氢气是一种清洁高效的新型能源,如何经济实用的制取氢气成为重要课题。
I.氨气中氢含量高,是一种优质的小分子储氢载体,且安全、易储运,可通过下面两种方法由氨气得到氢气:方法一:氨热分解法制氢气。
相关化学键的键能数据
(1)反应 ______ kJ/mol
(2)已知反应的J∙mol-1∙K-1,在下列哪些温度下,反应能自发进行?_______(填标号)
(3)298 K时,1 g H2燃烧生成放热121 kJ,1 mol 蒸发吸热44 kJ,表示燃烧热的热化学方程式为____________________ 。
方法二:氨电解法制氢气。
利用电解原理,将氨转化为高纯氢气,其装置如图所示:
(4)电解过程中的移动方向为______ (填“从左往右”或“从右往左)
(5)阳极的电极反应式为__________________ 。
Ⅱ.可用于高效制取氢气,发生的反应为。
若起始时容器中只有,平衡时三种物质的物质的量与裂解温度的关系如图。
(6)图中曲线Z表示的物质是______ (填化学式)。
(7)C点时的转化率为______ %(保留一位小数)。
(8)A点时,设容器内的总压为p Pa,则平衡常数______ Pa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
I.氨气中氢含量高,是一种优质的小分子储氢载体,且安全、易储运,可通过下面两种方法由氨气得到氢气:方法一:氨热分解法制氢气。
相关化学键的键能数据
化学键 | |||
键能E/(KJ/mol) | 946 | 436 | 391 |
(2)已知反应的J∙mol-1∙K-1,在下列哪些温度下,反应能自发进行?_______(填标号)
A.25℃ | B.125℃ | C.225℃ | D.325℃ |
方法二:氨电解法制氢气。
利用电解原理,将氨转化为高纯氢气,其装置如图所示:
(4)电解过程中的移动方向为
(5)阳极的电极反应式为
Ⅱ.可用于高效制取氢气,发生的反应为。
若起始时容器中只有,平衡时三种物质的物质的量与裂解温度的关系如图。
(6)图中曲线Z表示的物质是
(7)C点时的转化率为
(8)A点时,设容器内的总压为p Pa,则平衡常数
更新时间:2023-06-08 17:47:46
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【推荐1】甲醇来源丰富,有广泛的用途和广阔的应用前景,工业上可以利用CO和CO2生产甲醇,同时可以利用甲醇生产丙烯。制备甲醇,丙烯过程可能涉及的反应如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0kJ/mol
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-90.0kJ/mol
反应Ⅳ:3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O(g) △H4=-31.0kJ/mol
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ的ΔH2=________ 。
(2)反应Ⅲ能够自发进行的条件是________ (填“较低温度”“较高温度”或“任何温度”),据研究该反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量CO2有利于保持催化剂Cu2O的量不变,原因是________ (用化学方程式表示)。
(3)恒温,恒容密闭容器中,对于反应Ⅰ,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是________ 。
A.混合气体的密度不再变化
B.混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.CO2的生成速率与CH3OH的生成速率相等
D.容器的压强不再变化
(4)甲醇生产丙烯的同时,还生成乙烯。在某催化剂作用下,2L密闭容器中加入0.5mol甲醇,经过相同时间后测得甲醇转化率及丙烯的选择性(生成丙烯的甲醇与甲醇转化量的比值)与反应温度之间的关系如图所示。计算600℃时反应甲醇生产丙烯的反应Ⅳ平衡常数________ 。若将容器体积压缩为1L,其他条件不变,在如图中作出甲醇平衡转化率随温度的变化曲线。________ 。
(5)研究表明,甲醇可由CO2在强酸性水溶液中通过电解合成,则生成甲醇的反应电极反应式:_______ 。
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0kJ/mol
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-90.0kJ/mol
反应Ⅳ:3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O(g) △H4=-31.0kJ/mol
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ的ΔH2=
(2)反应Ⅲ能够自发进行的条件是
(3)恒温,恒容密闭容器中,对于反应Ⅰ,下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态的是
A.混合气体的密度不再变化
B.混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.CO2的生成速率与CH3OH的生成速率相等
D.容器的压强不再变化
(4)甲醇生产丙烯的同时,还生成乙烯。在某催化剂作用下,2L密闭容器中加入0.5mol甲醇,经过相同时间后测得甲醇转化率及丙烯的选择性(生成丙烯的甲醇与甲醇转化量的比值)与反应温度之间的关系如图所示。计算600℃时反应甲醇生产丙烯的反应Ⅳ平衡常数
(5)研究表明,甲醇可由CO2在强酸性水溶液中通过电解合成,则生成甲醇的反应电极反应式:
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【推荐2】研究NOx、CO、SO2等大气污染气体的治理,对保护环境有重要的意义。回答下列问题:
(1)在一定温度下,向2L的恒容密闭容器中充入4.0molNO2和4.0molCO,在催化剂作用下发生反应:2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g),测得相关数据如下:
①其他条件不变,若不使用催化剂,则0~5minNO2的转化率将___________ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
②以下表述能说明该反应已达到平衡状态的是___________ 。
A.CO的反应速率为N2的4倍 B.气体的颜色不再变化
C.化学平衡常数K不再变化 D.混合气的压强不再变化
③该温度下反应的化学平衡常数K=___________ (保留两位有效数字)。
④在20min时,保持温度不变,继续向容器中再加入2.0molNO2和2.0molN2,则化学平衡___________ 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(2)在高效催化剂的作用下用CH4还原NO2,也可消除氮氧化物的污染。CH4还原NO2反应的化学方程式为___________ 。
(1)在一定温度下,向2L的恒容密闭容器中充入4.0molNO2和4.0molCO,在催化剂作用下发生反应:2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g),测得相关数据如下:
0min | 5min | 10min | 15min | 20min | |
c(NO2)/mol·L−1 | 2.0 | 1.7 | 1.56 | 1.5 | 1.5 |
c(N2)/mol·L−1 | 0 | 0.15 | 0.22 | 0.25 | 0.25 |
②以下表述能说明该反应已达到平衡状态的是
A.CO的反应速率为N2的4倍 B.气体的颜色不再变化
C.化学平衡常数K不再变化 D.混合气的压强不再变化
③该温度下反应的化学平衡常数K=
④在20min时,保持温度不变,继续向容器中再加入2.0molNO2和2.0molN2,则化学平衡
(2)在高效催化剂的作用下用CH4还原NO2,也可消除氮氧化物的污染。CH4还原NO2反应的化学方程式为
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【推荐3】选择性催化还原法(SCR)是目前应用最为广泛的氮氧化物NOx的净化方法,其原理是利用NH3在特定催化剂作用下将NOx还原为N2。
主反应:4NH3(g) +4NO(g)+O2(g)⇌4N2(g)+6H2O(g) ΔH1
副反应:4NH3(g)+ 3O2(g)⇌2N2(g)+6H2O(g) ΔH2
(1)在无氧条件下,NH3也可还原NO:4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(g) ΔH3
则ΔH2=_______ (用含ΔH1 、ΔH3的式子表示)。
一定温度下,向2L密闭刚性容器(含催化剂)中投入2molNH3和3molNO,发生反应4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+ 6H2O(g)。达到平衡状态时,NO的转化率为60%,则平衡常数为_______ mol·L-1(列出计算式)。
主反应:4NH3(g) +4NO(g)+O2(g)⇌4N2(g)+6H2O(g) ΔH1
副反应:4NH3(g)+ 3O2(g)⇌2N2(g)+6H2O(g) ΔH2
(1)在无氧条件下,NH3也可还原NO:4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(g) ΔH3
则ΔH2=
一定温度下,向2L密闭刚性容器(含催化剂)中投入2molNH3和3molNO,发生反应4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+ 6H2O(g)。达到平衡状态时,NO的转化率为60%,则平衡常数为
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【推荐1】回答下列问题:
(1)在一个小烧杯里加入约20g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O],将小烧杯放在事先已滴有3~4滴水的玻璃片上,再向烧杯中加入约10gNH4Cl晶体,并立即用玻璃棒搅拌,使Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl充分反应。
①写出反应的化学方程式:_______ 。
②根据_______ (现象),可知上述反应中反应物的总能量_______ (填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量。
(2)钉基配合物光敏染料敏化太阳能电池工作时的反应为,装置如图所示。该电池的负极为_______ (填“电极X”或“电极Y”),负极对应的产物为_______ ;正极反应式为_______ 。
(3)CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2,S8受热分解成气态,发生反应(该反应条件下所有物质均为气态)。某温度下,若完全分解成气态。在一定温度下,恒容密闭容器中,与物质的量之比为2∶1时开始反应。回答下列问题:
①当的体积分数为10%时,的转化率为_______ 。
②当以下数值不变时,能说明该反应达到平衡的是_______ (填字母)。
