SO2、NOx的含量是衡量大气污染的一个重要指标。工业上常采用催化还原法或吸收法处理SO2,催化还原SO2不仅可以消除SO2污染,而且可以得到有价值的中单质硫,采取氨水吸收NOx的方法去除NOx的污染,生成硝酸铵。
(1)已知CH4和S的燃烧热分别为a kJ/mol和bkJ/mol。在复合组分催化剂作用下,甲烷可使SO2转化为S,同时生成CO2和液态水,该反应的热化方程式为___________ 。
(2)用H2还原SO2生成S的反应分两步完成,如图甲所示,该过程中相关物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图乙所示:
分析可知X为___________ (写化学式);0-t1时间段的反应温度为___________ ,0-t1时间段用SO2表示的化学反应速率为___________ 。
(3)焦炭催化还原SO2生成S2的化学方程式为 2C(s)+2SO2 (g)=S2(g)+2CO2(g)。在恒容容器中,浓度为1mol/L的SO2与足量焦炭反应,SO2的转化率随温度的变化如图丙所示。700℃时该反应的平衡常数为___________ 。
(4)25℃时,用1mol/L的Na2SO3溶液吸收SO2,当溶液的pH=7时,溶液中各离子浓度的大小关系为___________ 。(已知:H2SO3的电离常数Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.2×10-8)
(5)利用双离子交换膜电解法可以从含硝酸铵的工业废水里生产硝酸和氨。阳极室得到的物质是___________ ,写出阳极反应方程式___________ ;阴极室得到的物质是___________ ,写出阴极反应及获得相应物质的方程式___________ 、___________ 。
(1)已知CH4和S的燃烧热分别为a kJ/mol和bkJ/mol。在复合组分催化剂作用下,甲烷可使SO2转化为S,同时生成CO2和液态水,该反应的热化方程式为
(2)用H2还原SO2生成S的反应分两步完成,如图甲所示,该过程中相关物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图乙所示:
分析可知X为
(3)焦炭催化还原SO2生成S2的化学方程式为 2C(s)+2SO2 (g)=S2(g)+2CO2(g)。在恒容容器中,浓度为1mol/L的SO2与足量焦炭反应,SO2的转化率随温度的变化如图丙所示。700℃时该反应的平衡常数为
(4)25℃时,用1mol/L的Na2SO3溶液吸收SO2,当溶液的pH=7时,溶液中各离子浓度的大小关系为
(5)利用双离子交换膜电解法可以从含硝酸铵的工业废水里生产硝酸和氨。阳极室得到的物质是
更新时间:2023-10-09 08:59:37
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【推荐1】I.某二元酸(化学式用H2A表示)在水中的电离方程式是:H2A = H+ + HA-,HA-H++A2-。回答下列问题:
(1)在0.1mol·L-1的Na2A溶液中,下列微粒浓度关系不正确的是_________。
(2)已知0.1mol·L-1NaHA溶液的pH=2,则0.1mol·L-1H2A溶液中氢离子的物质的量浓度________ (填“>”、“<”或“=”)0.11mol·L-1。
II.亚磷酸(H3PO3)是二元酸,H3PO3溶液存在电离平衡:H3PO3H+ +H2PO3-。亚磷酸与足量NaOH溶液反应,生成Na2HPO3。
(3)①某温度下,0.1000 mol·L-1的H3PO3溶液中c (H+) = 2.5×10-2mol·L-1,除OH-之外其他离子的浓度由大到小的顺序是___________ ,
②写出亚磷酸与少量NaOH溶液反应的离子方程式___________ 。
III.“低碳经济”时代,科学家利用“组合转化”等技术对CO2进行综合利用。
(4)CO2和H2在一定条件下可以生成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2==CH2(g)+4H2O(g) △H="a" kJ·mol-1已知:H2(g)的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,CH2=CH2(g)的燃烧热为1411.0 kJ·mol-1,H2O(g)= H2O(l) △H="-44.0" kJ·mol-1,则a=______ kJ·mol-1。
(5)上述生成乙烯的反应中,温度对CO2的平衡转化率及催化剂的催化效率影响如右上图,下列有关说法不正确的是_______ (填序号)
①温度越高,催化剂的催化效率越高
②M点平衡常数比N点平衡常数大
③温度低于250℃时,随着温度升高,乙烯的产率增大
④增大压强可提高乙烯的体积分数
⑤N点正反应速率一定大于M点正反应速率
IV.为减轻大气污染,可在汽车尾气排放处加装催化转化装置,反应方程式为:
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。
(6)若在500℃时,投料=1且NO的起始浓度为amol/L,NO的转化率为80%,则此温度时的平衡常数K=________ 。
