据国际能源署预测,2050年氢燃料电池汽车的比重将提高至15%。
Ⅰ.天然气(CH4)和H2O重整制氢
反应①:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a88aa4258507219117bc1ca3a554fd34.png)
反应②:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aae126d5e004db439351517ef9a691c7.png)
(1)已知
,相关物质的燃烧热如下表,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3376ddc858ad460f6093738d0238a56a.png)
___________ 。
(2)700℃时,向一恒容容器中投入1MPaCH4和3MPaH2O,达到平衡时CO、CO2的分压分别为aMPa和bMPa,则反应①的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
___________ 。
(3)H2的平衡产率随反应温度的变化关系如图1所示。请从平衡移动的角度解释T>600℃时,H2的平衡产率几乎不变的原因___________ 。
(4)已知反应③:
。研究发现加入适量CaO有利于重整制氢,如图1所示。加入CaO的优点有___________(填字母)。
Ⅱ.氨硼烷(NH3BH3,熔点104℃)水解制氢
(5)1molNH3BH3完全水解可以生成3molH2和一种可溶性的含氧酸盐(N、B均未变价),请写出NH3BH3完全水解的离子反应方程式___________ 。
(6)吉林大学于吉红院士团队研究发现Pt催化剂上NH3BH3的水解速度主要受H2O和NH3BH3脱氢反应的影响,如图2所示。请写出决速步的化学反应方程式___________ 。
Ⅰ.天然气(CH4)和H2O重整制氢
反应①:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a88aa4258507219117bc1ca3a554fd34.png)
反应②:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aae126d5e004db439351517ef9a691c7.png)
(1)已知
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e7a8c84c4c70969e95f51b98476aced.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3376ddc858ad460f6093738d0238a56a.png)
物质 | CH4(g) | CO(g) | H2(g) |
燃烧热(![]() | 890.3 | 282.8 | 285.8 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
(3)H2的平衡产率随反应温度的变化关系如图1所示。请从平衡移动的角度解释T>600℃时,H2的平衡产率几乎不变的原因
(4)已知反应③:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d715082e97968a21249f50b6a863dd9b.png)
A.促进反应②平衡正向移动,提高H2的平衡产率 | B.消耗CO2,提高H2的纯度 |
C.反应③放热,为重整体系提供能量 | D.减少CO2排放,有利于碳中和 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/7/b51c0fbb-ffa6-4e11-b2c6-1d72d8bae6ae.png?resizew=487)
Ⅱ.氨硼烷(NH3BH3,熔点104℃)水解制氢
(5)1molNH3BH3完全水解可以生成3molH2和一种可溶性的含氧酸盐(N、B均未变价),请写出NH3BH3完全水解的离子反应方程式
(6)吉林大学于吉红院士团队研究发现Pt催化剂上NH3BH3的水解速度主要受H2O和NH3BH3脱氢反应的影响,如图2所示。请写出决速步的化学反应方程式
更新时间:2023-05-31 06:51:57
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(0.4)
解题方法
【推荐1】丙烯是仅次于乙烯的有机化工原料,可由丙烷脱氢氧化制取。丙烷脱氢氧化工艺包含的反应有:
主反应:①C3H8(g)
C3H6(g)+H2(g) △H1=+124.27 kJ·mol-1(脱氢反应)
②H2(g)+
O2(g)=H2O(g) △H2=-241.82 kJ·mol-1(烧氢反应)
副反应:③C3H8(g)
CH4(g)+C2H4(g) △H3=+81.30 kJ·mol-1
④C2H4(g)+H2(g)
C2H6(g) △H4=-136.94 kJ·mol-1
⑤C3H8(g)+H2(g)
CH4(g)+C2H6(g) △H5
回答下列问题:
(1)△H5=____ kJ·mol-1。
(2)图1是制备工艺中一些反应平衡常数的对数值与温度的关系图,欲提高丙烯的产率,能否尽可能的提高反应温度?_________ ,其原因是__________________ 。除温度外,下列还可提高丙烯产率的措施有_________ (填序号)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/7/45839636-b774-4cc2-9cf3-7f07ba1580d3.png?resizew=629)
A 降低压强 B 增大压强
C 采用选择性优良的催化剂 D 选择性的氧化消除部分氢气
(3)实际脱氢工艺中常常通入水蒸气,以改变丙烷的平衡转化率。图2为常压、600~1000K时,不同水烃比M下丙烷脱氢反应的平衡转化率变化图。由图可知,常压、温度恒定时水烃比对平衡转化率的影响规律为____________ 。设某温度、1 atm(记为p0)下丙烷的脱氢转化率为y,加入反应体系的水蒸气与原料丙烷的物质的量之比为M,则脱氢反应的平衡常数Kp=____ (Kp为以分压表示的平衡常数,写出表达式即可)。
(4)当反应温度为923K时,计算可知脱氢反应的反应热为+115.66 kJ·mol-1,烧氢反应的反应热为-237.75 kJ·mol-1,为保证烧氢所放热量完全满足脱氢吸热之用(假设脱氢率为100%),则烧氢率应大于_____ ;由此可见,烧氢过程不仅可以提高丙烷脱氢的转化率,还可以_________ 。
主反应:①C3H8(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
②H2(g)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
副反应:③C3H8(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
④C2H4(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
⑤C3H8(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
回答下列问题:
(1)△H5=
(2)图1是制备工艺中一些反应平衡常数的对数值与温度的关系图,欲提高丙烯的产率,能否尽可能的提高反应温度?
