回答下列问题:
Ⅰ.工业上利用甲醇和水蒸气催化重整法可制备氢气。
(1)已知:反应1:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)∆H1=+90.0kJ·mol-1
反应2:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)∆H2=-41.0kJ·mol-1
则反应3:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)∆H3=___________ kJ·mol-1
(2)以CuO-ZnO-Al2O3催化剂进行甲醇重整制氢时,固定其它条件不变,改变水、甲醇的物质的量比,甲醇平衡转化率及CO选择性的影响如图1所示。[CO选择性=]
①当水、甲醇比大于0.8时,CO选择性下降的原因是___________ 。
②当水、甲醇比一定时,温度升高,CO选择性有所上升,可能原因是___________ 。
(3)在t℃下,在1L密闭容器中,当投入的CH3OH和H2O均为1mol时,甲醇平衡转化率为80%、CO选择性为60%,则c(CO)=___________ mol·L-1。
Ⅱ.用CO2和H2可以合成甲醇。其主要反应为
反应ⅠCO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
反应ⅡCO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
在恒容密闭容器内,充入1molCO2和3molH2,测得平衡时CO2转化率,CO和CH3OH选择性随温度变化如图2所示[选择性]。
(4)270℃时主要发生的反应是___________ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(5)以下温度中,甲醇产率最高的是___________。
(6)在不改变投料的情况下,既能加快反应速率,又能提高CH3OH产率的方法有___________ (填一种方法即可)。
Ⅰ.工业上利用甲醇和水蒸气催化重整法可制备氢气。
(1)已知:反应1:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)∆H1=+90.0kJ·mol-1
反应2:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)∆H2=-41.0kJ·mol-1
则反应3:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)∆H3=
(2)以CuO-ZnO-Al2O3催化剂进行甲醇重整制氢时,固定其它条件不变,改变水、甲醇的物质的量比,甲醇平衡转化率及CO选择性的影响如图1所示。[CO选择性=]
①当水、甲醇比大于0.8时,CO选择性下降的原因是
②当水、甲醇比一定时,温度升高,CO选择性有所上升,可能原因是
(3)在t℃下,在1L密闭容器中,当投入的CH3OH和H2O均为1mol时,甲醇平衡转化率为80%、CO选择性为60%,则c(CO)=
Ⅱ.用CO2和H2可以合成甲醇。其主要反应为
反应ⅠCO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
反应ⅡCO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
在恒容密闭容器内,充入1molCO2和3molH2,测得平衡时CO2转化率,CO和CH3OH选择性随温度变化如图2所示[选择性]。
(4)270℃时主要发生的反应是
(5)以下温度中,甲醇产率最高的是___________。
A.210℃ | B.230℃ | C.250℃ | D.270℃ |
更新时间:2023-07-01 11:17:45
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【推荐1】燃煤和汽车尾气是造成空气污染和雾霾天气的原因之一,化学在解决雾霾污染中发挥了重要作用。
(1)NOx主要来源于汽车尾气。
已知:N2(g) + 2O2(g)2NO2(g) ΔH=+67.5kJ/mol
2CO(g) + O2(g)2CO2(g) ΔH=-566.0kJ/mol。
为了减轻大气污染,在汽车尾气排气管口采用催化剂将NO2和CO转化成无污染气体参与大气循环。写出该反应的热化学方程式_____________ 。
(2)已知:5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s),工业上可以利用I2O5消除CO的污染。不同温度下,向装有足量I2O5固体的4 L恒容密闭容器中通入2 mol CO,测得CO2的体积分数随时间变化的曲线如图。回答下列问题:
①从反应开始至a点时,v(CO)=___________ 。
②由图可知,该反应的ΔH________ 0(填“大于”或“小于”),b点时化学平衡常数K=___________ 。
③下列说法正确的是___________ (填字母)。
A.d点时,增大体系压强,CO的转化率变大
B.容器内气体密度不变时,表明反应达到平衡状态
C.c点时体系中混合气体的压强在T2温度下更大
D.b点时,向平衡体系中再加入I2O5,平衡向正反应方向移动
(3)电解吸收是脱硝的一种方法。用6%的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸,再将吸收液导入电解槽电解,使之转化为硝酸。电解装置如图所示。
