氢能源是最具应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一。
Ⅰ.一种利用太阳能催化该反应的原理如图1所示,以气体分压(单位为kPa)表示的各步反应的平衡常数(
)与温度(T)变化关系如图2所示。
(1)根据图1分析该反应的催化剂为___________ 。
(2)甲烷水蒸气重整制氢反应
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cec6e5e5c7d0a43c858ced2e5c614b1d.png)
___________ 0(填“>”“<”或“=”),该反应在___________ (填“高温”或“低温”)条件下容易自发进行。
Ⅱ.甲烷水汽重整反应是我国主要的制氢技术,有关反应如下:
反应ⅰ:
;
反应ⅱ:
。
(3)对于反应ⅰ,下列叙述正确的是___________(填标号)。
(4)一定温度下,向恒容密闭反应器中通入
和
,起始时
和
的分压分别为
、
,发生反应ⅰ和反应ⅱ。反应进行
时达到平衡状态,此时
、
的分压分别为
、
。
①
的平衡分压为___________ MPa(用含m,n的代数式表示,下同)。
②反应ⅱ的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff3dcd5e9a094a60ff298af4b5d9ec14.png)
___________ (用平衡时各物质的分压代替物质的量浓度)。
③复合载氧体可以氧化甲烷制取合成气(
、
),如图为350℃时载氧体的质量与时间的关系[一定条件下有积碳反应发生,反应ⅲ:
或反应ⅳ:
]。
从开始到
的时候,曲线呈下降趋势的原因主要是甲烷还原载氧体,载氧体失去氧而出现失重的情况;反应在
时,出现了一个短暂的小平台,其主要的原因是___________ 。
Ⅰ.一种利用太阳能催化该反应的原理如图1所示,以气体分压(单位为kPa)表示的各步反应的平衡常数(
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff3dcd5e9a094a60ff298af4b5d9ec14.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/13/78b19e47-9b74-4dd8-9e57-b7fb7c747ed6.png?resizew=425)
(1)根据图1分析该反应的催化剂为
(2)甲烷水蒸气重整制氢反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5ec4cb3b67b43205a8ff8b690cbb9f6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cec6e5e5c7d0a43c858ced2e5c614b1d.png)
Ⅱ.甲烷水汽重整反应是我国主要的制氢技术,有关反应如下:
反应ⅰ:
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f106b71ad43288a73334d92e11deb142.png)
反应ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3081471a59571d1e73e59fc72fb098ef.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/68e076619ed13c12b3e810a9df949b2e.png)
(3)对于反应ⅰ,下列叙述正确的是___________(填标号)。
A.恒温、恒容条件下,加入水蒸气,活化分子百分数增大,反应速率增大 |
B.升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增大,反应速率增大 |
C.恒温、恒容条件下,加入惰性气体,压强增大,![]() |
D.加入合适的催化剂,同时降低反应温度,能实现单位时间内转化率不变 |
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ef653f5cb330066f4e8a08ce08056613.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
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①
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②反应ⅱ的
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③复合载氧体可以氧化甲烷制取合成气(
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从开始到
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更新时间:2023-07-08 14:53:22
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解题方法
【推荐1】Ι.工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ∆H=−116 kJ/mol
(1)一定条件下,将1 mol CO与3 mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的
,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是___________ (填字母序号)
a.c(H2)减少b.正反应速率加快,逆反应速率减慢
c.CH3OH的物质的量增加d.重新平衡
减小
(2)在T1℃时,体积为2 L的恒容容器中充入物质的量之和为3 mol的H2和CO,发生反应:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)反应达到平衡时CH3OH的体积分数(V%)与
的关系如右图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/14/2829217858838528/2829818228490240/STEM/700f6112-bf1f-4ef8-a602-365347973c91.png?resizew=228)
①当起始
=2,经过2 min达到平衡,CO的转化率为40%,则0~2 min内平均反应速率v(H2)=___________ ,平衡常数K=___________ 。(保留2位小数点)若此时再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4 mol,达新平衡时H2的转化率将___________ (填“增大”、“减小”或“不变”);
②当起始