(1)在0.1mol·L-1的Na2A溶液中,下列微粒浓度关系不正确的是_________。
A.c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)=0.1mol·L-1 |
B.c(OH-)=c(H+)+c(HA-) |
C.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-) |
D.c(Na+)=2c(A2-)+2c(HA-) |
II.亚磷酸(H3PO3)是二元酸,H3PO3溶液存在电离平衡:H3PO3H+ +H2PO3-。亚磷酸与足量NaOH溶液反应,生成Na2HPO3。
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(4)CO2和H2在一定条件下可以生成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2==CH2(g)+4H2O(g) △H="a" kJ·mol-1已知:H2(g)的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,CH2=CH2(g)的燃烧热为1411.0 kJ·mol-1,H2O(g)= H2O(l) △H="-44.0" kJ·mol-1,则a=
(5)上述生成乙烯的反应中,温度对CO2的平衡转化率及催化剂的催化效率影响如右上图,下列有关说法不正确的是
①温度越高,催化剂的催化效率越高
②M点平衡常数比N点平衡常数大
③温度低于250℃时,随着温度升高,乙烯的产率增大
④增大压强可提高乙烯的体积分数
⑤N点正反应速率一定大于M点正反应速率
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2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。
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【推荐2】氮的氧化物是严重的大气污染物,可以通过以下方法处理:
Ⅰ.催化还原法:如在汽车排气管上安装一个催化转化器,发生如下反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
(1)已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180kJ/mol
则反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=________ kJ/mol。
(2)在一定温度下,向体积为1L的密闭容器中充入2molNO、1molCO,10分钟时反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)达到平衡状态,反应过程中反应物浓度随时间变化情况如图1所示。
①该反应的平衡常数K的计算式为___________________ ;前10分钟内用氮气表示的反应速率为____________________ 。
②若保持温度不变,15分钟时再向该容器中充入1.6molNO、0.4molCO2,则此时反应的
ν正________ ν逆(填“>”、“=”或“<”) 。
③若保持其他条件不变,15min时压缩容器的体积至0.5L,20分钟时反应重新达到平衡,NO的浓度对应的点应是图1中的________ (填字母)。
④某科研小组研究发现以Ag-ZSM-5为催化剂,NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图2所示。若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低,其可能的原因是_________________________________________ 。
Ⅱ.利用电化学原理,将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池,其原理如图3,该电池在工作过程中NO2转变成绿色硝化剂Y,Y是一种氧化物,可循环使用,石墨Ⅱ是电池的___ 极,石墨Ⅰ附近发生的反应电极反应式为______________________ 相同条件下,消耗的O2和 NO2的体积比为__________ 。
Ⅰ.催化还原法:如在汽车排气管上安装一个催化转化器,发生如下反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
(1)已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180kJ/mol
化学键 | O=O | C=O | C≡O |
键能(kJ/mol) | 497 | 803 | 1072 |
(2)在一定温度下,向体积为1L的密闭容器中充入2molNO、1molCO,10分钟时反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)达到平衡状态,反应过程中反应物浓度随时间变化情况如图1所示。
①该反应的平衡常数K的计算式为
②若保持温度不变,15分钟时再向该容器中充入1.6molNO、0.4molCO2,则此时反应的