①图中b应连接电源的___________ (填“正极”或“负极”)。
②阳极的电极反应式为___________ 。
(1)NOx主要来源于汽车尾气。
已知:N2(g) + 2O2(g)2NO2(g) ΔH=+67.5kJ/mol
2CO(g) + O2(g)2CO2(g) ΔH=-566.0kJ/mol。
为了减轻大气污染,在汽车尾气排气管口采用催化剂将NO2和CO转化成无污染气体参与大气循环。写出该反应的热化学方程式
(2)已知:5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s),工业上可以利用I2O5消除CO的污染。不同温度下,向装有足量I2O5固体的4 L恒容密闭容器中通入2 mol CO,测得CO2的体积分数随时间变化的曲线如图。回答下列问题:
①从反应开始至a点时,v(CO)=
②由图可知,该反应的ΔH
③下列说法正确的是
A.d点时,增大体系压强,CO的转化率变大
B.容器内气体密度不变时,表明反应达到平衡状态
C.c点时体系中混合气体的压强在T2温度下更大
D.b点时,向平衡体系中再加入I2O5,平衡向正反应方向移动
(3)电解吸收是脱硝的一种方法。用6%的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸,再将吸收液导入电解槽电解,使之转化为硝酸。电解装置如图所示。
①图中b应连接电源的
②阳极的电极反应式为
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【推荐2】用甲烷制高纯氢气是目前研究热点之一、
(1)一定条件下,CH4(g)C(s) + 2H2(g) 反应历程如图1所示,其中化学反应速率最慢的反应过程为___________ 。
(2)甲烷水蒸气催化重整可制得较高纯度的氢气,相关反应如下。
反应Ⅰ CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g) ∆H1 = +206 kJ·mol-1
反应Ⅱ CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) ΔH2= -41 kJ·mol-1
① 总反应:CH4(g) + 2H2O(g)CO2(g) + 4H2(g) ΔH =___________
② 1000 ℃恒容密闭容器(2L)中发生反应Ⅰ,已知1000 ℃时,反应I的平衡常数K=2,请结合K、Q关系判断:若容器中 n(CH4) =n(H2O)= n(H2)= 1 mol 、n(CO)=2 mol 时,反应处于___________ 状态(正向进行、逆向进行、平衡)。
③ 已知830 ℃时,反应II的平衡常数K=1。在容积不变的密闭容器中,将2 mol CO与8 mol H2O混合加热到830 ℃,反应达平衡时CO的转化率为___________ 。
④ 在常压、600 ℃条件下,甲烷制备氢气的总反应中H2平衡产率为82%。若加入适量生石灰后H2的产率可提高到95%,应用化学平衡移动原理解释原因___________ 。
(3)科学家研究将CH4、H2O与CH4、CO2联合重整制备氢气:
反应Ⅰ:CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g) ∆H1 = +206 kJ·mol-1
反应Ⅲ:CH4(g) + CO2(g)2CO(g) + 2H2(g) ΔH3= +247 kJ·mol-1
常压下,将CH4、H2O和CO2按一定比例混合置于密闭容器中,相同时间不同温度下测得体系中n(H2): n(CO)变化如图2所示。
① 已知700℃、NiO催化剂条件下,向反应体系中加入少量O2可增加H2产率,此条件下还原性CO___________ H2(填“>”“<”或“=”)。
② 随着温度升高n(H2) : n(CO)变小的原因可能是___________ 。
(1)一定条件下,CH4(g)C(s) + 2H2(g) 反应历程如图1所示,其中化学反应速率最慢的反应过程为
(2)甲烷水蒸气催化重整可制得较高纯度的氢气,相关反应如下。
反应Ⅰ CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g) ∆H1 = +206 kJ·mol-1
反应Ⅱ CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) ΔH2= -41 kJ·mol-1
① 总反应:CH4(g) + 2H2O(g)CO2(g) + 4H2(g) ΔH =
② 1000 ℃恒容密闭容器(2L)中发生反应Ⅰ,已知1000 ℃时,反应I的平衡常数K=2,请结合K、Q关系判断:若容器中 n(CH4) =n(H2O)= n(H2)= 1 mol 、n(CO)=2 mol 时,反应处于
③ 已知830 ℃时,反应II的平衡常数K=1。在容积不变的密闭容器中,将2 mol CO与8 mol H2O混合加热到830 ℃,反应达平衡时CO的转化率为
④ 在常压、600 ℃条件下,甲烷制备氢气的总反应中H2平衡产率为82%。若加入适量生石灰后H2的产率可提高到95%,应用化学平衡移动原理解释原因
(3)科学家研究将CH4、H2O与CH4、CO2联合重整制备氢气:
反应Ⅰ:CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g) ∆H1 = +206 kJ·mol-1