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A 降低压强 B 增大压强
C 采用选择性优良的催化剂 D 选择性的氧化消除部分氢气
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(4)当反应温度为923K时,计算可知脱氢反应的反应热为+115.66 kJ·mol-1,烧氢反应的反应热为-237.75 kJ·mol-1,为保证烧氢所放热量完全满足脱氢吸热之用(假设脱氢率为100%),则烧氢率应大于
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【推荐2】水煤气变换[
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(1)在800℃、2L密闭容器中,若充入3molCO和2mol水蒸气进行反应,保持温度不变,5min反应达平衡,测得生成1.2mol
,则5min内该反应的速率
为_____ ,该温度下的平衡常数K为_____ ,CO平衡转化率为_____ 。
(2)Shibata曾做过下列实验:721℃下,分别用氢气和一氧化碳还原氧化钴(CoO),反应如下。请回答问题:
i、![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2e6726a68e1b353676d17b963df3769d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/37cd1f4a298f1ff46fbfd45ed75be938.png)
ii、![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e470d8f66268e3f1d67ab31aa2839d3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/19e48e13b2754bf8ce320992fe63c05f.png)
①反应![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35244bf73f36afcce355c85cd05b3212.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41a0c6971b36d0629239b4e185ecad3a.png)
_____ (用
、
表示);
②反应i和ⅱ分别达到平衡后,若气体中
和CO的体积分数分别为0.025、0.02,则反应
的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/940db2e9b806d2c9dbedcf14f05b9480.png)
_____ (计算并保留两位小数)。
③一氧化碳和水蒸气的反应历程(反应A、反应B)如图,下列说法正确的是_____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/16/2852650694844416/2863850506756096/STEM/15e03419-a116-4331-a091-3e79f9ebb44c.png?resizew=202)
a、该反应经过两步基元反应完成
b、反应为放热反应,其中反应B活化能大于反应A
c、使用催化剂,可以改变反应的过程,反应速率加快
d、升高温度,可以使反应A、反应B活化能变大
(3)800℃下,将CO和水蒸气混合气体充入容积相等的三个恒温、恒容密闭容器中,获得如下数据。
①表中![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/71ea8e7e5ee97c3f37bbeeeb96a3c143.png)
_____ 。
②关于3组实验,下列说法正确的是_____ 。
a、实验开始时,起始反应速率最快的是实验3
b、平衡时
浓度:实验3是实验2的2倍
c、平衡时,实验1与实验3中CO的转化率相同
d、平衡常数,实验3是实验1的两倍
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1857d15b4528f48f6bab3e6eddabf8de.png)
(1)在800℃、2L密闭容器中,若充入3molCO和2mol水蒸气进行反应,保持温度不变,5min反应达平衡,测得生成1.2mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/749f85d3bc854e8eb288f72f6403ab6d.png)
(2)Shibata曾做过下列实验:721℃下,分别用氢气和一氧化碳还原氧化钴(CoO),反应如下。请回答问题:
i、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2e6726a68e1b353676d17b963df3769d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/37cd1f4a298f1ff46fbfd45ed75be938.png)
ii、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e470d8f66268e3f1d67ab31aa2839d3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/19e48e13b2754bf8ce320992fe63c05f.png)
①反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35244bf73f36afcce355c85cd05b3212.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41a0c6971b36d0629239b4e185ecad3a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/37cd1f4a298f1ff46fbfd45ed75be938.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/19e48e13b2754bf8ce320992fe63c05f.png)
②反应i和ⅱ分别达到平衡后,若气体中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35244bf73f36afcce355c85cd05b3212.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/940db2e9b806d2c9dbedcf14f05b9480.png)
③一氧化碳和水蒸气的反应历程(反应A、反应B)如图,下列说法正确的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/16/2852650694844416/2863850506756096/STEM/15e03419-a116-4331-a091-3e79f9ebb44c.png?resizew=202)
a、该反应经过两步基元反应完成
b、反应为放热反应,其中反应B活化能大于反应A
c、使用催化剂,可以改变反应的过程,反应速率加快
d、升高温度,可以使反应A、反应B活化能变大
(3)800℃下,将CO和水蒸气混合气体充入容积相等的三个恒温、恒容密闭容器中,获得如下数据。
实验编号 | 各物质起始量/mol | 平衡时能量变化/kJ | |||
CO | ![]() | ![]() | ![]() | ||
实验1 | 1 | 1 | 0 | 0 | ![]() |
实验2 | 0 | 0 | 1 | 1 | ![]() |
实验3 | 2 | 2 | 0 | 0 | ![]() |
①表中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/71ea8e7e5ee97c3f37bbeeeb96a3c143.png)
②关于3组实验,下列说法正确的是
a、实验开始时,起始反应速率最快的是实验3
b、平衡时
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
c、平衡时,实验1与实验3中CO的转化率相同
d、平衡常数,实验3是实验1的两倍
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【推荐3】“循环经济”和“低碳经济”是目前备受关注的课题,因而对碳、硫及其化合物的综合利用成为研究的热点。
(1)下列事实中,能用来比较碳元素和硫元素的非金属性强弱的是____________ (填字母)。
A.SO2具有漂白性而CO2没有
B.少量H2SO3可与Na2CO3反应生成NaHCO3
C.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色而CO2不能
D.Na2CO3溶液显碱性,而Na2SO4溶液显中性
(2)通过热循环进行能源综合利用的反应系统的原理如下图所示。
系统(Ⅱ)制取氢气的热化学方程式为________________________ ;
两个系统制得等量的H2时所需能量较少的是________________________ 。
(3)向10L恒容密闭容器中充入2 molCO和1molSO2,发生反应2CO(g)+SO2(g)
S(g)+2CO2(g)。CO和CO2的平衡体积分数(
)与温度(T)的变化关系如下图所示。
①图中表示CO的平衡体积分数与温度的变化关系的曲线为_____________ (填“L1”或“L2”)。
②T1℃时,SO2的平衡转化率a1=_____________ ,反应的平衡常数K1=_____________ 。
③只改变下列条件,既能加快该反应的反应速率,又能增大CO的平衡转化率的是_____________ (填字母)。
A.增大压强
B.充入一定量的H2S
C.充入一定量的SO2
D.加入适当催化剂
