2030年实现“碳达峰”,2060年达到“碳中和”的承诺,体现了我国的大国风范。二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题:
二氧化碳加氢制甲醇涉及的反应可表示为:
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5b10977c298fb0926cfd343f2d178feb.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a8101648b58c10044d5039c82248173b.png)
(1)根据上述反应求:④
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c907be56e75f681b5e195a5294f7c05.png)
___________
。
(2)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上反应④的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
写出该历程中决速步骤的化学方程式:________ 。
(3)一体积可变的密闭容器中,在保持a MPa下,按照
投料,平衡时,CO和CH3OH在含碳产物中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图所示:
①图中m曲线代表的物质为________ 。
②下列说法正确的是________ (填标号)。
A.180~380℃范围内,H2的平衡转化率始终低于CO2
B.温度越高,越有利于工业生产CH3OH
C.一定时间内反应,加入选择性高的催化剂,可提高CH3OH的产率
D.150~400℃范围内,随着温度的升高,CO2的反应速率先减小后增大
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数
,270℃时反应①的分压平衡常数为________ (保留2位有效数字)。
(4)在一定条件下,密闭容器中加入一定量的CO、H2O(g)和催化剂仅发生反应
,其速率方程为
,
,其中
、
为正、逆反应速率,
、
分别为速率常数,p为气体的分压。已知降低温度时,
增大,调整CO和H2O初始投料比,测得CO的平衡转化率如图,A、B、C、D四点中温度由高到低的顺序是________ ,在C点所示投料比下,当CO转化率达到40%时,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/88e9ac322c7bc35bd352f1fb721f0eb8.png)
________ 。
二氧化碳加氢制甲醇涉及的反应可表示为:
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/005347070dffab62c10dba68c72af84e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/448214d120a423ca1014cde0d1eaefc8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5b10977c298fb0926cfd343f2d178feb.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f3259baddfe9bc02ac5766f800607825.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a8101648b58c10044d5039c82248173b.png)
(1)根据上述反应求:④
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cafb99f233029b6fa031d91d5de04e4b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c907be56e75f681b5e195a5294f7c05.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上反应④的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/4/e0c245b9-bf63-4343-af48-0c9b442a02a4.png?resizew=431)
写出该历程中决速步骤的化学方程式:
(3)一体积可变的密闭容器中,在保持a MPa下,按照
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b38ed68b2d35a1906901229010d25073.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/4/068b7a39-9492-4277-8b07-99605b91034e.png?resizew=243)
①图中m曲线代表的物质为
②下列说法正确的是
A.180~380℃范围内,H2的平衡转化率始终低于CO2
B.温度越高,越有利于工业生产CH3OH
C.一定时间内反应,加入选择性高的催化剂,可提高CH3OH的产率
D.150~400℃范围内,随着温度的升高,CO2的反应速率先减小后增大
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/febe6ae46e15c2df1772464535e1ce23.png)
(4)在一定条件下,密闭容器中加入一定量的CO、H2O(g)和催化剂仅发生反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cafb99f233029b6fa031d91d5de04e4b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/751afee8a62520cb5ddc3f44d9a36929.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/74649baecf86024a5b2f4df397a85033.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/efa0115b6fc641a07f4966c283db6138.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cedff701a611bb6d232ef4ee29e05dc0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5fc7e2626bcdf7b6721d3092804a718.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5eb0a11e0a9472eb84ccc3093815ebd1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/70fe43fab78e7021615d11d938cca7bb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/88e9ac322c7bc35bd352f1fb721f0eb8.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/4/274ea98d-6849-4a9e-9526-416044050ece.png?resizew=289)
更新时间:2023-06-29 17:39:51
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【推荐1】甲醛常温下为气态,易液化,极易溶于水,是一种重要的化工原料。生产甲醛的原料是甲醇或甲烷。
(1)已知:i.CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g)ΔH=+85.7kJ/mol;
ii.H2(g)+
O2(g)=H2O(g)ΔH=-241.83kJ/mol。
则CH3OH(g)+
O2(g)
HCHO(g)+H2O(g)ΔH=_______ kJ/mol。
(2)甲烷氧化制备甲醛的反应为CH4(g)+O2(g)
HCHO(g)+H2O(g)ΔH<0,该反应的速率方程可表示为:v=kpm(CH4)pn(O2),一定条件下测得甲烷和氧气分压对反应速率的影响如图甲、乙所示,则m=_______ ,n=_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/27/bc446f96-5512-4d42-ab2c-52258fc534cd.png?resizew=542)
(3)甲烷氧化制备甲醛的副产物主要有CO、CO2,反应过程包含6部反应,如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/27/75477a38-254f-47ae-87d5-b99c434020f6.png?resizew=404)