反应Ⅲ:CH4(g) + CO2(g)2CO(g) + 2H2(g) ΔH3= +247 kJ·mol-1
常压下,将CH4、H2O和CO2按一定比例混合置于密闭容器中,相同时间不同温度下测得体系中n(H2): n(CO)变化如图2所示。
① 已知700℃、NiO催化剂条件下,向反应体系中加入少量O2可增加H2产率,此条件下还原性CO
② 随着温度升高n(H2) : n(CO)变小的原因可能是
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【推荐3】(一)十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体,经历“十氢萘(C10H18)→四氢萘(C10H12)→萘(C10H8)”的脱氢过程释放氢气。已知:ΔH1>ΔH2>0
C10H18(l)C10H12(l)+3H2(g) ΔH1
C10H12(l)C10H8(l)+2H2(g) ΔH2
请回答:
(1)则C10H8(l)+5H2(g)C10H18(l) ΔH3=___________ 。
(2)有利于提高上述反应平衡转化率的条件是:___________ 。
A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压
(3)研究表明,将适量十氢萘置于恒容密闭反应器中,升高温度带来高压,该条件下也可显著释氢,理由是:_______________________________ 。
(4)温度335℃时,在恒容密闭反应器中进行高压液态十氢萘(1.00mol)催化脱氢实验,测得C10H12和C10H8的产率x1和x2(以物质的量分数计)随时间的变化关系,如下图所示。
在8h时,反应体系内氢气的量为:_________ mol(忽略其他副反应)。
②已知反应过程中的能量变化如图所示,x1显著低于x2的原因是:_________________________ 。
(二)科学家发现,以H2O和N2为原料,熔融NaOH—KOH为电解质,纳米Fe2O3作催化剂,在250℃和常压下可实现电化学合成氨。
(5)阴极区发生的变化可视为按两步进行。先发生的电极反应式为:________________________ ,随后发生反应:2Fe+3H2O+N2==2NH3+Fe2O3。
C10H18(l)C10H12(l)+3H2(g) ΔH1
C10H12(l)C10H8(l)+2H2(g) ΔH2
请回答:
(1)则C10H8(l)+5H2(g)C10H18(l) ΔH3=
(2)有利于提高上述反应平衡转化率的条件是:
A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压
(3)研究表明,将适量十氢萘置于恒容密闭反应器中,升高温度带来高压,该条件下也可显著释氢,理由是:
(4)温度335℃时,在恒容密闭反应器中进行高压液态十氢萘(1.00mol)催化脱氢实验,测得C10H12和C10H8的产率x1和x2(以物质的量分数计)随时间的变化关系,如下图所示。
在8h时,反应体系内氢气的量为:
②已知反应过程中的能量变化如图所示,x1显著低于x2的原因是:
(二)科学家发现,以H2O和N2为原料,熔融NaOH—KOH为电解质,纳米Fe2O3作催化剂,在250℃和常压下可实现电化学合成氨。
(5)阴极区发生的变化可视为按两步进行。先发生的电极反应式为:
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【推荐1】实现二氧化碳选择性、稳定性加氢合成甲醇是“甲醇经济”理念下的一个重要成果。由CO2和H2合成CH3OH的反应过程如下:
I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+40.9kJ·mol-1
II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.4kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)如图是一种特定条件下反应I机理中的第一步变化,则碳原子的杂化类型从____ 变为___ 。
(2)写出由CO2和H2合成CH3OH的热化学方程式为____ 。
(3)恒压条件下,按n(CO2):n(H2)=1:3投料时,该反应在无分子筛膜和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示。(分子筛膜能选择性分离出H2O)
①根据图中数据,恒压条件下采用有分子筛膜时的最佳反应温度为____ ℃。
②有分子筛膜时甲醇产率高的原因是____ 。
(4)不同压强下,依然按n(CO2):n(H2)=1:3投料,测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。
已知:CO2的平衡转化率=×100%
CH3OH的平衡产率=×100%
①压强:p1____ p2(填“>”“=”或“<”),判断依据是____ 。
②纵坐标表示CO2平衡转化率的是图____ (填“甲”或“乙”)。
③图乙中T1温度时,两条曲线几乎交于一点的原因是____ 。
I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+40.9kJ·mol-1
II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.4kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)如图是一种特定条件下反应I机理中的第一步变化,则碳原子的杂化类型从
