我国力争于2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。催化加氢合成二甲醚是一种实现“碳中和”理想的转化方法。该过程中涉及的反应如下:
主反应:
副反应:
回答下列问题:
(1)主反应通过以下步骤来实现:
I.
II.
则主反应的_______ 。
(2)在恒压、和的起始量一定时,平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如下图所示,的选择性。
①平衡转化率随温度升高而增大的原因是_______
②420℃时,在催化剂作用下与反应一段时间后,测得的选择性约为50%。不改变反应时间,一定能提高选择性的措施有_______ (填标号)。
A.升高温度 B.增大压强 C.增大 D.更换适宜的催化剂
(3)在温度为543K。原料组成为、初始总压为4MPa恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时的转化率为30%,二甲醚的选择性为50%,则氢气的转化率_______ ;主反应的压强平衡常数_______ (列出计算式)。
(4)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高、能量密度大等优点。若电解质溶液呈碱性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为_______ 。
(5)1,2-丙二醇()单分子解离反应相对能量如图所示,路径包括碳碳健断裂解离和脱水过程。从能量的角度分析,TS1、TS2、TS3、TS4四种路径中_______ 路径的速率最慢。
主反应:
副反应:
回答下列问题:
(1)主反应通过以下步骤来实现:
I.
II.
则主反应的
(2)在恒压、和的起始量一定时,平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如下图所示,的选择性。
①平衡转化率随温度升高而增大的原因是
②420℃时,在催化剂作用下与反应一段时间后,测得的选择性约为50%。不改变反应时间,一定能提高选择性的措施有
A.升高温度 B.增大压强 C.增大 D.更换适宜的催化剂
(3)在温度为543K。原料组成为、初始总压为4MPa恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时的转化率为30%,二甲醚的选择性为50%,则氢气的转化率
(4)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高、能量密度大等优点。若电解质溶液呈碱性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为
(5)1,2-丙二醇()单分子解离反应相对能量如图所示,路径包括碳碳健断裂解离和脱水过程。从能量的角度分析,TS1、TS2、TS3、TS4四种路径中
更新时间:2023-07-27 14:49:58
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【推荐1】氨为重要化工原料,有广泛用途。
(1)合成氨中的氢气可由下列反应制取:
a.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=+216.4KJ/mol
b.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ/mol
则反应CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H=______ 。
(2)起始时投入氮气和氢气分别为1mol、3mol,在不同温度和压强下合成氨。平衡时混合物中氨的体积分数与温度关系如图。
①恒压时,反应一定达到平衡状态的标志是______ (填序号):
A.N2和H2的转化率相等 B.反应体系密度保持不变
C.的比值为3:2 D.=2
②P1______ P2(填“>”、“<”、“=”,下同):反应平衡常数:B点______ D点;
③C点H2的转化率______ ;(数值保留0.1%)在A、B两点条件下,该反应从开始到平衡时生成氢气平均速率:v(A)______ v(B)(填“>”、“<”、“=”)。
(3)已知25℃时由Na2SO3和NaHSO3形成的混合溶液恰好呈中性,则该混合溶液中各离子浓度的大小顺序为______________ (已知25℃时,H2SO3的电离平衡常数Ka1=1×10-2,Ka2=1×10-7)
(1)合成氨中的氢气可由下列反应制取:
a.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=+216.4KJ/mol
b.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ/mol
则反应CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H=
(2)起始时投入氮气和氢气分别为1mol、3mol,在不同温度和压强下合成氨。平衡时混合物中氨的体积分数与温度关系如图。
