是合成荧光粉、光导体等的重要原料,的开发与利用是科学界研究的热点。回答下列问题:
(1)已知:, ,则空气氧化脱除反应的___________ 。
(2)工业上可通过羰基硫(COS)与水蒸气在一定条件下反应制备,反应的原理为。
①T℃时,采用适当的催化剂在密闭容器中将等物质的量的和混合发生反应,已知该条件下该反应的平衡常数,则平衡时体系中的物质的量分数可能为___________ (填字母)
A.0.52 B.0.40 C.0.30 D.0.20
②图甲表示在两个相同的密闭容器中,反应物起始浓度相同,在相同质量不同型号的催化剂催化下,反应相同时间段时的转化率与温度的关系,则的平衡转化率___________ (填“”“”或“”);q点时,转化率出现突变的原因可能是___________ 。
③一定条件下进行该反应,测得的平衡转化率与起始投料比的关系如图所示,图中各点对应的反应温度可能相同,也可能不相同,图中c点时反应的平衡常数___________ ,图中与c点的反应温度相同的点有___________ (填字母),若图中a、e两点对应的反应温度分别为和,则___________ (填“”“”或“”)。
(3)如图所示,质子固体电解质膜燃料电池可对废气进行资源化利用。
电极a的电极反应式为___________ 。
(1)已知:, ,则空气氧化脱除反应的
(2)工业上可通过羰基硫(COS)与水蒸气在一定条件下反应制备,反应的原理为。
①T℃时,采用适当的催化剂在密闭容器中将等物质的量的和混合发生反应,已知该条件下该反应的平衡常数,则平衡时体系中的物质的量分数可能为
A.0.52 B.0.40 C.0.30 D.0.20
②图甲表示在两个相同的密闭容器中,反应物起始浓度相同,在相同质量不同型号的催化剂催化下,反应相同时间段时的转化率与温度的关系,则的平衡转化率
③一定条件下进行该反应,测得的平衡转化率与起始投料比的关系如图所示,图中各点对应的反应温度可能相同,也可能不相同,图中c点时反应的平衡常数
(3)如图所示,质子固体电解质膜燃料电池可对废气进行资源化利用。
电极a的电极反应式为
更新时间:2023-10-13 14:05:06
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐1】“碳中和”是科学研究的热点问题。
Ⅰ.利用催化加氢制二甲醚,可以实现的再利用,涉及以下主要反应:
ⅰ.
ⅱ.
相关物质及能量变化如图1:
(1)反应ⅱ的___________ ,该反应在___________ (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
(2)恒压条件下,当、起始量相等时,平衡时,的转化率和的选择性随温度变化如图2。已知:的选择性。
①220°C时,和反应一段时间后,测得A点的选择性为60%,不改变反应时间和温度,能提高的选择性的措施有___________ (任写一种)。
②300°C后,的选择性下降,的平衡转化率上升,原因是___________ 。
③300°C时,通入、各1 mol,若只考虑反应ⅰ、ⅱ,平衡时的选择性、的平衡转化率均为40%,平衡时生成的物质的量为___________ mol,此温度下反应ⅰ的平衡常数___________ (列出计算式即可)。
Ⅱ.直接催化加氢生成甲酸是实现碳中和的另一种途径,在纳米金催化剂上,直接催化加氢生成甲酸。其反应历程如图3,其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注,TS为过渡态。
(3)①该历程中决速步骤的化学方程式是___________ 。
②催化剂Au的晶胞结构如图4,若以一个Au原子为中心,其周围最多有___________ 个紧邻的Au原子。
Ⅰ.利用催化加氢制二甲醚,可以实现的再利用,涉及以下主要反应:
ⅰ.
ⅱ.
