Ⅰ.对温室气体二氧化碳的处理是化学工作者实现“碳中和”重点研究的课题。一种新的循环利用方案是用Bosch反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
(1)①已知:
和
的生成焓为
和
。则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
___________
。(生成焓是一定条件下,由其对应最稳定单质生成1mol化合物时的反应热)
②若要此反应自发进行,___________ (填“高温”或“低温”)更有利。
③Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是___________ 。
(2)350℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中通入8mol
和4mol
发生Bosch反应,若反应起始和平衡时温度相同(均为350℃),测得反应过程中压强随时间的变化如表所示(其中P为大气压):
①350℃时Bosch反应的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
___________ 。(用含P的表达式表示)(
为用气体的分压表示的平衡常数,分压=气体的体积分数×体系总压)
②已知Bosch反应的速率方程:
,
。30min时,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c106d81d07d29a547be0a3065b45f1e7.png)
___________
(填“>”、“<”或“=”,下同);升高温度,
增大倍数___________
增大倍数。
Ⅱ.
和
是两种重要的温室气体,通过
和
反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
和
在催化剂表面发生反应:。
(3)T℃时,向1L密闭容器中投入1mol
和1mol
,5小时后测得反应体系达到平衡状态,此时
,计算该温度下
平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09b51ee6fe038c30ffb16019af67a9fe.png)
___________ ,该温度下达到平衡时
的平均生成速率为___________
。平衡时
的转化率为___________ 。
(4)T℃时,若再向容器中同时充入2.0mol
、6.0mol
、4.0mol CO和8.0mol
,则上述平衡向___________ (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(5)在不同温度下催化剂的催化效率与CO的生成速率如图所示。___________ (△代表CO的生成速率,■代表催化剂的催化效率)
(6)为了提高该反应中
的平衡转化率,可以采取的措施是(写一点即可)___________ 。
(7)以
为原料可以合成多种物质。以KOH水溶液作电解质进行电解,
在铜电极上可转化为甲烷,该电极的电极反应式为___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e110e6dbe0f23d167e22940e3ea99a33.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
(1)①已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c299424fab47049e993bd886d5cd7a36.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f6287dab91a4428da92c3ce8f5550973.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6184581b49f0f64095a89279fdb356ee.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/01d58b89c7d8baa6e5d87ecdde58cda7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
②若要此反应自发进行,
③Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是
(2)350℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中通入8mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
压强 | 6.00P | 5.60P | 5.30P | 5.15P | 5.06P | 5.00P | 5.00P |
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff3dcd5e9a094a60ff298af4b5d9ec14.png)
②已知Bosch反应的速率方程:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be10b2b10ac59a77f6c904e6f0a4446b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/42437b0541df27ed317b7bb7379a86c7.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f0168c0b10d9d09d7e7651c79b2cd16.png)
Ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
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(3)T℃时,向1L密闭容器中投入1mol
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8b2ba13502fe2dbdb280a67d0e7e8fdd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
(4)T℃时,若再向容器中同时充入2.0mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/98183b7becdd0efb6fe8f57cdcbce983.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
(5)在不同温度下催化剂的催化效率与CO的生成速率如图所示。
(6)为了提高该反应中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
(7)以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
更新时间:2023-11-15 12:58:31
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生产甲醇过程主要发生以下反应:
反应I.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3e29af0c95a0c3551fcd11a9ccd74816.png)
反应II.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/14c5335c18506f11fcd003b59814d9d7.png)
反应III.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/07dfbb58a308440a754706d7fc3e2f15.png)
(1)反应III中,
H=_____________
,该反应在_______ 条件下能自发进行。
A.在低温条件下自发进行 B.在高温条件下自发进行
C.在任何条件下都能自发进行 D.在任何条件下都不能自发进行
(2)反应III中,
的平衡转化率与温度的关系如图所示:
两点压强大小关系是pA_____________ pB(填“
、
、
”)。
②
三点平衡常数
的大小关系为_____________ 。
时,由D点到A点过程中正、逆反应速率之间的关系:v正_____________ v逆。(填“
”、“
”或“
”)。
(3)完成下列问题。
①向某恒温恒压密闭容器中充入
和
,下列能说明反应III达到平衡的是_______ 。
A.
