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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:121 题号:20484950
回答下列问题:
(1)氢气是一种清洁能源,氢气的制取。与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知:
   
   
   
以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。(g)与(g)反应生成(g)和(g)的热化学方程式为___________
(2)用催化还原可以消除氮氧化物的污染。例如:
   
   
若用标准状况下4.48L 还原整个过程中转移的电子总数为___________(阿伏加德罗常数的值用表示),放出的热量为___________
(3)反应过程的能量变化如图所示。
   
已知1mol (g)氧化为1mol 。请回答下列问题:
①图中ΔH=___________
②将2mol 和1mol 充入体积不变的密闭容器中,在一定条件下达平衡时,为0.6mol,如果此时移走1mol 和0.5mol 在相同温度下再达平衡时的物质的量___________(填选项)。
A.0.3mol       B.0.6mol       C.小于0.3mol       D.大于0.3mol小于0.6mol

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐1】甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)   ΔH1<0   K1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)   ΔH2<0   K2
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)   ΔH3<0   K3
(1)则反应3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=___________ (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示),K=___________(用含K1、K2、K3的代数式表示)。
(2)反应②达平衡后采取下列措施,能提高CH3OCH3产率的有___________(填字母,下同)。
A.加入CH3OH   B.升高温度   C.增大压强   D.移出H2O   E.使用催化剂
(3)以下说法能说明反应3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的___________
A.H2和CO2的浓度之比为3∶1
B.单位时间内断裂3个H—H同时断裂1个C=O
C.恒温恒容条件下,气体的密度保持不变
D.恒温恒压条件下,气体的平均摩尔质量保持不变
E.绝热体系中,体系的温度保持不变
(4)200 ℃时,向恒容密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)发生反应:
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),测得CH3OH(g)的浓度随时间(t)的变化如下表:
t/min0102030405060
c(CH3OH)/(mol·L-1)1.000.650.500.360.270.200.20
①10~30 min内,用CH3OCH3(g)表示该反应的平均速率为___________
②反应达平衡时,容器内的压强为P0.该反应在200 ℃时的平衡常数Kp=___________(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
③200℃时,向该容器中投入三种成分的浓度如下:
物质CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)
c/(mol·L-1)0.540.680.68
该时刻,正、逆反应速率的大小关系为:v(CH3OH)___________v(CH3OH)(填“>”“<”或“=”)。
2024-03-28更新 | 59次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
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解题方法
【推荐2】甲醇是重要的含碳燃料。
(1)以CO和H为原料合成甲醇是工业上的成熟方法,直接以CO2为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用CO2人工合成淀粉时,第一步就需要将CO2转化为甲醇。已知:
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=-90.5kJ/mol
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.1kJ/mol
CO2与H2合成甲醇的热化学方程式为___________
(2)工业上可采用CH3OHCO+2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。我国研究人员采用量子力学方法,通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程,其中吸附在铝催化剂表面上的物种用*标注。下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图:

该历程中最大能垒(活化能)E=___________kJ/mol,该历程中,放热最多的步骤的化学方程式为___________
(3)用甲醇(CH3OH)燃料电池(装置甲)作为电源,以Ni、Fe作电极,电解浓KOH溶液制备K2FeO4(装置乙),示意图如下:

①装置甲中,b是___________(填“甲醇”或“氧气”),负极的电极反应式为___________
②装置乙中,Ni电极作___________极(填“阴”或“阳”),Fe电极上电极反应式为___________
2022-11-23更新 | 219次组卷
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【推荐3】“绿水青山就是金山银山”,研究并消除氮氧化物污染对建设美丽家乡,打造宜居环境有重要意义。
(1)已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH1=-114kJ∙mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5kJ∙mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH3=+181kJ∙mol-1
若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式___
(2)T℃时,存在如下平衡:2NO2(g)N2O4(g)。该反应正逆反应速率与NO2、N2O4的浓度关系为:v=kc2(NO2),v=kc(N2O4)(k、k是速率常数),且lgv~lgc(NO2)与lgv~lgc(N2O4)的关系如图所示。

①T℃时,该反应的平衡常数K=___
②T℃时,往刚性容器中充入一定量NO2,平衡后测得c(N2O4)为1.0mol/L,则平衡时NO2的物质的量分数为___(以分数表示)。平衡后v=__(用含a的表达式表示)。
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。向一恒压密闭容器中加入一定量(足量)的活性炭和NO,在t2时刻改变某一条件,其反应过程如图所示。

①则t2时刻改变的条件为__
②t1时刻的v__t2时刻的v(填“>”“<”或“=”)。
(4)在恒容密闭容器中发生反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) H<0。下列说法正确的是___
A.及时分离出生成的尿素,有利于NH3的转化率增大
B.反应达到平衡后,混合气体的密度不再发生改变
C.反应在任何温度下都能自发进行
D.当尿素的质量不变时,说明反应达到平衡
2021-02-23更新 | 895次组卷
共计 平均难度:一般