相关物质及能量变化如图1:
(1)反应ⅱ的
(2)恒压条件下,当、起始量相等时,平衡时,的转化率和的选择性随温度变化如图2。已知:的选择性。
①220°C时,和反应一段时间后,测得A点的选择性为60%,不改变反应时间和温度,能提高的选择性的措施有
②300°C后,的选择性下降,的平衡转化率上升,原因是
③300°C时,通入、各1 mol,若只考虑反应ⅰ、ⅱ,平衡时的选择性、的平衡转化率均为40%,平衡时生成的物质的量为
Ⅱ.直接催化加氢生成甲酸是实现碳中和的另一种途径,在纳米金催化剂上,直接催化加氢生成甲酸。其反应历程如图3,其中吸附在催化剂表面上的物质用*标注,TS为过渡态。
(3)①该历程中决速步骤的化学方程式是
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解题方法
【推荐2】氙的氟化物是优良的氟化剂,稀有气体Xe和F2混合在催化剂作用下同时存在如下反应:
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
已知:XeF2选择性是指生成XeF2所消耗的Xe的物质的量与初始Xe的物质的量的比值。
回答下列问题:
(1)向刚性密闭容器中加入n mol的Xe和4mol的F2,初始压强为106Pa,测得在相同时间内,上述反应Xe的转化率和XeF2的选择性与温度的关系如图1所示,则制取XeF2的最适宜温度为_______ ;当超过1000℃,XeF2选择性随着温度升高而降低的可能原因是_______ 。
(2)在1000℃时,初始条件同上,xi表示含Xe元素的某物质与含Xe元素各物质的总物质的量之比,xi随时间t变化关系如图2所示。测得平衡时XeF2的选择性为80%,图2中表示XeF4变化的曲线是_______ ,则反应过程能量变化为_______ kJ(用含X、Y的代数式表示),F2的转化率为_______ ,反应I以物质的量分数表示的平衡常数Kx=_______ 。
(3)在1000℃时,反应Ⅲ的平衡常数Kp=_______ ,保持初始其他条件不变,反应达平衡后增大体系压强,的变化趋势为_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
已知:XeF2选择性是指生成XeF2所消耗的Xe的物质的量与初始Xe的物质的量的比值。
回答下列问题:
(1)向刚性密闭容器中加入n mol的Xe和4mol的F2,初始压强为106Pa,测得在相同时间内,上述反应Xe的转化率和XeF2的选择性与温度的关系如图1所示,则制取XeF2的最适宜温度为
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解题方法
【推荐3】亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂,氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯,涉及如下反应:
I.4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g) +Cl2(g) △H1;K1
II.2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g) △H2;K2
Ⅲ. 2NO(g) +Cl2(g)2NOCl(g) △H3;K3
(1)△H3=_______ (用△H1和△H2表示),K3=_______ (用K1和K2表示)。
(2)在恒容密闭容器中进行的反应II、III,下列说法中,正确的是_______ (填标号)。
a.反应体系中混合气体的颜色保持不变,说明反应II、III均达到平衡状态
b. △H2和△H3不再变化,可以作为反应II和III达到平衡状态的标志
c.同等条件下,反应II的速率远远大于反应III,说明反应II的活化能小,△H2<△H3
d.达平衡后,向反应体系中再通入一定量NOCl(g),NO2(g)和NO(g)的百分含量均减小
(3)保持恒温恒容条件,将物质的量之和为3mol的NO和Cl2以不同的氮氯比进行反应Ⅲ(△H3<0),平衡时某反应物的转化率与氮氯比及不同温度的关系如图所示:
①图中T1、T2的关系为T1_______ T2(填“>”、“<”或“=”),判断理由是_______ 。
②图中纵坐标为_______ (填化学式)的转化率;图中A、B、C三点对应的NOCl体积分数最大的是_______ (填“A”、“B”或“C”)。
③若在温度为T1、容积为1L的容器中充入0.5molNO、1molCl2、2molNOCl,此时平衡将_______ 移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
I.4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g) +Cl2(g) △H1;K1
II.2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g) △H2;K2
Ⅲ. 2NO(g) +Cl2(g)2NOCl(g) △H3;K3
(1)△H3=
(2)在恒容密闭容器中进行的反应II、III,下列说法中,正确的是
a.反应体系中混合气体的颜色保持不变,说明反应II、III均达到平衡状态
b. △H2和△H3不再变化,可以作为反应II和III达到平衡状态的标志
c.同等条件下,反应II的速率远远大于反应III,说明反应II的活化能小,△H2<△H3
d.达平衡后,向反应体系中再通入一定量NOCl(g),NO2(g)和NO(g)的百分含量均减小
(3)保持恒温恒容条件,将物质的量之和为3mol的NO和Cl2以不同的氮氯比进行反应Ⅲ(△H3<0),平衡时某反应物的转化率与氮氯比及不同温度的关系如图所示:
①图中T1、T2的关系为T1
②图中纵坐标为
③若在温度为T1、容积为1L的容器中充入0.5molNO、1molCl2、2molNOCl,此时平衡将
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【推荐1】氢气是一种理想的绿色清洁能源,氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点。
(1)用氧缺位铁酸铜(CuFe2O4-x)作催化剂,利用太阳能热化学循环分解H2O可制H2。
①氧缺位铁酸铜通过两步反应分解水制氢。已知第二步反应为2CuFe2O4=2CuFe2O4-x+xO2↑,则第一步反应的化学方程式为___________ 。
②CuFe2O4可用电化学方法得到,其原理如图所示,则阳极的电极反应式为___________ 。
(2)可利用FeO/Fe3O4之间的相互转化,来裂解水制取氢气,其制氢流程如图所示。该工艺制氢的总反应为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),对比水和碳在高温下直接接触反应制氢,分析该工艺制氢的最大优点是___________ 。
(3)硼氢化钠(NaBH4)的强碱溶液在催化剂作用下与水反应可获取氢气,其可能反应机理如图所示。已知:常温下,NaB(OH)4在水中的溶解度不大,易以NaBO2形式结晶析出。
①若用D2O代替H2O,依据反应机理,则反应后生成的气体中含有___________ 。
②其他条件相同时,测得平均每克催化剂使用量下,NaBH4的浓度和放氢速率的变化关系如图所示。随着NaBH4浓度的增大,放氢速率先增大后减小,导致放氢速率下降的原因可能是___________ 。
(1)用氧缺位铁酸铜(CuFe2O4-x)作催化剂,利用太阳能热化学循环分解H2O可制H2。
①氧缺位铁酸铜通过两步反应分解水制氢。已知第二步反应为2CuFe2O4=2CuFe2O4-x+xO2↑,则第一步反应的化学方程式为
②CuFe2O4可用电化学方法得到,其原理如图所示,则阳极的电极反应式为
(2)可利用FeO/Fe3O4之间的相互转化,来裂解水制取氢气,其制氢流程如图所示。该工艺制氢的总反应为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),对比水和碳在高温下直接接触反应制氢,分析该工艺制氢的最大优点是
(3)硼氢化钠(NaBH4)的强碱溶液在催化剂作用下与水反应可获取氢气,其可能反应机理如图所示。已知:常温下,NaB(OH)4在水中的溶解度不大,易以NaBO2形式结晶析出。