④向起始温度为T1℃的10L绝热容器中充入2molCO和1molSO2,重复实验,该反应的平衡常数K2___ (填“>”“<”或“=”)K1,理由为______________________ 。
(1)下列事实中,能用来比较碳元素和硫元素的非金属性强弱的是
A.SO2具有漂白性而CO2没有
B.少量H2SO3可与Na2CO3反应生成NaHCO3
C.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色而CO2不能
D.Na2CO3溶液显碱性,而Na2SO4溶液显中性
(2)通过热循环进行能源综合利用的反应系统的原理如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/11/0d16b562-0d7e-4f9c-b674-e3f4344a8147.png?resizew=425)
系统(Ⅱ)制取氢气的热化学方程式为
两个系统制得等量的H2时所需能量较少的是
(3)向10L恒容密闭容器中充入2 molCO和1molSO2,发生反应2CO(g)+SO2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/26/2169074942173184/2170792061124608/STEM/2f20cf4661dc4ac1b47b955bcb923180.png?resizew=33)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b2df1bc516cf59796f7610454440afc4.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/11/312119be-b94a-487c-90bc-01e9bfb0ade1.png?resizew=166)
①图中表示CO的平衡体积分数与温度的变化关系的曲线为
②T1℃时,SO2的平衡转化率a1=
③只改变下列条件,既能加快该反应的反应速率,又能增大CO的平衡转化率的是
A.增大压强
B.充入一定量的H2S
C.充入一定量的SO2
D.加入适当催化剂
④向起始温度为T1℃的10L绝热容器中充入2molCO和1molSO2,重复实验,该反应的平衡常数K2
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较难
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解题方法
【推荐1】“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题,二氧化碳甲烷化是其中重要反应之一,根据所学知识回答下列问题:
I.主反应1:CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g) ΔH1
副反应2:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2>0
已知:①常温常压下,H2和CH4的燃烧热(ΔH)分别为-285.5kJ·mol-1和-890.0kJ·mol-1:
②H2O(l)=H2O(g) ΔH3=+44.0kJ·mol-1。
(1)ΔH1=___________ kJ·mol-1。
(2)在某一恒容密闭容器中加入CO2、H2,其分压分别为15kPa、30kPa,加入催化剂并加热使其发生主反应1,研究表明CH4的反应速率
(CH4)=2×10-6p(CO2)·p4(H2)kPa·s-1,某时刻测得H2O(g))的分压为10kPa,则该时刻
(H2O)=___________ 。
(3)研究发现主反应1前三步历程如图甲所示,其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面的粒子用“·”标注,Ts表示过渡态。从粒子吸附在催化剂表面到形成过渡态过程会___________ (填“放出”或“吸收“)热量;反应历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/28/2b832b38-ea09-4b2d-8830-612b4ed325c9.png?resizew=539)
(4)不同条件下,按照c(CO2):c(H2O)=1:4投料同时发生主反应1和副反应2,CO2的平衡转化率如图乙所示。
①压强p1、p2、p3由大到小的顺序是___________ 。
②压强为p1时,随着温度升高,CO2平衡转化率先减小后增大的原因是_________ 。
Ⅱ.某研究团队经实验证明,CO2在一定条件下与H2O发生氧再生反应:CO2(g)+2H2O(g)
CH4(g)+2O2(g) ΔH=+802.3kJ·mol-1。
(5)恒压条件下,按c(CO2):c(H2O)=1:2投料,进行氧再生反应,测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度关系如图。350°C时,A点的平衡常数K=___________ (填计算结果)。为提高CO2的转化率,除改变温度外,还可采取的措施为___________ 。
I.主反应1:CO2(g)+4H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
副反应2:CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
已知:①常温常压下,H2和CH4的燃烧热(ΔH)分别为-285.5kJ·mol-1和-890.0kJ·mol-1:
②H2O(l)=H2O(g) ΔH3=+44.0kJ·mol-1。
(1)ΔH1=
(2)在某一恒容密闭容器中加入CO2、H2,其分压分别为15kPa、30kPa,加入催化剂并加热使其发生主反应1,研究表明CH4的反应速率
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/afbafae876d1abfcea6616b1abfdf7a1.png)
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(3)研究发现主反应1前三步历程如图甲所示,其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面的粒子用“·”标注,Ts表示过渡态。从粒子吸附在催化剂表面到形成过渡态过程会
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/28/2b832b38-ea09-4b2d-8830-612b4ed325c9.png?resizew=539)
(4)不同条件下,按照c(CO2):c(H2O)=1:4投料同时发生主反应1和副反应2,CO2的平衡转化率如图乙所示。
①压强p1、p2、p3由大到小的顺序是
②压强为p1时,随着温度升高,CO2平衡转化率先减小后增大的原因是
Ⅱ.某研究团队经实验证明,CO2在一定条件下与H2O发生氧再生反应:CO2(g)+2H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(5)恒压条件下,按c(CO2):c(H2O)=1:2投料,进行氧再生反应,测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度关系如图。350°C时,A点的平衡常数K=
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/28/5b7029ec-aea2-4cbd-8227-c7499970f2f2.png?resizew=296)
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(0.4)
解题方法
【推荐2】空气中
含量的控制和
资源利用具有重要意义。回答下列问题:
Ⅰ.利用
制备甲醇
(1)利用铟氧化物催化
制取甲醇:
。将固定比例的
混合气体以不同流速通过装有催化剂的反应管,
选择性、
转化率随气体流速变化曲线如图示。
,气体流速分别为
和
,相同时间内生成
的质量,前者________ 后者(填“大于”“小于”或“等于”)。保持气体流速不变,反应管内温度从
升高到
,测得出口处
和
的物质的量均减小,可能的原因是__________________ ;
(2)
催化加氢制甲醇过程中的主要反应有:
反应i:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5cfcab2239041a273b7b155fd52f8bdc.png)
反应ii:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d9dc64602a1c1c80893fee98b5bd6a39.png)
反应iii:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6700c034b2ff06ffc279d235a2f93702.png)
①反应iii的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/60e037a3d8d570e08b9b8178c0fd1fef.png)
_____________ ,反应iii_____________ 正向自发进行(填标号);
A.任何温度下都能 B.任何温度下都不能 C.高温下能 D.低温下能
②已知反应i的速率方程为
均为速率常数且只与温度有关,x为物质的量分数。则反应i用物质的量分数表示的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dcdfbd0875e09fbab3985ea57a9836d6.png)
_________ (用
表示);
③反应iii在
下,将
按一定比例投料,恒压下平衡状态时各组分的物质的量与温度的关系如图所示。曲线c代表的物质为_________ (填化学式)。温度为
时,反应ii的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
_________
(结果用分数表示);
反应合成甲烷
