二氧化碳催化还原为乙醇等燃料是解决能源危机和温室效应的一种可持续方法,这有利于实现“碳达峰”和“碳中和”的目标。回答下列问题:
(1)已知:①
②
则___________ (用、表示)。
(2)电催化制取乙醇的原理如图所示。
①电催化时,向阴极迁移的主要离子是___________ ,阴极反应式为___________ 。
②标准状况下,参与反应时,转移的电子数为___________ (用表示)。
(3)催化加氢制取乙醇的反应原理为,实验测得当起始投料比为3,气体总压强维持为5MPa时,各物质的平衡组成随温度变化的关系如图所示。
①该反应能自发进行的条件是___________ (填“高温”、“低温”或“任意温度”)。
②A点处,的平衡转化率为___________ 。
③B点处,乙醇的平衡分压___________ MPa;对应温度下反应的___________ (保留3位小数;为以分压表示的平衡常数)。
(1)已知:①
②
则
(2)电催化制取乙醇的原理如图所示。
①电催化时,向阴极迁移的主要离子是
②标准状况下,参与反应时,转移的电子数为
(3)催化加氢制取乙醇的反应原理为,实验测得当起始投料比为3,气体总压强维持为5MPa时,各物质的平衡组成随温度变化的关系如图所示。
①该反应能自发进行的条件是
②A点处,的平衡转化率为
③B点处,乙醇的平衡分压
更新时间:2023-06-19 22:36:03
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【推荐1】将清洁转化为高附加值化学品以实现资源利用是“碳中和”研究的热点。
I.利用合成甲醇
在的加氢反应器中,主要反应有:
反应i:
反应ii:
反应iii:
(1)反应ⅲ的焓变___________ ;反应iii能自发进行的温度条件是___________ (填“高温”或“低温”或“任何温度”)。
(2)该反应条件下,同时存在副反应ⅳ:。已知:的沸点为,的沸点为。反应进行一段时间后间歇降到室温,可提高甲醇的产率,结合反应iii、iv,解释可能的原因___________ 。
II.利用和甲醇合成碳酸二甲酯
反应v:
(3)在不同的温度、压强下,一定反应时间内,测定反应ⅴ中甲醇的转化率。甲醇转化率与温度的关系为图a,与压强的关系为图b(曲线未画出)。
①根据图a判断,反应ⅴ的___________ 0(填“>”或“<”)。
②在之间,随着温度升高,甲醇转化率增大的原因可能是___________ 。
③在图b中绘制出甲醇转化率与压强的关系曲线___________ (表示出变化趋势即可)。
I.利用合成甲醇
在的加氢反应器中,主要反应有:
反应i:
反应ii:
反应iii:
(1)反应ⅲ的焓变
(2)该反应条件下,同时存在副反应ⅳ:。已知:的沸点为,的沸点为。反应进行一段时间后间歇降到室温,可提高甲醇的产率,结合反应iii、iv,解释可能的原因
II.利用和甲醇合成碳酸二甲酯
反应v:
(3)在不同的温度、压强下,一定反应时间内,测定反应ⅴ中甲醇的转化率。甲醇转化率与温度的关系为图a,与压强的关系为图b(曲线未画出)。
①根据图a判断,反应ⅴ的
②在之间,随着温度升高,甲醇转化率增大的原因可能是
③在图b中绘制出甲醇转化率与压强的关系曲线
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【推荐2】空间站处理的一种重要方法是对进行收集和再生处理,重新生成可供人体呼吸的氧气。其技术路线可分为以下三步:
Ⅰ.固态胺吸收与浓缩
在水蒸气存在下固态胺吸收反应生成酸式碳酸盐(该反应是放热反应),再解吸出的简单方法是加热。
Ⅱ.的加氢甲烷化
还原制的部分反应如下:
i.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
ii.CO(g)+3H2CH4(g)+H2O(g)
(1)反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的___________ 。
(2)向恒容绝热的密闭容器中充入amolCO与2amolH2,进行反应ii,下列能判断反应已达化学平衡状态的是___________ ;
a.容器中混合气体密度不变 b.混合气体中与之比不变
c. d.容器内温度不变
Ⅲ.和合成甲烷也是资源化利用的重要方法。对于上述(1)的反应,催化剂的选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间,测得转化率和生成选择性随温度变化的影响如下图所示:(3)高于320℃后,以Ni为催化剂,转化率仍在上升,其原因是___________ 。
(4)对比上述两种催化剂的催化性能,工业上应选择的催化剂是___________ ,使用的合适温度为___________ 。
(5)控制起始时,P=1atm,恒容条件下,若只发生反应i、ii,平衡时各物质的量分数随温度的变化如图所示:①随投料比增大,CO2的转化率如何变化___________ (填增大,减小或者不变)。
②图中代表的曲线是___________ (填“a”、“b”或“c”);温度低于500℃时,CO的物质的量分数约为0,说明此条件下,反应___________ (填“i”或“ii”)化学平衡常数大,反应完全。