B.两种反应物转化率的比值不再改变
C.容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.容器内混合气体的密度不再改变
②在
恒容密闭容器中充入
和
,在
和
条件下经
达到平衡状态。在该条件下,v(H2)=_______
。
(4)已知:
的选择性
,不考虑催化剂活性温度,为同时提高
的平衡转化率和甲醇的选择性,应选择的反应条件是_______ ,说明其原因_____________________ 。
A.低温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.高温低压
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
反应I.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3e29af0c95a0c3551fcd11a9ccd74816.png)
反应II.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/14c5335c18506f11fcd003b59814d9d7.png)
反应III.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/07dfbb58a308440a754706d7fc3e2f15.png)
(1)反应III中,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff35e4e3cdc188643c46265591575c6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
A.在低温条件下自发进行 B.在高温条件下自发进行
C.在任何条件下都能自发进行 D.在任何条件下都不能自发进行
(2)反应III中,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7af7cfb18e6fa69e79d30e12ecebb7bb.png)
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②
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(3)完成下列问题。
①向某恒温恒压密闭容器中充入
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/95d963e43d9eb3711cb269a8cc445bd9.png)
A.
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B.两种反应物转化率的比值不再改变
C.容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.容器内混合气体的密度不再改变
②在
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(4)已知:
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0ebd25c08472d8c9dbb4f07329226fae.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
A.低温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.高温低压
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【推荐2】我国力争于2060年前实现碳中和。因此,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点,研发二氧化碳的利用技术,对于改善环境,实现绿色发展至关重要。
(1)CO2和C2H6反应制备C2H4涉及的主要反应如下:
Ⅰ.C2H6(g)
C2H4(g)+H2(g) △H1=+136kJ•mol-1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H2
相关的几种化学键键能如表所示:
则反应C2H6(g)+CO2(g)
C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)的△H3=______ kJ•mol-1。
(2)T℃时在2L密闭容器中通入2molC2H6和2molCO2混合气体,发生反应C2H6(g)+CO2(g)
C2H4(g)+H2O(g)+CO(g),初始压强为mPa,反应进行到100min时达到平衡,平衡时
的体积分数为20%。0到100min内C2H6的平均反应速率为______ Pa/min,则该温度下的平衡常数Kp=______ (分压=总压×物质的量分数)。
(3)乙烷热裂解制乙烯的主反应C2H6(g)
C2H4(g)+H2(g),还存在副反应C2H6(g)
3H2(g)+2C(s)。向乙烷热裂解制乙烯体系中加入10g的催化剂,在不同温度下,催化剂固体质量变化对催化效率的影响如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/10/2891562131431424/2892746008182784/STEM/c635f4a3-d16d-4fb5-9046-f446b6d6a081.png?resizew=367)
①对于主反应,图中M和N两点的化学平衡常数大小:KM______ KN(填“>”、“<”或“=”)。
②当反应温度高于700℃时催化剂固体质量增加的原因是______ 。
③当反应温度高于700℃后向体系中通入过量的CO2,可以提高催化效率的原因是______ 。
(1)CO2和C2H6反应制备C2H4涉及的主要反应如下:
Ⅰ.C2H6(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
相关的几种化学键键能如表所示:
化学键 | C=O | H—H | C≡O | H—O |
键能/(kJ•mol-1) | 803 | 436 | 1072 | 464.5 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
(2)T℃时在2L密闭容器中通入2molC2H6和2molCO2混合气体,发生反应C2H6(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a04799c004338bfa74009abe24ff14aa.png)
(3)乙烷热裂解制乙烯的主反应C2H6(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/10/2891562131431424/2892746008182784/STEM/c635f4a3-d16d-4fb5-9046-f446b6d6a081.png?resizew=367)
①对于主反应,图中M和N两点的化学平衡常数大小:KM
②当反应温度高于700℃时催化剂固体质量增加的原因是