反应过程中并未检测到甲醇的存在,说明决定主反应速率的关键步骤是第_______ 步。
(4)在一定容积的密闭容器中加入某催化剂,按物质的量之比1:1投入甲烷和氧气,分别于不同温度下反应相同时间,测得甲醛、CO的选择性及甲烷的转化率随温度的变化情况如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/27/a0d40ad7-8894-4df0-98d0-6f8cf61c8116.png?resizew=307)
①低于650℃时,随着温度的升高,甲烷的转化率增大的原因是_______ 。
②假定650℃时恰好为平衡状态,容器内总压强为pkpa,容器内含碳微粒只有CH4、CO、CO2、HCHO,则该温度下甲醛的平衡产率为_______ ;CH4(g)+O2(g)=HCHO(g)+H2O(g)的平衡常数Kp=_______ (用平衡分压表示)。
③提出一条能提高甲醛产率的措施:_______ 。
(1)已知:i.CH3OH(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
ii.H2(g)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
则CH3OH(g)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
(2)甲烷氧化制备甲醛的反应为CH4(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/27/bc446f96-5512-4d42-ab2c-52258fc534cd.png?resizew=542)
(3)甲烷氧化制备甲醛的副产物主要有CO、CO2,反应过程包含6部反应,如下图所示。
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反应过程中并未检测到甲醇的存在,说明决定主反应速率的关键步骤是第
(4)在一定容积的密闭容器中加入某催化剂,按物质的量之比1:1投入甲烷和氧气,分别于不同温度下反应相同时间,测得甲醛、CO的选择性及甲烷的转化率随温度的变化情况如下图所示。
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①低于650℃时,随着温度的升高,甲烷的转化率增大的原因是
②假定650℃时恰好为平衡状态,容器内总压强为pkpa,容器内含碳微粒只有CH4、CO、CO2、HCHO,则该温度下甲醛的平衡产率为
③提出一条能提高甲醛产率的措施:
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(0.4)
解题方法
【推荐2】二氧化碳的有效回收利用,既能缓解能源危机,又可减少温室效应的影响,具有解决能源问题及环保问题的双重意义。Zn/ZnO热化学循环还原CO2制CO的原理如下图所示,回答下列问题:
(1)①从循环结果看,能量转化的主要方式是______________ ;
②反应2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) △H=_________ kJ/mol。
③Zn/ZnO在反应中循环使用,其作用是__________________
(2)二甲醚是主要的有机物中间体,在一定条件下利用CO2与H2可直接合成二甲醚:2CO2(g) +6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g) ,
=3时,实验测得CO2的平衡转化率随温度及压强变化如下图所示。
①该反应的△H =______ 0(填“>”或“<”)。
②图中压强(P)由大到小的顺序是__________________ 。
③若在1L密闭容器中充入0.2molCO2和0.6molH2,CO2的平衡转化率对应下图中A点,则在此温度,该反应的化学平衡常数是___________ (保留整数)。
④合成二甲醚过程中往往会生成一氧化碳,合成时选用硅铝化合物做催化剂,硅铝比不同时,生成二甲醚或一氧化碳的物质的量分数不同。硅铝比与产物选择性如下图所示。图中A点和B点的化学平衡常数比较:KA____ KB(填“>、<、=”)。根据以上两条曲线,写出其中一条变化规律:_______________________ 。
⑤上图是使用不同硅铝比化合物做催化剂制备二甲醚的能量变化示意图,其中正确且最佳的是__________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/9/13f892ab-458c-4271-8e74-a3ae2024d142.png?resizew=447)
(1)①从循环结果看,能量转化的主要方式是
②反应2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) △H=
③Zn/ZnO在反应中循环使用,其作用是
(2)二甲醚是主要的有机物中间体,在一定条件下利用CO2与H2可直接合成二甲醚:2CO2(g) +6H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/29/2170737948631040/2174486880002048/STEM/e1c2cda08a334cde8ab51bbe92b5fbd5.png?resizew=27)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f51baa22e28ad52aa975675d361d5e10.png)
①该反应的△H =
②图中压强(P)由大到小的顺序是
③若在1L密闭容器中充入0.2molCO2和0.6molH2,CO2的平衡转化率对应下图中A点,则在此温度,该反应的化学平衡常数是
④合成二甲醚过程中往往会生成一氧化碳,合成时选用硅铝化合物做催化剂,硅铝比不同时,生成二甲醚或一氧化碳的物质的量分数不同。硅铝比与产物选择性如下图所示。图中A点和B点的化学平衡常数比较:KA
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/9/3215b50a-6f58-42fd-b9dd-53896d27e168.png?resizew=558)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/9/6557083f-f523-4e60-953a-ea30ca4eca54.png?resizew=687)
⑤上图是使用不同硅铝比化合物做催化剂制备二甲醚的能量变化示意图,其中正确且最佳的是
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【推荐3】研究表明:丰富的CO2可以作为新碳源,解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)枯竭危机,同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应,实现CO2的良性循环。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2加氢合成低碳烯烃。现以合成乙烯(C2H4)为例、该过程分两步进行:
第一步:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ∆H =+41.3kJ·mol-1
第二步:2CO(g)+4H2(g)
C2H4(g)+2H2O(g) ∆H =-210.5kJ·mol-1
①CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为_______ 。
②一定条件下的密闭容器中,上述反应达到平衡后,要加快反应速率并提高CO2的转化率,可以采取的措施是_______ (填字母)。
A.减小压强 B.增大H2浓度 C.加入适当催化剂 D.分离出水蒸气
(2)另一种方法是将CO2和H2在230℃催化剂条件下生成甲醇蒸气和水蒸气。现在10L恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)。在不同条件下测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/29/2882848103096320/2935832949022720/STEM/4058709f-a88d-4b04-926f-6746e028efb4.png?resizew=216)
①能判断该反应达到化学平衡状态的是_______ (填字母)。
a.c(H2):c(CH3OH)=3:1
b.容器内氢气的体积分数不再改变
c.容器内气体的密度不再改变
d.容器内压强不再改变
②上述反应的∆H_______ 0(填“>”或“<”),图中压强p1_______ p2(填“>”或“<”)。
③经测定知Q点时容器的压强是反应前压强的
,则Q点H2的转化率为_______ 。
④N点时,该反应的平衡常数K=_______ (计算结果保留两位小数)。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2加氢合成低碳烯烃。现以合成乙烯(C2H4)为例、该过程分两步进行:
第一步:CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
