填序号)。
A.单位时间内生成nmol NO的同时,反应nmol NH3
B.条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.百分含量w(NH3)=w(NO)
D.反应速率v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)=4∶5∶4∶6
E.恒压条件下,混合气体的密度不再变化
(2)2AB+C在某一温度达到平衡,若A是气态,加压平衡不移动,则B为______ 态。
(3)已知在一定温度下,C(s)+CO2(g)2CO(g)平衡常数K;K的表达式__________ ;C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)平衡常数K1;CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)平衡常数K2;则K、K1、K2之间的关系是:K=_____________ ;
(4)如图1所示,在甲、乙两容器中都充入1mol C和1mol CO2,并使甲、乙两容器初始容积相等.在相同温度下发生反应C(s)+CO2(g)2CO(g),并维持反应过程中温度不变.已知甲容器中CO2的转化率随时间变化的图象如图2所示,请在图2中画出乙容器中CO2的转化率随时间变化的图象________ .
浓度 时间 | c(NH3) (mol/L) | c(O2) (mol/L) | c(NO) (mol/L) |
起始 | 0.8 | 1.6 | 0 |
第2 min | 0.6 | a | 0.2 |
第4 min | 0.3 | 0.975[来源:学_科_网Z_X_X_K] | 0.5 |
第6 min | 0.3 | 0.975 | 0.5 |
第8 min | 0.7 | 1.475 | 0.1 |
①反应在第2 min到第4 min时,O2的平均反应速率为
②反应在第6 min时改变了条件,改变的条件可能是
A.使用催化剂 B.升高温度 C.减小压强 D.增加O2的浓度
③下列说法中能说明4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)达到平衡状态的是
A.单位时间内生成nmol NO的同时,反应nmol NH3
B.条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.百分含量w(NH3)=w(NO)
D.反应速率v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)=4∶5∶4∶6
E.恒压条件下,混合气体的密度不再变化
(2)2AB+C在某一温度达到平衡,若A是气态,加压平衡不移动,则B为
(3)已知在一定温度下,C(s)+CO2(g)2CO(g)平衡常数K;K的表达式
(4)如图1所示,在甲、乙两容器中都充入1mol C和1mol CO2,并使甲、乙两容器初始容积相等.在相同温度下发生反应C(s)+CO2(g)2CO(g),并维持反应过程中温度不变.已知甲容器中CO2的转化率随时间变化的图象如图2所示,请在图2中画出乙容器中CO2的转化率随时间变化的图象
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【推荐2】氮氧化物(、等)的处理和资源化利用具有重要意义。
(1)的处理。研究证明:能提高的分解速率,参与了第Ⅱ步、第Ⅲ步反应。反应历程(为反应活化能):
第Ⅰ步:
第Ⅱ步:……
第Ⅲ步:
①第Ⅱ步发生反应的方程式为___________ 。
②总反应的反应速率取决于第Ⅱ步,则___________ (填“>”、“<”或“=”)。
(2)的应用。分解制取和的原理如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应的(值为平衡时用各气体的分压表示得出的值)的关系如图-1所示。
①时,反应的为___________ 。
②时,向容积不变的容器中充入和进行反应,测得反应过程中容器内压强与时间的关系如图-2所示(反应开始和平衡后容器的温度相同)。在时间段内,容器中压强增大的主要原因是___________ 。
(3)催化电解吸收液可将还原为,其催化机理如图-3所示。在相同条件下,恒定通过电解池的电量,电解得到部分还原产物的法拉第效率()随电解电压的变化如图-4所示。已知,,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;表示电解过程中通过的总电量。
①当电解电压为时,电解生成的和的物质的量之比为___________ 。
②当电解电压为时,催化电解生成的电极反应式为___________ 。
③电解电压大于后,随着电解电压的不断增大,的法拉第效率迅速增大,可能原因是___________ (吸附在催化剂上的物种加“*”表示,如、等)。
(1)的处理。研究证明:能提高的分解速率,参与了第Ⅱ步、第Ⅲ步反应。反应历程(为反应活化能):
第Ⅰ步:
第Ⅱ步:……
第Ⅲ步:
①第Ⅱ步发生反应的方程式为
②总反应的反应速率取决于第Ⅱ步,则