a.气体密度 b.气体总压 c.与体积比 d.的体积分数
(4)在新型RuO2催化剂作用下,使HCl转化为Cl2的反应具有更好的催化活性。一定条件下测得反应过程中的数据如下:
则内以的物质的量变化表示的反应速率为_______ 。
(1)在一个小烧杯里加入约20g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O],将小烧杯放在事先已滴有3~4滴水的玻璃片上,再向烧杯中加入约10gNH4Cl晶体,并立即用玻璃棒搅拌,使Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl充分反应。
①写出反应的化学方程式:
②根据
(2)钉基配合物光敏染料敏化太阳能电池工作时的反应为,装置如图所示。该电池的负极为
(3)CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2,S8受热分解成气态,发生反应(该反应条件下所有物质均为气态)。某温度下,若完全分解成气态。在一定温度下,恒容密闭容器中,与物质的量之比为2∶1时开始反应。回答下列问题:
①当的体积分数为10%时,的转化率为
②当以下数值不变时,能说明该反应达到平衡的是
a.气体密度 b.气体总压 c.与体积比 d.的体积分数
(4)在新型RuO2催化剂作用下,使HCl转化为Cl2的反应具有更好的催化活性。一定条件下测得反应过程中的数据如下:
0 | 2 | 4 | 6 | 8 | |
0 | 1.8 | 3.7 | 5.4 | 7.2 |
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【推荐2】能源的合理开发和利用,低碳减排是人类正在努力解决的大问题。2023年2月21日,中国气候变化特使谢振华获得首届诺贝尔可持续发展特别贡献奖,以表彰他在全球生态保护中做出的贡献
(1)时,相关物质的燃烧热如下゙表:
写出时,由石墨(s)和反应生成的热化学方程式___________ 。
(2)在固相催化剂作用下加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:
副反应,
工业合成甲烷通常控制温度为左右,其主要原因为___________ 。
(3)向密闭容器中充入一定量的和,保持总压为发生反应: 。当时,的平衡转化率~时平衡转化率的关系如图
①能表示此反应已经达到平衡的是___________ 。
A. B.气体总体积保持不变
C.不再变化 D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
②表示时平衡转化率的关系是___________ (填“I”或“Ⅱ”),___________ (填“>”或“<”)。
③在时,反应经达到平衡,的转化率为,则的平均反应速率___________ ,该温度下___________ 。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压×物质的量分数,列出计算式即可)。
(1)时,相关物质的燃烧热如下゙表:
物质 | 石墨(s) | ||
(2)在固相催化剂作用下加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:
副反应,
工业合成甲烷通常控制温度为左右,其主要原因为
(3)向密闭容器中充入一定量的和,保持总压为发生反应: 。当时,的平衡转化率~时平衡转化率的关系如图
①能表示此反应已经达到平衡的是
A. B.气体总体积保持不变
C.不再变化 D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
②表示时平衡转化率的关系是
③在时,反应经达到平衡,的转化率为,则的平均反应速率
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【推荐3】汽车尾气含有CO2、CO、H2O、氮氧化合物(用N2O表示)等气体,CO和N2O为大气污染物。回答下列问题:
(1)CO2分子的VSEPR模型为___________ 。
(2)用CO还原N2O的能量变化如下图所示:
则反应 △H=___________ kJ/mol
(3)在相同温度和压强下,1 mol N2O和1 mol CO经过相同反应时间(均未达平衡)测得,反应物转化率使用催化剂1___________ 催化剂2(填“大于”、“等于”、“小于”)。
(4)在体积均为1 L的密闭容器A(500℃,恒温),B(起始500℃,绝热)两个容器中分别加入0.1 mol N2O、0.4 mol CO和相同催化剂,实验测得A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系如图所示。
①B容器中N2O的转化率随时间的变化关系是上图中的___________ 曲线(填“a”或“b”)。
②在密闭容器A中,下列事实能判断反应达到平衡状态的是___________ 。
A.气体的密度不再变化B.混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.体系中CO的转化率不变D.比值不再变化
③要缩短b曲线对应容器达到平衡的时间,但不改变N2O的平衡转化率,在催化剂一定的情况下可采取的措施是___________ 。
④500℃该反应的化学平衡常数K=___________ (用分数表示)。
(1)CO2分子的VSEPR模型为
(2)用CO还原N2O的能量变化如下图所示:
则反应 △H=
(3)在相同温度和压强下,1 mol N2O和1 mol CO经过相同反应时间(均未达平衡)测得,反应物转化率使用催化剂1
(4)在体积均为1 L的密闭容器A(500℃,恒温),B(起始500℃,绝热)两个容器中分别加入0.1 mol N2O、0.4 mol CO和相同催化剂,实验测得A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系如图所示。