第二步:2CO(g)+4H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
①CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为
②一定条件下的密闭容器中,上述反应达到平衡后,要加快反应速率并提高CO2的转化率,可以采取的措施是
A.减小压强 B.增大H2浓度 C.加入适当催化剂 D.分离出水蒸气
(2)另一种方法是将CO2和H2在230℃催化剂条件下生成甲醇蒸气和水蒸气。现在10L恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/29/2882848103096320/2935832949022720/STEM/4058709f-a88d-4b04-926f-6746e028efb4.png?resizew=216)
①能判断该反应达到化学平衡状态的是
a.c(H2):c(CH3OH)=3:1
b.容器内氢气的体积分数不再改变
c.容器内气体的密度不再改变
d.容器内压强不再改变
②上述反应的∆H
③经测定知Q点时容器的压强是反应前压强的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f558992e649b93ee36f37513781311a8.png)
④N点时,该反应的平衡常数K=
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(0.4)
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【推荐1】燃煤烟气中 SO2和 NOx 是大气污染物的主要来源,脱硫脱硝技术是烟气治理技术的研究热点。
(1)尿素/H2O2溶液脱硫脱硝。60℃时在一定浓度的尿素/H2O2溶液中通入含有SO2和NO的烟气,烟气中有毒气体被一定程度吸收。尿素/H2O2溶液对SO2具有很高的去除效率,写出尿素和H2O2溶液吸收SO2,生成硫酸铵和CO2的化学方程式为______ 。
(2)V2O5/炭基材料(活性炭、活性焦、活炭纤维)也可以脱硫脱硝。V2O5/炭基材料脱硫原理是:SO2在炭表面被吸附,吸附态SO2在炭表面被催化氧化为SO3,SO3再转化为硫酸盐等。
①V2O5/炭基材料脱硫时,通过红外光谱发现,脱硫开始后催化剂表面出现了VOSO4的吸收峰,再通入O2后VOSO4吸收峰消失,该脱硫反应过程可描述为_______ 。
②V2O5/炭基材料脱硫时,控制一定气体流速和温度,考察了烟气中O2的存在对V2O5/炭基材料催化剂脱硫活性的影响,结果如图所示,当O2浓度过高时,去除率下降,其可能原因是_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/12/4b0a91a1-9ddf-42c0-8bd2-316aba58594b.png?resizew=288)
(3)ClO2可对烟气中NOx、SO2进行协同脱除,涉及的部分反应如下:
Ⅰ. ClO2+NO=NO2+ClO
Ⅱ. ClO+NO=Cl+NO2
Ⅲ. ClO2+SO2=ClO+SO3
Ⅳ. ClO+SO2=Cl+SO3
①反应Ⅳ的历程如图所示。该历程中最大活化能E正=_______ kcal·mol-1。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/12/74971718-c80a-419b-ad2b-cc67aed81a15.png?resizew=259)
②保持其他条件不变,分别在不添加NO、添加NO两种情况下,控制模拟烟气中
不同并反应相同时间,测得SO2氧化率随
变化如图所示。不添加NO时,SO2氧化率较低(不超过3%)的原因可能是_______ ;添加NO时,SO2氧化率比不添加NO时高,其原因可能是_______ 。
(1)尿素/H2O2溶液脱硫脱硝。60℃时在一定浓度的尿素/H2O2溶液中通入含有SO2和NO的烟气,烟气中有毒气体被一定程度吸收。尿素/H2O2溶液对SO2具有很高的去除效率,写出尿素和H2O2溶液吸收SO2,生成硫酸铵和CO2的化学方程式为
(2)V2O5/炭基材料(活性炭、活性焦、活炭纤维)也可以脱硫脱硝。V2O5/炭基材料脱硫原理是:SO2在炭表面被吸附,吸附态SO2在炭表面被催化氧化为SO3,SO3再转化为硫酸盐等。
①V2O5/炭基材料脱硫时,通过红外光谱发现,脱硫开始后催化剂表面出现了VOSO4的吸收峰,再通入O2后VOSO4吸收峰消失,该脱硫反应过程可描述为
②V2O5/炭基材料脱硫时,控制一定气体流速和温度,考察了烟气中O2的存在对V2O5/炭基材料催化剂脱硫活性的影响,结果如图所示,当O2浓度过高时,去除率下降,其可能原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/12/4b0a91a1-9ddf-42c0-8bd2-316aba58594b.png?resizew=288)
(3)ClO2可对烟气中NOx、SO2进行协同脱除,涉及的部分反应如下:
Ⅰ. ClO2+NO=NO2+ClO
Ⅱ. ClO+NO=Cl+NO2
Ⅲ. ClO2+SO2=ClO+SO3
Ⅳ. ClO+SO2=Cl+SO3
①反应Ⅳ的历程如图所示。该历程中最大活化能E正=
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②保持其他条件不变,分别在不添加NO、添加NO两种情况下,控制模拟烟气中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7b1686aa34ba7bf246a9844f009b2121.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7b1686aa34ba7bf246a9844f009b2121.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/12/1aa33f1d-d7a8-4e2c-ac70-4f72cef81168.png?resizew=261)
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【推荐2】汽车尾气中氮氧化合物、碳氧化合物的处理与利用是研究的热点。
(1)汽车尾气中的污染物NO和CO,一定条件下可发生反应I:2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)
1
已知:
①反应I的
=___________ ,K1=___________ 。
②燃油汽车尾气仍含有较多
、
的可能原因是___________ ;写出一项有效提升尾气达到排放标准的措施:___________ 。
③下列能说明该反应I已经达到平衡状态的是___________ (填字母代号)。
A.c(CO)=c(CO2) B.恒容容器中混合气体的密度不变
C.v(N2)正=2v(NO)逆 D.容器中混合气体的平均摩尔质量不变
(2)空速(规定的条件下,单位时间、单位体积催化剂处理的气体量)的大小直接决定了烟气在催化剂表面的停留时间和装置的烟气处理能力。催化剂能够适应较大的空速,就可以在保证足够高的脱硝(去除氮氧化物)效率的前提下提高催化剂处理烟气的能力。在相同时间内,三种催化剂下NO的转化率、NO2浓度随温度变化如图1所示,相同时间内,MnCeZr催化剂在不同空速下NO的转化率随温度的变化如图2所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/2/3402668762603520/3418163420880896/STEM/3b1bb54841c24fc78f7ee156451ebbf5.png?resizew=550)
根据图1和图2分析,选取工业脱硝的最佳反应条件为MnCeZr、___________ 。
(3)H2在催化剂作用下可将CO、CO2甲烷化,反应过程如下:
①CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g);
②CO(g)+H2(g)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
CO2(g)+
CH4(g)。
在某温度下,向恒容容器中充入7molCO2和12molH2,初始压强为19kPa,反应经10min达到平衡,此时p(CO)=4kPa,p(H2O)=5kPa,则v(CH4)=___________ kPa·min-1,H2的转化率α(H2)=___________ 。
(1)汽车尾气中的污染物NO和CO,一定条件下可发生反应I:2NO(g)+2CO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
已知:
反应 | 25℃时的平衡常数 | 焓变 |
反应Ⅱ:2NO(g)![]() | K2=1.0×1030 | ![]() |
反应Ⅲ:2CO2(g)![]() | K3=4.0×10-92 | ![]() |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/37cd1f4a298f1ff46fbfd45ed75be938.png)
②燃油汽车尾气仍含有较多