(3)空间站必须给航天员提供基本的生存条件,涉及氧气供给、二氧化碳清除、水处理等.电解水技术除用于供氧外,生成的氢气通过萨巴蒂尔反应,实现了二氧化碳的清除,同时将氢气转化为更安全的甲烷,反应原理为
。在恒容密闭容器中加入等物质的量的
和
,分压均为
,一定温度下发生萨巴蒂尔反应,随着反应的进行,
的物质的量分数________ (填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”).某时刻测得
的分压为
,若
的反应速率
,则同时刻![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e91c9afc8e5f467fe9eda23e4d67dbc3.png)
_________
(保留2位小数)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
Ⅰ.利用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
(1)利用铟氧化物催化
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/244165de06759d5c2a4dfd3b8648c75a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e23924a1ab5e12acc05b69ccec595449.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/244165de06759d5c2a4dfd3b8648c75a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6ddefd86bc71ee250fa97d05a3a4b3f5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/900c5dcef23bbe2f2f369067c6adc40c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/52d57b1d7b1490c2a0454b500b9c5915.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/92fd63e34c1e6b6ad7a52cd81bf91d79.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/930786d8f47b78d1d950d21000668b3f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(2)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
反应i:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5cfcab2239041a273b7b155fd52f8bdc.png)
反应ii:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d9dc64602a1c1c80893fee98b5bd6a39.png)
反应iii:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6700c034b2ff06ffc279d235a2f93702.png)
①反应iii的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/60e037a3d8d570e08b9b8178c0fd1fef.png)
A.任何温度下都能 B.任何温度下都不能 C.高温下能 D.低温下能
②已知反应i的速率方程为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ae347a282ac2e7fe0d2c269137cda167.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dcdfbd0875e09fbab3985ea57a9836d6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/731c7dc8fd8225cc5dc76c4d666546ff.png)
③反应iii在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bc2bde1e0926e99feebdc02f9c497734.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2405fceb094060f130b8fd02e94b3792.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c2f931751b0d2b6d22073fcb17e06408.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1499153345d06ae36c801fd9c322eb03.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a1d4698c975d7dbd977c21d1b5171a49.png)
(3)空间站必须给航天员提供基本的生存条件,涉及氧气供给、二氧化碳清除、水处理等.电解水技术除用于供氧外,生成的氢气通过萨巴蒂尔反应,实现了二氧化碳的清除,同时将氢气转化为更安全的甲烷,反应原理为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/91f43a13dce11cf8a9d862c20a9d248f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4563437c5d2bdbfbcb947ae30584dfe6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/31db71354d1636d2d5f8d596a09650a7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c5b09d9e96601f40cd99d78646794f1a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6b7e0a81cae07cf0b76147b0ad28777a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e91c9afc8e5f467fe9eda23e4d67dbc3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d7fb1dad0b387de2d33f5a11a4741f9f.png)
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解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐3】探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高CH3OH的产率。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) ΔH1=-49.5 kJ·mol-1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH2=-90.4 kJ·mol-1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)ΔH3=___________ 。
(2)在密闭容器中充有2 mol CO和4mol H2,在催化剂作用下发生反应II,改变条件,测得CO的平衡转化率与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。若达到平衡状态A时,容器的体积为2L,则在平衡状态B时容器的体积___________ (填“大于”、“=”或“小于”)2L。若反应进行1min达到平衡状态C,用CO的分压变化表示的平均反应速率vp(CO)=___________ kPa•min-1,此时的化学平衡常数Kp=___________ [Kp是用分压表示的平衡常数,某气体的分压=气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)]。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/25/2880178388156416/2883501507608576/STEM/a5f2315db53e4eebbb0f83853dfee187.png?resizew=244)
(3)不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/25/2880178388156416/2883501507608576/STEM/626e32744ff14256af0f85ced15e3720.png?resizew=554)
已知:CO2的平衡转化率=
×100%
CH3OH的平衡产率=
×100%
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图___________ (填“甲”或“乙”);压强p1、p2、p3由大到小的顺序为___________ ;图乙中T1温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是___________ 。
(4)工业上可采用CH3OH
CO+2H2的原理来制取高纯度的CO和H2。我国学者通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上利用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,主要经历的方式是___________ (填字母)。