①B容器中N2O的转化率随时间的变化关系是上图中的
②在密闭容器A中,下列事实能判断反应达到平衡状态的是
A.气体的密度不再变化B.混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.体系中CO的转化率不变D.比值不再变化
③要缩短b曲线对应容器达到平衡的时间,但不改变N2O的平衡转化率,在催化剂一定的情况下可采取的措施是
④500℃该反应的化学平衡常数K=
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【推荐1】煤燃烧排放的烟气含有SO2和NO,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝,回答下列问题:
(1)NaClO2中Cl元素的价态为_______ 。
(2)在鼓泡反应器中通入含有含有SO2和NO的烟气,反应温度为323 K,NaClO2溶液浓度为5×10−3mol·L−1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表:
①在NaClO2溶液脱硝的主要 反应中,参加反应的n(ClO2-):n(NO)=_________ ,增加压强,NO的转化率______ (填“提高”“不变”或“降低”)。
②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐_______ (填“升高”“不变”或“降低”)。
③由实验结果可知,脱硫反应速率______ 脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是___________ 。
(3)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中,SO2和NO的平衡分压pc如下图所示:
①由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均____ (填“增大”“不变”或“减小”)。
②反应ClO2−+2SO32−===2SO42−+Cl−的平衡常数K表达式为___________ 。
(1)NaClO2中Cl元素的价态为
(2)在鼓泡反应器中通入含有含有SO2和NO的烟气,反应温度为323 K,NaClO2溶液浓度为5×10−3mol·L−1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表:
离子 | SO42− | SO32− | NO3− | NO2− | Cl− |
c/(mol·L−1) | 8.35×10−4 | 6.87×10−6 | 1.5×10−4 | 1.2×10−5 | 3.4×10−3 |
①在NaClO2溶液脱硝的
②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐
③由实验结果可知,脱硫反应速率
(3)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中,SO2和NO的平衡分压pc如下图所示:
①由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均
②反应ClO2−+2SO32−===2SO42−+Cl−的平衡常数K表达式为
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【推荐2】研究碳氧化合物、氮氧化物、硫氧化合物等大气污染物的处理方法对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1)已知:①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
②N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180 kJ/mol
则③C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)的ΔH=_______ kJ/mol。
(2)用焦炭还原NO2的反应为2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g),向两个容积均为2 L,反应温度分别为T1℃、 T2℃的恒温恒容密闭容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO2,测得各容器中n(NO2)随反应时间t的变化情况如下图所示:
①T1___ T2(填“>”或“<”),该反应为____ 反应。(填“放热”或“吸热”)
②在T2℃下,120 min时达到平衡,则此段时间内用N2表示的平均反应速率v(N2)=________ mol•L-1•min-1。达到平衡时NO2的转化率为________ 。此温度下的化学平衡常数K=_____ 。
③一定条件下,达到平衡后,下列措施能提高NO2的转化率的是___________ 。
A.升高体系温度 B.减小体系压强
C.增加C的用量 D.将CO2从体系中分离出去
④T2℃时,反应达到平衡,120 min时,向容器中再加入焦炭和NO2各1 mol,在t时刻再次达到平衡,化学平衡常数K___________ 。(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)工业上消除氮氧化物的常用方法是SCR(选择性催化还原)脱硝法,反应原理为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH<0。