①若用D2O代替H2O,依据反应机理,则反应后生成的气体中含有
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解答题-实验探究题
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(0.4)
解题方法
【推荐2】如图是研究催化剂对过氧化氢分解反应速率影响的实验装置图。某学生研究小组在50mL量筒中盛满水,倒置于水槽中,通过分液漏斗把过氧化氢溶液加入锥形瓶中(内中已有适量催化剂),记录各时间段收集到的氧气的体积。
实验一:以二氧化锰作催化剂,进行以下四组实验。
第1组:粉末状的二氧化锰0.2g+5mL6%H2O2
第2组:粉末状的二氧化锰0.2g+3mL10%H2O2
第3组:粉末状的二氧化锰0.1g+5mL6%H2O2
第4组:颗粒状的二氧化锰0.1g+5mL6%H2O2
实验二:以不同的催化剂对过氧化氢(均为5mL6%H2O2)分解反应速率影响进行研究,记录反应的时间t和相应的量筒内的气体体积读数V,用(V2—V1)/t作为反应速率的表达式(单位:mL·s-1),得到以下实验数据:
(1)写出H2O2分解的反应方程式___ 。
(2)实验一的几组数据能说明___ 。
(3)实验二的几组数据反映出___ 。
(4)用碰撞理论解释催化剂能增大化学反应速率的原因___ 。
实验一:以二氧化锰作催化剂,进行以下四组实验。
第1组:粉末状的二氧化锰0.2g+5mL6%H2O2
第2组:粉末状的二氧化锰0.2g+3mL10%H2O2
第3组:粉末状的二氧化锰0.1g+5mL6%H2O2
第4组:颗粒状的二氧化锰0.1g+5mL6%H2O2
催化剂:MnO2 | 第1组 | 第2组 | 第3组 | 第4组 |
前15s产生氧气的量(mL) | 11 | 15 | 8 | 7 |
前30s产生氧气的量(mL) | 21 | 24 | 11 | 9 |
前45s产生氧气的量(mL) | 31 | 35 | 18 | 12 |
前60s产生氧气的量(mL) | 45 | 48 | 26 | 15 |
催化剂 | 产生气体速率/mL·s-1 | 催化剂 | 产生气体速率/mL·s-1 | |
MnO2 | 0.03 | 土豆 | 0.03 | |
CuO | 0.07 | 活性炭[] | 0.12 |
(2)实验一的几组数据能说明
(3)实验二的几组数据反映出
(4)用碰撞理论解释催化剂能增大化学反应速率的原因
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解答题-工业流程题
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(0.4)
解题方法
【推荐3】以软锰矿(含和少量)和辉铜矿(含和少量、)为原料生产高纯和的工艺流程如下:
已知有关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
(1)“浸取”所得滤渣经提取后可获得一种淡黄色副产品,则滤渣的主要成分是_______ (填化学式)。浸取时,发生主要反应的离子方程式为_______ 。
(2)试剂A最好选用_______ (填序号),其调节溶液pH的范围是_______ 。
A.氨水 B.CuO C.NaOH
(3)上述流程中可循环利用的物质是_______ 。除铁后检验溶液中是否含有的试剂名称是_______ ;研究发现,若软锰矿和辉铜矿中不含,浸取速率明显变慢,浸取速率明显变慢的可能原因除了有氧化性外,还可能是_______ 。
(4)“沉锰”所得溶液中铜元素主要以形式存在,则生成的离子方程式是_______ 。
已知有关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | ||||
开始沉淀的pH | 7.5 | 2.7 | 5.6 | 8.3 |
沉淀完全的pH | 9.0 | 3.7 | 6.7 | 9.8 |
(2)试剂A最好选用
A.氨水 B.CuO C.NaOH
(3)上述流程中可循环利用的物质是
(4)“沉锰”所得溶液中铜元素主要以形式存在,则生成的离子方程式是