=3时,达到平衡状态后,CH3OH的体积分数可能是图象中的___________ 点(选填“D”、“E”或“F”)
Ⅱ.用H2还原CO2也可以在一定条件下合成CH3OH (不考虑副反应):CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。恒压下,CO2和H2的起始物质的量比为1:3时,该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示,其中分子筛膜能选择性分离出H2O。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/14/2829217858838528/2829818228490240/STEM/724bb0fc-50f3-45fd-bce1-e3daafcf1904.png?resizew=325)
(3)甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因是___________ 。
(4)P点甲醇产率高于T点的原因为___________ 。
(5)根据上图,在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度是___________ ℃。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(1)一定条件下,将1 mol CO与3 mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
a.c(H2)减少b.正反应速率加快,逆反应速率减慢
c.CH3OH的物质的量增加d.重新平衡
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e37af9346e278e65a7b25a3353929274.png)
(2)在T1℃时,体积为2 L的恒容容器中充入物质的量之和为3 mol的H2和CO,发生反应:CO(g)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/90ee7be1278d6200f8c56d63ddcfa7c5.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/14/2829217858838528/2829818228490240/STEM/700f6112-bf1f-4ef8-a602-365347973c91.png?resizew=228)
①当起始
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/90ee7be1278d6200f8c56d63ddcfa7c5.png)
②当起始
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/90ee7be1278d6200f8c56d63ddcfa7c5.png)
Ⅱ.用H2还原CO2也可以在一定条件下合成CH3OH (不考虑副反应):CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/14/2829217858838528/2829818228490240/STEM/724bb0fc-50f3-45fd-bce1-e3daafcf1904.png?resizew=325)
(3)甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因是
(4)P点甲醇产率高于T点的原因为
(5)根据上图,在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度是
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【推荐2】中国科学家在淀粉人工光合成方面取得重大突破性进展,该实验方法首先将CO2催化还原为CH3OH。已知CO2催化加氢的主要反应有:
(i)CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1 K1
(ii)CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ∆H2 K2
(1)一定温度下,向aL密闭容器中充入1molCO2和4molH2,发生上述两个反应。当反应达平衡后容器内CH3OH(g)为0.3mol,CO2(g)为0.6mol,则H2的平衡转化率为_______ ,反应i的平衡常数K1=_______ (列出计算式即可)。
(2)在恒温恒压反应器中通入3molH2、1molCO2气体,CO2的平衡转化率及CH3OH的平衡产率随温度变化关系如图a。反应(i)和反应(ii)的
、
均满足线性关系,如图b所示。已知:CH3OH的产率=
×100%。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/13/2957238596444160/2957444571521024/STEM/bc65c68e-fbcb-41dd-a650-b5184824f213.png?resizew=674)
①反应过程中,若气体密度维持不变,则能判断_______ 达到平衡。
a.反应(i) b.反应(ii) c.反应(i)和(ii) d.不能说明反应( i)或(ii)
②反应(ii) 的∆H2_______ 0 (填“大于”或“小于”或“等于"),判断的理由是_______ 。
③根据图b,确定直线I表示的反应是_______ [填 “反应(i)”或“反应(ii)”]
(3)我国科研人员研究出在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2氢化合成甲醇的反应历程如图所示。结合历程分析在反应气中加入少量的水蒸气_______ (填“可以”或“不可以")提高甲醇产率,其可能的原因为_______ 。
(i)CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(ii)CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(1)一定温度下,向aL密闭容器中充入1molCO2和4molH2,发生上述两个反应。当反应达平衡后容器内CH3OH(g)为0.3mol,CO2(g)为0.6mol,则H2的平衡转化率为
(2)在恒温恒压反应器中通入3molH2、1molCO2气体,CO2的平衡转化率及CH3OH的平衡产率随温度变化关系如图a。反应(i)和反应(ii)的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/302f322993259093c2a519ef20296454.png)