ν正
③若保持其他条件不变,15min时压缩容器的体积至0.5L,20分钟时反应重新达到平衡,NO的浓度对应的点应是图1中的
④某科研小组研究发现以Ag-ZSM-5为催化剂,NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图2所示。若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低,其可能的原因是
Ⅱ.利用电化学原理,将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池,其原理如图3,该电池在工作过程中NO2转变成绿色硝化剂Y,Y是一种氧化物,可循环使用,石墨Ⅱ是电池的
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【推荐3】地球是我们入类共同的家园,保护环境人人有责。请根据要求回答下列环境治理有关问题:
(1)关于汽车尾气三元催化原理分析
已知:碳的燃烧热为393.5kJ/mol。
。
则反应_______ kJ/mol。
(2)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物,某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应 ,在℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下表:
①根据上表数据分析℃时,该反应在0~10min内的平均反应速率_______ ;计算该反应在℃时的平衡常数_______ 。
②若30min后只改变某一条件,据上表中的数据判断改变的条件可能是_______ (填序号)。
A.适当缩小容器的体积 B.加入合适的催化剂
C.通入一定量的NO D.加入一定量的活性炭
③若30min后将温度降低至℃,达到平衡时,容器中NO、、的浓度之比为2∶5∶5,则达到新平衡时NO的转化率_______ (填“升高”或“降低”),_______ 0(填“>”或“<”)。
(3)据文献报道,一种利用微生物处理有机废水(废水中的有机物以代替)并实现海水脱盐综合利用的原电池装置如图所示,其中X、Y为选择性离子交换膜,请回答下列问题:
①电极A为_______ 极,其电极反应是_______ 。
②该装置中Y为_______ 离子交换膜(填“阴”或“阳”),工作一段时间后左室溶液的pH会_______ (填“升高”“降低”或“不变”)。
③当电路中转移2mol电子时,可以脱去海水(假设只含有NaCl)中氯化钠的质量是_______ g。
(1)关于汽车尾气三元催化原理分析
已知:碳的燃烧热为393.5kJ/mol。
。
则反应
(2)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物,某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应 ,在℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下表:
时间/min 浓度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
NO | 2.0 | 1.16 | 0.40 | 0.40 | 0.6 |
0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 1.2 | |
0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 1.2 |
②若30min后只改变某一条件,据上表中的数据判断改变的条件可能是
A.适当缩小容器的体积 B.加入合适的催化剂
C.通入一定量的NO D.加入一定量的活性炭
③若30min后将温度降低至℃,达到平衡时,容器中NO、、的浓度之比为2∶5∶5,则达到新平衡时NO的转化率
(3)据文献报道,一种利用微生物处理有机废水(废水中的有机物以代替)并实现海水脱盐综合利用的原电池装置如图所示,其中X、Y为选择性离子交换膜,请回答下列问题:
①电极A为
②该装置中Y为
③当电路中转移2mol电子时,可以脱去海水(假设只含有NaCl)中氯化钠的质量是
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【推荐1】请回答下列问题:
(1)醋酸是常见的弱酸,在水溶液中存在电离平衡。
①下列方法中,可以使醋酸溶液中电离程度增大的是___________ (填字母序号)。
a.滴加少量浓盐酸 b.加水稀释 c.加入少量醋酸钠晶体 d.升高温度
②两个密闭装置中各装入0.05g镁条,分别加入2mL盐酸和醋酸。压强随时间变化如图所示。
刚开始时镁条与盐酸的反应速率大于镁条与醋酸的反应速率,原因是___________ 。反应结束后两个容器中压强相等,说明___________ 。
(2)某些弱酸在25℃时的电离常数如下:
①上述酸中酸性最强的是___________ 。
②25℃时,某HCN的物质的量浓度为,达到电离平衡时溶液中___________ 。
③下列反应不能发生的是___________ (填字母)。
A.
B.
C.
D.