③反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的平衡常数___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数)。
Ⅰ.固态胺吸收与浓缩
在水蒸气存在下固态胺吸收反应生成酸式碳酸盐(该反应是放热反应),再解吸出的简单方法是加热。
Ⅱ.的加氢甲烷化
还原制的部分反应如下:
i.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
ii.CO(g)+3H2CH4(g)+H2O(g)
(1)反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的
(2)向恒容绝热的密闭容器中充入amolCO与2amolH2,进行反应ii,下列能判断反应已达化学平衡状态的是
a.容器中混合气体密度不变 b.混合气体中与之比不变
c. d.容器内温度不变
Ⅲ.和合成甲烷也是资源化利用的重要方法。对于上述(1)的反应,催化剂的选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间,测得转化率和生成选择性随温度变化的影响如下图所示:(3)高于320℃后,以Ni为催化剂,转化率仍在上升,其原因是
(4)对比上述两种催化剂的催化性能,工业上应选择的催化剂是
(5)控制起始时,P=1atm,恒容条件下,若只发生反应i、ii,平衡时各物质的量分数随温度的变化如图所示:①随投料比增大,CO2的转化率如何变化
②图中代表的曲线是
③反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的平衡常数
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【推荐3】研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理及利用的方法具有重要意义。
(1)新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2,再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。该技术的优点除了能回收利用SO2外,还能得到一种复合肥料,该复合肥料可能的化学式为______________________ (写出一种即可)。
(2)25℃ 101KPa,将1molCH4与一定量的O2混合后,充入一密闭绝热容器内,在连续电火花的作用下反应,恢复至原状况放出QkJ热量,容器内无无CH4和O2剩余且无固体物质生成,装置内气体全部通入足量的碱石灰后,剩余bmol气体。则:
①反应开始时CH4与O2的物质的量之比为___________________________ 。
②若已知 C(s) + O2(g) = CO2(g) △H1= -m kJ/mol
CO2(g) + C(s) = 2CO(g) △H2= +n kJ/mol
则表示CH4燃烧热的热化学方程式为_____________________________________________ 。
(3)工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物(以NO和NO2的混合物为例)。
已知:NO不能与Na2CO3溶液反应,
NO+NO2+Na2CO3===2NaNO2+CO2,2NO2+Na2CO3===NaNO2+NaNO3+CO2
① 用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物,每产生22.4 L(标准状况)CO2(全部逸出)时,吸收液质量就增加44 g,则混合气体中NO和NO2的体积比为____________ 。
② 用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物存在的缺点是___________________ 。
(4)氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题
①20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现高温常压下的电化学合成氨,提高了反应物的转化率,其实验简图如图所示,正极的电极反应式是___________________________________ 。
②近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:2N2(g)+6H2O(l)≒4NH3(g)+3O2(g),则其反应热△H=________________ 。
(已知:N2(g)+3H2(g)≒2NH3(g)△H=﹣92.4kJ.mol﹣1,2H2(g)+O2(g)≒2H2O(l) △H=﹣571.6kJ.mol﹣1 )
(1)新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2,再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。该技术的优点除了能回收利用SO2外,还能得到一种复合肥料,该复合肥料可能的化学式为