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/13/2957238596444160/2957444571521024/STEM/bc65c68e-fbcb-41dd-a650-b5184824f213.png?resizew=674)
①反应过程中,若气体密度维持不变,则能判断
a.反应(i) b.反应(ii) c.反应(i)和(ii) d.不能说明反应( i)或(ii)
②反应(ii) 的∆H2
③根据图b,确定直线I表示的反应是
(3)我国科研人员研究出在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2氢化合成甲醇的反应历程如图所示。结合历程分析在反应气中加入少量的水蒸气
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/13/2957238596444160/2957444571521024/STEM/a8988c8c-3e75-4a48-ab72-4176fae39040.png?resizew=309)
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】Ⅰ.氨是重要的基础化工品之一
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180.5KJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ΔH2=-905.0KJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-483.6KJ·mol-1
①N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)的ΔH=_______ 。
②已知合成氨反应的正反应活化能为Ea(单位为kJ·mol-1),则其逆反应活化能为_______ kJ·mol-1(用含Ea的代数式表示)。
(2)T℃时,在2L的恒容密闭容器中投入2molN2和6molH2发生反应,平衡时H2的体积分数为50%,则该温度下的平衡常数K=_______ ;其他条件不变,若向此平衡体系中再充入3molH2和3molN2,则平衡_______ (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
Ⅱ.1922年,德国奥堡工厂建成世界首座以NH3和CO2为原料生产尿素(NH2CONH2)的工业装置。该工艺的主要原理为:
①2NH3(l)+CO2(l)
NH2COONH4(l) ΔH<0 (快反应)
②NH2COONH4(l)
H2O(l)+NH2CONH2(l) ΔH>0 (慢反应)
一定条件下,CO2的平衡转化率与温度、初始氨碳比[L=
]的关系如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/23/2964552448827392/2965145612894208/STEM/0018a876-421a-4b07-bbd5-50b3002df18c.png?resizew=268)
(3)两曲线中,L1_______ L2(填“>”、“<”或“=”)。
(4)若L2=3,T1时,NH3的平衡转化率为_______ 。
(5)其它条件不变,随着温度的升高,CO2的平衡转化率先升高后下降,“先升高”的原因是_______ ;“后下降”的原因是由于设备腐蚀加剧等因素,CO2的平衡转化率下降。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180.5KJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ΔH2=-905.0KJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-483.6KJ·mol-1
①N2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
②已知合成氨反应的正反应活化能为Ea(单位为kJ·mol-1),则其逆反应活化能为
(2)T℃时,在2L的恒容密闭容器中投入2molN2和6molH2发生反应,平衡时H2的体积分数为50%,则该温度下的平衡常数K=
Ⅱ.1922年,德国奥堡工厂建成世界首座以NH3和CO2为原料生产尿素(NH2CONH2)的工业装置。该工艺的主要原理为:
①2NH3(l)+CO2(l)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
②NH2COONH4(l)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
一定条件下,CO2的平衡转化率与温度、初始氨碳比[L=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/65c5dcfb064a2f8d9e9dc55702ed50ac.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/23/2964552448827392/2965145612894208/STEM/0018a876-421a-4b07-bbd5-50b3002df18c.png?resizew=268)
(3)两曲线中,L1
(4)若L2=3,T1时,NH3的平衡转化率为
(5)其它条件不变,随着温度的升高,CO2的平衡转化率先升高后下降,“先升高”的原因是
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【推荐1】控制CO2的排放是防止温室效应等不良气候现象产生的有效途径。
(1)高炉炼铁会排放大量的CO2和烟尘,必须进行严格的控制。
已知:①3CO(g)+Fe2O3(s)
2Fe(s)+3CO2(g) △H=+a kJ/mol
②3C(石墨,s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+3CO(g) △H=+489.0 kJ/mol
③C(石墨,s)+CO2(g)=2CO(g) △H=+172.5 kJ/mol
则a=____ 。若在恒温恒容密闭容器中发生反应①,当达到平衡后,充入CO2,则达到新平衡后CO的体积分数____ (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),其转化率_____ 。
(2)炼铁时需要用石灰石除去铁矿石中的脉石,该过程中涉及反应:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c2224e8c3219cacbd51d3b7a7fde30f1.png)
。若在恒温恒容的密闭容器中进行上述反应达到平衡状态,在t1时刻向平衡体系中充入1 mol CO2,t2时刻反应重新达到平衡,画出t1时刻后的正逆反应速率随时间变化的图象_____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/21/5e5f06df-d98b-478c-8dc4-b31ca6a251f8.png?resizew=148)