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9110e80d125190c4b5bed606e1fc2220.png)
③下列能说明该反应I已经达到平衡状态的是
A.c(CO)=c(CO2) B.恒容容器中混合气体的密度不变
C.v(N2)正=2v(NO)逆 D.容器中混合气体的平均摩尔质量不变
(2)空速(规定的条件下,单位时间、单位体积催化剂处理的气体量)的大小直接决定了烟气在催化剂表面的停留时间和装置的烟气处理能力。催化剂能够适应较大的空速,就可以在保证足够高的脱硝(去除氮氧化物)效率的前提下提高催化剂处理烟气的能力。在相同时间内,三种催化剂下NO的转化率、NO2浓度随温度变化如图1所示,相同时间内,MnCeZr催化剂在不同空速下NO的转化率随温度的变化如图2所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2024/1/2/3402668762603520/3418163420880896/STEM/3b1bb54841c24fc78f7ee156451ebbf5.png?resizew=550)
根据图1和图2分析,选取工业脱硝的最佳反应条件为MnCeZr、
(3)H2在催化剂作用下可将CO、CO2甲烷化,反应过程如下:
①CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
②CO(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
在某温度下,向恒容容器中充入7molCO2和12molH2,初始压强为19kPa,反应经10min达到平衡,此时p(CO)=4kPa,p(H2O)=5kPa,则v(CH4)=
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【推荐3】甲醇是重要的化工原料,也是性能优良的能源和车用燃料。回答下列问题:
(1)甲醇可以用煤的间接液化法制取,其中的关键反应是:
,已知CO、H2、CH3OH的总键能分别是1072kJ·mol-1、436kJ·mol-1、2054kJ·mol-1,甲醇的汽化热是37.39kJ·mol-1,估算△H=_____ kJ·mo1-1。
(2)在Ag/Cu催化下,合成甲醇的反应历程及部分能量变化如下:
其中*CO等表示吸附态,上述历程中,反应速率最快的一步方程式是:_____ +★H→_____ ;过渡态2的相对能量是下图中的_____ 线(用“a”~“h”回答)。
(3)400K时,向容积固定的密闭容器中投入物质的量之比为1:2的CO和H2,同时加入催化剂,用压力传感器测定初始及平衡时压强分别为p0及0.8p0,假设过程中只发生反应
,则CO平衡转化率为_____ ,平衡常数Kp为_____ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)已知反应的活化能Ea和速率常数k满足Arhenius公式
(其中R、C为常数)。一定条件下,反应
的R1nk~
关系如下图。计算曲线b条件下该反应的活化能Ea为_____ kJ·mol-1,当改变外界条件时,实验数据由曲线b变为曲线a,则原因可能是_____ 。
(1)甲醇可以用煤的间接液化法制取,其中的关键反应是:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2f6498818f4c14ab5cfa04076cc76d31.png)
(2)在Ag/Cu催化下,合成甲醇的反应历程及部分能量变化如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/26/a8e3b2a7-d690-486e-a63d-1796f2d94322.png?resizew=555)
其中*CO等表示吸附态,上述历程中,反应速率最快的一步方程式是:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/26/123f962d-1f08-45dc-b752-a8a0d6ac98d1.png?resizew=334)
(3)400K时,向容积固定的密闭容器中投入物质的量之比为1:2的CO和H2,同时加入催化剂,用压力传感器测定初始及平衡时压强分别为p0及0.8p0,假设过程中只发生反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/859a709c65d1429c3ef6ac0300b320e6.png)
(4)已知反应的活化能Ea和速率常数k满足Arhenius公式
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/37a8ca2c4142e71095aad0c5ae225fb2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bcfae2cc2f344442e514a48b63fa2db6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4079003d1292898e98f11669dc3edce.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/26/0bbb3666-e52c-432f-b0e6-89836c9e1f10.png?resizew=215)
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐1】甲醇是重要的化工原料,主要用于精细化工和制造塑料。利用二氧化碳生产甲醇实现
资源化,同时减少温室气体的排放。
已知:一定条件下,
催化加氢生产甲醇,发生如下反应:
反应i:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e029cc1f7d07eeb136bd3946a7eb23e3.png)
反应ii:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/32410867843f1a7ef11410da8f3f8dab.png)
(1)反应体系中存在反应iii:
则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e1df3bbe25b98e9271578f4470c69f58.png)
_______
;相同条件下,反应iii的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/608dac33274ccc2ee2cd75279bb5b1f5.png)
_______ (用平衡常数
、
表示)。
(2)采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒,成功的实现了高选择性电催化还原
制备甲醇,该反应历程如图所示。
①该过程容易产生副产物_______ 。
②上述合成甲醇的反应速率较慢,要使反应速率加快,主要降低下列变化中_______ (填字母)的能量变化。
A.
B.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ee73d02f2caf2f5e53b6b0287802ee97.png)
C.
D.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/19dd856bb79fcf894fd52a143895d8b3.png)
(3)保持压强为
,将二氧化碳和氢气按照
投入密闭容器中,同时发生反应i和ii,一段时间后,体系中
平衡转化率及甲醇产率随温度变化关系如下图所示。
①上图中曲线Ⅰ表示_______ (填“
平衡转化率”或“甲醇产率”)随温度变化的曲线,请简述理由:_______ 。
②550K时,该平衡体系中CO的物质的量为_______ mol,反应i的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
_______
(列出计算式)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
已知:一定条件下,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
反应i:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/11633cbb9138996f83048d3d313461a4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aa95f6f1980cc819839ac156ec525d22.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e029cc1f7d07eeb136bd3946a7eb23e3.png)
反应ii:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/568176019d9cb2fcedba03d7793b69c6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/da1565d16a37050aecc6d39e31292e32.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/32410867843f1a7ef11410da8f3f8dab.png)