(3)25℃,向1.0L某盐溶液中加入浓氢氧化钠溶液,先出现沉淀,随着氢氧化钠的加入沉淀逐渐溶解得到澄清溶液,假设体积不变;―lgc与pH的关系如图所示,c为或物质的量浓度的值。回答以下问题:
①a曲线表示___________ (填“”或“”)的―lgc与pH的关系。
②pH=10时,溶液中M元素的存在形式为___________ 。(填化学式)
③的溶度积常数___________ 。
(1)醋酸是常见的弱酸,在水溶液中存在电离平衡。
①下列方法中,可以使醋酸溶液中电离程度增大的是
a.滴加少量浓盐酸 b.加水稀释 c.加入少量醋酸钠晶体 d.升高温度
②两个密闭装置中各装入0.05g镁条,分别加入2mL盐酸和醋酸。压强随时间变化如图所示。
刚开始时镁条与盐酸的反应速率大于镁条与醋酸的反应速率,原因是
(2)某些弱酸在25℃时的电离常数如下:
化学式 | HCN | HClO | |||
电离常数 |
②25℃时,某HCN的物质的量浓度为,达到电离平衡时溶液中
③下列反应不能发生的是
A.
B.
C.
D.
(3)25℃,向1.0L某盐溶液中加入浓氢氧化钠溶液,先出现沉淀,随着氢氧化钠的加入沉淀逐渐溶解得到澄清溶液,假设体积不变;―lgc与pH的关系如图所示,c为或物质的量浓度的值。回答以下问题:
①a曲线表示
②pH=10时,溶液中M元素的存在形式为
③的溶度积常数
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【推荐2】丙烯是三大合成材料的基本原料之一,其中生产聚丙烯时丙烯用量最大。另外,丙烯还可用于生产多种重要有机化工原料。由丙烷(C3H8)制丙烯(C3H6)的两种方法如下:
I.丙烷催化脱氢法: ΔH1
II.丙烷催化氧化法: ΔH2=-118kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)已知 ΔH=-484kJ·mol-1,由此计算ΔH1=_________ kJ·mol-1。
(2)T℃下,向2L恒容密闭容器中充入0.8molC3H8(g),加入催化剂发生催化脱氢反应。体系内压强变化如表所示。
①下列能说明该反应达到平衡状态的是___________ (填标号)。
a.丙烷的消耗速率等于丙烯的生成速率
b.容器内气体的密度不再发生变化
c.容器内的压强不再发生变化
d.容器内气体平均相对分子质量不再变化
②0~3min内,用H2(g)表示该反应的反应速率为___________ mol·L-1·min-1。
③C3H8(g)的平衡转化率为___________ ,该反应的平衡常数Kp=___________ kPa(Kp为以分压表示的平衡了常数,分压=总压×物质的量分数,保留2位小数)。
(3)在催化剂的作用下,丙烷催化氧化除生成丙烯外,还生成碳的氧化物等物质。相同时间内丙烷转化率和丙烯产率随温度变化关系如图所示。
①T1℃前,丙烷的转化率随温度升高而上升的可能原因有___________ 。
②T1~T2℃,丙烷转化率提高,而丙烯产率大幅降低的主要原因是___________ 。
I.丙烷催化脱氢法: ΔH1
II.丙烷催化氧化法: ΔH2=-118kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)已知 ΔH=-484kJ·mol-1,由此计算ΔH1=
(2)T℃下,向2L恒容密闭容器中充入0.8molC3H8(g),加入催化剂发生催化脱氢反应。体系内压强变化如表所示。
时间/min | 0 | 1 | 3 | 5 | 7 |
压强/kPa | 10p0 | 11.5p0 | 13p0 | 14p0 | 14p0 |
a.丙烷的消耗速率等于丙烯的生成速率
b.容器内气体的密度不再发生变化
c.容器内的压强不再发生变化
d.容器内气体平均相对分子质量不再变化
②0~3min内,用H2(g)表示该反应的反应速率为
③C3H8(g)的平衡转化率为
(3)在催化剂的作用下,丙烷催化氧化除生成丙烯外,还生成碳的氧化物等物质。相同时间内丙烷转化率和丙烯产率随温度变化关系如图所示。
①T1℃前,丙烷的转化率随温度升高而上升的可能原因有
②T1~T2℃,丙烷转化率提高,而丙烯产率大幅降低的主要原因是
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【推荐3】在光照或加热条件下,“甲烷一氯气”法得到一氯甲烷是按自由基机理进行的,即CH4(g)+Cl2(g)CH3Cl(g)+HCl(g)ΔH.该反应涉及两个基元步骤①②,其相对能量—反应进程图如下所示:
(1)已知H3C-H键能为4.56eV,H-Cl键能为4.46eV,1eV相当于96.5kJ·mol-1。则步骤①的焓变ΔH1=___________ kJ/mol;一氯取代反应总焓变ΔH=___________ (用ΔH1、ΔH2表示)。
(2)不考虑其他副反应,下列可增大甲烷的平衡转化率的措施有___________ (填字母序号)。
a.恒容充入甲烷 b.设法使CH3Cl液化
c.适当降低温度 d.用更强的光照射反应混合物。
(3)450℃时,tmin内甲烷与Cl2发生取代反应,共消耗amol甲烷得到各种产物如下:
则生成乙烷的平均速率v(CH3CH3)=___________ mol·min-1。
(4)温度为T1时,步骤①的v正=1.7×108c(Cl·)·c(CH4),v逆=6.8×1010c(CH3·)·c(HCl),T1时步骤①的平衡常数K=___________ ;T2时,步骤①达平衡时存在物质的量关系:n(Cl·)=450n(·CH3),分压关系:2p(HCl)=3p(CH4),由此判断温度T1___________ T2(填“>”或“<”),判断理由是___________ 。
(1)已知H3C-H键能为4.56eV,H-Cl键能为4.46eV,1eV相当于96.5kJ·mol-1。则步骤①的焓变ΔH1=
(2)不考虑其他副反应,下列可增大甲烷的平衡转化率的措施有
a.恒容充入甲烷 b.设法使CH3Cl液化
c.适当降低温度 d.用更强的光照射反应混合物。
(3)450℃时,tmin内甲烷与Cl2发生取代反应,共消耗amol甲烷得到各种产物如下:
产物 | CH3Cl | CH2Cl2 | CHCl3 | CCl4 | CH3CH3 |
反应选择性= | 87% | 7% | 4% | 1% | 1% |
(4)温度为T1时,步骤①的v正=1.7×108c(Cl·)·c(CH4),v逆=6.8×1010c(CH3·)·c(HCl),T1时步骤①的平衡常数K=
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【推荐1】CO、N2O均为大气污染物,利用催化剂处理污染物气体为化工的热点问题。在一定温度、催化剂存在的条件下,密闭容器中CO与N2O转化为CO2与N2,相关反应如下:
①C(s)+N2O(g)CO(g)+N2(g) △H1=-192.9kJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566.0kJ•mol-1
③C(s)+O2(g)CO2(g) △H3=-393.5kJ•mol-1
(1)则反应I:CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)的△H=_____ 。
(2)N2O、CO在Pt2O+的表面进行两步反应转化为无毒的气体,其转化关系、相对能量与反应历程如图甲、乙所示。
①分别写出N2O、CO在Pt2O+的表面上反应的离子方程式:_____ 、_____ 。
②第一步反应的速率比第二步的______ (填“慢”或“快”)。两步反应均为______ 热反应。
(3)若反应I的正、逆反应速率可分别表示为v正=k正•c(CO)•c(N2O)、v逆=k逆•c(CO2)•c(N2),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,c为物质的量浓度。则图丙(pk=-lgk、T表示温度)所示①、②、③、④四条斜线中,能表示以pk正随变化关系的是斜线_____ ,能表示pk逆随变化关系的是斜线_____ 。
(4)在一定温度、101kPa下,向密闭容器中充入2molN2O和2molCO,发生反应I,达到平衡时,测得无毒气体的体积分数为75%,该条件下平衡常数Kp=____ (Kp为用各物质的分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
①C(s)+N2O(g)CO(g)+N2(g) △H1=-192.9kJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566.0kJ•mol-1
③C(s)+O2(g)CO2(g) △H3=-393.5kJ•mol-1
(1)则反应I:CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)的△H=
(2)N2O、CO在Pt2O+的表面进行两步反应转化为无毒的气体,其转化关系、相对能量与反应历程如图甲、乙所示。
①分别写出N2O、CO在Pt2O+的表面上反应的离子方程式:
②第一步反应的速率比第二步的
(3)若反应I的正、逆反应速率可分别表示为v正=k正•c(CO)•c(N2O)、v逆=k逆•c(CO2)•c(N2),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,c为物质的量浓度。则图丙(pk=-lgk、T表示温度)所示①、②、③、④四条斜线中,能表示以pk正随变化关系的是斜线
(4)在一定温度、101kPa下,向密闭容器中充入2molN2O和2molCO,发生反应I,达到平衡时,测得无毒气体的体积分数为75%,该条件下平衡常数Kp=
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【推荐2】氨是最重要的化工原料之一,自20世纪初以来,工业上合成氨主要依赖Haber-Bosch技术。探索新的合成氨的方法一直是重要课题。
(1)最新的“人工固氮"研究报道:在常温、常压、光照条件下, N2在催化剂表面与水发生反应,直接生成氨气和氧气。已知: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △H =-a kJ/mol,2H2(g) + O2(g)= 2H2O(1) △H = -b kJ/mol,写出上述固氮反应的热化学方程式:____________ 。
(2)近期,两位希腊化学家提出了电解合成氨的新思路:采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+ )为介质,实现了高温(570°C)常压下高转化率的电解法合成氨,转化率可达到78% ,装置如图:
钯电极A是电解池的____ 极(填“阳”或“阴”) ,则该阴极反应式为___________
(2)恒温、恒容条件下,在容器中模拟Haber Bosch法合成氨,如下图(图中所示数据为初始物理量)。t分钟后反应达到平衡,生成的NH3为0.4 mol。
①判断该容器中的反应达平衡的依据是____ (填字母)。
a .压强不随时间改变
b .气体的密度不随时间改变
c . c(N2)不随时间改变
d .单位时间内生成2 mol NH3的同时消耗1 mol N2
e .单位时间内断裂3 mol H-H键,同时断裂6 mol N-H键
②该条件下容器中反应的平衡常数K=___ ; 平衡时,混合气体压强p平=__ (用初始压强po表示)。
(1)最新的“人工固氮"研究报道:在常温、常压、光照条件下, N2在催化剂表面与水发生反应,直接生成氨气和氧气。已知: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △H =-a kJ/mol,2H2(g) + O2(g)= 2H2O(1) △H = -b kJ/mol,写出上述固氮反应的热化学方程式:
(2)近期,两位希腊化学家提出了电解合成氨的新思路:采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+ )为介质,实现了高温(570°C)常压下高转化率的电解法合成氨,转化率可达到78% ,装置如图:
钯电极A是电解池的
(2)恒温、恒容条件下,在容器中模拟Haber Bosch法合成氨,如下图(图中所示数据为初始物理量)。t分钟后反应达到平衡,生成的NH3为0.4 mol。
①判断该容器中的反应达平衡的依据是
a .压强不随时间改变
b .气体的密度不随时间改变
c . c(N2)不随时间改变
d .单位时间内生成2 mol NH3的同时消耗1 mol N2
e .单位时间内断裂3 mol H-H键,同时断裂6 mol N-H键
②该条件下容器中反应的平衡常数K=
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应:
①
②
I.恒定压强时,将的混合气体投入反应器中,平衡时,各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)已知在某种催化剂的作用下,与生成和CO的反应中,逆反应活化能(逆)为,则该反应的 (正)为___________ kJ/mol。
(2)关于甲烷和水蒸气催化制氢反应,下列叙述正确的是___________(填标号)。
(3)系统中的含量,在700℃左右出现峰值,试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因:___________ 。
(4)600℃时的平衡转化率为___________ %(精确到小数点后一位)。