方式A: CH3OH* →CH3O* + H* Ea=+103.1 kJ·mol-1
方式B: CH3OH* →CH3* + OH* Eb=+249.3 kJ·mol-1
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
回答下列问题:
(1)ΔH3=
(2)在密闭容器中充有2 mol CO和4mol H2,在催化剂作用下发生反应II,改变条件,测得CO的平衡转化率与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。若达到平衡状态A时,容器的体积为2L,则在平衡状态B时容器的体积
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/25/2880178388156416/2883501507608576/STEM/a5f2315db53e4eebbb0f83853dfee187.png?resizew=244)
(3)不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/25/2880178388156416/2883501507608576/STEM/626e32744ff14256af0f85ced15e3720.png?resizew=554)
已知:CO2的平衡转化率=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/945d6ae7f8f0950a9d7e011578875e1d.png)
CH3OH的平衡产率=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2200d641aa35af71a516fbcd3cd3d1d4.png)
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图
(4)工业上可采用CH3OH
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
方式A: CH3OH* →CH3O* + H* Ea=+103.1 kJ·mol-1
方式B: CH3OH* →CH3* + OH* Eb=+249.3 kJ·mol-1
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解答题-原理综合题
|
较难
(0.4)
【推荐1】煤制天然气的关键步骤是从合成气中生产CH4.合成气转化为CH4的过程中涉及以下反应:
I.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/62fa02b92c2b1c7b63aead544327343c.png)
Ⅱ.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d84e712cb510fb129c66a6c180bf916a.png)
Ⅲ.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fb397a232c79c3d44503332bcd75c769.png)
(1)煤的综合利用途径主要有干馏、气化和液化,煤的干馏属于___________ 变化(填“物理”或“化学”)。
(2)已知几种物质的燃烧热如下表:
结合上述数据,可知△H3=___________ kJ·mol-1。
(3)向添加了催化剂的管式反应器中以一定的气体流速通入合成气
,
,在一定温度下发生上述反应,在管式反应器的进、出口检测各成分的含量,并计算下列物理量:
CO转化率:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f154943abfdb416bc674fcb5b2a31236.png)
CH4选择性:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d44202498ad60fdf4e98748b8218b6a0.png)
①对于反应I,下列说法正确的是___________ (填序号)。
A.混入N2能提高CO的平衡转化率
B.管式反应器的进、出口气体压强相同时,说明反应在反应器内已达平衡
C.在恒容密闭容器中反应达到平衡后,降低温度可使α(CO)增大
D.为了提高Y(CH4),需要使α(CO)增大的同时抑制反应Ⅰ以外的化学反应
②某次实验过程中测得如下数据:
此次实验中![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/07f1efc56e59f8b72a2cc25a6c696acf.png)
___________ (保留3位有效数字),氢气的转化率α(H2)=___________ 。
(4)利用太阳能电池在室温下能将CH4转化为CH3OH,工作原理如图所示:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7b44ecfad2b6e6a69e3ca31b7c2327a9.png)
___________ 。
已知:H2CO3的
,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e993f7ad3914034d2ac4132bed6dc6c.png)
②CH4转化为CH3OH的电极反应式为___________ 。
I.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/62fa02b92c2b1c7b63aead544327343c.png)
Ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d84e712cb510fb129c66a6c180bf916a.png)
Ⅲ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fb397a232c79c3d44503332bcd75c769.png)
(1)煤的综合利用途径主要有干馏、气化和液化,煤的干馏属于
(2)已知几种物质的燃烧热如下表:
物质 | CO(g) | H2(g) | CH3OH(g) |
燃烧热ΔH/(kJ·mol-1) | -283.0 | -285.8 | -764.6 |
(3)向添加了催化剂的管式反应器中以一定的气体流速通入合成气
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f6cce15b7d8e45edee670b186bd01f1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/adb4df9c93b4f54582c74f7b5c04a5bc.png)
CO转化率:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f154943abfdb416bc674fcb5b2a31236.png)
CH4选择性:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d44202498ad60fdf4e98748b8218b6a0.png)
①对于反应I,下列说法正确的是
A.混入N2能提高CO的平衡转化率
B.管式反应器的进、出口气体压强相同时,说明反应在反应器内已达平衡
C.在恒容密闭容器中反应达到平衡后,降低温度可使α(CO)增大
D.为了提高Y(CH4),需要使α(CO)增大的同时抑制反应Ⅰ以外的化学反应
②某次实验过程中测得如下数据:
物质 | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
n/mol | 1.00 | 0.87 | 0.02 | 0.01 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/07f1efc56e59f8b72a2cc25a6c696acf.png)
(4)利用太阳能电池在室温下能将CH4转化为CH3OH,工作原理如图所示:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7b44ecfad2b6e6a69e3ca31b7c2327a9.png)
已知:H2CO3的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0d2b236f7a3c6bd2708f755de7eb81d9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e993f7ad3914034d2ac4132bed6dc6c.png)
②CH4转化为CH3OH的电极反应式为
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解答题-实验探究题
|
较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】实验小组同学为探究Fe2+性质,进行如下实验。
【实验Ⅰ】向2mL
溶液滴中几滴
KSCN溶液,无明显现象,再滴加几滴3%
溶液(用
酸化至
),溶液颜色变红。
(1)甲同学通过上述实验分析
具有_______ (填“氧化”或“还原”)性。
乙同学查阅资料发现
与
可发生反应,生成无色的配合物。为证实该性质,利用进行如下实验。
(2)
的制备:用过量
溶液与
溶液反应得到
,离子方程式为_______ 。
【实验Ⅱ】验证
与
发生反应_______ 。
(4)从沉淀溶解平衡角度解释实验a和b最终溶液颜色不同的原因是_______ 。
丙同学设计实验进一步证明
可与
反应。
【实验Ⅲ】
①X为_______ 。
②实验能够证实
可与
反应,则应观察到的现象是_______ 。
(6)实验Ⅲ中若未加适量水稀释,则无法通过现象得出结论。推测加水稀释的目的可能有:使后续实验颜色变化易于观察;降低
,_______ 。
【实验Ⅰ】向2mL