③当反应温度高于700℃后向体系中通入过量的CO2,可以提高催化效率的原因是
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【推荐3】C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题,科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。
(1)CO2的重整用CO2和H2为原料可得到CH4燃料。
已知:①CH4 (g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H1=+247kJ/mol
②CH4 (g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H2=+205kJ/mol
则CO2重整的热化学方程式为______ 。
(2)“亚硫酸盐法”吸收烟中的SO2,将烟气通入1.0mol/L 的Na2SO3溶液,若此过程中溶液体积不变,则溶液的pH不断______ (填“减小”、“不变”或“增大)。当溶液pH约为6时,吸收SO2的能力显著下降,应更换吸收剂,此时溶液中c(SO32-)=0.2mol/L,则溶液中c(HSO3-)=______ ;
(3)催化还原法去除NO.一定条件下,用NH3消除NO污染,其反应原理:4NH3+6NO
5N2+6H2O.不同温度条件下,n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4:1、3:1、1:3时,得到NO脱除率曲线如图1所示。
①随温度升高NO脱除率下降的原因是______ ;
②曲线a中,NO的起始浓度为6×10-4mg•m-3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为______ mg•m-3•s-1;
③曲线b对应NH3与NO的物质的量之比是______ 。
(4)间接电化学法除NO.其原理如图2所示:写出阴极的电极反应式(阴极室溶液呈酸性)______ ;
吸收池中除去NO的离子方程式为______ 。
(1)CO2的重整用CO2和H2为原料可得到CH4燃料。
已知:①CH4 (g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H1=+247kJ/mol
②CH4 (g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H2=+205kJ/mol
则CO2重整的热化学方程式为
(2)“亚硫酸盐法”吸收烟中的SO2,将烟气通入1.0mol/L 的Na2SO3溶液,若此过程中溶液体积不变,则溶液的pH不断
(3)催化还原法去除NO.一定条件下,用NH3消除NO污染,其反应原理:4NH3+6NO
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cfc952652c3a10acfefe80e1d4e3cd95.png)
①随温度升高NO脱除率下降的原因是
②曲线a中,NO的起始浓度为6×10-4mg•m-3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为
③曲线b对应NH3与NO的物质的量之比是
(4)间接电化学法除NO.其原理如图2所示:写出阴极的电极反应式(阴极室溶液呈酸性)
吸收池中除去NO的离子方程式为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/12/548cc6f7-228f-4771-8264-b163717bfe56.png?resizew=491)
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【推荐1】NO、NO2是常见的氧化物。用H2或CO催化还原NO可达到消除污染的目的。
已知:2NO(g)=N2(g)+O2(g) △H= -180.5 kJ⋅mol−1,2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H=+571.6 kJ⋅mol−1。
(1)则用H2催化还原NO消除污染的热化学方程式是_______________ 。
(2)苯乙烷(C8H10)可生产塑料单体苯乙烯(C8H8),其反应原理是:C8H10 (g)
C8H8(g)+H2(g) △H=+120 kJ⋅mol−1,某温度下,将0.40mol苯乙烷,充入2L真空密闭容器中发生反应,测定不同时间该容器内气体物质的量,得到数据如表:
①当反应进行到20min时,该段时间内H2的平均反应速率是__________ 。
②该温度下,该反应的化学平衡常数是__________ 。
③若保持其他条件不变,用0.4molH2(g)和0.4molC8H8(g)合成C8H10(g),当有12kJ热量放出时,该反应中H2的转化率是______ .此时,该合成反应是否达到了平衡状态?______ (填“是”或“否”)。
已知:2NO(g)=N2(g)+O2(g) △H= -180.5 kJ⋅mol−1,2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H=+571.6 kJ⋅mol−1。
(1)则用H2催化还原NO消除污染的热化学方程式是
(2)苯乙烷(C8H10)可生产塑料单体苯乙烯(C8H8),其反应原理是:C8H10 (g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/2/27/2408068132839424/2408627308265472/STEM/9d8b8eaa7f0645d6b1269c4c69e429b6.png?resizew=34)
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
n(C8H10)/mol | 0.40 | 0.30 | 0.24 | n2 | n3 |
n(C8H8)/mol | 0.00 | 0.10 | n1 | 0.20 | 0.20 |
①当反应进行到20min时,该段时间内H2的平均反应速率是
②该温度下,该反应的化学平衡常数是
③若保持其他条件不变,用0.4molH2(g)和0.4molC8H8(g)合成C8H10(g),当有12kJ热量放出时,该反应中H2的转化率是
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【推荐2】乙烯的产量是衡量一个国家石油化工水平的重要标志,研究制备乙烯的原理具有重要的意义,科学家研究出各种制备乙烯的方法。
Ⅰ.由乙烷直接脱氢或氧化脱氢制备,原理如下:
直接脱氢:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9d9be8d7c0d1db4201a14a26327354e.png)
氧化脱氢:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b5bad3b5aeceef065f8b6abc10ae455.png)
(1)已知键能
,