①恒压时,反应一定达到平衡状态的标志是
A.N2和H2的转化率相等 B.反应体系密度保持不变
C.的比值为3:2 D.=2
②P1
③C点H2的转化率
(3)已知25℃时由Na2SO3和NaHSO3形成的混合溶液恰好呈中性,则该混合溶液中各离子浓度的大小顺序为
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【推荐2】环己醇常用于工业上制取增塑剂、表面活性剂以及用作工业溶剂等。苯酚()催化加氢制备环己醇一直受到研究人员的关注,该反应为(g)+3H2(g) (g) 。请回答下列问题。
(1)已知: ;
;
。
则_______ 。
(2)向体积为50L的恒容密闭容器中充入一定量的(g)和不同温度下,反应均进行5min测得反应物的转化率随温度的变化关系如图所示,已知曲线Ⅰ表示苯酚的转化率)。
①起始时投入的苯酚和氢气的物质的量之比为_______ 。
②A、B、C、D四点对应的正反应速率、、、的大小关系为_______ 。
③温度低于400℃时,和苯酚的转化率随温度升高而增大的原因是_______ 。
④已知,V代表体积;n代表气体物质的量;T代表温度;R是摩尔气体常数,单位是。若初始时向容器中充入的苯酚为1mol,则反应从起始进行到A点,其平均反应速率_______ ;当反应温度为500℃时,反应达到平衡后,_______ 。(表示用分压代替浓度计算的平衡常数,结果用含R的代数式表示)
(3)氢原子和苯分子吸附在金属催化剂表面活性中心时,才能发生反应。当中混有微量杂质时,相同时间内测得环己醇的产率降低。推测其可能原因为_______ 。
(1)已知: ;
;
。
则
(2)向体积为50L的恒容密闭容器中充入一定量的(g)和不同温度下,反应均进行5min测得反应物的转化率随温度的变化关系如图所示,已知曲线Ⅰ表示苯酚的转化率)。
①起始时投入的苯酚和氢气的物质的量之比为
②A、B、C、D四点对应的正反应速率、、、的大小关系为
③温度低于400℃时,和苯酚的转化率随温度升高而增大的原因是
④已知,V代表体积;n代表气体物质的量;T代表温度;R是摩尔气体常数,单位是。若初始时向容器中充入的苯酚为1mol,则反应从起始进行到A点,其平均反应速率
(3)氢原子和苯分子吸附在金属催化剂表面活性中心时,才能发生反应。当中混有微量杂质时,相同时间内测得环己醇的产率降低。推测其可能原因为
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解题方法
【推荐3】回答下列问题:
(1)把煤作为燃料可通过下列两种途径获得热量:
途径Ⅰ:①
途径Ⅱ先制成水煤气:②
再燃烧水煤气:③
④
则______________ (用含、、的数学关系式表示)
(2)实验测得64g甲醇在氧气中充分燃烧生成气体和液态水时放出的热量,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式__________________ 。
(3)以甲烷、氧气为原料,KOH为电解质,构成燃料电池,写出其负极的电极反应式:___________ 。
(4)电解法制取有广泛用途的,工作原理如图所示,已知:只在强碱性条件下稳定。
①阳极电极反应式__________________ 。
②电解总反应式___________________ 。
③为使电解能较持久进行,应选用_______ 离子交换膜(填“阴”或“阳”)。
(5)已知晶体硅的结构与金刚石相似。工业上高纯硅可通过下列反应制取:
该反应的反应热__________ (用含a、b、c、d的代数式表示)
(1)把煤作为燃料可通过下列两种途径获得热量:
途径Ⅰ:①
途径Ⅱ先制成水煤气:②
再燃烧水煤气:③
④
则
(2)实验测得64g甲醇在氧气中充分燃烧生成气体和液态水时放出的热量,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式
(3)以甲烷、氧气为原料,KOH为电解质,构成燃料电池,写出其负极的电极反应式:
(4)电解法制取有广泛用途的,工作原理如图所示,已知:只在强碱性条件下稳定。
①阳极电极反应式
②电解总反应式
③为使电解能较持久进行,应选用
(5)已知晶体硅的结构与金刚石相似。工业上高纯硅可通过下列反应制取:
化学键 | ||||
键能/ | a | b | c | d |
该反应的反应热
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解题方法
【推荐1】的资源化利用对碳循环经济技术的发展具有重要意义。
Ⅰ.利用和制备合成气(CO、),反应分两步进行:
反应①
反应②
有关物质的相对能量与反应历程的变化如图所示[为吸附性活性炭]:
(1)总反应能自发进行的条件为_______ 。
(2)总反应速率由反应_______ (填“①”或“②”)决定,增加的浓度,_______ (填“能”或“不能”)显著提升总反应的速率。
Ⅱ.工业上可利用生产燃料甲醇。该过程发生下列反应:
反应③
反应④
在5MPa的恒压反应器中,按照投料,测得体系中平衡时和CO的选择性及的平衡转化率随温度的变化如图所示(选择性:转化的中生成或CO的百分比)。