当反应温度过高时,会发生以下副反应:2NH3(g)+2O2(g)N2O(g)+3H2O(g)、4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)。
某科研小组通过系列实验,分析得出脱硝率与温度的关系如下图所示,当温度高于405℃后,脱硝率会逐渐减小,原因是_____________________________________ 。
(1)已知:①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
②N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180 kJ/mol
则③C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)的ΔH=
(2)用焦炭还原NO2的反应为2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g),向两个容积均为2 L,反应温度分别为T1℃、 T2℃的恒温恒容密闭容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO2,测得各容器中n(NO2)随反应时间t的变化情况如下图所示:
①T1
②在T2℃下,120 min时达到平衡,则此段时间内用N2表示的平均反应速率v(N2)=
③一定条件下,达到平衡后,下列措施能提高NO2的转化率的是
A.升高体系温度 B.减小体系压强
C.增加C的用量 D.将CO2从体系中分离出去
④T2℃时,反应达到平衡,120 min时,向容器中再加入焦炭和NO2各1 mol,在t时刻再次达到平衡,化学平衡常数K
(3)工业上消除氮氧化物的常用方法是SCR(选择性催化还原)脱硝法,反应原理为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH<0。
当反应温度过高时,会发生以下副反应:2NH3(g)+2O2(g)N2O(g)+3H2O(g)、4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)。
某科研小组通过系列实验,分析得出脱硝率与温度的关系如下图所示,当温度高于405℃后,脱硝率会逐渐减小,原因是
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【推荐3】李克强总理曾在国务院政府工作报告中强调二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3%。因此,研究烟气的脱硝(除NOx)、脱硫(除SO2)技术有着积极的环保意义。
(1)汽车的排气管上安装“催化转化器”,其反应的热化学方程式为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.50 kJ·mol-1。T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2 L的密闭容器中,若温度和体积不变,反应过程中(0~15 min)NO的物质的量随时间变化如图。
①图中a、b分别表示在相同温度下,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,达到平衡过程中n(NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是_____ (填“a”或“b”)。
②T℃时,15 min时,再向容器中充入CO、CO2各0.2 mol,则平衡将____ 移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
(2)在催化剂作用下,用还原剂[如肼(N2H4)]选择性地与NOx反应生成N2和H2O。
已知200℃时:Ⅰ.3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g) ΔH1=-32.9 kJ·mol-1;
II.N2H4(g)+H2(g)=2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJ·mol-1。
①写出肼的电子式______ 。
②200℃时,肼分解成氮气和氢气的热化学方程式为_______ 。
③目前,科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝原理,其脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图所示。
为达到最佳脱硝效果,应采取的条件是_______ 。
(3)某温度下,N2O5气体在一体积固定的容器中发生如下反应:2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)(慢反应)△H<0,2NO2(g)N2O4(g)(快反应)△H<0,体系的总压强p总和pO2随时间的变化如图所示:
①图中表示O2压强变化的曲线是_______ (填“甲”或“乙”)。
②已知N2O5分解的反应速率v=0.12pN2O5(kPa•h-1),t=10 h时,pN2O5=__ kPa,v=__ kPa•h-1(结果保留两位小数,下同)。
③该温度下2NO2N2O4反应的平衡常数Kp=___ kPa-1(Kp为以分压表示的平衡常数)。
(1)汽车的排气管上安装“催化转化器”,其反应的热化学方程式为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.50 kJ·mol-1。T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2 L的密闭容器中,若温度和体积不变,反应过程中(0~15 min)NO的物质的量随时间变化如图。