(2)25℃ 101KPa,将1molCH4与一定量的O2混合后,充入一密闭绝热容器内,在连续电火花的作用下反应,恢复至原状况放出QkJ热量,容器内无无CH4和O2剩余且无固体物质生成,装置内气体全部通入足量的碱石灰后,剩余bmol气体。则:
①反应开始时CH4与O2的物质的量之比为
②若已知 C(s) + O2(g) = CO2(g) △H1= -m kJ/mol
CO2(g) + C(s) = 2CO(g) △H2= +n kJ/mol
则表示CH4燃烧热的热化学方程式为
(3)工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物(以NO和NO2的混合物为例)。
已知:NO不能与Na2CO3溶液反应,
NO+NO2+Na2CO3===2NaNO2+CO2,2NO2+Na2CO3===NaNO2+NaNO3+CO2
① 用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物,每产生22.4 L(标准状况)CO2(全部逸出)时,吸收液质量就增加44 g,则混合气体中NO和NO2的体积比为
② 用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物存在的缺点是
(4)氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题
①20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现高温常压下的电化学合成氨,提高了反应物的转化率,其实验简图如图所示,正极的电极反应式是
②近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:2N2(g)+6H2O(l)≒4NH3(g)+3O2(g),则其反应热△H=
(已知:N2(g)+3H2(g)≒2NH3(g)△H=﹣92.4kJ.mol﹣1,2H2(g)+O2(g)≒2H2O(l) △H=﹣571.6kJ.mol﹣1 )
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【推荐1】研究新型的有机合成方法具有重要意义。费托合成是以合成气(CO和H2的混合气体)为原料在催化剂和适当条件下合成烷烃的工艺过程,表示为:
(1)在容积为1L的密闭容器中充入1.6molCO和6.6molH2,反应10min后,测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示:
①由上图判断,费托合成中生成___________ (填“”或“”)的活化能最小,A、B点对应的合成反应的平衡常数K(A)___________ K(B)(填“>”、“<”或“=”),理由为___________ 。
②650K时,生成的反应已达平衡,则此时反应选择性(转化的CO中生成的百分比)为___________ %,平衡常K=___________ 。
(2)利用电化学原理既能合成有机物,又能输出电能。下图所示装置可合成苯胺,反应进行一段时间,负极质量减轻7.8g,D出口溶液增重0.19g。
①电流的方向为___________ (填“A→B”或“B→A”)。
②生成目标产物的电极反应式为___________ 。
③电流效率=___________ %。(,计算结果保留小数点后1位)
(1)在容积为1L的密闭容器中充入1.6molCO和6.6molH2,反应10min后,测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示:
①由上图判断,费托合成中生成
②650K时,生成的反应已达平衡,则此时反应选择性(转化的CO中生成的百分比)为
(2)利用电化学原理既能合成有机物,又能输出电能。下图所示装置可合成苯胺,反应进行一段时间,负极质量减轻7.8g,D出口溶液增重0.19g。
①电流的方向为
②生成目标产物的电极反应式为
③电流效率=
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解题方法
【推荐2】清洁能源的开发利用是实现“双碳”目标的重要途径,乙醇-水催化重整可获得。其主要反应为:
Ⅰ:
Ⅱ:
回答下列问题:
(1)已知25℃、下,、的燃烧热分别为、,则的_______ 。
(2)保持压强为,按投料,发生反应Ⅰ、Ⅱ,测得平衡时和CO的选择性及的产率随温度T的变化关系如图所示。
已知:CO的选择性%
①表示平衡时CO选择性的曲线是_______ (填“a”、“b”或“c”);300℃后曲线b随温度升高而降低的原因是_______ 。
②500℃时,乙醇的平衡转化率为_______ ;反应Ⅱ的_______ 。
③反应过程中催化剂由于积碳容易失活;增大水醇比可有效减少积碳,原因是_______ (用化学方程式表示)。
(3)已知 ,向体系中加入适量可提高的产率,理由是:①吸收,使得反应Ⅰ正向进行,反应Ⅱ逆向进行;②_______ 。
Ⅰ:
Ⅱ:
回答下列问题:
(1)已知25℃、下,、的燃烧热分别为、,则的
(2)保持压强为,按投料,发生反应Ⅰ、Ⅱ,测得平衡时和CO的选择性及的产率随温度T的变化关系如图所示。
已知:CO的选择性%
①表示平衡时CO选择性的曲线是
②500℃时,乙醇的平衡转化率为
③反应过程中催化剂由于积碳容易失活;增大水醇比可有效减少积碳,原因是
(3)已知 ,向体系中加入适量可提高的产率,理由是:①吸收,使得反应Ⅰ正向进行,反应Ⅱ逆向进行;②