(3)在425℃~675℃范围内(其他条件不变),的平衡转化率随温度升高发生变化,写出该变化规律并分析原因:_______ ,_______ 。
(4)下列说法正确的是_______(填字母)。
(5)反应④在545K时的平衡常数_______ 。
(6)结合上图,在下图中画出的平衡产率随温度的变化曲线_______ (标出B点坐标)。
Ⅰ.利用和制备合成气(CO、),反应分两步进行:
反应①
反应②
有关物质的相对能量与反应历程的变化如图所示[为吸附性活性炭]:
(1)总反应能自发进行的条件为
(2)总反应速率由反应
Ⅱ.工业上可利用生产燃料甲醇。该过程发生下列反应:
反应③
反应④
在5MPa的恒压反应器中,按照投料,测得体系中平衡时和CO的选择性及的平衡转化率随温度的变化如图所示(选择性:转化的中生成或CO的百分比)。
(3)在425℃~675℃范围内(其他条件不变),的平衡转化率随温度升高发生变化,写出该变化规律并分析原因:
(4)下列说法正确的是_______(填字母)。
A.曲线Ⅱ代表CO的选择性随温度的变化 |
B.温度越低,越有利于工业生产 |
C.上述反应条件下,的平衡转化率等于的平衡转化率 |
D.原料气中掺入适量CO能提高的产率 |
(5)反应④在545K时的平衡常数
(6)结合上图,在下图中画出的平衡产率随温度的变化曲线
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【推荐2】霾由多种污染物形成,包含颗粒物(PM2.5)、氮氧化物(NOx)、CO、SO2等。化学在解决雾霾污染中有着重要的作用
(1)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH1=-566.0 kJ·mol-1
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH2=-116.5 kJ·mol-1
③N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH3=+180.5 kJ·mol-1
废气中NO2与CO 转化成无污染气体的热化学方程式为_______ 。
(2)研究发现利用NH3可除去硝酸工业尾气中的NO。NH3与NO的物质的量之比分别为1∶2、1∶1.5、3∶1时,NO脱除率随温度变化的曲线如图所示。
①曲线a中,NO的起始浓度为6×10-4 mg·m-3,从X点到Y点经过10 s,则该时间段内NO的脱除速率为_______ mg· m-3·s-1。
②曲线c对应的NH3与NO的物质的量之比是_______ ,其理由是_______ 。
(3)利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O构成的电池既能有效消除氮氧化物的排放,减轻雾霾污染,又能充分利用化学能,装置如图所示。
①B极的电极反应式为_______ 。
②若反应转移1.2 mol电子,A极生成N2的体积为_______ L(标准状况)。
(4)炭黑是雾霾中的重要颗粒物,研究发现它可以活化氧分子,生成活化氧,活化氧可以快速氧化SO2.活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示:
无水情况下,一个氧分子反应的活化能为_______ ,容易活化氧分子的条件是_______ (填“有水”或“无水”)。
(1)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH1=-566.0 kJ·mol-1
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH2=-116.5 kJ·mol-1
③N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH3=+180.5 kJ·mol-1
废气中NO2与CO 转化成无污染气体的热化学方程式为
(2)研究发现利用NH3可除去硝酸工业尾气中的NO。NH3与NO的物质的量之比分别为1∶2、1∶1.5、3∶1时,NO脱除率随温度变化的曲线如图所示。
①曲线a中,NO的起始浓度为6×10-4 mg·m-3,从X点到Y点经过10 s,则该时间段内NO的脱除速率为
②曲线c对应的NH3与NO的物质的量之比是
(3)利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O构成的电池既能有效消除氮氧化物的排放,减轻雾霾污染,又能充分利用化学能,装置如图所示。
①B极的电极反应式为
②若反应转移1.2 mol电子,A极生成N2的体积为
(4)炭黑是雾霾中的重要颗粒物,研究发现它可以活化氧分子,生成活化氧,活化氧可以快速氧化SO2.活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示:
无水情况下,一个氧分子反应的活化能为
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【推荐3】我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。