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3b1a9318585ca4926ac44bca17cd849b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f369ce2dfa416ac6beac989876c31fe6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9c38c6b842b451f57d81f9f8dd320e4c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dabf3433f95b16485024c4eede9f2a50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/81cad963b632adde16f260e5df760ccb.png)
(1)甲同学通过上述实验分析
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/53f76c716b2947251bc5385f9f910aab.png)
乙同学查阅资料发现
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/53f76c716b2947251bc5385f9f910aab.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c619e086053eb14ab23bc0d497346e81.png)
(2)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/efad69881f274389c7163de2d6fec768.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c363de647e8cc8c08a58e452150c4cf8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e2c48a105c996631cd51e98f66dda6b0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/efad69881f274389c7163de2d6fec768.png)
【实验Ⅱ】验证
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/53f76c716b2947251bc5385f9f910aab.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c619e086053eb14ab23bc0d497346e81.png)
(4)从沉淀溶解平衡角度解释实验a和b最终溶液颜色不同的原因是
丙同学设计实验进一步证明
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/53f76c716b2947251bc5385f9f910aab.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c619e086053eb14ab23bc0d497346e81.png)
【实验Ⅲ】
①X为
②实验能够证实
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/53f76c716b2947251bc5385f9f910aab.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c619e086053eb14ab23bc0d497346e81.png)
(6)实验Ⅲ中若未加适量水稀释,则无法通过现象得出结论。推测加水稀释的目的可能有:使后续实验颜色变化易于观察;降低
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/654d8d1febc68bd71c118f7535286089.png)
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【推荐3】氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
Ⅰ.制取氢气
(1)甲醇和水蒸气制取氢气的过程中有下列反应:
kJ·mol![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f483eb8188afd27aa8f59e3f0b0ce3e.png)
kJ·mol![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f483eb8188afd27aa8f59e3f0b0ce3e.png)
写出以甲醇为原料制取氢气的热化学方程式___________ 。
(2)理论上,能提高
平衡产率的措施有___________ (写出一条即可)。
Ⅱ.储存氢气
硼氢化钠(
)是研究最广泛的储氢材料之一
已知:
i.B的电负性为2.0,H的电负性为2.1
ii.25℃下
在水中的溶解度为55 g,
在水中的溶解度为0.28 g
(3)在配制
溶液时,为了防止发生水解反应,可以加入少量的___________ (填写化学式)。
(4)向
水溶液中加入催化剂Ru/NGR后,能够迅速反应,生成偏硼酸钠(
)和氢气。写出该反应的化学方程式___________ 。
(5)在研究浓度对催化剂Ru/NGR活性的影响时,发现B点后(见图1)增加
的浓度,制氢速率反而下降,推断可能的原因是___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/3/449b9fbe-9b6b-4fc9-bafb-d870c123b9c2.png?resizew=188)
(6)用惰性电极电解
溶液可制得
,实现物质的循环使用,制备装置如图2所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/3/44f94cb4-53bc-4811-b813-eb0e86db30a0.png?resizew=180)
①钛电极的电极反应式是___________ 。
②电解过程中,阴极区溶液pH___________ (填“增大”“减小”或“不变”)
Ⅰ.制取氢气
(1)甲醇和水蒸气制取氢气的过程中有下列反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/65217c122962b81a5a01107c434697ef.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e70415180d6440871c86f454241f151e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f483eb8188afd27aa8f59e3f0b0ce3e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cafb99f233029b6fa031d91d5de04e4b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c81681d9aa1b20605a1c46c9e3ba07f7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f483eb8188afd27aa8f59e3f0b0ce3e.png)
写出以甲醇为原料制取氢气的热化学方程式
(2)理论上,能提高
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
Ⅱ.储存氢气
硼氢化钠(
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ae9f3073f08e89da7be9aa8834a9737b.png)
已知:
i.B的电负性为2.0,H的电负性为2.1
ii.25℃下
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ae9f3073f08e89da7be9aa8834a9737b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/606fe651b7f17c9452215939768d37c9.png)
(3)在配制
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ae9f3073f08e89da7be9aa8834a9737b.png)
(4)向
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ae9f3073f08e89da7be9aa8834a9737b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/606fe651b7f17c9452215939768d37c9.png)
(5)在研究浓度对催化剂Ru/NGR活性的影响时,发现B点后(见图1)增加
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ae9f3073f08e89da7be9aa8834a9737b.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/3/449b9fbe-9b6b-4fc9-bafb-d870c123b9c2.png?resizew=188)
(6)用惰性电极电解
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/606fe651b7f17c9452215939768d37c9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ae9f3073f08e89da7be9aa8834a9737b.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/3/44f94cb4-53bc-4811-b813-eb0e86db30a0.png?resizew=180)