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【推荐1】硝化反应是最普遍和最早发现的有机反应之一,以为新型硝化剂的反应具有反应条件温和、反应速度快、选择性高、无副反应发生、过程无污染等优点。可通过下面两种方法制备:
方法Ⅰ:臭氧化法
已知:在298K,101时发生以下反应的热化学方程式为:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
(1)则反应Ⅳ的___________
(2)在恒温恒容条件下,下列说法能够说明反应Ⅳ已经达到平衡的是___________ 。
a.混合气体密度不再改变 b.消耗的同时,消耗了
c.浓度不再改变 d.混合气体的平均相对分子质量不再改变
(3)在2L密闭容器中充入和,在不同温度下发生反应Ⅳ,平衡时在容器内气体中的物质的量分数随温度变化的曲线如图甲所示[考虑]:
①反应Ⅳ中,a点的___________ (填“>”“<”或“=”)。
②对反应体系加压,得平衡时的转化率与压强的关系如图乙所示。请解释压强增大至的过程中逐渐增大的原因:___________ 。
③图甲中,℃时,平衡后总压为0.1,和的平衡分压相同,则反应Ⅳ以压强表示的平衡常数___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
方法Ⅱ:电解法
(4)实验装置如图所示,则电极A接直流电源的___________ 极,电解池中生成的电极反应式为___________ 。
方法Ⅰ:臭氧化法
已知:在298K,101时发生以下反应的热化学方程式为:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
(1)则反应Ⅳ的
(2)在恒温恒容条件下,下列说法能够说明反应Ⅳ已经达到平衡的是
a.混合气体密度不再改变 b.消耗的同时,消耗了
c.浓度不再改变 d.混合气体的平均相对分子质量不再改变
(3)在2L密闭容器中充入和,在不同温度下发生反应Ⅳ,平衡时在容器内气体中的物质的量分数随温度变化的曲线如图甲所示[考虑]:
①反应Ⅳ中,a点的
②对反应体系加压,得平衡时的转化率与压强的关系如图乙所示。请解释压强增大至的过程中逐渐增大的原因:
③图甲中,℃时,平衡后总压为0.1,和的平衡分压相同,则反应Ⅳ以压强表示的平衡常数
方法Ⅱ:电解法
(4)实验装置如图所示,则电极A接直流电源的
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【推荐2】乙烯是石油化工最基本原料之一。
I.乙烷在一定条件下可脱氢制得乙烯:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H1>0
(1)提高乙烷平衡转化率的措施有____ 、____ 。
(2)一定温度下,向恒容密闭容器通入等物质的量的C2H6和H2,初始压强为100kPa,发生上述反应,乙烷的平衡转化率为20%。平衡时体系的压强为___ kPa,该反应的平衡常数Kp=___ kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
II.在乙烷中引入O2可以降低反应温度,减少积碳。涉及如下反应:
a.2C2H6(g)+O2(g)=2C2H4(g)+2H2O(g) △H2<0
b.2C2H6(g)+5O2(g)=4CO(g)+6H2O(g) △H3<0
c.C2H4(g)+2O2(g)=2CO(g)+2H2O(g) △H4<0
(3)根据盖斯定律,反应a的△H2=____ (写出用含有△H3、△H4表示的代数式)。
(4)氧气的引入可能导致过度氧化。为减少过度氧化,需要寻找催化剂降低反应____ (选填“a”、“b”或“c”)的活化能。
(5)常压下,在某催化剂作用下按照n(C2H6):n(O2)=1:1投料制备乙烯,体系中C2H4和CO在含碳产物中的物质的量百分数及C2H6转化率随温度的变化如图所示。
①乙烯的物质的量百分数随温度升高而降低的,原因是____ 。
②在570~600℃温度范围内,下列说法正确的有____ (填字母)。
A.H2O的含量随温度升高而增大.