I.利用反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH,可减少CO2排放,并合成清洁能源。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO (g) ΔH1=+41 kJ·mol-1 平衡常数K1
②CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g) ΔH2=-90 kJ·mol-1 平衡常数K2
(1)若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___________ (填标号)。
(2)①根据反应历程,则反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的K=___________ ;(用K1、K2表示)
②500 ℃时,在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol CO2和8 mol H2,发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),反应达到平衡后,混合气体的压强比原来减少25%。则在该温度下,其逆反应的平衡常数为___________ 。
(3)在密闭恒温恒容装置中进行该反应,达到平衡状态的是___________ 。
a.v正(CH3OH)=3v逆(H2)
b.混合气体密度不再改变
c.混合气体压强不再改变
d.混合气体平均摩尔质量不再改变
e.n(CO2):n(H2)=1:3
(4)CO2甲烷化反应是由法国化学家Paul Sabatier 提出的,因此,该反应又叫Sabatier反应。CO2催化氢化制甲烷的研究过程:
①上述过程中,产生H2反应的化学方程式为: 3Fe+4H2O4H2+Fe3O4,则其平衡常数表达式K=___________ 。
②HCOOH是CO2转化为CH4的中间体:CO2ⅠHCOOHCH4。当镍粉用量增加10倍后,甲酸的产量迅速减少,当增加镍粉的用量时,CO2镍催化氢化制甲烷的两步反应中反应速率增加较大的一步是___________ 。(填I或II)
I.利用反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH,可减少CO2排放,并合成清洁能源。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO (g) ΔH1=+41 kJ·mol-1 平衡常数K1
②CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g) ΔH2=-90 kJ·mol-1 平衡常数K2
(1)若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___________ (填标号)。
A. | B. | C. | D. |
②500 ℃时,在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol CO2和8 mol H2,发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),反应达到平衡后,混合气体的压强比原来减少25%。则在该温度下,其逆反应的平衡常数为
(3)在密闭恒温恒容装置中进行该反应,达到平衡状态的是
a.v正(CH3OH)=3v逆(H2)
b.混合气体密度不再改变
c.混合气体压强不再改变
d.混合气体平均摩尔质量不再改变
e.n(CO2):n(H2)=1:3
(4)CO2甲烷化反应是由法国化学家Paul Sabatier 提出的,因此,该反应又叫Sabatier反应。CO2催化氢化制甲烷的研究过程:
①上述过程中,产生H2反应的化学方程式为: 3Fe+4H2O4H2+Fe3O4,则其平衡常数表达式K=
②HCOOH是CO2转化为CH4的中间体:CO2ⅠHCOOHCH4。当镍粉用量增加10倍后,甲酸的产量迅速减少,当增加镍粉的用量时,CO2镍催化氢化制甲烷的两步反应中反应速率增加较大的一步是
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解题方法
【推荐1】氢在生活、生产、科研中发挥着重要的作用。
Ⅰ.工业上利用吸热反应C(s) +2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)来制备氢气。一定条件下,将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器发生反应,相关数据如下表:
(l)T1_______ T2 (填“>”、“ =”或“<”)。
(2)T1时达到平衡后再加入lmolH2O(g),达到新平衡后H2(g)的物质的量分数__________ (填“增大”、“ 不变”或“减小”);T2时,若起始时乙容器中加入1.5molC(s)、1.2molH2O(g)、0.5molCO2(g)、1.4molH2(g),此时v(正)________ v(逆)(填“大 于”、“ 等 于” 或“小于”)。