(1)反应体系中存在反应iii:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/448214d120a423ca1014cde0d1eaefc8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e1df3bbe25b98e9271578f4470c69f58.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/608dac33274ccc2ee2cd75279bb5b1f5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e029cc1f7d07eeb136bd3946a7eb23e3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/32410867843f1a7ef11410da8f3f8dab.png)
(2)采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒,成功的实现了高选择性电催化还原
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/7/086f0541-52e2-4f82-91d6-b06a6e97f572.png?resizew=409)
①该过程容易产生副产物
②上述合成甲醇的反应速率较慢,要使反应速率加快,主要降低下列变化中
A.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c23106fec2628cb1e48cbb4103d9de58.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ee73d02f2caf2f5e53b6b0287802ee97.png)
C.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5d2dfdcec54cdee40c6b7c1d1b34c4f9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/19dd856bb79fcf894fd52a143895d8b3.png)
(3)保持压强为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09da82288711e45dd3b13e10c7357597.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dab6412a339d67be439352a8fa87b076.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/7/eeed048a-58bb-46e5-ae72-2bdf2290a95e.png?resizew=322)
①上图中曲线Ⅰ表示
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
②550K时,该平衡体系中CO的物质的量为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a280fbf245f17a0844ed09533151d967.png)
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】溴代烷的制备,常规工艺分“氧化”和“溴化”两个过程,通常以
在合适温度下催化氧化HBr制备
(溴易液化,注意控制温度和压强),再利用
完成溴代过程来制备;新工艺是将烷烃、HBr和
混合,直接催化“氧化溴化”得到溴代烷。回答下列问题:
(1)已知:
时,部分物质的相对能量如下表:
此温度下,在恒容密闭容器中充入
和
发生“氧化”,测得反应物的平衡转化率为60%。若保持其他条件不变,改为绝热状态,平衡时测得放出热量为
,则下列关系正确的是___________(填标号)。
(2)“溴化”时容器体积可变。在温度为
时,向
容器中投入初始浓度均为
的
和
,发生反应:
,保持温度不变,压缩容器体积,测得不同容积下
的平衡浓度如下表:
当容器体积从
缩小到
时,测得此时容器内只有气态组分,平衡______ 移动(填“正向”“逆向”或“不”),![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a6c57bbef89a37f1a3808c0ceeac0c22.png)
_______ ;容器体积缩小到
时,平衡_______ 移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
时,此反应在容积为
和
时化学平衡常数分别为
、
,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e029cc1f7d07eeb136bd3946a7eb23e3.png)
____
(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)新工艺中,“氧化溴化”反应:
。反应起始物料
、
、
分别为2mol、2mol、1mol时,在不同条件下达到平衡,设体系中
的物质的量分数为
,
如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/13/0cfc511c-c374-4e2d-ac4b-401d20392a5a.png?resizew=364)
曲线Ⅰ:T为500K下的
,曲线Ⅱ:p为
下的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/db709f5c4288c8aa4f1669decc1f780b.png)
a点对应的温度为_______ ;b点时
的转化率为_______ (保留三位有效数字);c点时,平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b0f3568a63bbd668be6862e1f0d813e9.png)
_______
(填写“大于”“小于”或“无法确定”)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/98df44ff3efe33b4c0aa008c52060b46.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3acc489af36e00b1965f0f01bb557e66.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
(1)已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d7fa39ebf244b99759b109833ca68042.png)
物质 | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
相对能量(kJ/mol) | x | y | z | w |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/625c690ef0f139874de89f56576a8ec1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/42a5aa7e1336170ac952b3701dbbe7e1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c0e5d73ef2776c3c6a461e5b1541aa7.png)
A.![]() | B.![]() |
C.![]() | D.![]() |
(2)“溴化”时容器体积可变。在温度为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d7fa39ebf244b99759b109833ca68042.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c9fe387fb9a47eb5b66a28eccf09aebb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/46e9283dd6fa7da419602d28e06c5936.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/98df44ff3efe33b4c0aa008c52060b46.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/521981899ff2eb449d1f8f58a6217903.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0853b83b69e9826ebd95e2ce0042b800.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96ab3555e2aa3d4e937d4babbe74f800.png)