(2)写出由CO2和H2合成CH3OH的热化学方程式为
(3)恒压条件下,按n(CO2):n(H2)=1:3投料时,该反应在无分子筛膜和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示。(分子筛膜能选择性分离出H2O)
①根据图中数据,恒压条件下采用有分子筛膜时的最佳反应温度为
②有分子筛膜时甲醇产率高的原因是
(4)不同压强下,依然按n(CO2):n(H2)=1:3投料,测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。
已知:CO2的平衡转化率=×100%
CH3OH的平衡产率=×100%
①压强:p1
②纵坐标表示CO2平衡转化率的是图
③图乙中T1温度时,两条曲线几乎交于一点的原因是
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【推荐2】回答下列问题
(1)下列反应中,属于吸热反应的是___________ (填序号)
①物质燃烧 ②炸药爆炸 ③酸碱中和反应 ④二氧化碳通过炽热的碳 ⑤食物因氧化而腐败 ⑥与反应 ⑦铁粉与稀盐酸反应
(2)已知:键能指在标准状况下,将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g)、B(g)所需的能量,用符号E表示,单位为kJ/mol。H-H的键能为436kJ/mol,N-H的键能为391kJ/mol,生成1mol 过程中放出46kJ的热量。则的键能为__________ kJ/mol。
(3)工业上可以通过(g)与(g)反应制备(g): △H<0
①保持温度不变,向2L恒容密闭容器中充入2mol 和6mol ,能说明该反应已达平衡状态的是(填字母)__________ 。
a. b.容器内压强保持不变
c.
②在2L恒容密闭容器中,反应过程中反应物和生成物的物质的量数据见下表:
0~5min内的平均反应速率______ ;反应达平衡时,_______ 。
③向恒容密闭容器中充入一定量和,在不同催化剂作用下合成甲醇,反应进行相同时间后(均未达到化学平衡状态),的转化率随反应温度的变化如图所示。其中a点的转化率高于b点的原因是________________________ 。
(1)下列反应中,属于吸热反应的是
①物质燃烧 ②炸药爆炸 ③酸碱中和反应 ④二氧化碳通过炽热的碳 ⑤食物因氧化而腐败 ⑥与反应 ⑦铁粉与稀盐酸反应
(2)已知:键能指在标准状况下,将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g)、B(g)所需的能量,用符号E表示,单位为kJ/mol。H-H的键能为436kJ/mol,N-H的键能为391kJ/mol,生成1mol 过程中放出46kJ的热量。则的键能为
(3)工业上可以通过(g)与(g)反应制备(g): △H<0
①保持温度不变,向2L恒容密闭容器中充入2mol 和6mol ,能说明该反应已达平衡状态的是(填字母)
a. b.容器内压强保持不变
c.
②在2L恒容密闭容器中,反应过程中反应物和生成物的物质的量数据见下表:
反应时间 | (mol) | (mol) | (mol) |
0min | 2 | 6 | 0 |
5min | 1 | ||
15min | 1.5 | ||
20min | 1.5 |
③向恒容密闭容器中充入一定量和,在不同催化剂作用下合成甲醇,反应进行相同时间后(均未达到化学平衡状态),的转化率随反应温度的变化如图所示。其中a点的转化率高于b点的原因是
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【推荐3】科学家对CO2的应用研究日新月异。
(1)科学家研制成功一种新型催化剂,能将CO2转变为甲烷。在常压、300℃,CO2与H2体积比为1︰4时在体积为V L的容器中反应,CO2转化率达90%。由图1可知升高温度,K将___ (填“增大”“减小”或“不变”);300℃时,从反应开始,到达到平衡,以H2的浓度变化表示化学反应速率是____ (用nA、tA、V表示)。
(2)CO2经催化加氢还可合成低碳烯烃有机物:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=Q kJ·mol−1。在0.1MPa时,按n(CO2)︰n(H2)=1︰3投料,图2表示平衡时四种气态物质的物质的量(n)与温度(T)的关系。
①Q___ 0(填“>”“=”或“<”);
②曲线c表示的物质为____ ;
③为提高CO2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是___ 。
(3)已知CO2(g)+2CH3OH(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)。在恒温容积可变的容器中加入1mol CO2、2mol CH3OH,CO2的转化率与反应时间如图3所示,在反应过程中加压,若t1时容器体积为1000mL,则t2时容器体积为_____ mL。
(1)科学家研制成功一种新型催化剂,能将CO2转变为甲烷。在常压、300℃,CO2与H2体积比为1︰4时在体积为V L的容器中反应,CO2转化率达90%。由图1可知升高温度,K将