Ⅱ.CO(g)和H2(g)在一定条件下可合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H
(3)该反应能量变化曲线如图所示,下列叙述正确的是___________ 。
A.该反应的△H>0
B.该反应的活化能为419kJ
C.使用催化剂后反应速率加快,△H 不变
D.若改变条件使平衡向正反应方向移动,则CO 的转化率可能增大,可能不变,也可能减小
(4)反应分别在230℃、250℃、270℃进行时,CO的平衡转化率与的关系如图所示。
①230℃对应的曲线是_________________ ,依据是________________ 。
②向容积为1L的密闭容器中投入1nolCO、3molH2,在上述某温度下进行反应,平衡后测得=,则反应温度为_____________ ,平衡常数K=_________________ 。
Ⅰ.工业上利用吸热反应C(s) +2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)来制备氢气。一定条件下,将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器发生反应,相关数据如下表:
容器 | 容积/L | 温度/L | 起始量/mol | 平衡量/mol | |
C(s) | H2O(g) | H2(g) | |||
甲 | 2 | T1 | 3 | 4 | 3.2 |
乙 | 1 | T2 | 1.5 | 2 | 1.2 |
(l)T1
(2)T1时达到平衡后再加入lmolH2O(g),达到新平衡后H2(g)的物质的量分数
Ⅱ.CO(g)和H2(g)在一定条件下可合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H
(3)该反应能量变化曲线如图所示,下列叙述正确的是
A.该反应的△H>0
B.该反应的活化能为419kJ
C.使用催化剂后反应速率加快,△H 不变
D.若改变条件使平衡向正反应方向移动,则CO 的转化率可能增大,可能不变,也可能减小
(4)反应分别在230℃、250℃、270℃进行时,CO的平衡转化率与的关系如图所示。
①230℃对应的曲线是
②向容积为1L的密闭容器中投入1nolCO、3molH2,在上述某温度下进行反应,平衡后测得=,则反应温度为
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解题方法
【推荐2】氨是生产硝酸、尿素等物质的重要原料,工业合成氨是最重要的化工生产之一。
(1)氨催化氧化法是工业制硝酸的主要方法。
已知:2NO(g)+3H2(g)2NH3(g)+O2(g) △H1="-272.9" kJ·mol-1,
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g) △H2= -483.6kJ·mol-1,
则4NH3(g)+5O2(g)="4NO(g)+" 6H2O(g)△H3=________ 。
(2)恒容密闭容器中进行合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H4=-92.4kJ·mol-1,其化学平衡常数(K)与温度的关系如下表:
K1 K2(填“>”或“<”),其判断理由是 。
(3)向氨合成塔中充入10molN2和40mol H2进行氨的合成,一定温度(T)下平衡混合物中氨气的体积分数与压强(p)的关系如图1所示。下列说法正确的是 (填字母)。
A.由图可知增大体系压强(p),有利于增大氨气在混合气体中的体积分数
B.若图中T=500℃,则温度为450℃时对应的曲线是b
C.工业上采用500℃温度可有效提高氮气的转化率
D.当3v正(H2)=2v逆(NH3)时,反应达到平衡状态当温度为T、氨气的体积分数为25%时,N2的转化率为 。
(4)工业上用NH3生产硝酸时,将NH3和O2按体积比1:2混合通入某特定条件的密闭容器中进行反应,所有物质不与外界交换,最后所得溶液中溶质的质量分数为 。
(5)氨碳比[n(NH3)/n(CaO2)]对合成尿素的反应:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g)有影响。T℃时,在一定体积为2L的恒容密闭容器中,将物质的量之和为3 mol的NH3和CO2以不同的氨碳比进行反应,结果如图所示,
a、b分别表示CO2或NH3的转化率,c表示平衡体系中尿素的体积分数。[n(NH3)/n(CO2)]__ 时,尿素产量最大;该条件下反应的平衡常数K= ___ 。
(1)氨催化氧化法是工业制硝酸的主要方法。
已知:2NO(g)+3H2(g)2NH3(g)+O2(g) △H1="-272.9" kJ·mol-1,
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g) △H2= -483.6kJ·mol-1,
则4NH3(g)+5O2(g)="4NO(g)+" 6H2O(g)△H3=________ 。