,则断开1mol碳碳双键与形成1mol碳碳单键所需能量之差的绝对值为___________ kJ,从热力学角度比较直接脱氢和氧化脱氢,氧化脱氢法的优点为___________ 。
(2)一定温度下,在恒压密闭容器中充入一定量的
和
,初始压强为15kPa,
和
的投料比
,发生上述两个反应。15min时,
,
,则用
的分压变化表示直接脱氢反应的平均速率为___________
(分压=总压×物质的量分数,保留两位小数);升高反应温度,
的平衡转化率先减小后增大,其中平衡转化率先减小的原因是___________ 。
Ⅱ.利用乙炔和氢气催化加成制备乙烯,发生如下反应:
ⅰ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/989db1dc4ef192dc85623f71f3fb7aea.png)
ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a3bc3a9dd7f4ebfeb9cba04b66533e62.png)
保持压强为20kPa条件下,按起始投料
,匀速通入装有催化剂的反应器中发生反应ⅰ和ⅱ,测得不同温度下
和
的转化率如图实线所示(图中虚线表示相同条件下平衡转化率随温度的变化)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/29/c10e8b50-8ea1-42da-bf29-fbdca6ca5163.png?resizew=180)
(3)表示
转化率的曲线是___________ (填“m”或“n”)。
(4)随着温度的升高,m和n两条曲线都是先升高后降低,其原因是___________ 。
(5)催化加氢常用金属镍作催化剂,镍的一种氧化物晶胞结构如图所示,A点的分数坐标为
,B点的分数坐标为
。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/29/3125bacc-87e9-4014-956b-2c6a0b248499.png?resizew=214)
①C点的分数坐标为___________ 。
②该氧化物的化学式为___________ ;与Ni原子相邻且距离最近的Ni原子数目为___________ 。
Ⅰ.由乙烷直接脱氢或氧化脱氢制备,原理如下:
直接脱氢:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/da9a3c6f2191f0f81bbc49d9ffa70083.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9d9be8d7c0d1db4201a14a26327354e.png)
氧化脱氢:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8d7bb65e9a29446dc4be298d9a3e6527.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b5bad3b5aeceef065f8b6abc10ae455.png)
(1)已知键能
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2104fde103943c228fa2c7886a2f6ad8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0ae7b7f02cc4ff92e8242b120b04fb42.png)
(2)一定温度下,在恒压密闭容器中充入一定量的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5805b8c82259f32c7f04717168181791.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5805b8c82259f32c7f04717168181791.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/beeeb773920ee8dc96e2052cd9650925.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/90e1390bda469522e17be1b42588eddf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2ed64725af3f558b2dae8c76dc55a7ad.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f9cfacb7968a59c98cb947e29187fb46.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5805b8c82259f32c7f04717168181791.png)
Ⅱ.利用乙炔和氢气催化加成制备乙烯,发生如下反应:
ⅰ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fa15608450978bbe477af92cc886454f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/989db1dc4ef192dc85623f71f3fb7aea.png)
ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bf152f22a41bdf999166c00d87671324.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a3bc3a9dd7f4ebfeb9cba04b66533e62.png)
保持压强为20kPa条件下,按起始投料
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a2f0bab9760ddc3ff7457d6ae6db9063.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b56962c974f58f30dc82d37e9873e00.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/29/c10e8b50-8ea1-42da-bf29-fbdca6ca5163.png?resizew=180)
(3)表示
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
(4)随着温度的升高,m和n两条曲线都是先升高后降低,其原因是
(5)催化加氢常用金属镍作催化剂,镍的一种氧化物晶胞结构如图所示,A点的分数坐标为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8ea14739183ccf1ece92ef6d86d5ddbf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4429407a6a4e9221032869789d95edf.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/29/3125bacc-87e9-4014-956b-2c6a0b248499.png?resizew=214)