(3)CH4与CO2反应得到合成气的原理为
。某小组向体积是1 L的一密闭容器中充入物质的量均是1 mol的CH4与CO2,反应过程中CO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/21/c094ca06-18c2-417f-8a19-913377360be0.png?resizew=257)
①压强:p1____ p2(填“>”或“<”)。
②1100℃、p1条件下,20 min时反应达到平衡状态,则0~20 min内CH4的反应速率v(CH4)=___ mol/(L∙min),反应的平衡常数Kp=___ (用含p1的代数式表示,Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(4)通过电化学方法可有效实现以CO2和水为原料合成甲酸,其原理示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/21/8a291dfc-4222-4ea4-bffe-66f9708c3e2c.png?resizew=309)
则A极的电极反应式为___ ;若生成1 mol甲酸,则反应中转移电子的物质的量为____ mol。
(1)高炉炼铁会排放大量的CO2和烟尘,必须进行严格的控制。
已知:①3CO(g)+Fe2O3(s)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
②3C(石墨,s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+3CO(g) △H=+489.0 kJ/mol
③C(石墨,s)+CO2(g)=2CO(g) △H=+172.5 kJ/mol
则a=
(2)炼铁时需要用石灰石除去铁矿石中的脉石,该过程中涉及反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c2224e8c3219cacbd51d3b7a7fde30f1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d92a9a01739ffe21a97e84c7c62c823.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/21/5e5f06df-d98b-478c-8dc4-b31ca6a251f8.png?resizew=148)
(3)CH4与CO2反应得到合成气的原理为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/341512f9b0af77c104fd0e954e9a0925.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/21/c094ca06-18c2-417f-8a19-913377360be0.png?resizew=257)
①压强:p1
②1100℃、p1条件下,20 min时反应达到平衡状态,则0~20 min内CH4的反应速率v(CH4)=
(4)通过电化学方法可有效实现以CO2和水为原料合成甲酸,其原理示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/21/8a291dfc-4222-4ea4-bffe-66f9708c3e2c.png?resizew=309)
则A极的电极反应式为
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|
适中
(0.65)
名校
【推荐2】I.煤的气化是一种重要的制氢途径。在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的
和
,起始压强为
时,发生下列反应生成水煤气:
Ⅰ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/681d367572ec906dab2c690a7d7c6e24.png)
Ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ed8f97d8eb3fc9e74cd0bff3f49f9d57.png)
(1)反应平衡时,
的转化率为50%,CO的物质的量为
。此时,反应Ⅱ放出热量_______ kJ,反应Ⅰ的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
_______ (用含
的式子来表示;用各气体物质的分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数
,某气体的分压=气体总压强×该气体的物质的量分数)。
(2)氢气是一种重要的工业气体,可用于合成二甲醚
等。
①已知:
。分别在V L恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入
和
,两容器中反应达到平衡后放出热量较多的是_______ (填“A”或“B”)。
②“直接二甲醚
燃料电池”被称为绿色电源,其工作原理如图所示,写出A电极的电极反应式_______ 。
的综合利用是解决该问题的有效途径。
(3)将
转化为甲醇可以实现降碳。合成甲醇的反应为:
,该反应只有低温时自发,则合成甲醇反应的活化能
(正)_______
(逆)(填“>”“=”或“<”)。
(4)将
转化为乙醇也可以实现降碳,过程中发生的反应如下:
。已知Arrhenius经验公式为
[
为活化能,k为速率常数,R和C为常数],为探究m、n两种催化剂的催化效能,进行了实验探究,依据实验数据获得如图曲线。在m催化剂作用下,该反应的活化能![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e4d1dffa154249c584bf365f3002888a.png)
_______
。从图中信息获知催化效能较高的催化剂是_______ (填“m”或“n”)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1702845a0782a3ae78d6ffa412f3f7aa.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5fa320674338ee3ab73093d9215c0f3b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a318fa924a737b96dd7000df063e3c0b.png)