(2)恒容密闭容器中进行合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H4=-92.4kJ·mol-1,其化学平衡常数(K)与温度的关系如下表:
温度/K | 298 | 398 | 498 | … |
平衡常数(K) | 4.1×105 | K1 | K2 | … |
(3)向氨合成塔中充入10molN2和40mol H2进行氨的合成,一定温度(T)下平衡混合物中氨气的体积分数与压强(p)的关系如图1所示。下列说法正确的是 (填字母)。
A.由图可知增大体系压强(p),有利于增大氨气在混合气体中的体积分数
B.若图中T=500℃,则温度为450℃时对应的曲线是b
C.工业上采用500℃温度可有效提高氮气的转化率
D.当3v正(H2)=2v逆(NH3)时,反应达到平衡状态当温度为T、氨气的体积分数为25%时,N2的转化率为 。
(4)工业上用NH3生产硝酸时,将NH3和O2按体积比1:2混合通入某特定条件的密闭容器中进行反应,所有物质不与外界交换,最后所得溶液中溶质的质量分数为 。
(5)氨碳比[n(NH3)/n(CaO2)]对合成尿素的反应:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g)有影响。T℃时,在一定体积为2L的恒容密闭容器中,将物质的量之和为3 mol的NH3和CO2以不同的氨碳比进行反应,结果如图所示,
a、b分别表示CO2或NH3的转化率,c表示平衡体系中尿素的体积分数。[n(NH3)/n(CO2)]__ 时,尿素产量最大;该条件下反应的平衡常数K= ___ 。
您最近一年使用:0次
【推荐3】CH4-CO2干重整技术是利用CH4处理CO2并获得CO和H2,相关重整反应为:CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH。回答下列问题:
(1)已知:
则ΔH=___________ (用ΔH1和ΔH2表示)。
(2)采用“HSD-2型”催化剂时,该重整反应的速率方程为v正=k·p(CH4)[p(CH4)表示CH4气体分压、k为速率常数],下列说法正确的是___________(填标号)。
(3)该重整反应的浓度平衡常数的表达式,Kc=___________ ,已知,Kc与温度(T)的关系如图,则ΔH___________ 0(填“>”、“<”或“=”),判断的理由是___________ 。
(4)在T℃、压强为P时,将CH4和CO2按投料比加入恒容容器中,当反应达平衡时CH4的转化率为80%,CO2的转化率为90%。经分析,该容器中同时发生了副反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),则平衡时H2和H2O的物质的量之比为___________ ,若温度、压强和投料比一定,为了提高重整反应的速率和H2的选择性,应当___________ 。
(5)工业上已实现利用H2处理废水中的氮氧化合物,如下图所示。
该电池正极的电极反应式为___________ 。
(1)已知:
则ΔH=
(2)采用“HSD-2型”催化剂时,该重整反应的速率方程为v正=k·p(CH4)[p(CH4)表示CH4气体分压、k为速率常数],下列说法正确的是___________(填标号)。
A.改变催化剂,ΔH不变 | B.升高温度,v正增大 |
C.增大CO2的分压时,v正变大 | D.在反应达到平衡时,v正=0 |
(4)在T℃、压强为P时,将CH4和CO2按投料比加入恒容容器中,当反应达平衡时CH4的转化率为80%,CO2的转化率为90%。经分析,该容器中同时发生了副反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),则平衡时H2和H2O的物质的量之比为
(5)工业上已实现利用H2处理废水中的氮氧化合物,如下图所示。
该电池正极的电极反应式为
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【推荐1】请按要求回答下列问题:
(1)甲烷的标准燃烧热为kJ⋅mol,则表示甲烷燃烧热的热化学方程式:__________________ 。
(2) kJ/mol
kJ/mol
写出与反应生成和水蒸气的热化学反应方程式_________________________________ 。
(3)铁片镀铜实验中(装置如图所示),b接电源的______ 极,铁片上发生的电极反应式为______________ 。电镀过程中______ (填“变大”、“变小”或“基本保持不变”)。
(4)新冠疫情期间,某同学设计了一个电解装置如图,用于制备“84”消毒液的有效成分,则c为电源的______ 极;该发生器阴极电极反应式为________________________ 。
(5)如图装置利用与Cu发生的反应,设计一个可正常工作的电池,补全该电化学装置示意图________________ 。(供选择的实验用品为:石墨棒、铜棒、溶液、溶液)
(1)甲烷的标准燃烧热为kJ⋅mol,则表示甲烷燃烧热的热化学方程式:
(2) kJ/mol
kJ/mol
写出与反应生成和水蒸气的热化学反应方程式