(2)的应用。分解制取和的原理如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应的(值为平衡时用各气体的分压表示得出的值)的关系如图-1所示。
①时,反应的为
②时,向容积不变的容器中充入和进行反应,测得反应过程中容器内压强与时间的关系如图-2所示(反应开始和平衡后容器的温度相同)。在时间段内,容器中压强增大的主要原因是
(3)催化电解吸收液可将还原为,其催化机理如图-3所示。在相同条件下,恒定通过电解池的电量,电解得到部分还原产物的法拉第效率()随电解电压的变化如图-4所示。已知,,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;表示电解过程中通过的总电量。
①当电解电压为时,电解生成的和的物质的量之比为
②当电解电压为时,催化电解生成的电极反应式为
③电解电压大于后,随着电解电压的不断增大,的法拉第效率迅速增大,可能原因是
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【推荐3】二氧化碳的捕集和利用是我国能源领域的一个重要战略方向,回答下列问题:
I.工业上用和反应合成二甲醚:。某压强下,合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,的平衡转化率如图所示。
(1)a点时,℃下,将和充入VL的恒容密闭容器中,发生上述反应,后,该反应达到平衡状态,则:
①内,___________ (用含V的代数式表示)。
②反应达到平衡时,混合气体的平均相对分子质量为___________ (用分数表示)。
③反应达到平衡时的平衡常数________ (用含V的代数式表示,写出计算式即可,不用化简)。
(2)在温度为℃和℃下:
①温度:___________ (填“>”“<”或“=”)。
②℃,b点时,___________ (用分数表示)。
II.和都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示。
(3)若生成的乙烯和乙烷的体积比为,则消耗的和的体积比为_________ (用含x和y的代数式表示)。
III.常温下,某天然水体中的与空气中的保持平衡。
(4)已知某溶洞水体中(X为、、或)与pH的关系如图所示。
①曲线III代表___________ (填“”“”“”或“”)。
②d的值为___________ (填具体数字)。
I.工业上用和反应合成二甲醚:。某压强下,合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,的平衡转化率如图所示。
(1)a点时,℃下,将和充入VL的恒容密闭容器中,发生上述反应,后,该反应达到平衡状态,则:
①内,
②反应达到平衡时,混合气体的平均相对分子质量为
③反应达到平衡时的平衡常数
(2)在温度为℃和℃下:
①温度:
②℃,b点时,
II.和都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示。
(3)若生成的乙烯和乙烷的体积比为,则消耗的和的体积比为
III.常温下,某天然水体中的与空气中的保持平衡。
(4)已知某溶洞水体中(X为、、或)与pH的关系如图所示。
①曲线III代表
②d的值为
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【推荐1】氢气是一种清洁高效的新型能源,如何经济实用的制取氢气成为重要课题。
(1)硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法,其流程图如下:
已知:
反应II:H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+O2(g) ΔH2=+327kJ·mol-1
反应III:2HI(aq)=H2(g)+I2(g) ΔH3=+172kJ·mol-1
反应2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+572kJ·mol-1
则反应I的热化学方程式为_______ 。
(2)H2S可用于高效制取氢气,发生的反应为2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)。
I.若起始时容器中只有H2S,平衡时三种物质的物质的量与裂解温度的关系如图1。
①图中曲线Z表示的物质是_______ (填化学式)。
②C点时H2S的转化率为_______ %(保留一位小数)。
③A点时,设容器内的总压为pPa,则平衡常数Kp=_______ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压x物质的量分数)。
II.若在两个等体积的恒容容器中分别加入2.0mol H2S、1.0mol H2S,测得不同温度下H2S的平衡转化率如图2所示。
①M点、O点和N点的逆反应速率(M)、(O)和(N)的大小关系为_______ (用“>”“<”或“=”表示,下同);