①C点的分数坐标为
②该氧化物的化学式为
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【推荐3】氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理对于消除环境污染有重要意义。回答下列问题:
(1)已知:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fde74dd5de689873bded2581f92c197f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9ce6f15beb26ae971e7a6be1c11b1ae8.png)
则反应
的ΔH=________ kJ/mol。
(2)在容积为0.4L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应
,100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/20/36c57b4b-c766-409b-867c-c10be7148b8a.png?resizew=236)
①在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为________ ;反应的平衡常数K的值为________ 。
②在容积为0.4L的容器中,通入一定量的N2O4,反应达平衡后,再向容器中充入0.4molN2O4。平衡向________ (填“正反应”或“逆反应”)方向移动,再次达到平衡时,N2O4的转化率与原平衡相比________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)利用现代手持技术传感器可以探究压强对
化学平衡移动的影响。在恒定温度和标准压强(100kPa)条件下,往针筒中充入一定体积的NO2气体后密封并保持活塞位置不变。分别在t1、t2时刻迅速移动活塞后并保持活塞位置不变(不考虑温度的变化)。测定针筒内气体压强变化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/20/e0116b29-0975-48a8-9862-1c2b8823b851.png?resizew=372)
①B、E两点对应的正反应速率大小为vB________ vE(请填“>”“<”或“=”)。
②E、F、G、H四点时对应气体的平均相对分子质量最大的点为________ 。
(4)反应物NO2可由
生成,对该反应科学家提出如下反应历程:
第一步
快速平衡
第二步
慢反应
下列说法正确的是________ (填标号)。
A.若第一步放热,温度升高,总反应速率可能减小
B.N2O2为该反应的催化剂
C.第二步反应的活化能比第一步反应的活化能大
D.第二步中N2O2与O2的碰撞100%有效
(1)已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fde74dd5de689873bded2581f92c197f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9ce6f15beb26ae971e7a6be1c11b1ae8.png)
则反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5a7da17b648992c8486383003815323e.png)
(2)在容积为0.4L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/91a11eae2208bf37dd09995daeec5a34.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/20/36c57b4b-c766-409b-867c-c10be7148b8a.png?resizew=236)
①在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为
②在容积为0.4L的容器中,通入一定量的N2O4,反应达平衡后,再向容器中充入0.4molN2O4。平衡向
(3)利用现代手持技术传感器可以探究压强对
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3b5c083f4938f9fa4862c50398b08e75.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/20/e0116b29-0975-48a8-9862-1c2b8823b851.png?resizew=372)
①B、E两点对应的正反应速率大小为vB
②E、F、G、H四点时对应气体的平均相对分子质量最大的点为
(4)反应物NO2可由
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/028b12cd2612c69340dea93bf231212d.png)
第一步
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4248f631a8856119b6bab41d1c120d52.png)
第二步
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3a3801bc014e5500520c8590cdb9991c.png)
下列说法正确的是
A.若第一步放热,温度升高,总反应速率可能减小
B.N2O2为该反应的催化剂
C.第二步反应的活化能比第一步反应的活化能大
D.第二步中N2O2与O2的碰撞100%有效
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【推荐1】研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
(1)以CO2为原料合成低碳烯烃。现以合成乙烯(C2H4)为例,该过程分两步进行:
第一步:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H =+41.3kJ·mol-1
第二步:2CO(g)+4H2(g)
C2H4(g)+2H2O(g) △H =+210.5kJ·mol-1
①CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为___________ 。
②一定条件下的密闭容器中,上述反应达到平衡后,要加快反应速率并提高CO2的转化率,可以采取的措施是___________ (填标号)。
A﹒减小压强 B﹒增大H2浓度 C﹒加入适当催化剂 D﹒分离出水蒸气