(3)铁片镀铜实验中(装置如图所示),b接电源的
(4)新冠疫情期间,某同学设计了一个电解装置如图,用于制备“84”消毒液的有效成分,则c为电源的
(5)如图装置利用与Cu发生的反应,设计一个可正常工作的电池,补全该电化学装置示意图
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐2】镍氢电池是一种性能良好的蓄电池,碱式氧化镍()可用作镍氢电池的正极材料。
(1)镍氢电池的总反应为(表示贮氢合金M中吸收结合的氢)。电池的电解液为溶液,放电时,正极的电极反应为_______ 。
(2)以含镍()废液为原料生产的一种工艺流程如下:①加入溶液时,确认已经完全沉淀的实验方法是_______ 。
②溶解时,加入的不宜过多,原因是_______ 。
③若加热不充分,制得的中会混有。现称取样品溶于稀硫酸,加入标准溶液,搅拌至溶液清亮,定容至;()。取出,用标准溶液滴定,用去标准溶液。
a.写出与酸性反应的离子反应方程式_______ 。
b.通过计算确定样品中价镍元素的质量分数_______ (写出计算过程,结果保留一位小数)。
(1)镍氢电池的总反应为(表示贮氢合金M中吸收结合的氢)。电池的电解液为溶液,放电时,正极的电极反应为
(2)以含镍()废液为原料生产的一种工艺流程如下:①加入溶液时,确认已经完全沉淀的实验方法是
②溶解时,加入的不宜过多,原因是
③若加热不充分,制得的中会混有。现称取样品溶于稀硫酸,加入标准溶液,搅拌至溶液清亮,定容至;()。取出,用标准溶液滴定,用去标准溶液。
a.写出与酸性反应的离子反应方程式
b.通过计算确定样品中价镍元素的质量分数
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【推荐3】乙烯是重要的基本化工原料,以乙烷为原料生产乙烯有多种方法。
I.乙烷裂解脱氢法。该方法的反应为:C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) △H= a kJ·mol-1
(1)已知101kPa,298K时,C(s)和H2(g)生成lmoC2H6(g)、1molC2H4(g)的△H分别为-84.7 kJ·mol-1、+52.3 kJ·mol-1。则a=___________ 。
II.乙烷氧化脱氢法,在原料气中加入氧气,乙烷氧化脱氢的反应如下:
2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g) △H<0,副反应都为放热反应,副产物有CH4(g)、CO(g)、CO2(g)。原料气(70.1%空气、29.9%C2H6)在反应器中停留15s,获得相关数据如下表:
(2)①反应的平衡常数表达式为K=___________ ,K(750℃)___________ K(900℃)(填“>”、“<”、“=”)
②当温度超过800℃时,乙烯的选择性降低,其主要原因可能是___________ 。根据表中数据选择适宜的反应温度为___________ 。
III.催化氧化脱氢法。以Mo-V-Nb-Sb的氧化物为催化剂,在常压、380℃下,反应速率与氧气分压[P(O2)]、乙烷分压[P(C2H6)的关系如下图所示。
(3)已知该反应的速率方程为v=kPm(O2)·Pn(C2H6),则m=___________ ,n=___________ 。
IV质子膜燃料电池法。
(4)乙烷氧化制乙烯会产生CO2的大量排放,近年研究人员开发了乙烷氧化制乙烯的质子膜燃料电池(SOFC),该燃料电池的负极反应式为______________________ ,这种电池工作过程中没有CO2排放,原因是______________________ 。
I.乙烷裂解脱氢法。该方法的反应为:C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) △H= a kJ·mol-1
(1)已知101kPa,298K时,C(s)和H2(g)生成lmoC2H6(g)、1molC2H4(g)的△H分别为-84.7 kJ·mol-1、+52.3 kJ·mol-1。则a=
II.乙烷氧化脱氢法,在原料气中加入氧气,乙烷氧化脱氢的反应如下:
2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g) △H<0,副反应都为放热反应,副产物有CH4(g)、CO(g)、CO2(g)。原料气(70.1%空气、29.9%C2H6)在反应器中停留15s,获得相关数据如下表:
(2)①反应的平衡常数表达式为K=
②当温度超过800℃时,乙烯的选择性降低,其主要原因可能是
III.催化氧化脱氢法。以Mo-V-Nb-Sb的氧化物为催化剂,在常压、380℃下,反应速率与氧气分压[P(O2)]、乙烷分压[P(C2H6)的关系如下图所示。
(3)已知该反应的速率方程为v=kPm(O2)·Pn(C2H6),则m=
IV质子膜燃料电池法。
(4)乙烷氧化制乙烯会产生CO2的大量排放,近年研究人员开发了乙烷氧化制乙烯的质子膜燃料电池(SOFC),该燃料电池的负极反应式为
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