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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:102 题号:20405870
我国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标,“碳中和”对我国意味着:一是能源转型首当其冲:二是通过工艺改造、节能等措施减少二氧化碳的排放在能源的产生、转换、消费过程。
Ⅰ.减少二氧化碳排放的方法之一是将催化还原,比如:
反应1:   
反应2:   
都是目前处理的重要方法。回答下列问题:
(1)反应1在___________条件下能自发发生。(填“高温”“低温”或“任何温度”)
(2)已知:①的摩尔燃烧焓分别为
   
___________
(3)减少二氧化碳排放的方法之二是利用电化学方法可以将有效地转化为(其中C元素的化合价为+2价)。装置如图所示。
   
①在该装置中,左侧Pt电极为___________(填电极名称)。
②装置工作时,Pb极板除有生成外,还可能生成副产物降低电解效率。已知:电解效率。阴极区的副产物可能是___________(写出一种即可,写化学式)。
③标准状况下,当阳极生成氧气体积为224mL时,测得整个阴极区内的,电解效率为___________(忽略电解前后溶液体积变化)。
Ⅱ.烟气中通常含有高浓度等有害物质,在排放前必须进行脱硝处理。利用甲烷可将氮氧化物还原为氮气除去。已知:
反应1:
反应2:
反应3:
反应4:
(4)下列说法正确的是___________。
A.B.反应1和反应2均为放热反应
C.反应4的D.若反应3可设计成有效的原电池,则
(5)将溶解在的混合溶液中,得到含的电解液,电解溶液生成的装置如图所示。
   
①写出电解时阴极的电极反应式___________
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为___________(填离子符号)
③电解过程中,电解液浓度不断减小,为了恢复其浓度,应该向___________极室(填“阴”或者“阳”)加入___________(填化学式)。

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【推荐1】汽车尾气是导致雾霾天气的重要源头之一,其含有的NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂条件下可发生反应。
(一)已知:反应l: N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1     K1
反应2: CO(g)+ 1/2O2(g)=CO2 (g) △H2     K2
反应3: 2NO(g)+2C0(g)=N2(g)+CO2(g) △H3     K3
则反应3的焓变△H3_______(用△H1和△H2表示) 平衡常数K3=_____(用K1和K2表示)。
(二)向1.0L恒容密闭容器中,充入N2O(g)和C0(g),可发生如下反应:
N2O(g)+C0(g) N2(g)+CO2(g),所得实验数据如下表:
实验编号温度/℃起始时物质的量/mol平衡时物质的量/mol
n(N2O)n(CO)n(CO2)
4000.200.300.14
5000.100.400.080
5000.300.20A
6000.600.40B

上述实验编号①中,若10min时测得n(N2)=0.12mol,则0至10min内,用CO2表示的平均反应速率以v(CO2)=________
(2)500℃时,欲使N2O的平衡转化率a(N2O)≥80%,则起始时n(N2O):n(CO)≤______
(3)上述实验编号④达平衡时,b____0.24(填“>”、“<”或“=”),原因是_______
(4) N2O(g)+C0(g)N2(g)+CO2(g)的反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化情况如下图所示:

①若在第10min仅改变了一个条件,第20min时是在新条件下达到新的平衡状态,则第10min 时改变的条件可能是_______
②比较CO在第5min和第25min时速率的大小v(5)____v(25)(填”>”、“<”或“= ”),你判断的理由是______________
2017-04-09更新 | 269次组卷
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【推荐2】甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用或CO2来生产燃料甲醇,已知甲醇制备的有关化学反应以及不同温度下的化学平衡常数如下表所示:
化学反应平衡常数温度/℃
500700800
2.50.340.15
1.01.702.52
(1)某温度下反应①中H2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示,

则平衡状态由A变到B时,平衡常数_______(填“>“<”或“=”)。
(2)要使反应②在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动,且正反应速率增大,可采取的措施有_______
A.适当升高温度  B.适当降低温度  C.增大的浓度  D.选择高效催化剂  E.增大压强
(3)根据反应①②③可推导出之间关系,则_______(用表示)。
(4)500℃时,反应③某时刻的浓度分别为,则此时v(正)_______v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
(5)可作为电池燃料,再将电池应用于氯碱工业,原理如图,均为石墨电极。

①a极为_______极,c极为_______极。(填“正”或“负”或“阴”或“阳”)
②甲装置中a电极的反应式为_______,乙装置中电解饱和溶液的化学方程式为_______
③结合电极反应式解释d极区产生浓溶液的原因_______
2022-05-05更新 | 142次组卷
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【推荐3】甲醇作为燃料,在化石能源和可再生能源时期均有广泛的应用前景。
I.甲醇可以替代汽油和柴油作为内燃机燃料。
(1)汽油的主要成分之一是辛烷[C8H18(l)]。已知:25℃、101 kPa时,1 mol C8H18(l)完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水,放出5518 kJ热量。该反应的热化学方程式为___________
(2)已知:25℃、101 kPa时,CH3OH(l) + 3/2 O2(g) = CO2 (g) + 2H2O(l)   Δ H=-726.5 kJ/mol,相同质量的甲醇和辛烷分别完全燃烧时,放出热量较多的是___________
(3)某研究者分别以甲醇和汽油做燃料,实验测得在发动机高负荷工作情况下,汽车尾气中CO的百分含量与汽车的加速性能的关系如下图所示。根据下图信息分析,与汽油相比,甲醇作为燃料的优点是___________

II.甲醇的合成
(4)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇,反应的能量变化如下图所示。

①补全上图:图中A处应填入___________
②该反应需要加入铜-锌基催化剂。加入催化剂后,该反应的ΔH___________。(填“变大”“变小”或“不变”)
(5)为了合成甲醇反应:CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g)   ΔH =-91kJ/mol
已知:i.CO(g)+1/2 O2(g) = CO2(g)   Δ H1=-283 kJ/mol
ii. ∙∙∙∙∙∙                                           ΔH2
iii.CH3OH(g) + 3/2 O2(g) = CO2 (g) + 2H2O(g)   ΔH3=-676 kJ/mol
还需要利用反应ii,请写出该反应的热化学反应方程式_______________________
(6)用稀硫酸作电解质溶液,电解CO2也可制取CH3OH,装置如下图所示,电极b为电解池的___________极(填“阴”或“阳”),生成的电极反应式是___________
2023-11-05更新 | 78次组卷
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