容器体积V/L | ![]() | ![]() | ![]() |
![]() | m | 0.09 | 0.25 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c9fe387fb9a47eb5b66a28eccf09aebb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f3a3f683aa3ea6a2755b77cb0af19fcc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a6c57bbef89a37f1a3808c0ceeac0c22.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/01bb75811eb85112e0c08c5aeca0a663.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d7fa39ebf244b99759b109833ca68042.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c9fe387fb9a47eb5b66a28eccf09aebb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/01bb75811eb85112e0c08c5aeca0a663.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e029cc1f7d07eeb136bd3946a7eb23e3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/32410867843f1a7ef11410da8f3f8dab.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e029cc1f7d07eeb136bd3946a7eb23e3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/32410867843f1a7ef11410da8f3f8dab.png)
(3)新工艺中,“氧化溴化”反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/73b9e174687f349c7d7266111121ffaa.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c523e50f790218235eae777f95a8a724.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/69373a7e2e935d9e5617672a9e50fd77.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c92c60af0afe09d5f8e0091795b278f1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5de2549d7af8890672cdda72e567f138.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ede2e3e9aa332940d2235c59b27534a2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f3149159526f2fcb57fb398e29eeb5d4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/db709f5c4288c8aa4f1669decc1f780b.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/13/0cfc511c-c374-4e2d-ac4b-401d20392a5a.png?resizew=364)
曲线Ⅰ:T为500K下的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/db709f5c4288c8aa4f1669decc1f780b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/825444b2e027184beba63a962b65492c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/db709f5c4288c8aa4f1669decc1f780b.png)
a点对应的温度为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b0f3568a63bbd668be6862e1f0d813e9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/205fac0f27ee8d8b90aa0bf341f91818.png)
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解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】全钒液流电池正极废液中含有的离子是
。以该废液为原料经过氧化、调
、沉钒、煅烧可以制取
。
(1)氧化:向正极废液中加入
将
转化为
,写出该反应的离子方程式:________ 。
(2)调
:向氧化后的溶液中加入
调节溶液
,溶液中V(
价)会以
等形式存在。随pH的升高,溶液中
的值将________ (填“增大”“减小”或“保持不变”),判断的方法是________ 。
(3)沉钒:不同
时,向溶液中加入
,可得到不同类型的含钒沉淀。
①其他条件一定,控制溶液
在2~5之间,向溶液中加入
,沉钒率和沉淀的X射线衍射图分别如图1和图2所示。
时,
越大,溶液的沉钒率越低的原因是________ 。
②向
的溶液中(此时
主要以
存在)加入过量
溶液,生成
沉淀。加入过量
溶液的目的是。已知:
。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/12/eb5130d2-576a-4c6f-8970-b9c5601e4d1b.png?resizew=653)
(4)煅烧:煅烧
固体制取
时,需在有氧条件下进行,原因是________ 。
(5)
是一种相变材料,其一种晶胞(部分
原子未标出)的结构如图3所示,在图中合适位置补充其余
原子________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/73d27bb7b339d2cadc09c7cd196a28d1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1066e53bf79a3cdff7ec2934bd09e272.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f70a6fcb37772d09130c9cfc6d681f15.png)
(1)氧化:向正极废液中加入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8ed06055861468288bf48ddd7e529fe1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eb9f83eee42ceac6948f7b524beb72aa.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9f4938f4387677db7e468a40c4b327fb.png)
(2)调
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1066e53bf79a3cdff7ec2934bd09e272.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ce93086f0133444d40743d654cba1c55.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1066e53bf79a3cdff7ec2934bd09e272.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d5ceec0d3f3d8d2978fe4729c70fd991.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2352f00968e3ec3f712fdb3a00c86b42.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/15b14a131b3084bb25d6f6c4491cec05.png)