Ⅰ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/817c7549085bec9919d0c482fe5a4c6c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/681d367572ec906dab2c690a7d7c6e24.png)
Ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cafb99f233029b6fa031d91d5de04e4b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ed8f97d8eb3fc9e74cd0bff3f49f9d57.png)
(1)反应平衡时,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f6287dab91a4428da92c3ce8f5550973.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7d6a40590bc3c0ab80ce11e851e3066d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3606c4a853a6a34cb7f33bea81b15a1f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff3dcd5e9a094a60ff298af4b5d9ec14.png)
(2)氢气是一种重要的工业气体,可用于合成二甲醚
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5541bd5a7f873bf9b375f1e72cbdfe6a.png)
①已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fe806a8ddf6cc4f577b5c2356a2d6a8f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d8e294885eeec289c8a429399140ed58.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8f95ad12ed858cc998335023c32ab39e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/51367ad516e98cc7e4f581b4a046237a.png)
②“直接二甲醚
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5541bd5a7f873bf9b375f1e72cbdfe6a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(3)将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/93aef0a0a3c02473e4e7c5d6035e159a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/abbfb111fcc7ce72fc6e244b66fdff14.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/abbfb111fcc7ce72fc6e244b66fdff14.png)
(4)将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/282e73e24e42abf460c1a418f9fe0c81.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c2859f15ace94b032c282b897e62f486.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/abbfb111fcc7ce72fc6e244b66fdff14.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e4d1dffa154249c584bf365f3002888a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5ac0bdbcff1e2ae2db78eaf962763694.png)
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适中
(0.65)
真题
解题方法
【推荐3】硫——碘循环分解水制氢主要涉及以下反应
I SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI
Ⅱ 2HI
H2+I2
Ⅲ 2H2SO4=2SO2+O2+2H2O
(1)分析上述反应,下列判断正确的是__________
a.反应Ⅲ易在常温下进行 b.反应I中SO2氧化性比HI强
c.循环过程中需补充H2O d.循环过程中产生1mol O2的同时产生1 molH2
(2)一定温度下,向1L密闭容器中加入1 molHI(g),发生反应Ⅱ,H2物质的量随时间的变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/4/47d1a7a9-8957-4439-a065-fde6e0db327f.png?resizew=218)
0~2min的平均反应速率υ(HI)=_____________ ,该温度下,H2(g)+I2(g)
2HI(g)的平衡常数K=__________ 。
相同温度下,若开始加入2HI(g)的物质的量是原来的2倍,则_____ 是原来的2倍。
a.平衡常数 b.HI的平衡浓度 c.达到平衡的时间 d.平衡时H2的体积分数
(3)实验室用Zn和稀硫酸制H2,反应时候溶液中水的电离平衡________ 移动(填“向左”或“向右”或“不”);若加入少量下列试剂中的__________ ,产生H2的速率将增大。
(4)以H2为燃料可制作氢氧燃料电池。
已知 2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-572kj·mol-1
某氢氧燃料电池释放228.8kJ电能时,生成1mol液态水,该电池的能量转化率为________ 。
I SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI
Ⅱ 2HI
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
Ⅲ 2H2SO4=2SO2+O2+2H2O
(1)分析上述反应,下列判断正确的是
a.反应Ⅲ易在常温下进行 b.反应I中SO2氧化性比HI强
c.循环过程中需补充H2O d.循环过程中产生1mol O2的同时产生1 molH2