B.C2H6在体系中的物质的量百分数随温度升高而增大
C.此催化剂的优点是在较低温度下能降低CO的平衡产率
③某学者研究了生成C2H4的部分反应历程如图所示,写出该部分反应历程的总反应方程式____ 。该历程的催化剂是____ 。
I.乙烷在一定条件下可脱氢制得乙烯:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H1>0
(1)提高乙烷平衡转化率的措施有
(2)一定温度下,向恒容密闭容器通入等物质的量的C2H6和H2,初始压强为100kPa,发生上述反应,乙烷的平衡转化率为20%。平衡时体系的压强为
II.在乙烷中引入O2可以降低反应温度,减少积碳。涉及如下反应:
a.2C2H6(g)+O2(g)=2C2H4(g)+2H2O(g) △H2<0
b.2C2H6(g)+5O2(g)=4CO(g)+6H2O(g) △H3<0
c.C2H4(g)+2O2(g)=2CO(g)+2H2O(g) △H4<0
(3)根据盖斯定律,反应a的△H2=
(4)氧气的引入可能导致过度氧化。为减少过度氧化,需要寻找催化剂降低反应
(5)常压下,在某催化剂作用下按照n(C2H6):n(O2)=1:1投料制备乙烯,体系中C2H4和CO在含碳产物中的物质的量百分数及C2H6转化率随温度的变化如图所示。
①乙烯的物质的量百分数随温度升高而降低的,原因是
②在570~600℃温度范围内,下列说法正确的有
A.H2O的含量随温度升高而增大.
B.C2H6在体系中的物质的量百分数随温度升高而增大
C.此催化剂的优点是在较低温度下能降低CO的平衡产率
③某学者研究了生成C2H4的部分反应历程如图所示,写出该部分反应历程的总反应方程式
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【推荐3】二氯六氨合铜是一种重要的化工产品。某小组拟制备并测定其纯度。制备原理是强冷条件下:。
(一)制备产品,实验装置如图所示。
(1)装置B中添加四氯化碳的目的是_______ 。
(2)启动装置A中反应的操作是_______ ;用平衡移动原理解释制备氨气的原理:_______ 。
(3)实验完毕后,向装置B中加入适量乙醇,析出蓝色晶体,经过_______ 、洗涤、晾干得到产品。
(二)测定产品纯度,实验装置如图所示。
向烧瓶中加入足量溶液,产生蓝色沉淀,逸出的氨气被过量的盐酸吸收;完全反应后,取下烧杯并用蒸馏水冲洗干燥管,将洗涤液和烧杯中的溶液合并。稀释溶液至,准确量取该溶液于锥形瓶中,滴几滴指示剂,用标准溶液滴定至终点,消耗滴定液(假设杂质不参与反应)。
(4)指示剂X应选择_______ 。
(5)该产品的纯度为_______ (用含的代数式表示)。如果碱式滴定管没有润洗,测得的结果_______ (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(一)制备产品,实验装置如图所示。
(1)装置B中添加四氯化碳的目的是
(2)启动装置A中反应的操作是
(3)实验完毕后,向装置B中加入适量乙醇,析出蓝色晶体,经过
(二)测定产品纯度,实验装置如图所示。
向烧瓶中加入足量溶液,产生蓝色沉淀,逸出的氨气被过量的盐酸吸收;完全反应后,取下烧杯并用蒸馏水冲洗干燥管,将洗涤液和烧杯中的溶液合并。稀释溶液至,准确量取该溶液于锥形瓶中,滴几滴指示剂,用标准溶液滴定至终点,消耗滴定液(假设杂质不参与反应)。
(4)指示剂X应选择
(5)该产品的纯度为
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【推荐1】在2014年国家科学技术奖励大会上,甲醇制取低碳烯烃技术获国家技术发明奖一等奖。DMTO主要包括煤的气化、液化、烯烃化三个阶段。
(1)煤的气化:用化学方程式表示出煤的气化的主要反应______ :
(2)煤的液化:下表中有些反应是煤液化过程中的反应:
①______ 填“”、“”、“”,c与a、b之间的定量关系为 ______ 。
②______ ,若反应是在容积为2L的密闭容器中进行的,测得某一时刻体系内、、、物质的量分别为6mol、2mol、10mol、10mol,则此时的生成速率 ______ 填“”、“”、“” 的消耗速率。
(3)烯烃化阶段:如图l是某工厂烯烃化阶段产物中乙烯、丙烯的选择性与温度、压强之间的关系选择性:指生成某物质的百分比,图中I、Ⅱ表示乙烯,Ⅲ表示丙烯。
①为尽可能多地获得乙烯,控制的生产条件为______ 。