①钛电极的电极反应式是
②电解过程中,阴极区溶液pH
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|
较难
(0.4)
【推荐1】还原法处理氮的氧化物是环境保护的热门课题。
Ⅰ.CO还原法:
(1)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应。用Rh作催化剂时该反应的过程示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/18/2896989395599360/2897659426316288/STEM/38d0912f-0e2e-4214-be65-510f392fe9aa.png?resizew=468)
已知过程Ⅰ的焓变为akJ/mol,过程Ⅱ的焓变为bkJ/mol,则该反应的热化学方程式为_______ 。
Ⅱ.焦炭还原法:
(2)用焦炭还原
的反应为:
∆H>0。
①在一定条件下,下列事实一定能证明该反应已经达到平衡状态的是_______ 。
A.恒温恒容条件下,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2da31f71165572321780e74ba2fa6d60.png)
B.绝热恒容条件下,体系的温度不再改变
C.恒温恒压条件下,混合气体密度不再改变
D.恒温恒容条件下,
与
的体积比不再改变
②在恒温条件下,1mol
和足量C发生该反应,测得平衡时
和
的物质的量浓度与平衡总压强的关系如图所示,则A、B两点的反应速率关系为v(A) _______ v(B)(填“>”、“<”或“=”),C点时该反应的分压平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
_______ (
为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/18/2896989395599360/2897659426316288/STEM/f4ad0e3a-54af-40ab-9a1f-09a69eb22486.png?resizew=153)
③下列措施既能加快反应速率,又能提高平衡转化率的是_______ 。
A.升高温度 B.增加炭的用量 C.增大压强 D.使用催化剂
Ⅲ.
还原法:
(3)以氨气作还原剂,可除去烟气中的氮氧化物。其中除去NO的反应原理如下:
∆H=-1980kJ/mol,反应速率与浓度之间存在如下关系:
,
,k正,k逆为速率常数,只受温度影响。350℃时,在2L恒容密闭容器中,通入0.9mol
和1.2mol
发生反应,保持温度不变,平衡时NO的转化率为50%,则此温度下![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6c48e42624decf0e386488a1a1913c4b.png)
_______ ;温度升高时,k正增大m倍,k逆增大n倍,则m_______ n(填“>”、“<”或“=”)。
Ⅰ.CO还原法:
(1)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应。用Rh作催化剂时该反应的过程示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/18/2896989395599360/2897659426316288/STEM/38d0912f-0e2e-4214-be65-510f392fe9aa.png?resizew=468)
已知过程Ⅰ的焓变为akJ/mol,过程Ⅱ的焓变为bkJ/mol,则该反应的热化学方程式为
Ⅱ.焦炭还原法:
(2)用焦炭还原
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d6149377ee90af173136c0119993ccb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d6086e0551b114d137818f7eefc5b3d3.png)
①在一定条件下,下列事实一定能证明该反应已经达到平衡状态的是
A.恒温恒容条件下,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2da31f71165572321780e74ba2fa6d60.png)
B.绝热恒容条件下,体系的温度不再改变
C.恒温恒压条件下,混合气体密度不再改变
D.恒温恒容条件下,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
②在恒温条件下,1mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d6149377ee90af173136c0119993ccb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d6149377ee90af173136c0119993ccb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/febe6ae46e15c2df1772464535e1ce23.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/18/2896989395599360/2897659426316288/STEM/f4ad0e3a-54af-40ab-9a1f-09a69eb22486.png?resizew=153)
③下列措施既能加快反应速率,又能提高平衡转化率的是
A.升高温度 B.增加炭的用量 C.增大压强 D.使用催化剂
Ⅲ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
(3)以氨气作还原剂,可除去烟气中的氮氧化物。其中除去NO的反应原理如下:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/13cb23b02cc30aacb674c63e0b40f967.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d4008f57a6ea9930511db99ebc9d2bb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f7f6c57f5c751ece8793991e02e3e039.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5223c8098d9c2849c8c7af340819f16b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ae1f36181d6abf96e7a2b90c58ee2c39.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6c48e42624decf0e386488a1a1913c4b.png)
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】为了实现“碳中和”、“碳达峰”,氢气是一种理想的绿色能源。利用生物质发酵得到的乙醇制取氢气,具有良好的应用前景。
已知:①乙醇、水蒸气重整制氢的部分反应过程如图1所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/22/f0a900f7-fa48-45ed-ab7c-c13640bbe74b.png?resizew=414)
②反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数(K)随温度(T)的变化曲线如图2所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/22/12c79f2b-6c54-4d6e-85b7-3295589fe1ab.png?resizew=124)
(1)反应Ⅰ中,
参与反应后的热量变化是
,则该反应的热化学方程式为___________ 。
(2)一定温度下,在一恒容密闭容器中发生反应Ⅰ,下列叙述能说明此反应达到化学平衡状态的是___________(填标号)。
(3)在一恒容密闭容器中按不同进料比通入
与
发生反应Ⅱ,在不同温度时测得
的平衡转化率如图3所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/22/ed256394-8120-48f5-b711-4026408f12d7.png?resizew=236)
①B、C两点对应的反应温度分别为
和
,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/160a890dda7380ec577d5785c6930e52.png)
___________
(填“<”“=”或“>”)。
②A点对应温度下,反应Ⅱ的化学平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2e2836d356d8379b1c1688b0271e68a9.png)
___________ 。
③若向A点对应的平衡体系中再充入
和
,此时平衡向___________ (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
④其他条件不变,下列措施可以增大平衡时的
的体积分数的是___________ (填标号)。
A.投入一定量的
B.增大压强 C.降低温度
已知:①乙醇、水蒸气重整制氢的部分反应过程如图1所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/22/f0a900f7-fa48-45ed-ab7c-c13640bbe74b.png?resizew=414)