(3)沉钒:不同
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1066e53bf79a3cdff7ec2934bd09e272.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dc425860d55ee8340a2ee0bf392ead97.png)
①其他条件一定,控制溶液
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1066e53bf79a3cdff7ec2934bd09e272.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dc425860d55ee8340a2ee0bf392ead97.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cc97ab5a4e0126587e9585c361dc3b71.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1066e53bf79a3cdff7ec2934bd09e272.png)
②向
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/37af79432305f25fc2a353e231b93746.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/478abdd84506a8ef759e353a238db6c9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b90fc253c30872d6249311d09d68ef2f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dc425860d55ee8340a2ee0bf392ead97.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/345b5fe45c6fa6435062f60e29cf13b5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dc425860d55ee8340a2ee0bf392ead97.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b60208e34cdaf99e6dc71c7e3ba1048.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/12/eb5130d2-576a-4c6f-8970-b9c5601e4d1b.png?resizew=653)
(4)煅烧:煅烧
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f70a6fcb37772d09130c9cfc6d681f15.png)
(5)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1528138e9e42257d61939c7f9bf2a22d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/186354626d5a1d13b88dfb4df916947b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/186354626d5a1d13b88dfb4df916947b.png)
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解答题-实验探究题
|
较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐1】碳酸镧咀嚼片是一种不含钙和铝的磷酸盐结合剂,常用于治疗慢性肾衰患者的高磷血症。实验室模拟用LaCl3为原料来制备碳酸镧。为避免生成碱式碳酸镧[La(OH)CO3],整个反应在较低的pH条件下进行。
(1)某化学兴趣小组利用下列装置在实验室中用碳酸氢铵制备碳酸镧。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/1/d4ef485d-448b-4870-b345-350860d69071.png?resizew=398)
①在实验室用装置甲还可以制取下列中的气体:________ (填字母代号)。
A.O2 B.Cl2 C.H2 D.NO E.SO2 F.C2H2 G.C2H4
②仪器X的作用是__________ 。
③实验中应先开K2再开K1,原因是_________ 。
④为保证碳酸镧的纯度,实验过程中需要注意的问题有_______ (答一条即可)。
(2)碳酸钠或碳酸氢钠与氯化镧反应均可生成碳酸镧。
①为了高磷血症患者的安全,通常选用碳酸氢钠溶液,优点是________ (答一条即可)。
②NaHCO3与LaCl3反应过程中会发生两个平行反应,其离子方程式为A.____ 和B.H++
=CO2↑+H2O。
③T℃时,碳酸镧的溶解度为1.0×10-7mol/L,
的电离平衡常数为6.0×10-11。请计算反应A的平衡常数K=______ 。
(1)某化学兴趣小组利用下列装置在实验室中用碳酸氢铵制备碳酸镧。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/1/d4ef485d-448b-4870-b345-350860d69071.png?resizew=398)
①在实验室用装置甲还可以制取下列中的气体:
A.O2 B.Cl2 C.H2 D.NO E.SO2 F.C2H2 G.C2H4
②仪器X的作用是
③实验中应先开K2再开K1,原因是
④为保证碳酸镧的纯度,实验过程中需要注意的问题有
(2)碳酸钠或碳酸氢钠与氯化镧反应均可生成碳酸镧。
①为了高磷血症患者的安全,通常选用碳酸氢钠溶液,优点是
②NaHCO3与LaCl3反应过程中会发生两个平行反应,其离子方程式为A.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/990ea0fd806f2a823c908705100860e8.png)
③T℃时,碳酸镧的溶解度为1.0×10-7mol/L,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/990ea0fd806f2a823c908705100860e8.png)
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【推荐2】丙烯是合成有机物的基本原料之一,工业上可以通过石油裂化和裂解获得。
(1)用于合成异丙醇。
已知:①2CH3CH(OH)CH3(g)+9O2(g)
6CO2(g)+8H2O(g) ΔH1=—akJ·mol-1
②2CH3CH=CH2(g)+9O2(g)
6CO2(g)+6H2O(g) ΔH2=—bkJ·mol-1(a>b)
若CH3CH=CH2(g)+H2O(g)
CH3CH(OH)CH3(g) ΔH,该反应逆反应的活化能为ckJ·mol-1,则正反应的活化能为___________ kJ·mol-1(用含a、b、c的代数式表示)。
(2)丙烷氧化脱氢制备丙烯的反应为C3H8(g)+
O2(g)
C3H6(g)+H2O(g)ΔH<0。一定条件下,恒压密闭容器中C3H8与O2起始物质的量比分别为2:1、1:1、1:2、1:3,平衡时C3H8的体积分数[φ(C3H8)]随温度、
的变化关系如图所示。
①表示
=1:2的曲线是___________ (填“I”“II”“III”或“IV”)。
②T3___________ T4(填“>”或“<”),原因是___________ 。
③M点时,O2的转化率是___________ (保留三位有效数字)。
(3)在HZSM-5催化下用甲醇可制取丙烯,反应为3CH3OH(g)
C3H6(g)+3H2O(g) ΔH,一定温度下,向2L恒容密闭容器中通入3molCH3OH(g),平衡时,n(C3H6)=0.6mol,下列说法正确的是___________(填字母)。
(4)工业上用“丙烯氨氧化法”制备丙烯腈(CH2=CHCN)包括如下反应:
I.C3H6(g)+NH3(g)+
O2(g)
CH2=CHCN(g)+3H2O(g)
II.C3H6(g)+O2(g)
CH2=CHCHO(g)+H2O(g)(副反应)
向T°C、压强为28MPa的恒压密闭容器中通入1mol丙烯、1mol氨气和4.8mol氧气发生反应I、II,容器内H2O(g)、CH2=CHCN(g)、C3H6(g)的物质的量(n)随时间(t)的变化关系如图所示:
①图中表示CH2=CHCN(g)的曲线是___________ (填“a”“b”或“c”)。
②平衡时,CH2=CHCHO(g)的分压p(CH2=CHCHO)=___________ MPa。
③反应II的压强平衡常数Kp=___________ (Kp为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(1)用于合成异丙醇。