(2)一定温度下,向1L密闭容器中加入1 molHI(g),发生反应Ⅱ,H2物质的量随时间的变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/4/47d1a7a9-8957-4439-a065-fde6e0db327f.png?resizew=218)
0~2min的平均反应速率υ(HI)=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
相同温度下,若开始加入2HI(g)的物质的量是原来的2倍,则
a.平衡常数 b.HI的平衡浓度 c.达到平衡的时间 d.平衡时H2的体积分数
(3)实验室用Zn和稀硫酸制H2,反应时候溶液中水的电离平衡
A.NaNO3 | B.CuSO4 | C.Na2SO4 | D.NaHSO3 |
已知 2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-572kj·mol-1
某氢氧燃料电池释放228.8kJ电能时,生成1mol液态水,该电池的能量转化率为
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【推荐1】Ⅰ.2022年2月4日至20日,北京冬季奥运会由北京市和河北省张家口市联合举办。手抄报、冰丝带、绿交通呼应中国碳达峰、碳中和的承诺。在节能减排措施上离不开化学元素与技术。
国家速滑馆“冰丝带”是北京冬奥会最具科技含量的场馆,它采用了当前冬季运动场馆最环保的制冰技术之一为二氧化碳跨临界直接制冰技术。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/12/9f2fae13-1823-49f5-b7ff-a91cab8359b6.png?resizew=238)
(1)CO2由气体变成固体的过程中,下列判断正确的是___________。
(2)关于CO2叙述不正确的是___________。
(3)为吸收CO2,下列处理CO2的转化关系不能 实现是___________。
Ⅱ.基于新材料及3D打印技术,科学家研制出的微胶囊吸收剂,它能将排放的CO2以更加安全、廉价和高效的方式处理掉,球形微胶囊内部充入(NH4)2CO3溶液,其原理如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/12/1483868d-2a7b-4aa0-a8a5-6df4d4cb6242.png?resizew=317)
已知:(NH4)2CO3(aq)+CO2(aq)+H2O(l)
2NH4HCO3(aq) ΔH=-25.3 kJ·mol-1
(4)吸收CO2时宜选用___________ (选填“低温”或“高温”)理由 ___________ 、___________ (列举两点)。
(5)已知一水合氨和碳酸室温下电离平衡常数如下:
试结合电离平衡常数,判断并解释0.1 mol·L-1NH4HCO3溶液的酸碱性___________ 。
(6)吸收CO2过程中,胶囊内部溶液的n(NH
)___________ (“增大”、“减小”、“几乎不变”),理由是___________ (不考虑其他副反应及溶液体积变化)。
Ⅲ.北京冬奥会全部场馆100%使用太阳能、氢能等清洁能源供电,着力打造“绿色冬奥”。冬奥会火炬“飞扬”,以氢气为燃料。氢燃料电池车则是北京冬奥会期间的交通服务用车。
(7)北京举办的两届奥运会火炬“飞扬”和“祥云”分别使用氢气和丙烷作为燃料
2022冬奥会“飞扬”:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-484kJ·mol-1
2008奥运会“祥云”:②C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2039kJ·mol-1
①常压下,单位质量燃料完全燃烧放出热量叫做该燃料的热值。热值:H2___________ C3H8(填写“大于”、“小于”或“等于”)
②试计算工业制备丙烷反应的焓变:3CO2(g)+10H2(g)=C3H8(g)+6H2O(g) ΔH=___________ 。
(8)冬奥会赛区内使用氢燃料清洁能源车辆,某氢氧燃料电池工作示意图如下,电解质溶液可分别使用氢氧化钾溶液和稀硫酸。使用不同电解质溶液时,有关说法不正确 的是___________
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/12/867a9f54-acb3-4cef-94f0-23d3ce8c4622.png?resizew=236)
国家速滑馆“冰丝带”是北京冬奥会最具科技含量的场馆,它采用了当前冬季运动场馆最环保的制冰技术之一为二氧化碳跨临界直接制冰技术。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/12/9f2fae13-1823-49f5-b7ff-a91cab8359b6.png?resizew=238)
(1)CO2由气体变成固体的过程中,下列判断正确的是___________。
A.ΔH>0,ΔS>0 | B.ΔH>0,ΔS<0 | C.ΔH<0,ΔS>0 | D.ΔH<0,ΔS<0 |
(2)关于CO2叙述不正确的是___________。
A.CO2属于酸性氧化物 | B.CO2溶于水形成的溶液能导电 |
C.CO2属于非电解质 | D.CO2是共价晶体 |
(3)为吸收CO2,下列处理CO2的转化关系
A.NaOH(aq)![]() |
B.NaCl(aq)![]() |
C.Ca(ClO)2(aq)![]() |
D.![]() ![]() ![]() |
Ⅱ.基于新材料及3D打印技术,科学家研制出的微胶囊吸收剂,它能将排放的CO2以更加安全、廉价和高效的方式处理掉,球形微胶囊内部充入(NH4)2CO3溶液,其原理如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/12/1483868d-2a7b-4aa0-a8a5-6df4d4cb6242.png?resizew=317)
已知:(NH4)2CO3(aq)+CO2(aq)+H2O(l)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
(4)吸收CO2时宜选用
(5)已知一水合氨和碳酸室温下电离平衡常数如下:
弱电解质 | H2CO3 | NH3·H2O |
电离平衡常数 | Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11 | Kb=1.8×10-5 |
(6)吸收CO2过程中,胶囊内部溶液的n(NH
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a74994fa846ff01d87548db6f34d3613.png)
Ⅲ.北京冬奥会全部场馆100%使用太阳能、氢能等清洁能源供电,着力打造“绿色冬奥”。冬奥会火炬“飞扬”,以氢气为燃料。氢燃料电池车则是北京冬奥会期间的交通服务用车。