①图中a、b分别表示在相同温度下,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,达到平衡过程中n(NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是
②T℃时,15 min时,再向容器中充入CO、CO2各0.2 mol,则平衡将
(2)在催化剂作用下,用还原剂[如肼(N2H4)]选择性地与NOx反应生成N2和H2O。
已知200℃时:Ⅰ.3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g) ΔH1=-32.9 kJ·mol-1;
II.N2H4(g)+H2(g)=2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJ·mol-1。
①写出肼的电子式
②200℃时,肼分解成氮气和氢气的热化学方程式为
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为达到最佳脱硝效果,应采取的条件是
(3)某温度下,N2O5气体在一体积固定的容器中发生如下反应:2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)(慢反应)△H<0,2NO2(g)N2O4(g)(快反应)△H<0,体系的总压强p总和pO2随时间的变化如图所示:
①图中表示O2压强变化的曲线是
②已知N2O5分解的反应速率v=0.12pN2O5(kPa•h-1),t=10 h时,pN2O5=
③该温度下2NO2N2O4反应的平衡常数Kp=
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解题方法
【推荐1】化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。
(1)工业上制取Ti的步骤之一是:在高温时,将金红石(TiO2)、炭粉混合并通入Cl2先制得TiCl4和一种可燃性气体,已知:
①TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(1)+O2(g)△H=﹣410.0kJ•mol﹣1
②CO(g)═C(s)+O2(g)△H=+110.5kJ•mol﹣1
则上述反应的热化学方程式是______________________________ 。
(2)利用“化学蒸气转移法”制备二硫化钽(TaS2)晶体,发生如下反应:
TaS2(s)+2I2(g)⇌TaI4(g)+S2(g)△H1>0 (Ⅰ);若反应(Ⅰ)的平衡常数K=1,向某恒容且体积为15mL的密闭容器中加入1mol I2(g)和足量TaS2(s),I2(g)的平衡转化率为______________ 。
如图1所示,反应(Ⅰ)在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体,则温度T1___________ T2(填“>”“<”或“=”);上述反应体系中循环使用的物质是___________ 。
(3)利用H2S废气制取氢气的方法有多种。
①高温热分解法:
已知:H2S(g)═H2(g)+S2(g)△H2;在恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。以H2S起始浓度均为c mol•L﹣1测定H2S的转化率,结果如图2,图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率,△H2_________ 0(填>,=或<);说明随温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因:___________________ 。
②电化学法:
该法制氢过程的示意图如3,反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程式为____________ 。
(1)工业上制取Ti的步骤之一是:在高温时,将金红石(TiO2)、炭粉混合并通入Cl2先制得TiCl4和一种可燃性气体,已知:
①TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(1)+O2(g)△H=﹣410.0kJ•mol﹣1
②CO(g)═C(s)+O2(g)△H=+110.5kJ•mol﹣1
则上述反应的热化学方程式是
(2)利用“化学蒸气转移法”制备二硫化钽(TaS2)晶体,发生如下反应:
TaS2(s)+2I2(g)⇌TaI4(g)+S2(g)△H1>0 (Ⅰ);若反应(Ⅰ)的平衡常数K=1,向某恒容且体积为15mL的密闭容器中加入1mol I2(g)和足量TaS2(s),I2(g)的平衡转化率为
如图1所示,反应(Ⅰ)在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体,则温度T1
(3)利用H2S废气制取氢气的方法有多种。
①高温热分解法:
已知:H2S(g)═H2(g)+S2(g)△H2;在恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。以H2S起始浓度均为c mol•L﹣1测定H2S的转化率,结果如图2,图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率,△H2
②电化学法:
该法制氢过程的示意图如3,反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程式为
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【推荐2】近年碳中和理念成为热门,通过“CO2→合成气→高附加值产品”的工艺路线,可有效实现CO2的资源化利用。请回答下列问题:
(1)CO2加氢制合成气(CO、H2)时发生下列反应:
已知:① CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ∆H1=+206.2kJ∙mol-1
② CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ∆H=-165.0kJ∙mol-1
则 CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H=_______ kJ/mol
(2)CO2经催化加氢可合成烯烃:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ∆H。在0.1MPa时,按n(CO2):n(H2)=1:3投料,如图所示为不同温度(T)下,平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系。
①在一个恒温恒容的密闭容器中,该可逆反应达到平衡的标志是_______ (填字母)。
A.容器内各物质的浓度不随时间变化 B.2v正(CO2)=3v逆(H2)
C.容器内压强不随时间变化 D.混合气体的密度不再改变
②该反应的_______ 0(填“>”或“<”)。
③曲线c表示的物质为_______ (用化学式表示)。
④为提高H2的转化率,可以采取什么措施_______ (至少写出2种)。
(3)由CO2与H2反应合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H。某温度下将1mol CO2和3molH2充入体积不变的2L密闭容器中,初始总压为8MPa,发生上述反应,测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表:
该条件下的分压平衡常数Kp_______ (MPa)-2 (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(4)电催化 CO2制备燃料可实现资源综合利用。如图所示装置工作时,阳极的电极反应式为_______ 。当阴极只生成HCOOH时,每转移2mol电子,阴极室溶液质量增加_______ g。
(1)CO2加氢制合成气(CO、H2)时发生下列反应:
已知:① CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ∆H1=+206.2kJ∙mol-1
② CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ∆H=-165.0kJ∙mol-1
则 CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H=
(2)CO2经催化加氢可合成烯烃:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ∆H。在0.1MPa时,按n(CO2):n(H2)=1:3投料,如图所示为不同温度(T)下,平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系。
①在一个恒温恒容的密闭容器中,该可逆反应达到平衡的标志是
A.容器内各物质的浓度不随时间变化 B.2v正(CO2)=3v逆(H2)
C.容器内压强不随时间变化 D.混合气体的密度不再改变
②该反应的
③曲线c表示的物质为
④为提高H2的转化率,可以采取什么措施
(3)由CO2与H2反应合成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H。某温度下将1mol CO2和3molH2充入体积不变的2L密闭容器中,初始总压为8MPa,发生上述反应,测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表:
时间/h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
0.92 | 0.85 | 0.79 | 0.75 | 0.75 |
(4)电催化 CO2制备燃料可实现资源综合利用。如图所示装置工作时,阳极的电极反应式为
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【推荐3】环境问题日益受到人们的重视,新兴的脱硫、脱碳工艺日益成熟:
Ⅰ.某实验小组依次连接以下装置模拟氨法脱疏(用氨水吸收,夹持装置省略)。
(1)装置A中盛放液体药品的仪器名称为___________ 。
(2)装置C中盛放的药品是___________ 。
(3)取装置B中制得溶液[含量以计]于盛有标准碘溶液的碘量瓶中,调节后以淀粉为指示剂,用溶液进行滴定(),平均消耗溶液的体积为。
①碘量瓶中和反应的离子方程式为___________
②步骤Ⅰ中制得溶液___________ 。
Ⅱ.电解法转化是实现可再生能源有效利用的关键手段之一,其装置原理如图所示。
(4)该装置的阴极的电极反应式为___________
(5)若电解开始前两极室溶液质量相等,且两极用质子交换膜隔开,当电解过程转移了电子,则阴阳极室溶液质量差为___________ g。
Ⅰ.某实验小组依次连接以下装置模拟氨法脱疏(用氨水吸收,夹持装置省略)。
(1)装置A中盛放液体药品的仪器名称为
(2)装置C中盛放的药品是
(3)取装置B中制得溶液[含量以计]于盛有标准碘溶液的碘量瓶中,调节后以淀粉为指示剂,用溶液进行滴定(),平均消耗溶液的体积为。
①碘量瓶中和反应的离子方程式为
②步骤Ⅰ中制得溶液
Ⅱ.电解法转化是实现可再生能源有效利用的关键手段之一,其装置原理如图所示。
(4)该装置的阴极的电极反应式为
(5)若电解开始前两极室溶液质量相等,且两极用质子交换膜隔开,当电解过程转移了电子,则阴阳极室溶液质量差为
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