已知:①2CH3CH(OH)CH3(g)+9O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
②2CH3CH=CH2(g)+9O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
若CH3CH=CH2(g)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(2)丙烷氧化脱氢制备丙烯的反应为C3H8(g)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a421f2d9f48c0492b8ec80e8cd418840.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/26/0a312858-6867-4fc7-8c28-182461b9da76.png?resizew=280)
①表示
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a421f2d9f48c0492b8ec80e8cd418840.png)
②T3
③M点时,O2的转化率是
(3)在HZSM-5催化下用甲醇可制取丙烯,反应为3CH3OH(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
A.HZSM-5能提高该反应的平衡转化率 |
B.达到平衡时,再向容器中通入1.5molCH3OH(g),重新达到平衡时C3H6的浓度增大 |
C.达到平衡后,再通入物质的量均为0.6mol的CH3OH(g)、C3H6(g)、H2O(g),此时平衡逆向移动 |
D.若起始时向2L绝热恒容密闭容器中通入3molCH3OH(g),平衡时,n(H2O)=1.6mol,则ΔH<0 |
I.C3H6(g)+NH3(g)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b8503f4706b8321e4e79a87eadea84.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
II.C3H6(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
向T°C、压强为28MPa的恒压密闭容器中通入1mol丙烯、1mol氨气和4.8mol氧气发生反应I、II,容器内H2O(g)、CH2=CHCN(g)、C3H6(g)的物质的量(n)随时间(t)的变化关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/26/78d3de56-848c-4321-beda-27a9f5358ffb.png?resizew=163)
①图中表示CH2=CHCN(g)的曲线是
②平衡时,CH2=CHCHO(g)的分压p(CH2=CHCHO)=
③反应II的压强平衡常数Kp=
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐3】环戊二烯(
)是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题:
(1)已知:①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2dfd4c5f250db66c7ccd9e4cb018939e.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b0eb34b476633a84a37461fadee7df66.png)
对于反应:③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/27d3d85459fd9f18216c493e244e9d77.png)
___________
。
(2)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯(
)在刚性容器内发生反应③,起始总压为
Pa,平衡时总压增加了10%,环戊烯的转化率为___________ ,该反应的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
___________ Pa。达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可采取的措施有___________ (填标号)。
A.通入惰性气体 B.提高温度 C.增加环戊烯浓度 D.增加碘浓度
(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是___________(填标号)。
(4)环戊二烯可用于制备二茂铁(
结构简式为
),后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示,其中电解液为溶解有溴化钠(电解质)和环戊二烯的DMF溶液(DMF为惰性有机溶剂)。
该电解池的阴极为___________ ,总反应为___________ 。电解制备需要在无水条件下进行,原因为___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/6/20/3263799646961664/3264257187110912/STEM/a5a4432016f34c24b08428530980880f.png?resizew=49)
(1)已知:①
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/6/20/3263799646961664/3264257187110912/STEM/543fea9e1737482794659f4e8b4eb064.png?resizew=185)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2dfd4c5f250db66c7ccd9e4cb018939e.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/78aa147d932abb2107c25164637b2ae4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b0eb34b476633a84a37461fadee7df66.png)
对于反应:③
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/6/20/3263799646961664/3264257187110912/STEM/1a761a57e81f44dd975ec3fdf4aeb31f.png?resizew=247)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/27d3d85459fd9f18216c493e244e9d77.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯(
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2023/6/20/3263799646961664/3264257187110912/STEM/e9a26cc494c14559a8fc561eb8ace71b.png?resizew=59)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dec5a2647f6ea6fabb08f0060ae2160e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
A.通入惰性气体 B.提高温度 C.增加环戊烯浓度 D.增加碘浓度
(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是___________(填标号)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/1/085d16e8-74f0-4070-a528-b5a4b0e4b5a9.png?resizew=286)
A.![]() | B.a点的反应速率小于c点的反应速率 |
C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率 | D.b点时二聚体的浓度为0.45![]() |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b5b939b975441fb1a3bbf799d4a6af1f.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/1/03cae9b5-8457-4bef-876d-70945a6a2ffb.png?resizew=34)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/1/8b6da602-111d-4550-9e46-340b6f7c9ec9.png?resizew=240)
该电解池的阴极为
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