(7)北京举办的两届奥运会火炬“飞扬”和“祥云”分别使用氢气和丙烷作为燃料
2022冬奥会“飞扬”:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-484kJ·mol-1
2008奥运会“祥云”:②C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2039kJ·mol-1
①常压下,单位质量燃料完全燃烧放出热量叫做该燃料的热值。热值:H2
②试计算工业制备丙烷反应的焓变:3CO2(g)+10H2(g)=C3H8(g)+6H2O(g) ΔH=
(8)冬奥会赛区内使用氢燃料清洁能源车辆,某氢氧燃料电池工作示意图如下,电解质溶液可分别使用氢氧化钾溶液和稀硫酸。使用不同电解质溶液时,有关说法
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/12/867a9f54-acb3-4cef-94f0-23d3ce8c4622.png?resizew=236)
A.能量转化方式相同 |
B.电极a均作负极 |
C.电极b附近发生的电极反应相同 |
D.转移等量电子,消耗氧气物质的量相等 |
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂。实验室中可用如下反应合成。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d6c8dc259f7cd88ac347e9853676a07.png)
(1)已知
(忽略
、
随温度的变化,T为开尔文温度)。上述反应的
与温度的关系如下图(该反应的
)。
该反应在常温下________ (填“能”或“不能”)自发进行;该反应的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a03fc493003e2b2b14138686eaee0687.png)
_______
。
(2)T°C下,向某真空恒容密闭容器中加入足量的
并充入一定量的NO(g),发生下列反应:
反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/88eb71771a6d2f7194e00a56d0e71230.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5d6b1e7860d96124a4680e427e9d01a0.png)
已知:反应Ⅰ、Ⅱ的平衡常数1gKp~T关系如下图:
①由图可知,反应Ⅰ反应热![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3b021bbc2c9cac17e3bc58abd9a95f41.png)
___________ (填“>”或“<”)0。
②
°C下,测得起始压强为20kPa,平衡时压强为21kPa,则该温度下NO的平衡转化率为_____ %;![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9acb0de3e905bf1d1ac5417a139a0961.png)
________ 。
(3)向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2molNO和
,发生反应:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bd2efdd5499d10d2688e1daabefba486.png)
,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。
①甲容器中,开始压强变大的原因___________ 。
②乙容器中0~10s内平均反应速率v(NO)=___________
。
③a、b、c三点的正反应速率最小的是___________ 点。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9434e133c0982b606d556ff453b91eec.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d6c8dc259f7cd88ac347e9853676a07.png)
(1)已知
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd5741d6f8d7a49a0ed202f2d337d5e0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a3a8ea59521d16206aae2ca5a5312186.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/daf8bc3ee2eda384fb0f722fa43d0c81.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aa532312b2306fb26f0b2d5b6905c4a4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ef500ad8bc71a16dca739c7cfd927dae.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/2/11723b42-1233-48d4-af7e-83296e1c456a.png?resizew=260)
该反应在常温下
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a03fc493003e2b2b14138686eaee0687.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/07b67ecc409494b88c3d7c13f25c6657.png)
(2)T°C下,向某真空恒容密闭容器中加入足量的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/409844ec92ce49b84b4c1b9acc2487f7.png)
反应Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b1760bbc9640919ab711b6d65785d5a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3b021bbc2c9cac17e3bc58abd9a95f41.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/88eb71771a6d2f7194e00a56d0e71230.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bc34f147ee417a13e1adb18be91f033b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/304ca2a48396fdc2973bbb1ba12538e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5d6b1e7860d96124a4680e427e9d01a0.png)