(2)另外工业上还可用CO2和H2在230℃ 催化剂条件下生成甲醇。现在10L恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),在不同条件下测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/10/2611041928609792/2613892139712512/STEM/2ef8e56a-7062-4c09-bdf2-61feda8b83ab.png?resizew=281)
①能判断该反应达到化学平衡状态的是___________ (填标号)。
A﹒c(H2):c(CH3OH)=3:1 B﹒容器内氢气的体积分数不再改变
C﹒容器内气体的密度不再改变 D﹒容器内压强不再改变
②上述反应的△H______ 0(填“>”或“<”),图中压强P1_______ P2(填“>”或“<”)。
③经测定知Q点时容器的压强是反应前压强的9/10,据此计算Q点H2的转化率为___________ 。
④图中M、N、Q三点平衡常数关系为:M________ N_________ Q(填“>”、“=”、“<”) 计算N点时,该反应的平衡常数K=________ (计算结果保留两位小数)。
(1)以CO2为原料合成低碳烯烃。现以合成乙烯(C2H4)为例,该过程分两步进行:
第一步:CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
第二步:2CO(g)+4H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
①CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为
②一定条件下的密闭容器中,上述反应达到平衡后,要加快反应速率并提高CO2的转化率,可以采取的措施是
A﹒减小压强 B﹒增大H2浓度 C﹒加入适当催化剂 D﹒分离出水蒸气
(2)另外工业上还可用CO2和H2在230℃ 催化剂条件下生成甲醇。现在10L恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/10/2611041928609792/2613892139712512/STEM/2ef8e56a-7062-4c09-bdf2-61feda8b83ab.png?resizew=281)
①能判断该反应达到化学平衡状态的是
A﹒c(H2):c(CH3OH)=3:1 B﹒容器内氢气的体积分数不再改变
C﹒容器内气体的密度不再改变 D﹒容器内压强不再改变
②上述反应的△H
③经测定知Q点时容器的压强是反应前压强的9/10,据此计算Q点H2的转化率为
④图中M、N、Q三点平衡常数关系为:M
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解答题-原理综合题
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较难
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【推荐2】研究CO2、CO的资源化利用能有效减少CO2、CO排放,对促进低碳社会的构建其有重要意义。CO2、CO可用于合成甲烷、二甲醚(CH3-O-CH3)及利用二甲醚制高纯氢。
(1)利用CO和H2制备CH4是一个研究热点。向反应容器中投入一定量的CO和H2,发生发应如下:
i.CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g) △H1
ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2
iii.C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H3
iv.CH4(g)=C(s)+2H2(g)△H4
①iv为积碳反应,则△H4=___________ (用 △H1、△H2、△H3表示)
②向1L刚性密闭容器中充入0.1molCH4,在一定温度下发生反应iv。欲提高CH4平衡转化率,可以采取措施为___________ ,设体系起始压强为m kPa,平衡压强为n kPa,用m、n表示出CH4转化率和平衡时气体分压平衡常数:α(CH4)=___________ ;Kp=___________ kPa
(2)CO2催化加氢合成二甲醚也是一种CO2利用方法,其过程中主要发生下列反应:
反应I:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H1=+41.2 kJ/mol
反应II:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H2=-122.5 kJ/mol
向一容积可变的容器中充入起始量一定的CO2和H2发生反应I和反应II。CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如下图。其中CO2的平衡转化率随温度先下降,后升高的原因是___________ 。220℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3的选择性的措施有___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/14/2872452333453312/2920728105287680/STEM/9d5ec634a06140198159df49fea469e8.png?resizew=403)
CH3OCH3的选择性=
(1)利用CO和H2制备CH4是一个研究热点。向反应容器中投入一定量的CO和H2,发生发应如下:
i.CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g) △H1
ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2
iii.C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H3
iv.CH4(g)=C(s)+2H2(g)△H4
①iv为积碳反应,则△H4=
②向1L刚性密闭容器中充入0.1molCH4,在一定温度下发生反应iv。欲提高CH4平衡转化率,可以采取措施为
(2)CO2催化加氢合成二甲醚也是一种CO2利用方法,其过程中主要发生下列反应:
反应I:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H1=+41.2 kJ/mol
反应II:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H2=-122.5 kJ/mol
向一容积可变的容器中充入起始量一定的CO2和H2发生反应I和反应II。CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如下图。其中CO2的平衡转化率随温度先下降,后升高的原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/14/2872452333453312/2920728105287680/STEM/9d5ec634a06140198159df49fea469e8.png?resizew=403)