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解题方法
【推荐3】为实现我国承诺的“碳达峰、碳中和”目标,中国科学院提出了“液态阳光”方案,即将工业生产过程中排放的二氧化碳转化为甲醇,其中反应之一是:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H。回答下列问题:
(1)该反应的能量变化如图Ⅰ所示,反应的△H=___ ,曲线___ (填“a”或“b”)表示使用了催化剂。
(2)下列措施既能加快反应速率,又能提高CO转化率的是___ 。
(3)在恒温恒容密闭容器中按=2,加入起始反应物。
Ⅰ.下列描述不能说明反应达到平衡状态的是___ 。
A.容器内压强不再变化B.氢气的转化率达到最大值
C.容器内CO与H2的浓度相等D.容器内CO的体积分数不再变化
Ⅱ.若CO的平衡转化率[α(CO)]随温度的变化曲线如图Ⅱ所示,R、S两点平衡常数大小:Kp(R)___ Kp(S)(填“>”、“=”或“<”);若T1温度下达到平衡时体系总压为P,则Kp(R)=___ 。
(1)该反应的能量变化如图Ⅰ所示,反应的△H=
(2)下列措施既能加快反应速率,又能提高CO转化率的是
A.升高温度 | B.增大压强 | C.及时分离出产品 | D.增加CO投料量 |
Ⅰ.下列描述不能说明反应达到平衡状态的是
A.容器内压强不再变化B.氢气的转化率达到最大值
C.容器内CO与H2的浓度相等D.容器内CO的体积分数不再变化
Ⅱ.若CO的平衡转化率[α(CO)]随温度的变化曲线如图Ⅱ所示,R、S两点平衡常数大小:Kp(R)
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【推荐1】转化为高附加值的产品是应对气候变化和能源高速消耗的有效措施,我国科学家研究加氢制备甲醇方面取得一定进展。在一定温度和压强下,加氢制备甲醇的过程中主要发生如下三个反应,反应I、II、III对应的平衡常数分别为、和。
I.
II.
III.
回答下列问题:
(1)___________ ;、和三者之间的关系为___________ 。
(2)为提高甲醇的平衡产率,可通过___________ (填“升高”或“降低”)温度,___________ (填“增大”或“减小”)压强来实现。
(3)在两种不同的条件下,的平衡转化率和的选择性如下表所示。条件___________ (填“1”或“2”)中甲醇的产率更高。
(4)T℃时,将的混合气体充入压强为的恒压密闭容器中,在催化剂的作用下发生如下两个反应:
①
②
反应达到平衡状态时,和的分压相等,甲醇的选择性是CO的2倍,则的平衡转化率为___________ ,反应②的___________ (列出计算式即可,分压=总压×物质的量分数)。
(5)某甲醇燃料电池,电极材料为铂,电解质溶液为KOH溶液。写出负极电极反应式:___________ ;铂电极除了起导电作用外,还起着___________ 作用。
I.
II.
III.
回答下列问题:
(1)
(2)为提高甲醇的平衡产率,可通过
(3)在两种不同的条件下,的平衡转化率和的选择性如下表所示。条件
条件 | 的平衡转化率/% | 的选择性/% |
1 | 27 | 68 |
2 | 21.3 | 97.7 |
①
②
反应达到平衡状态时,和的分压相等,甲醇的选择性是CO的2倍,则的平衡转化率为
(5)某甲醇燃料电池,电极材料为铂,电解质溶液为KOH溶液。写出负极电极反应式:
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解题方法
【推荐2】ZnS常用于制造白色颜料、发光粉和发光油漆等。以火法炼铜的废料(主要含ZnO、CuO,含少量PbO、As2O3、SiO2等)为原料制备粗锌和硫化锌的流程如下:
回答下列问题:
(1)中含键___________ mol。
(2)从“滤渣1”中提取粗铜的操作是将“滤渣1”___________ 、过滤、洗涤、干燥,得到粗铜。
(3)“沉铁”中的作用是___________ (用离子方程式表示),可用绿色氧化剂___________ (填化学式)替换。
(4)加入ZnO调节溶液pH,滤液中Fe元素的质量浓度、“滤渣2”中Zn元素的质量分数与pH关系如图所示。最适宜的pH为___________ 。
(5)工业上常用电解法精炼锌,阴极材料是___________ 。
(6)“复分解沉锌”中,的平衡常数___________ 。[已知:常温下,,的电离常数,]
回答下列问题:
(1)中含键
(2)从“滤渣1”中提取粗铜的操作是将“滤渣1”
(3)“沉铁”中的作用是
(4)加入ZnO调节溶液pH,滤液中Fe元素的质量浓度、“滤渣2”中Zn元素的质量分数与pH关系如图所示。最适宜的pH为
(5)工业上常用电解法精炼锌,阴极材料是
(6)“复分解沉锌”中,的平衡常数
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【推荐3】发展储氢技术是氢氧燃料电池推广应用的关键.研究表明液氨是一种良好的储氢物质,其储氢容量可达 质量分数液氨气化后分解产生的氢气可作为燃料供给氢氧燃料电池.氨气分解反应的热化学方程式如下:
请回答下列问题:
氨气自发分解的反应条件是______ .