②M、N两点容器内的压强2p(M)_______ p(N),平衡常数K(M)、K(N)、K(O)三者的大小关系为_______ 。
(1)硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法,其流程图如下:
已知:
反应II:H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+O2(g) ΔH2=+327kJ·mol-1
反应III:2HI(aq)=H2(g)+I2(g) ΔH3=+172kJ·mol-1
反应2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+572kJ·mol-1
则反应I的热化学方程式为
(2)H2S可用于高效制取氢气,发生的反应为2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)。
I.若起始时容器中只有H2S,平衡时三种物质的物质的量与裂解温度的关系如图1。
①图中曲线Z表示的物质是
②C点时H2S的转化率为
③A点时,设容器内的总压为pPa,则平衡常数Kp=
II.若在两个等体积的恒容容器中分别加入2.0mol H2S、1.0mol H2S,测得不同温度下H2S的平衡转化率如图2所示。
①M点、O点和N点的逆反应速率(M)、(O)和(N)的大小关系为
②M、N两点容器内的压强2p(M)
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【推荐2】异丁烷(用i-C4H10表示)与CO2耦合脱氢制备异丁烯(用i-C4H8表示),涉及的主要反应有:
反应1 i-C4H10(g)i-C4H8(g) +H2(g) ΔH1
反应2 CO2(g) +H2(g)CO(g) + H2O(g) ΔH2
反应3 i- C4H10(g)+ CO2(g)i-C4H8(g)+CO(g)+ H2O(g) ΔH3
反应4 i-C4H10(g)+9CO2(g)5H2O(g)+13CO(g) ΔH4 ( 副反应)
回答下列问题:
(1) 已知i-C4H10(g)、i-C4H8(g)、 H2(g)的燃烧热分别为ΔHa、ΔHb、ΔHc, 则 ΔH1=____________ (用ΔHa、ΔHb、ΔHc表示),ΔH3 =___________ (用ΔH1、ΔH2表示)。
(2)一定条件下,若向体积为V L的恒容密闭容器中通入2mol i-C4H10和2 mol CO2,发生上述反应1 ~反应4,t min后测得i- C4H10的物质的量为0.6 mol,则反应体系中0~t min 内异丁烷的平均反应速率v(i – C4H10)=___________ 。
(3)投料比n(CO2) :n(i-C4H10)=1 : 1时,经过化学热力学模拟计算,反应1、反应3、反应4的i- C4H10平衡转化率分别与反应温度的关系如图所示。
①判断ΔH3___________ 0 (填“>”“<”或“=”);温度越高,越有利于发生___ (填“反应1”“反应3”或“反应4”)。
②反应4(副反应)中,温度高于450 ℃时,i- C4H10的平衡转化率较小且增加幅度放缓,说明温度升高,该副反应也不会过度进行,试分析其原因_______ ;该副反应中i-C4H10平衡转化率的极限最大值为_________ 。
③综合考虑各种因素,提高异丁烯(i- C4H8)平衡产率适宜采取下列措施中的____ (填标号)。
a 适当升高温度 b 适当减小压强
c 尽量增大n(CO2) :n(i-C4H10) d 用更高效的催化剂
反应1 i-C4H10(g)i-C4H8(g) +H2(g) ΔH1
反应2 CO2(g) +H2(g)CO(g) + H2O(g) ΔH2
反应3 i- C4H10(g)+ CO2(g)i-C4H8(g)+CO(g)+ H2O(g) ΔH3
反应4 i-C4H10(g)+9CO2(g)5H2O(g)+13CO(g) ΔH4 ( 副反应)
回答下列问题:
(1) 已知i-C4H10(g)、i-C4H8(g)、 H2(g)的燃烧热分别为ΔHa、ΔHb、ΔHc, 则 ΔH1=
(2)一定条件下,若向体积为V L的恒容密闭容器中通入2mol i-C4H10和2 mol CO2,发生上述反应1 ~反应4,t min后测得i- C4H10的物质的量为0.6 mol,则反应体系中0~t min 内异丁烷的平均反应速率v(i – C4H10)=
(3)投料比n(CO2) :n(i-C4H10)=1 : 1时,经过化学热力学模拟计算,反应1、反应3、反应4的i- C4H10平衡转化率分别与反应温度的关系如图所示。
①判断ΔH3
②反应4(副反应)中,温度高于450 ℃时,i- C4H10的平衡转化率较小且增加幅度放缓,说明温度升高,该副反应也不会过度进行,试分析其原因
③综合考虑各种因素,提高异丁烯(i- C4H8)平衡产率适宜采取下列措施中的
a 适当升高温度 b 适当减小压强
c 尽量增大n(CO2) :n(i-C4H10) d 用更高效的催化剂