CH3OCH3的选择性=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d75ac6c77cd7d8721ddb993d70375812.png)
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【推荐3】汽车尾气中含有CO和NOx,减轻其对大气的污染成为科研工作的热点问题。回答下列问题:
(1)已知下列热化学方程式:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1,CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g) +H2O(g) ΔH2=-49.0kJ·mol-1,CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.1kJ·mol-1。
则ΔH1=_________ kJ·mol-1。
(2)用活化后的V2O5作催化剂,氨气可将NO还原成N2。
①V2O5能改变反应速率是通过改变________ 实现的。
②在1L的刚性密闭容器中分别充入6 mol NO、6 mol NH3和适量O2,控制不同温度,均反应tmin,测得容器中部分含氮气体浓度随温度的变化如图所示。NO浓度始终增大的原因可能是______ 。700K时,0~tmin内,体系中氨气的平均反应速率为______ (用含t的式子表示)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/7/1/2496689564884992/2497469888888832/STEM/c9a9f46e569e4b99951990ee6c2c1f41.png?resizew=179)
(3)科学家研究出了一种高效催化剂,可以将CO和NO2两者转化为无污染气体,反应的热化学方程式为:2NO2(g)+4CO(g)⇌4CO2(g) +N2(g) ΔH<0。某温度下,向10L恒容密闭容器中充入0.1 mol NO2和0.2 mol CO,发生上述反应,随着反应的进行,容器内的压强变化如下表所示:
在此温度下,反应的平衡常数Kp =________ kPa-1(Kp为以分压表示的平衡常数);若保持温度不变,再将CO、CO2气体浓度分别增加一倍,则平衡________ (填“右移” “左移”或“不移动”)。
(1)已知下列热化学方程式:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1,CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g) +H2O(g) ΔH2=-49.0kJ·mol-1,CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.1kJ·mol-1。
则ΔH1=
(2)用活化后的V2O5作催化剂,氨气可将NO还原成N2。
①V2O5能改变反应速率是通过改变
②在1L的刚性密闭容器中分别充入6 mol NO、6 mol NH3和适量O2,控制不同温度,均反应tmin,测得容器中部分含氮气体浓度随温度的变化如图所示。NO浓度始终增大的原因可能是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/7/1/2496689564884992/2497469888888832/STEM/c9a9f46e569e4b99951990ee6c2c1f41.png?resizew=179)
(3)科学家研究出了一种高效催化剂,可以将CO和NO2两者转化为无污染气体,反应的热化学方程式为:2NO2(g)+4CO(g)⇌4CO2(g) +N2(g) ΔH<0。某温度下,向10L恒容密闭容器中充入0.1 mol NO2和0.2 mol CO,发生上述反应,随着反应的进行,容器内的压强变化如下表所示:
时间/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 |
压强/kPa | 75 | 73.4 | 71.96 | 70.7 | 69.7 | 68.75 | 68.75 |
在此温度下,反应的平衡常数Kp =
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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解题方法
【推荐1】氢气在工业合成中广泛应用。
(1)通过下列反应可以制备甲醇:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH=-90.8kJ/mol,
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.3kJ/mol
请写出由CO2和H2制取甲醇的热化学方程式______________ 。
(2)已知合成氨的反应为:N2+3H2
2NH3 △H<0。某温度度下,若将1molN2和2.8molH2分别投入到初始体积为2L的恒温恒容、恒温恒压和恒容绝热的三个密闭容器中,测得反应过程中三个容器(用a、b、c表示)内N2的转化率随时间的变化如图所示,请回答下列问题:
①图中代表反应在恒容绝热容器中进行的曲线是________ (用a、b、c表示)。
②曲线a条件下该反应的平衡常数K=_____________ 。
③b容器中M点,v(正)________ v(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)利用氨气可以设计成高能环保燃料电池,用该电池电解含有NO2-的碱性工业废水,在阴极产生N2。阴极电极反应式为________ ;标准状况下,当阴极收集到11.2LN2时,理论上消耗NH3的体积为_____________ 。
(4)常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在NH4HCO3溶液中c(NH4+)____ c(HCO3-) (填“>”、“<”或“=”);反应NH4++HCO3-+H2O
NH3•H2O+H2CO3的平衡常数K=_______ 。
(已知常温下NH3•H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5,H2CO3的电离平衡常数K1=4×10-7, K2=4×10-11)
(1)通过下列反应可以制备甲醇:
CO(g)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
请写出由CO2和H2制取甲醇的热化学方程式
(2)已知合成氨的反应为:N2+3H2
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
①图中代表反应在恒容绝热容器中进行的曲线是
②曲线a条件下该反应的平衡常数K=
③b容器中M点,v(正)
(3)利用氨气可以设计成高能环保燃料电池,用该电池电解含有NO2-的碱性工业废水,在阴极产生N2。阴极电极反应式为