已知:
则,反应 的______ .
研究表明金属催化剂可加速氨气的分解.图1为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率.
①不同催化剂存在下,氨气分解反应的活化能最大的是______ 填写催化剂的化学式.
②恒温恒容时,用Ni催化分解初始浓度为的氨气,并实时监测分解过程中氨气的浓度.计算后得氨气的转化率随时间t变化的关系曲线如图请在图2中画出:在温度为,Ru催化分解初始浓度为的氨气过程中 随t变化的总趋势曲线标注______
③如果将反应温度提高到,请如图2中再添加一条Ru催化分解初始浓度为的氨气过程中的总趋势曲线标注______
④假设Ru催化下温度为时氨气分解的平衡转化率为,则该温度下此分解反应的平衡常数K与的关系式是:______ .
用Pt电极对液氨进行电解也可产生和阴极的电极反应式是______ ;阳极的电极反应式是 ______ 已知:液氨中
请回答下列问题:
氨气自发分解的反应条件是
已知:
则,反应 的
研究表明金属催化剂可加速氨气的分解.图1为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率.
①不同催化剂存在下,氨气分解反应的活化能最大的是
②恒温恒容时,用Ni催化分解初始浓度为的氨气,并实时监测分解过程中氨气的浓度.计算后得氨气的转化率随时间t变化的关系曲线如图请在图2中画出:在温度为,Ru催化分解初始浓度为的氨气过程中 随t变化的总趋势曲线标注
③如果将反应温度提高到,请如图2中再添加一条Ru催化分解初始浓度为的氨气过程中的总趋势曲线标注
④假设Ru催化下温度为时氨气分解的平衡转化率为,则该温度下此分解反应的平衡常数K与的关系式是:
用Pt电极对液氨进行电解也可产生和阴极的电极反应式是
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解题方法
【推荐1】钢铁行业是工业生产的重要支柱。
(1)已知高炉炼铁的主要反应为:
①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=-25 kJ·mol-1
②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H=-47 kJ·mol-1
③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H=+19 kJ·mol-1
写出FeO(s)被CO还原生成Fe(s)和CO2的热化学方程式:________________ 。
(2)恒温恒容条件下进行反应Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g),下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是_______ (填写序号字母)。
a.v(CO)正=v(CO2)逆 b.CO、CO2 的浓度之比为1:1
c.容器内压强保持不变 d.混合气体的密度保持不变
(3)ToC时,反应Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)的平衡常数为K=27。在1L的密闭容器中分别按下表所示加入物质,维持ToC反应一段时间达到平衡,甲、乙容器中CO的平衡转化率之比=_________ 。
(4)下列为合成甲醇的有关化学方程式:
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)
②H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)
③3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
某温度下,上述三个反应的平衡常数数值分别为2.5,2.0和K3,则K3值为_______ 。
(5)比亚迪双模电动汽车使用高铁电池供电。高铁电池的总反应为:3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH3Zn+2K2FeO4+8H2O,则充电时的阳极反应式为__________ 。
(6)炼铁尾气中含有CO,经过回收可用于合成甲醇:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H=-90.1 kJ·mol-1。ToC,该反应的Kp=6.0×10-3kPa-2(用平衡分压代替平衡浓度所得平衡常数,分压= 总压×物质的量分数)。该温度下的某容器中,若起始充入2molH2、1molCO,平衡时甲醇的平衡分压p(CH3OH)=24.0kPa,则平衡时混合气体中CH3OH的体积分数约为________ (用百分数表示,小数点后保留1位)。
(1)已知高炉炼铁的主要反应为:
①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=-25 kJ·mol-1