②一定温度下某密闭容器中存在反应,在压强为 时,产物水的物质的量与时间的关系如图2所示,若时刻,测得甲醇的体积分数为,此时甲醇乙烯化的转化率为______ 保留三位有效数字,若在 时刻将容器容积快速扩大到原来的2倍,请在图中绘制出此变化发生后至反应达到新平衡时水的物质的量与时间间关系图______________
(1)煤的气化:用化学方程式表示出煤的气化的主要反应
(2)煤的液化:下表中有些反应是煤液化过程中的反应:
热化学方程式 | 平衡常数 | |
① | ||
② | ||
③ |
①
②
(3)烯烃化阶段:如图l是某工厂烯烃化阶段产物中乙烯、丙烯的选择性与温度、压强之间的关系选择性:指生成某物质的百分比,图中I、Ⅱ表示乙烯,Ⅲ表示丙烯。
①为尽可能多地获得乙烯,控制的生产条件为
②一定温度下某密闭容器中存在反应,在压强为 时,产物水的物质的量与时间的关系如图2所示,若时刻,测得甲醇的体积分数为,此时甲醇乙烯化的转化率为
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【推荐2】弱电解质在水溶液中存在多种平衡,它们在工农业生产中都有广泛的应用。
I.已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示,回答下列问题:
(1)物质的量浓度均为0.1mol·L−1的下列四种溶液:pH由小到大 排列的顺序是___________ 。(填序号)
①CH3COONa ②Na2CO3 ③NaClO ④NaHCO3
(2)写出向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式:___________ 。
(3)25℃时,将amol·L−1的醋酸溶液与bmol·L−1氢氧化钠溶液等体积混合,反应后溶液恰好显中性,表示醋酸的电离平衡常数Ka=___________ (用含a、b的代数式表示)。
Ⅱ.下图为一定温度下,N2和H2以1:3投料发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,平衡时,NH3的体积分数随压强的变化示意图:
(4)随压强增大,NH3的体积分数增大的原因是___________ 。
(5)比较b点和a点N2的浓度:c(a)___________ c(b)(填“>”、“<”或“=”)。
(6)计算b点的平衡常数Kp=___________ (Mpa)-2(用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)
Ⅲ.为了探究电解池的工作原理,某研究性学习小组用下图所示的装置进行实验。实验时该小组同学发现两极均有气体产生,且Y极处溶液逐渐变成紫红色;停止实验观察到铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料知,高铁酸根()在溶液中呈紫红色。
请根据实验现象及所查信息,回答下列问题:
(7)电解过程中,Y极发生的电极反应为___________ 、___________ 。
(8)电解进行一段时间后,若在X极收集到672mL气体,Y电板(铁电极)质量减小0.28g,则在Y极收集到气体为___________ mL(均已折算为标准状况时气体体积)。
I.已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示,回答下列问题:
化学式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO |
电离平衡常数 | Ka=1.810−5 | Kal=4.310−7、Ka2=5.610−11 | Ka=3.010−8 |
(1)物质的量浓度均为0.1mol·L−1的下列四种溶液:pH
①CH3COONa ②Na2CO3 ③NaClO ④NaHCO3
(2)写出向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式:
(3)25℃时,将amol·L−1的醋酸溶液与bmol·L−1氢氧化钠溶液等体积混合,反应后溶液恰好显中性,表示醋酸的电离平衡常数Ka=
Ⅱ.下图为一定温度下,N2和H2以1:3投料发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,平衡时,NH3的体积分数随压强的变化示意图:
(4)随压强增大,NH3的体积分数增大的原因是
(5)比较b点和a点N2的浓度:c(a)
(6)计算b点的平衡常数Kp=