(4)常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在NH4HCO3溶液中c(NH4+)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/4/23/1671864681054208/1671980012347392/STEM/43b5d406b29448399e8299ca780ea9cc.png?resizew=29)
(已知常温下NH3•H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5,H2CO3的电离平衡常数K1=4×10-7, K2=4×10-11)
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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解题方法
【推荐2】Ⅰ.烟气脱硝是指通过一系列化学反应将烟气中的
、
等氮的氧化物转化为无污染的含氮物质的过程。
(1)已知
为角形分子。下列关于
、
说法正确的是___________。
(2)比较
与
的电负性大小,并说明理由___________ 。
Ⅱ.臭氧—氨水法是一种高效的工业脱硝技术,主要流程图如下所示:
;![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2302a9df572d28c2c499275484987264.png)
(3)静电除尘的原理是含尘气体经高压静电场使尘粒带电荷后,尘粒向带相反电荷的电极定向移动,从而达到除尘目的。静电除尘类似于胶体的___________ 。
(4)X溶液中含有一种铵盐,它由氨水与
反应生成,写出反应的离子方程式___________ 。
(5)
摩尔比对
脱除率以及
转化率的影响如下图所示。分析最佳摩尔比并说明理由___________ 。
,已知该电池反应为:
。___________ (选填“流出”或“流入”)电子。B电极的电极反应式___________ 。
Ⅳ.利用催化剂
对
催化转化的反应过程与能量变化如下图所示。
(8)写出总反应的热化学方程式___________ 。并判断在上述实验条件时该反应是否会自发地进行___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9110e80d125190c4b5bed606e1fc2220.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d6149377ee90af173136c0119993ccb.png)
(1)已知
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d6149377ee90af173136c0119993ccb.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d6149377ee90af173136c0119993ccb.png)
A.均属于酸性氧化物 | B.均属于离子化合物 |
C.均属于极性分子 | D.均属于电解质 |
(2)比较
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cad135b14c9dcd83eab6618d7694c7b0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/186354626d5a1d13b88dfb4df916947b.png)
Ⅱ.臭氧—氨水法是一种高效的工业脱硝技术,主要流程图如下所示:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e66cd902a127cc9a5811baeba2dd90ac.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2302a9df572d28c2c499275484987264.png)
(3)静电除尘的原理是含尘气体经高压静电场使尘粒带电荷后,尘粒向带相反电荷的电极定向移动,从而达到除尘目的。静电除尘类似于胶体的
(4)X溶液中含有一种铵盐,它由氨水与
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(5)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3ccee98a5e3fd286012fbe8d929dfb56.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d6149377ee90af173136c0119993ccb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2d6149377ee90af173136c0119993ccb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/201e838f0714c9030495ce728fb2f877.png)
Ⅳ.利用催化剂
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c6d412fa4abf0e672869074b1efada96.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9110e80d125190c4b5bed606e1fc2220.png)
A.高温下有利于![]() | B.由a释放![]() |
C.a到b、d到e,都会形成非极性键 | D.过渡态2比过渡态1稳定 |
(8)写出总反应的热化学方程式
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解答题-无机推断题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】已知X、Y、Z、W为四种短周期元素,其原子序数依次增大,且由这些元素所组成的单质在常温下均呈气态。X、Y、W处于不同周期,且在一定条件下其单质能发生反应:X2+Y2→甲,X2+W2→乙,甲、乙可化合生成离子化合物丙。试回答下列问题:
(1)W元素在周期表中的位置是_________ ;甲的空间构型为___________ 。
(2)丙的水溶液呈酸性,用离子方程式表示其原因____________________________ 。
(3)X、Z可组成四原子化合物丁,丁是一种二元弱酸,写出丁在水中的电离方程式_________________ ;X、Y组成的液态化合物Y2X416克与足量丁反应生成Y2和液态水,放出Q kJ的热量,请写出该反应的热化学方程式___________
Y2X4还可以和Z2构成清洁高效的燃料电池,若电解质溶液为NaOH溶液,则负极的电极反应式为____________________ 。
(1)W元素在周期表中的位置是
(2)丙的水溶液呈酸性,用离子方程式表示其原因
(3)X、Z可组成四原子化合物丁,丁是一种二元弱酸,写出丁在水中的电离方程式
Y2X4还可以和Z2构成清洁高效的燃料电池,若电解质溶液为NaOH溶液,则负极的电极反应式为
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