②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H=-47 kJ·mol-1
③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H=+19 kJ·mol-1
写出FeO(s)被CO还原生成Fe(s)和CO2的热化学方程式:
(2)恒温恒容条件下进行反应Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g),下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是
a.v(CO)正=v(CO2)逆 b.CO、CO2 的浓度之比为1:1
c.容器内压强保持不变 d.混合气体的密度保持不变
(3)ToC时,反应Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)的平衡常数为K=27。在1L的密闭容器中分别按下表所示加入物质,维持ToC反应一段时间达到平衡,甲、乙容器中CO的平衡转化率之比=
Fe2O3 | CO | Fe | CO2 | |
甲容器 | 1.0 mol | 1.0 mol | 1.0 mol | 1.0 mol |
乙容器 | 1.0 mol | 2.0 mol | 1.0 mol | 1.0 mol |
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)
②H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)
③3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
某温度下,上述三个反应的平衡常数数值分别为2.5,2.0和K3,则K3值为
(5)比亚迪双模电动汽车使用高铁电池供电。高铁电池的总反应为:3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH3Zn+2K2FeO4+8H2O,则充电时的阳极反应式为
(6)炼铁尾气中含有CO,经过回收可用于合成甲醇:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H=-90.1 kJ·mol-1。ToC,该反应的Kp=6.0×10-3kPa-2(用平衡分压代替平衡浓度所得平衡常数,分压= 总压×物质的量分数)。该温度下的某容器中,若起始充入2molH2、1molCO,平衡时甲醇的平衡分压p(CH3OH)=24.0kPa,则平衡时混合气体中CH3OH的体积分数约为
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(0.4)
【推荐2】还原剂还原法、光催化氧化法、电化学吸收法是减少氮氧化物排放的有效措施。
(1)利用炭粉可以将氮氧化物还原。
已知:N2(g)+O2(g)= 2NO(g) ΔH=+180.6 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
反应C(s)+2NO(g)=CO2(g)+N2(g) ΔH=________ kJ·mol-1。
(2)TiO2在紫外线照射下会使空气中的某些分子产生活性基团OH,OH能将NO、NO2氧化,如图所示,OH与NO2的反应为NO2+OH=HNO3。写出OH与NO反应的化学方程式:___________ 。
(3)下图所示的装置能吸收和转化NO2、NO和SO2。
①阳极区的电极反应式为____ 。
②阴极排出的溶液中含S2O离子,能吸收NOx气体,生成的SO可在阴极区再生。将S2O吸收NO2的离子方程式配平,并在方格内填上相应物质:____ S2O+____NO2+____OH-=____ SO+____N2+________________
③已知阴极生成的吸收液每吸收标准状况下7.84 L的气体,阳极区新生成质量分数为49%的硫酸100 g,则被吸收气体中NO2和NO的物质的量之比为________ 。
(4)O3、醛类、PAN(过氧硝酸乙酰)等污染物气体和颗粒物所形成的烟雾称为光化学烟雾。某研究性学习小组为模拟光化学烟雾的形成,用紫外线照射装在密闭容器内的被污染空气样品,所得物质的浓度随时间的变化如图所示。请你根据光化学烟雾的形成原理,对减少光化学烟雾的发生提出一个合理建议:________ 。
(1)利用炭粉可以将氮氧化物还原。
已知:N2(g)+O2(g)= 2NO(g) ΔH=+180.6 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
反应C(s)+2NO(g)=CO2(g)+N2(g) ΔH=
(2)TiO2在紫外线照射下会使空气中的某些分子产生活性基团OH,OH能将NO、NO2氧化,如图所示,OH与NO2的反应为NO2+OH=HNO3。写出OH与NO反应的化学方程式:
(3)下图所示的装置能吸收和转化NO2、NO和SO2。
①阳极区的电极反应式为
②阴极排出的溶液中含S2O离子,能吸收NOx气体,生成的SO可在阴极区再生。将S2O吸收NO2的离子方程式配平,并在方格内填上相应物质:____ S2O+____NO2+____OH-=____ SO+____N2+________
③已知阴极生成的吸收液每吸收标准状况下7.84 L的气体,阳极区新生成质量分数为49%的硫酸100 g,则被吸收气体中NO2和NO的物质的量之比为
(4)O3、醛类、PAN(过氧硝酸乙酰)等污染物气体和颗粒物所形成的烟雾称为光化学烟雾。某研究性学习小组为模拟光化学烟雾的形成,用紫外线照射装在密闭容器内的被污染空气样品,所得物质的浓度随时间的变化如图所示。请你根据光化学烟雾的形成原理,对减少光化学烟雾的发生提出一个合理建议:
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解答题-实验探究题
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较难
(0.4)
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解题方法
【推荐3】实验室利用以铜为电极电解稀溶液的方法测定的值。
Ⅰ.电解液的配制:
(1)将 溶液配制为 溶液。
①量取浓时,适宜的量筒规格为________ (填标号)。
A.10 mL B.25 mL C.50 mL D.100 mL
②配制溶液时,进行如下操作:
溶解→冷却→操作ⅰ→洗涤→注入一混匀→定容→操作ⅱ→装瓶贴标签
下图________ 、________ (填标号)所示操作依次为操作ⅰ、操作ⅱ。Ⅱ.值的测定:通过测定阳极铜片质量的变化量和通过电路的电量,结合两者之间的关系进行计算(已知:一个电子的电量为,)。
(2)在20℃、101 kPa下,电流为0.2 A,以精铜片为电极,电解溶液,10 min后关闭电源。观察和测量结果如下:
a.阳极上有少量气泡产生,且铜片质量减少;
b.阴极上有大量气泡产生;
c.电解质溶液变蓝。
①为准确测量,电解前需将已除去油污的铜片________ ,并用蒸馏水洗净擦干后再称重。
②经检验,阳极上产生的气体为,电极反应为________ ;该副反应的发生,可能导致的测定值比其理论值________ (填“偏大”或“偏小”)。
(3)为避免阳极副反应的发生,探究实验条件的影响。
查阅资料:电解过程中,电解电压低将导致反应速率慢,电压高则易引发电极副反应。电流强度相同时,电压与电解质溶液的浓度成反比。
提出猜想:猜想ⅰ:电流强度越大,越容易引发电极副反应。
猜想ⅱ:硫酸浓度越低,越容易引发电极副反应。
进行实验:其他条件相同时,进行如下表实验,利用电流传感器测定通过电路的电量,并测算3 min内阳极铜片质量的减少量。
①根据表中信息,补充数据:________ ,________ 。
②由实验2、3和4可知,猜想ⅰ成立,结合表中数据,给出判断理由:________ 。
③根据实验1~4相关数据,由实验________ (填实验编号)测算的值误差最小。
实验结论:
④根据最优实验条件的数据计算,________ (已知:)。
Ⅰ.电解液的配制:
(1)将 溶液配制为 溶液。
①量取浓时,适宜的量筒规格为
A.10 mL B.25 mL C.50 mL D.100 mL
②配制溶液时,进行如下操作:
溶解→冷却→操作ⅰ→洗涤→注入一混匀→定容→操作ⅱ→装瓶贴标签
下图
(2)在20℃、101 kPa下,电流为0.2 A,以精铜片为电极,电解溶液,10 min后关闭电源。观察和测量结果如下:
a.阳极上有少量气泡产生,且铜片质量减少;
b.阴极上有大量气泡产生;
c.电解质溶液变蓝。
①为准确测量,电解前需将已除去油污的铜片
②经检验,阳极上产生的气体为,电极反应为
(3)为避免阳极副反应的发生,探究实验条件的影响。
查阅资料:电解过程中,电解电压低将导致反应速率慢,电压高则易引发电极副反应。电流强度相同时,电压与电解质溶液的浓度成反比。
提出猜想:猜想ⅰ:电流强度越大,越容易引发电极副反应。
猜想ⅱ:硫酸浓度越低,越容易引发电极副反应。
进行实验:其他条件相同时,进行如下表实验,利用电流传感器测定通过电路的电量,并测算3 min内阳极铜片质量的减少量。
实验编号 | 理论电流 | 实测电量 | 溶液的体积 | 蒸馏水的体积 | 阳极铜片减少的质量 |
1 | 0.1 | 18.33 | 0 | 0.0060 | |
2 | 0.1 | 18.34 | 20 | 180 | 0.0055 |
3 | 0.2 | 36.70 | 0.0095 | ||
4 | 0.3 | 55.02 | 20 | 180 | 0.0130 |
②由实验2、3和4可知,猜想ⅰ成立,结合表中数据,给出判断理由:
③根据实验1~4相关数据,由实验
实验结论:
④根据最优实验条件的数据计算,
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