②反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数(K)随温度(T)的变化曲线如图2所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/22/12c79f2b-6c54-4d6e-85b7-3295589fe1ab.png?resizew=124)
(1)反应Ⅰ中,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/78f8ee7bb3269d28a612f01f160a01b4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/74705e88456fb8483d0676619e6771ee.png)
(2)一定温度下,在一恒容密闭容器中发生反应Ⅰ,下列叙述能说明此反应达到化学平衡状态的是___________(填标号)。
A.![]() |
B.混合气体压强不再发生变化 |
C.![]() |
D.混合气体密度不再发生变化 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f26a1cf4a7fd8cd7d9a679d839423c99.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ef653f5cb330066f4e8a08ce08056613.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/22/ed256394-8120-48f5-b711-4026408f12d7.png?resizew=236)
①B、C两点对应的反应温度分别为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/160a890dda7380ec577d5785c6930e52.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7a77ed14fea8332f9618598899621e9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/160a890dda7380ec577d5785c6930e52.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b7a77ed14fea8332f9618598899621e9.png)
②A点对应温度下,反应Ⅱ的化学平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2e2836d356d8379b1c1688b0271e68a9.png)
③若向A点对应的平衡体系中再充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/993563df195e4120be4b8b20b07b82bc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/123edc378e945cac340340ac0d1bf809.png)
④其他条件不变,下列措施可以增大平衡时的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/444497cd37b296f9762dfb3d1ca7bc55.png)
A.投入一定量的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f330311be5ab795a054b73a05699226.png)
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解题方法
【推荐3】氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,且安全、易储运,可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
方法Ⅰ:氨热分解法制氢气。相关化学键的键能数据如下:
一定温度下,利用催化剂将
分解为
和
。回答下列问题:
(1)反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bb0c21e8dd1cc9bd46c5a6d9b3f647dd.png)
___________
。
(2)此反应在___________ (填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。
(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下,将0.1mol
通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa),各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/28/441845e7-574a-4f9c-a29a-33f58dd8fbcb.png?resizew=282)
①若保持容器体积不变,
时反应达到平衡,用
的压强变化表示0~
时间内的反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/45609efc0f7d44fdbd60aface9006412.png)
___________ Kpa/min(用含
的代数式表示)。
②
时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变,图中能正确表示压缩后
分压变化趋势的曲线是___________ (用图中a、b、c、d表示),理由是___________ 。
③在该温度下,反应的标准平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/525a021e6bfe3d1968232dec917d04e6.png)
___________ 。(已知:分压=总压×该组分物质的量分数,对于反应
,
,其中
,
、
、
、
为各级分的平衡分压。)
方法Ⅰ:氨热分解法制氢气。相关化学键的键能数据如下:
化学键 | N≡N | H—H | N—H |
键能(![]() | 946.0 | 436.0 | 390.8 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
(1)反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e6d220beda34e9413099cf994b1e745.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bb0c21e8dd1cc9bd46c5a6d9b3f647dd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)此反应在
(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下,将0.1mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/28/441845e7-574a-4f9c-a29a-33f58dd8fbcb.png?resizew=282)
①若保持容器体积不变,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b8073100c8887bb3cc1de07b59bd92c2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b8073100c8887bb3cc1de07b59bd92c2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/45609efc0f7d44fdbd60aface9006412.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b8073100c8887bb3cc1de07b59bd92c2.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bab760f16ae4cb0e4f51df29fa43e519.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
③在该温度下,反应的标准平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/525a021e6bfe3d1968232dec917d04e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a0dc8475b4c442822b3b0589ea885c4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4ba7c798a3ad575f304c048a93d5bb7a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/00cc0d2528a91dc0e31ec6e3226efd3a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/961cd6f66b6fc958cf1339093187226c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41ba17ed40aff8adde81a96cbcbd9d9e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f40cca05e13b92c614cab2ebdacaf489.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c0ff268533991daa1da169c9fc290130.png)
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