(2)CO2经催化加氢还可合成低碳烯烃有机物:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=Q kJ·mol−1。在0.1MPa时,按n(CO2)︰n(H2)=1︰3投料,图2表示平衡时四种气态物质的物质的量(n)与温度(T)的关系。
①Q
②曲线c表示的物质为
③为提高CO2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是
(3)已知CO2(g)+2CH3OH(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)。在恒温容积可变的容器中加入1mol CO2、2mol CH3OH,CO2的转化率与反应时间如图3所示,在反应过程中加压,若t1时容器体积为1000mL,则t2时容器体积为
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【推荐1】铁盐如氯化铁、硫酸铁在生产和生活中都有广泛的应用,高铁酸盐(如)因具有氧化、消毒、絮凝、吸附、杀菌、助凝等多重功能,被广泛应用于水处理当中。
(1)高铁酸盐水溶液在酸性或碱性条件下都不稳定,最终都会分解,其中在碱性条件下自身缓慢分解最终产物为,请写出该反应的离子方程式:_______ ;高铁酸盐在酸性条件下会马上全部分解,请解释原因:_______ 。
(2)影响高铁酸盐稳定性的主要因素包括初始浓度、、温度、纯度等,各因素对高铁酸盐稳定性的影响如图所示:其中图A:表示初始浓度,表示某时刻浓度,纵坐标为浓度比值。图B:初始浓度相同,溶液不同。图C:将相同质量纯度分别为、和的溶于碱度相同的溶液中,配成初始质量分数相同的溶液,放置并测定质量分数变化。图D:不同温度下纯度的变化关系。
初始浓度(A)、(B)、纯度(C)、温度(D)对(Ⅵ)稳定性的影响
请分析下列说法,叙述正确的是_______(填序号)
(3)电化学合成法是一种在碱溶液中通过电解阳极使阳极溶解生成高铁酸盐的方法,常用下图所示的槽式电解池,使用海绵铁作为阳极材料,以溶液为电解质溶液。请写出阳极反应式:_______ 。
(4)某温度下,的溶液与的溶液混合反应(体积变化忽略不计),反应液用充分萃取分液,取层萃取液,用的标准溶液滴定,消耗标准液。
已知:ⅰ.该温度下,
ⅱ.该温度下,萃取时在水中和在中的浓度分配比为
①萃取分液后,水层中_______ 。
②该温度下,_______ 。
(1)高铁酸盐水溶液在酸性或碱性条件下都不稳定,最终都会分解,其中在碱性条件下自身缓慢分解最终产物为,请写出该反应的离子方程式:
(2)影响高铁酸盐稳定性的主要因素包括初始浓度、、温度、纯度等,各因素对高铁酸盐稳定性的影响如图所示:其中图A:表示初始浓度,表示某时刻浓度,纵坐标为浓度比值。图B:初始浓度相同,溶液不同。图C:将相同质量纯度分别为、和的溶于碱度相同的溶液中,配成初始质量分数相同的溶液,放置并测定质量分数变化。图D:不同温度下纯度的变化关系。
初始浓度(A)、(B)、纯度(C)、温度(D)对(Ⅵ)稳定性的影响
请分析下列说法,叙述正确的是_______(填序号)
A.高铁酸盐的分解速率随初始浓度增加而增加,即只有在低浓度时才是稳定的。 |
B.高铁酸盐的稳定性随的增加而增加,时,前4h内高铁酸盐分解的平均速率为。 |
C.图C是将相同质量纯度分别为、和的高铁酸钾溶于碱度相同的溶液中,放置后数据图,说明当高铁酸盐的纯度较高时有利于提高其稳定性。 |
D.图D考查了不同温度下高铁酸钾在溶液中的稳定性,由图可知,适当提高温度将助于减缓碱液中高铁酸钾的分解。 |
(4)某温度下,的溶液与的溶液混合反应(体积变化忽略不计),反应液用充分萃取分液,取层萃取液,用的标准溶液滴定,消耗标准液。
已知:ⅰ.该温度下,
ⅱ.该温度下,萃取时在水中和在中的浓度分配比为
①萃取分液后,水层中
②该温度下,
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【推荐2】C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题,科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。
(1)已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH1=-221 kJ·molˉ1
4Al(g)+3O2(g) =2Al2O3(s) ΔH2=-3351 kJ·molˉ1
2Al(g)+N2(g)=2AlN(s) ΔH3=-318 kJ·molˉ1
碳热还原Al2O3合成 AlN 的总热化学方程式是___________________ ;
(2) “亚硫酸盐法”吸收烟气中的SO2,室温条件下,将烟气通入(NH4)2SO3溶液中,测得溶液pH与含硫组分物质的量分数的变化关系如图所示。
请写出a点时n(HSO3-)∶n(H2SO3)=______ ,b点时溶液pH=7,则n(NH4+)∶n(HSO3-)=______ ;
(3)催化氧化法去除NO,一定条件下,用NH3消除NO污染,其反应原理为:4NH3+6NO5N2+ 6H2O。不同温度条件下,n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4∶l、3∶l、1∶3时,得到NO脱除率曲线如图所示:
①请写出N2的电子式________ ;
② 曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是______ ;
③曲线a中NO的起始浓度为6×10-4mg·m-3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为___________ mg·m-3·s-1;