已知:反应Ⅰ、Ⅱ的平衡常数1gKp~T关系如下图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/2/5ef6224e-a81b-4ada-b008-594d25dd3567.png?resizew=276)
①由图可知,反应Ⅰ反应热
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3b021bbc2c9cac17e3bc58abd9a95f41.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/baa24a8004d0095ac9d9382113732970.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9acb0de3e905bf1d1ac5417a139a0961.png)
(3)向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2molNO和
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aa0baa5257e0938b8bfcac1bd163f527.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bd2efdd5499d10d2688e1daabefba486.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6b05e71a11ad1e03210113b75ec7b9d2.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/2/ca3def23-1a30-469f-bdc9-550fb69f1a2b.png?resizew=282)
①甲容器中,开始压强变大的原因
②乙容器中0~10s内平均反应速率v(NO)=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/38bfc46584c52b7c456c6b3048adae48.png)
③a、b、c三点的正反应速率最小的是
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】将二氧化碳转化为高附加值化学品是目前研究的热点之一
(1)利用CO2合成淀粉
①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fa0007789ac384c6566bb13f8fa92fec.png)
②![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c47860f09789485466d7145d3d03f66c.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/14aa494345f61c5c935c3113dd990b8a.png)
________ (填“高温自发”“低温自发”或“任何温度下都自发”),该反应中活化能![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de50bc5cc0cbf4b3482cacba1da22113.png)
________ (填“>”或“<”)
。
(2)电催化CO2和含氮物质可合成尿素,同时可解决含氮废水污染问题。常温常压下,向一定浓度的KNO3溶液通入CO2至饱和,经电解获得尿素,其原理如图所示。________ 。
(3)我国科研人员研究出在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2氢化合成甲醇的反应历程如下图所示。________ 。
②分析在反应气中加入少量的水能够提升甲醇产率的可能原因是________ 。
(4)①若在高温下CO2与足量的H2混合反应一段时间后,有催化剂和无催化剂的CO2转化率基本相等,原因是________ 。
②甲醇催化重整制氢。在一定温度和催化剂作用下,车载甲醇可直接转变为氢气,从而为氢氧燃料电池提供氢源。已知氢气和甲醇的热值分别为143kJ/g和23kJ/g,与车载氢气供能模式相比,车载甲醇供能模式的优势是________ 。
(1)利用CO2合成淀粉
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fa0007789ac384c6566bb13f8fa92fec.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c47860f09789485466d7145d3d03f66c.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e93a62c38a0c9c910e0cb08af44e843.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/14aa494345f61c5c935c3113dd990b8a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de50bc5cc0cbf4b3482cacba1da22113.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/71ff433abe7ab50457fa3d5e673185b1.png)
(2)电催化CO2和含氮物质可合成尿素,同时可解决含氮废水污染问题。常温常压下,向一定浓度的KNO3溶液通入CO2至饱和,经电解获得尿素,其原理如图所示。
(3)我国科研人员研究出在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2氢化合成甲醇的反应历程如下图所示。
②分析在反应气中加入少量的水能够提升甲醇产率的可能原因是
(4)①若在高温下CO2与足量的H2混合反应一段时间后,有催化剂和无催化剂的CO2转化率基本相等,原因是
②甲醇催化重整制氢。在一定温度和催化剂作用下,车载甲醇可直接转变为氢气,从而为氢氧燃料电池提供氢源。已知氢气和甲醇的热值分别为143kJ/g和23kJ/g,与车载氢气供能模式相比,车载甲醇供能模式的优势是
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