Ⅱ.将的混合气体投入恒温恒容的密闭容器中(压强为90KPa),发生反应①和②,容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。
(5)用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即,则反应①前150min内平均反应速率___________ kPa/min,250min末,测得氢气压强为96kPa,为用气体分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数,则反应②平衡常数___________ 。
①
②
I.恒定压强时,将的混合气体投入反应器中,平衡时,各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)已知在某种催化剂的作用下,与生成和CO的反应中,逆反应活化能(逆)为,则该反应的 (正)为
(2)关于甲烷和水蒸气催化制氢反应,下列叙述正确的是___________(填标号)。
A.恒温、恒压条件下,若反应容器中气体密度不变,即可判断反应已达平衡状态 |
B.恒温、恒容条件下,加入水蒸气,活化分子百分数增大,反应速率加快 |
C.恒容、绝热条件下,若反应容器中温度不变,即可判断反应已达平衡状态 |
D.恒压、绝热条件下,向平衡后的混合气体中加入稀有气体,再次平衡后的物质的量会减少 |
(4)600℃时的平衡转化率为
Ⅱ.将的混合气体投入恒温恒容的密闭容器中(压强为90KPa),发生反应①和②,容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。
时间/min | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 |
压强/KPa | 90 | 111 | 123 | 132 | 139 | 144 | 144 |
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐1】含碳化合物的合成与转化具有重要的研究价值和现实意义。回答下列问题:
(1)与在某催化剂作用下的反应如图所示:
写出该反应的热化学方程式:___________ 。
(2)回收航天员呼吸产生的可利用Bosch反应: ,再电解水可实现的循环利用。热力学中规定由最稳定单质生成1mol某物质的焓变称为该物质的标准生成焓(符号:),最稳定单质的标准生成焓规定为0.已知上述反应中:;,则___________ 。
(3)利用电催化可将同时转化为多种有机燃料,其原理如图所示。
①铜电极上产生的电极反应式为___________ ,若铜电极上只生成3.2g ,则铜极区溶液质量变化了___________ g。
②在实际生产中当pH过低时,有机燃料产率降低,可能的原因是___________ 。
(4)我国科学家报道了机理如图所示的电化学过程。
①Ni电极反应式为___________ 。
②理论上,每有1mol 与结合,电路中转移电子数为___________ 。
(5)电还原法可能的反应机理如下图所示。Sn的活性位点对O的连接能力较强,Au、Cu的活性位点对C的连接能力较强,Cu对CO的吸附能力远大于Au,且Cu吸附CO后不易脱离。
若使还原产物主要为时,应选择___________ (填“Sn”、“Au”或“Cu”)作催化剂,写出(b)的电极反应式___________ 。
(1)与在某催化剂作用下的反应如图所示:
写出该反应的热化学方程式:
(2)回收航天员呼吸产生的可利用Bosch反应: ,再电解水可实现的循环利用。热力学中规定由最稳定单质生成1mol某物质的焓变称为该物质的标准生成焓(符号:),最稳定单质的标准生成焓规定为0.已知上述反应中:;,则
(3)利用电催化可将同时转化为多种有机燃料,其原理如图所示。
①铜电极上产生的电极反应式为
②在实际生产中当pH过低时,有机燃料产率降低,可能的原因是
(4)我国科学家报道了机理如图所示的电化学过程。
①Ni电极反应式为
②理论上,每有1mol 与结合,电路中转移电子数为
(5)电还原法可能的反应机理如下图所示。Sn的活性位点对O的连接能力较强,Au、Cu的活性位点对C的连接能力较强,Cu对CO的吸附能力远大于Au,且Cu吸附CO后不易脱离。
若使还原产物主要为时,应选择
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【推荐2】以为原料制备甲醇等能源物质具有较好的发展前景。因此,研发利用技术,降低空气中含量成为研究热点。
(1)在催化剂的作用下,氢气还原的过程中可同时发生反应I、II。(已知活化能:)
I.