Ⅲ.为了探究电解池的工作原理,某研究性学习小组用下图所示的装置进行实验。实验时该小组同学发现两极均有气体产生,且Y极处溶液逐渐变成紫红色;停止实验观察到铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料知,高铁酸根()在溶液中呈紫红色。
请根据实验现象及所查信息,回答下列问题:
(7)电解过程中,Y极发生的电极反应为
(8)电解进行一段时间后,若在X极收集到672mL气体,Y电板(铁电极)质量减小0.28g,则在Y极收集到气体为
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【推荐3】能源是人类赖以生存的基础,是驱动人类活动的根本动力,变废为宝、不断开发新能源、提高能量的利用率…… 是科学家不断探索的课题。
I.CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CO2和CH4反应制造更高价值的物质,是目前的研究目标之一。在300 ℃时,2molCO2和2molCH4充入体积是10L的带气压计的恒容密闭容器中,发生反应CH4(g) +CO2(g)⇌2H2(g) + 2CO(g) ,测得初始压强为5 kPa,反应过程中容器内总压强随时间变化如图所示(反应达到平衡时的温度与起始温度相同)。
(1)该反应过程中从0 min到2 min压强变化原因是______ 。
(2)用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp =_____ ( kPa)2。[气体分压(P分) =气体总压(P总)×气体体积分数]
II.二甲醚(CH3OCH3)被称为“21世纪的清洁燃料”,制备二甲醚可通过2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g) + H2O(g)制得。
经查阅资料:
①该反应压强平衡常数的计算式为lnKp= -2.205 +(T为热力学温度,与摄氏度的关系是:热力学温度=摄氏度+273)。
②催化剂吸附水蒸气会受压强影响,进而影响催化效率。
(3)在一定温度范围内,随温度升高,甲醇生成二甲醚的倾向_____ (填“增大”“减小”“不变”)
(4)T℃时,将甲醇按一定流速流经催化剂,测得到达平衡前甲醇的转化率随压强的增大而减小,试解释原因__________ 。
(5)200℃时,在密闭容器中加入一定量甲醇,反应达到平衡状态时,体系中二甲醚的物质的量分数是_________ 。
A.> B. C.~ D. E.<
(6)二甲醚燃料电池应用于工业生产中,其工作原理如图所示:
①该电池的负极反应式为:_____ 。
②该二甲醚燃料电池的能量利用率为50%,现利用该电池电解氯化钠溶液,若消耗9.2g二甲醚,则制得标准状况下氯气的体积______ L。
I.CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CO2和CH4反应制造更高价值的物质,是目前的研究目标之一。在300 ℃时,2molCO2和2molCH4充入体积是10L的带气压计的恒容密闭容器中,发生反应CH4(g) +CO2(g)⇌2H2(g) + 2CO(g) ,测得初始压强为5 kPa,反应过程中容器内总压强随时间变化如图所示(反应达到平衡时的温度与起始温度相同)。
(1)该反应过程中从0 min到2 min压强变化原因是
(2)用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp =
II.二甲醚(CH3OCH3)被称为“21世纪的清洁燃料”,制备二甲醚可通过2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g) + H2O(g)制得。
经查阅资料:
①该反应压强平衡常数的计算式为lnKp= -2.205 +(T为热力学温度,与摄氏度的关系是:热力学温度=摄氏度+273)。
②催化剂吸附水蒸气会受压强影响,进而影响催化效率。
(3)在一定温度范围内,随温度升高,甲醇生成二甲醚的倾向
(4)T℃时,将甲醇按一定流速流经催化剂,测得到达平衡前甲醇的转化率随压强的增大而减小,试解释原因
(5)200℃时,在密闭容器中加入一定量甲醇,反应达到平衡状态时,体系中二甲醚的物质的量分数是
A.> B. C.~ D. E.<
(6)二甲醚燃料电池应用于工业生产中,其工作原理如图所示:
①该电池的负极反应式为:
②该二甲醚燃料电池的能量利用率为50%,现利用该电池电解氯化钠溶液,若消耗9.2g二甲醚,则制得标准状况下氯气的体积
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