(4)间接电化学法可除NO。其原理如上右图所示,写出电解池阴极的电极反应式(阴极室溶液呈酸性)__________________ 。
(1)已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH1=-221 kJ·molˉ1
4Al(g)+3O2(g) =2Al2O3(s) ΔH2=-3351 kJ·molˉ1
2Al(g)+N2(g)=2AlN(s) ΔH3=-318 kJ·molˉ1
碳热还原Al2O3合成 AlN 的总热化学方程式是
(2) “亚硫酸盐法”吸收烟气中的SO2,室温条件下,将烟气通入(NH4)2SO3溶液中,测得溶液pH与含硫组分物质的量分数的变化关系如图所示。
请写出a点时n(HSO3-)∶n(H2SO3)=
(3)催化氧化法去除NO,一定条件下,用NH3消除NO污染,其反应原理为:4NH3+6NO5N2+ 6H2O。不同温度条件下,n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4∶l、3∶l、1∶3时,得到NO脱除率曲线如图所示:
①请写出N2的电子式
② 曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是
③曲线a中NO的起始浓度为6×10-4mg·m-3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为
(4)间接电化学法可除NO。其原理如上右图所示,写出电解池阴极的电极反应式(阴极室溶液呈酸性)
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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】实验室以碳酸铈[]为原料制备氧化铈()粉末,部分实验过程如下:
已知:难溶于稀硝酸;极易水解,酸性较强时有强氧化性。
(1)“氧化、沉淀”过程
①向酸溶后的溶液中加入氨水和溶液,维持pH为5~6充分反应,生成胶状红褐色过氧化铈[]沉淀,加热煮沸,过氧化铈转化为黄色氢氧化铈[]。反应生成过氧化铈的离子方程式为___________ 。
②双氧水与氨水的加入量之比对氧化率的影响如图所示,与物质的量之比大于1.20时,氧化率下降的原因是___________ 。
(2)“过滤、洗涤”过程
①“过滤”需用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和___________ 。
②“洗涤”的实验操作是___________ 。
(3)“焙烧”过程
焙烧过程中测得剩余固体质量与起始固体质量的比值随温度变化的曲线如图所示。则301~317℃范围内,B→C发生反应的化学方程式为___________ (写出确定物质化学式的计算过程)。
(4)由稀土碳酸盐获取
以稀土碳酸盐样品[含有、和可溶性]为原料可获得纯净的请补充实验方案:向稀土碳酸盐样品中______ ,烘干,得到固体。[已知:不与反应;、开始转化为氢氧化物沉淀的pH分别为7.8、7.6;可选用的试剂有:1氨水、30%溶液、2溶液、2mol·L-1HCl溶液、1mol·L-1溶液、去离子水]
已知:难溶于稀硝酸;极易水解,酸性较强时有强氧化性。
(1)“氧化、沉淀”过程
①向酸溶后的溶液中加入氨水和溶液,维持pH为5~6充分反应,生成胶状红褐色过氧化铈[]沉淀,加热煮沸,过氧化铈转化为黄色氢氧化铈[]。反应生成过氧化铈的离子方程式为
②双氧水与氨水的加入量之比对氧化率的影响如图所示,与物质的量之比大于1.20时,氧化率下降的原因是
(2)“过滤、洗涤”过程
①“过滤”需用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和
②“洗涤”的实验操作是
(3)“焙烧”过程
焙烧过程中测得剩余固体质量与起始固体质量的比值随温度变化的曲线如图所示。则301~317℃范围内,B→C发生反应的化学方程式为
(4)由稀土碳酸盐获取
以稀土碳酸盐样品[含有、和可溶性]为原料可获得纯净的请补充实验方案:向稀土碳酸盐样品中
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
名校
【推荐1】国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话:应对气候变化《巴黎协定》代表了全球绿色低碳转型的大方向,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。各国要树立创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念,抓住新一轮科技革命和产业变革的历史性机遇,推动疫情后世界经济"“绿色复苏”,汇聚起可持续发展的强大合力。CO2和CH4是两种主要的温室气体,以CH4和CO2为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向,回答下列问题:
(1)工业上CH4一H2О催化重整是目前大规模制取合成气(CO和H2混合气称为合成气)的重要方法,其原理为:
反应I:CH4(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) △H1=+206.4kJ/mol