II.
①则的___________ ,其中反应I能自发进行的条件是___________ 。
②保持温度T不变时,在容积不变的密闭容器中,充入一定量的及,起始及达到平衡时,容器内各气体的物质的量及总压强数据如表所示:
若反应I、II均达到平衡,,则表中m=_______ ;反应I的平衡常数_______ (用含p的代数式表示)。
(2)在kPa下,向恒压反应器中通入3mol、1mol,的平衡转化率及的平衡产率随温度变化的关系如图。
已知:的产率
①下列说法正确的是___________ (填标号)。
A.反应过程中,容器内压强不再变化,说明反应I达到平衡
B.反应过程中,气体密度保持不变,说明反应I达到平衡
C.反应过程中,气体的平均摩尔质量保持不变,说明反应I达到平衡
②图中500K以后,的平衡转化率随温度升高而增大的原因是________ 。
(3)工业上常用电解法将合成为羧酸以实现资源化处理。以Pt为电极、质子惰性有机溶剂为电解液的装置,可将转化为草酸(),其阴极的电极反应式为________ 。
(1)在催化剂的作用下,氢气还原的过程中可同时发生反应I、II。(已知活化能:)
I.
II.
①则的
②保持温度T不变时,在容积不变的密闭容器中,充入一定量的及,起始及达到平衡时,容器内各气体的物质的量及总压强数据如表所示:
/mol | /mol | /mol | /mol | /mol | 总压强/kPa | |
起始 | 0.5 | 0.9 | 0 | 0 | 0 | |
平衡 | m | 0.3 | p |
(2)在kPa下,向恒压反应器中通入3mol、1mol,的平衡转化率及的平衡产率随温度变化的关系如图。
已知:的产率
①下列说法正确的是
A.反应过程中,容器内压强不再变化,说明反应I达到平衡
B.反应过程中,气体密度保持不变,说明反应I达到平衡
C.反应过程中,气体的平均摩尔质量保持不变,说明反应I达到平衡
②图中500K以后,的平衡转化率随温度升高而增大的原因是
(3)工业上常用电解法将合成为羧酸以实现资源化处理。以Pt为电极、质子惰性有机溶剂为电解液的装置,可将转化为草酸(),其阴极的电极反应式为
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐3】某科研人员以废镍催化剂(主要成分为,另含)为原料回收镍,工艺流程如下图所示。
已知:常温下,有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的如下表。
回答下列问题:
(1)浸出渣主要成分为___________ (填化学式)。
(2)“除铜”时,写出生成的离子方程式___________ 。
(3)“氧化”的目的是将溶液中氧化为,温度需控制在之间,该步骤温度不能太高的原因是___________ 。
(4)“调”时,的控制范围为___________ 。
(5)通过“电解”可以制得,阳极的电极反应式为___________ 。
(6)用可溶性碳酸盐,可以浸取固体,在溶液浸取过程中会发生反应:。已知:时,,,则此温度下该反应的平衡常数K为___________ 。
(7)保持其他条件不变,在不同温度下对含镍废催化剂进行酸浸,镍浸出率随时间变化如图。酸浸的最佳温度和时间分别为___________ 、___________ 。
已知:常温下,有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的如下表。
氢氧化物 | |||
开始沉淀的 | 1.5 | 6.5 | 7.7 |
沉淀完全的 | 3.7 | 9.7 | 9.2 |
(1)浸出渣主要成分为
(2)“除铜”时,写出生成的离子方程式
(3)“氧化”的目的是将溶液中氧化为,温度需控制在之间,该步骤温度不能太高的原因是
(4)“调”时,的控制范围为
(5)通过“电解”可以制得,阳极的电极反应式为
(6)用可溶性碳酸盐,可以浸取固体,在溶液浸取过程中会发生反应:。已知:时,,,则此温度下该反应的平衡常数K为
(7)保持其他条件不变,在不同温度下对含镍废催化剂进行酸浸,镍浸出率随时间变化如图。酸浸的最佳温度和时间分别为
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