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解答题-原理综合题
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(0.65)
解题方法
【推荐3】氢能是理想的清洁能源,资源丰富。以太阳能为热源分解,经由热化学铁氧化合物循环分解水制的过程如下:
(1)过程Ⅰ:
①过程Ⅰ需要将不断分离出去,目的是______ 。
②平衡常数K随温度变化的关系是______ 。
③一定温度下,在容积可变的密闭容器中,该反应已达平衡,下列说法不正确的是______ 。
A.升高温度,容器内气体密度变大
B.容器内气体密度和相对分子质量都不再改变
C.向容器中通入,转化率不变
D.缩小容器的容积,的浓度变大
④在压强下,的平衡转化率随温度变化的曲线如图1所示。若将压强由增大到,在图1中画出的~曲线示意图______ 。
(2)已知的燃烧热是,则液态水通过过程Ⅱ转化的热化学方程式为___________ 。
(3)其他条件不变时,过程Ⅱ在不同温度下,的转化率随时间的变化~曲线如图2所示。温度、、由大到小的关系是______ 。
(4)科研人员研制出透氧膜(),它允许电子、同时透过,可实现水连续分解制。工作时,、分别在透氧膜的两侧反应。工作原理示意图如下:
在___________ 侧反应(填“”或“”),另一侧的电极反应式是___________ 。
(1)过程Ⅰ:
①过程Ⅰ需要将不断分离出去,目的是
②平衡常数K随温度变化的关系是
③一定温度下,在容积可变的密闭容器中,该反应已达平衡,下列说法不正确的是
A.升高温度,容器内气体密度变大
B.容器内气体密度和相对分子质量都不再改变
C.向容器中通入,转化率不变
D.缩小容器的容积,的浓度变大
④在压强下,的平衡转化率随温度变化的曲线如图1所示。若将压强由增大到,在图1中画出的~曲线示意图
(2)已知的燃烧热是,则液态水通过过程Ⅱ转化的热化学方程式为
(3)其他条件不变时,过程Ⅱ在不同温度下,的转化率随时间的变化~曲线如图2所示。温度、、由大到小的关系是
(4)科研人员研制出透氧膜(),它允许电子、同时透过,可实现水连续分解制。工作时,、分别在透氧膜的两侧反应。工作原理示意图如下:
在
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解答题-工业流程题
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【推荐1】工业上以菱锰矿(主要成分是,还含有、等)为原料制备锰的工艺流程如图所示.
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
回答下列问题:
(1)浸出槽中发生多个反应:如主要成分与稀硫酸的反应、与之间的氧化还原反应等.这两个反应的离子方程式分别为_______ 、_______
(2)加入氨水的目的是为除去杂质,根据流程图及表中数据,pH调控范围为_______ .常温下,,当时,溶液中_______
(3)加入硫化铵是为除去剩余的,由此可判断相同温度下溶解度:NiS_______ (填“大于”或“小于”)
(4)电解硫酸锰溶液的化学方程式为_______
(5)工业上也可以用和Al粉作为原料,用铝热反应来制取金属锰,反应的化学方程式为_______
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子 | ||||
开始沉淀时()的pH | 7.2 | 8.3 | 2.2 | 7.5 |
沉淀完全时()的pH | 8.7 | 9.8 | 3.2 | 9.0 |
回答下列问题:
(1)浸出槽中发生多个反应:如主要成分与稀硫酸的反应、与之间的氧化还原反应等.这两个反应的离子方程式分别为
(2)加入氨水的目的是为除去杂质,根据流程图及表中数据,pH调控范围为
(3)加入硫化铵是为除去剩余的,由此可判断相同温度下溶解度:NiS
(4)电解硫酸锰溶液的化学方程式为
(5)工业上也可以用和Al粉作为原料,用铝热反应来制取金属锰,反应的化学方程式为
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解答题-原理综合题
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(0.65)
解题方法
【推荐2】(1)氨水可以脱除烟气中的SO2。氨水脱硫的相关热化学方程式如下:
2NH3(g)+H2O(l)+SO2(g)=(NH4)2SO3(aq)ΔH=akJ·mol−1
(NH4)2SO3(aq)+H2O(l)+SO2(g)=2NH4HSO3(aq)ΔH=bkJ·mol−1
2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)ΔH=ckJ·mol−1
反应NH3(g)+NH4HSO3(aq)+O2(g)=(NH4)2SO4(aq)的ΔH=_____ kJ·mol−1。
(2)某电池装置如图:
①若图中I是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图,该同学想在II中实现铁上镀铜,则b处通入的是______ (填“CH4”或“O2”),a处电极上发生的电极反应式是______ 。
②若图中I是氨氧燃料电池,a处通NH3,b处通入O2,电解质溶液为KOH溶液则a电极的电极反应式是________ 。一段时间后,需向装置中补充KOH,请依据反应原理解释原因:______ 。
2NH3(g)+H2O(l)+SO2(g)=(NH4)2SO3(aq)ΔH=akJ·mol−1
(NH4)2SO3(aq)+H2O(l)+SO2(g)=2NH4HSO3(aq)ΔH=bkJ·mol−1
2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)ΔH=ckJ·mol−1
反应NH3(g)+NH4HSO3(aq)+O2(g)=(NH4)2SO4(aq)的ΔH=
(2)某电池装置如图:
①若图中I是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图,该同学想在II中实现铁上镀铜,则b处通入的是
②若图中I是氨氧燃料电池,a处通NH3,b处通入O2,电解质溶液为KOH溶液则a电极的电极反应式是
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解题方法
【推荐3】完成下列问题。
(1)工业上可采用CH3OHCO+2H2的方法来制取高纯度的CO和H2.我国学者采用量子力学方法,通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。
甲醇(CH3OH)脱氢反应的第一步历程,有两种可能方式:
方式 A:CH3OH* →CH3O* +H* Ea= +103.1kJ·mol-1
方式 B:CH3OH* →CH3* +OH* Eb= +249.3kJ·mol-1
由活化能E值推测,甲醇裂解过程主要历经的方式应为_________ (填A、B)。下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。
该历程中,放热最多的步骤的化学方程式为___________ 。
(2)污染性气体NO2与CO在一定条件下反应为:2NO2(g) +4CO(g) 4CO2(g) +N2(g)
①某温度下,在1 L恒容密闭容器中充入0. 1 mol NO2和0.2 mol CO,5s时反应达到平衡,此时容器的压强变为原来的,则从反应开始到平衡时CO的平均反应速率=___________ 。此温度下,若某时刻测得 NO2、CO、CO2、N2的浓度分别为 a mol • L -1、0. 4 mol • L -1、0. 1 mol • L -1、l mol • L -1,要使反应向逆反应方向进行,a的取值范围是___________ 。
②在容积一定的I、II、III三个相同密闭容器中分别充入a mol NO2和2a mol CO,二者发生上述反应,三个容器的反应温度分别为、、且恒定不变,实验测得反应均进行到时,三个容器中的NO2的体积分数如图1所示,此时I、II、III三个容器中反应一定达到化学平衡状态的是___________ (填“I”“II”或“III”)容器;若三个容器内的反应都达到化学平衡时,反应温度是___________ (填“”“”或“”),NO2的转化率最大。
(3)电化学降解的原理如图2所示。
①阴极的电极反应式为___________ 。
②若电解过程中转移了 6 mol电子,则质子交换膜两侧电解质溶液的质量变化差()为___________ g。
(1)工业上可采用CH3OHCO+2H2的方法来制取高纯度的CO和H2.我国学者采用量子力学方法,通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。
甲醇(CH3OH)脱氢反应的第一步历程,有两种可能方式:
方式 A:CH3OH* →CH3O* +H* Ea= +103.1kJ·mol-1
方式 B:CH3OH* →CH3* +OH* Eb= +249.3kJ·mol-1
由活化能E值推测,甲醇裂解过程主要历经的方式应为
该历程中,放热最多的步骤的化学方程式为
(2)污染性气体NO2与CO在一定条件下反应为:2NO2(g) +4CO(g) 4CO2(g) +N2(g)
①某温度下,在1 L恒容密闭容器中充入0. 1 mol NO2和0.2 mol CO,5s时反应达到平衡,此时容器的压强变为原来的,则从反应开始到平衡时CO的平均反应速率=
②在容积一定的I、II、III三个相同密闭容器中分别充入a mol NO2和2a mol CO,二者发生上述反应,三个容器的反应温度分别为、、且恒定不变,实验测得反应均进行到时,三个容器中的NO2的体积分数如图1所示,此时I、II、III三个容器中反应一定达到化学平衡状态的是
(3)电化学降解的原理如图2所示。
①阴极的电极反应式为
②若电解过程中转移了 6 mol电子,则质子交换膜两侧电解质溶液的质量变化差()为
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