反应II:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=-41kJ/mol
CH4(g)和H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式是___________ 。
(2)将1molCH4(g)和1molH2O(g)加入恒温恒压的密闭容器中(温度298K、压强100kPa),发生反应I,不考虑反应II的发生,该反应中,正反应速率v正=k正p(CH4)×p(H2O),p为分压(分压=总压×物质的量分数),若该条件下k正=4.5×10-4kPa-1·s-1,当CH4分解20%时,v正___________ kPa·s-1。
(3)将CO2和CH4在一定条件下反应可制得合成气,在1L密闭容器中通入CH4与CO2,使其物质的量浓度均为1.0mol/L,在一定条件下发生反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示:
①压强P1、P2、P3、P4由小到大的关系为___________ 。
②对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作Kp),如果P4=2MPa,求x点的平衡常数Kp=___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算)。
③下列措施中能使平衡正向移动的是___________ (填字母)。
a.升高温度
b.增大压强
c.保持温度、压强不变,充入He
d.恒温、恒容,再充入1molCO2和1molCH4
(4)科学家研究了利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。下列说法中正确的是___________ 。
A.该装置工作时,H从b极区向a极区移动
B.反应过程中,电极a附近溶液的pH值将增大
C.该过程的总反应方程式为:2CO2=O2+2CO
D.该装置中每生成1molCO,同时生成11.2LO2
该装置工作时,b电极的电极反应式为___________ 。
(1)工业上CH4一H2О催化重整是目前大规模制取合成气(CO和H2混合气称为合成气)的重要方法,其原理为:
反应I:CH4(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) △H1=+206.4kJ/mol
反应II:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=-41kJ/mol
CH4(g)和H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式是
(2)将1molCH4(g)和1molH2O(g)加入恒温恒压的密闭容器中(温度298K、压强100kPa),发生反应I,不考虑反应II的发生,该反应中,正反应速率v正=k正p(CH4)×p(H2O),p为分压(分压=总压×物质的量分数),若该条件下k正=4.5×10-4kPa-1·s-1,当CH4分解20%时,v正
(3)将CO2和CH4在一定条件下反应可制得合成气,在1L密闭容器中通入CH4与CO2,使其物质的量浓度均为1.0mol/L,在一定条件下发生反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示:
①压强P1、P2、P3、P4由小到大的关系为
②对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作Kp),如果P4=2MPa,求x点的平衡常数Kp=
③下列措施中能使平衡正向移动的是
a.升高温度
b.增大压强
c.保持温度、压强不变,充入He
d.恒温、恒容,再充入1molCO2和1molCH4
(4)科学家研究了利用如图所示装置可以将温室气体CO2转化为燃料气体CO。下列说法中正确的是
A.该装置工作时,H从b极区向a极区移动
B.反应过程中,电极a附近溶液的pH值将增大
C.该过程的总反应方程式为:2CO2=O2+2CO
D.该装置中每生成1molCO,同时生成11.2LO2
该装置工作时,b电极的电极反应式为
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】氮的氧化物是造成大气污染的主要物质,研究氮氧化物间的相互转化及脱除具有重要意义。
(1)已知的反应历程分两步:
第一步(快速平衡)
第二步(慢反应)
①用表示的速率方程为:;表示的速率方程为:,与分别表示速率常数(只与温度有关),则_______ 。
②下列关于反应的说法正确的是_______ (填序号)。
A.增大压强,反应速率常数一定增大
B.第一步反应的活化能小于第二步反应的活化能
C.升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大
D.反应达到平衡时,
(2)容积均为1L的甲、乙两个容器,其中甲为绝热容器,乙为恒温容器,相同温度下,分别充入0.2mol的,发生反应:,甲中的相关量随时间变化如图所示。
①请写出内,甲容器中的反应速率增大的原因:_______ 。
②甲达平衡时,温度若为,此温度下的平衡常数K=_______ 。
③平衡时,_______ ,_______ (填“>”“<”或“=”)。
(3)以为还原剂在脱硝装置中消除烟气中的氮氧化物。
主反应:
副反应:
将烟气按一定的流速通过脱硝装置,测得出口NO的浓度与温度的关系如图,试分析脱硝的适宜温度是_______ (填序号)。
a. b. c.
(1)已知的反应历程分两步:
第一步(快速平衡)
第二步(慢反应)
①用表示的速率方程为:;表示的速率方程为:,与分别表示速率常数(只与温度有关),则
②下列关于反应的说法正确的是
A.增大压强,反应速率常数一定增大
B.第一步反应的活化能小于第二步反应的活化能
C.升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大
D.反应达到平衡时,
(2)容积均为1L的甲、乙两个容器,其中甲为绝热容器,乙为恒温容器,相同温度下,分别充入0.2mol的,发生反应:,甲中的相关量随时间变化如图所示。
①请写出内,甲容器中的反应速率增大的原因:
②甲达平衡时,温度若为,此温度下的平衡常数K=
③平衡时,
(3)以为还原剂在脱硝装置中消除烟气中的氮氧化物。
主反应:
副反应:
将烟气按一定的流速通过脱硝装置,测得出口NO的浓度与温度的关系如图,试分析脱硝的适宜温度是
a. b. c.
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解答题-原理综合题
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(0.4)
【推荐3】化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是重要化工原料,又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题:
Ⅰ.(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料,可采用如图(a)所示的装置来制取氯气。装置中的离子膜为___ (A.阳离子交换膜 B.阴离子交换膜),b处逸出的气体是____ (填化学式)。
(2)次氯酸为一元弱酸,具有漂白和杀菌作用,其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ(X)=,X为HClO或ClO−]与pH的关系如图(b)所示。HClO的电离常数Ka值为_____________ 。
II.CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:
CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)。
已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH1= -75 kJ·mol−1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2= -394 kJ·mol−1
C(s)+ O2(g)=CO(g) ΔH3= -111 kJ·mol−1
(1)该催化重整反应的ΔH=___ kJ·mol−1。
(2)有利于提高催化重整反应中CH4平衡转化率的条件是_______ 。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
(3)在恒容绝热密闭容器中进行CH4-CO2催化重整反应,下列表示已达平衡状态的是_____ 。
A.H2的反应速率是CO2反应速率的2倍 B.容器中的温度不再变化
C.容器中气体的密度不再变化 D.容器中的压强不再变化
(4)容器中分别通入1molCH4(g)和1molCO2(g),在等压下(p)发生上述反应,CO2(g)的平衡转化率为α。反应的平衡常数Kp=____ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(5)CH4和CO2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:
①阴极上的反应式为_______ 。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为3∶1,则消耗的CH4和CO2的体积比为______ 。
Ⅰ.(1)氯气是制备系列含氯化合物的主要原料,可采用如图(a)所示的装置来制取氯气。装置中的离子膜为
(2)次氯酸为一元弱酸,具有漂白和杀菌作用,其电离平衡体系中各成分的组成分数δ[δ(X)=,X为HClO或ClO−]与pH的关系如图(b)所示。HClO的电离常数Ka值为
II.CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:
CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)。
已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH1= -75 kJ·mol−1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2= -394 kJ·mol−1
C(s)+ O2(g)=CO(g) ΔH3= -111 kJ·mol−1
(1)该催化重整反应的ΔH=
(2)有利于提高催化重整反应中CH4平衡转化率的条件是
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
(3)在恒容绝热密闭容器中进行CH4-CO2催化重整反应,下列表示已达平衡状态的是
A.H2的反应速率是CO2反应速率的2倍 B.容器中的温度不再变化
C.容器中气体的密度不再变化 D.容器中的压强不再变化
(4)容器中分别通入1molCH4(g)和1molCO2(g),在等压下(p)发生上述反应,CO2(g)的平衡转化率为α。反应的平衡常数Kp=
(5)CH4和CO2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:
①阴极上的反应式为
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为3∶1,则消耗的CH4和CO2的体积比为
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