回答下列小题
(1)以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示。
相关反应的热化学方程式为:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
①总反应的热化学方程式为:________ 。
②在该过程中和________ 对总反应起到催化剂作用;使用了催化剂,总反应的________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)和都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示:
①阴极上的反应式:________ 。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为,则消耗的和体积比为________ 。
(3)法可用于水体中有机污染物降解,其反应机理如图所示。
阴极发生两个不同的电极反应,其中之一产物为X。X微粒的化学式为________ ;
阴极附近参与反应的离子方程式为________ 。
(1)以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如图所示。
相关反应的热化学方程式为:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
①总反应的热化学方程式为:
②在该过程中和
(2)和都是比较稳定的分子,科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化,其原理如图所示:
①阴极上的反应式:
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为,则消耗的和体积比为
(3)法可用于水体中有机污染物降解,其反应机理如图所示。
阴极发生两个不同的电极反应,其中之一产物为X。X微粒的化学式为
阴极附近参与反应的离子方程式为
更新时间:2023-10-25 22:07:39
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【推荐1】盖斯定律是人们研究热化学的重要工具和方法。
(1)工业上常用乙烯水化法制取工业乙醇: 。
若已知乙烯和乙醇的燃烧热分别为、,能否求出上式中的a___________(填“能”或“不能”),若能,则a=___________若不能,说明原因:_________。_______________ 、________________
(2)煤加工的重要手段是煤的气化,如用煤合成水煤气的原理为。
已知:
①完全燃烧放出的热量为________ kJ。
②___________ 。
③将煤转化为水煤气时,下列有关说法正确的是________ (填序号)。
A.可以使煤燃烧放出更多的热量
B.可减少粉尘污染,且可使燃料燃烧更充分
C.将煤转化为水煤气,再使用水煤气作燃料,该过程中的能量变化违背了盖斯定律
D.将固态煤转化为气态水煤气,用管道运输,节约运输成本
(3)煤的液化原理是以煤气化得到的水煤气为原料合成甲醇等液体燃料,如合成甲醇的原理为。
已知反应中相关化学键的键能数据如下:
则断开1molCO气体中的键需提供的最低能量为__________ 。
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若已知乙烯和乙醇的燃烧热分别为、,能否求出上式中的a___________(填“能”或“不能”),若能,则a=___________若不能,说明原因:_________。
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已知:
①完全燃烧放出的热量为
②
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(3)煤的液化原理是以煤气化得到的水煤气为原料合成甲醇等液体燃料,如合成甲醇的原理为。
已知反应中相关化学键的键能数据如下:
化学键 | H-H | C-H | C-O | O-H |
436 | 413 | 343 | 465 |
则断开1molCO气体中的键需提供的最低能量为
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】I.一定条件下,利用CO2合成甲烷的反应如下:
①CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ∆H1=-156.9kJ•mol-1
研究表明该反应过程会有副反应:
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2=+41.1kJ•mol-1
(1)已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H3=-483.6kJ•mol-1,写出表示CO燃烧热的热化学方程式_______ 。
(2)①反应的平衡常数表达式为K=______ ,结合反应分析提高甲烷产率选择性的因素有:______ 。
Ⅱ.丙烷(C3H8)一定条件下可制取丙烯(C3H6),反应如下:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) ∆H=+124kJ•mol-1
(3)一定温度下,在刚性容器中充入C3H8,起始压强为10kPa,15min时反应恰好达到平衡,此时总压强为14kPa。用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即v=,则v(C3H8)=____ kPa•min-1,C3H8的平衡转化率为______ 。该反应的压强平衡常数Kp=_______ kPa。(分压=总压物质的量分数,计算结果小数点后保留2位)。
(4)总压分别为100kPa和10kPa时发生该反应,平衡体系中C3H8和C3H6的物质的量分数随温度变化关系如图所示。10kPa时C3H8和C3H6的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是______ 、______ 。
(5)高温下,丙烷生成丙烯的反应在初期阶段的速率方程为r=kc(C3H8),其中k为反应速率常数。对于处于初期阶段的该反应,下列说法正确的是______ (填字母)。
A. 增加丙烷浓度,r增大 B. 增加H2浓度,r增大
C. 降低反应温度,k减小 D. 丙烯的生成速率逐渐增大
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(4)总压分别为100kPa和10kPa时发生该反应,平衡体系中C3H8和C3H6的物质的量分数随温度变化关系如图所示。10kPa时C3H8和C3H6的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐3】含碳物质的转化,有利于“减碳”和可持续性发展,有重要的研究价值。
(1)以和为原料合成尿素是利用的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
总反应Ⅲ:
①反应Ⅰ的_______ kJ/mol。
②一定温度下,恒容的密闭容器中按化学计量数比投料进行反应Ⅲ,下列能说明反应Ⅲ达到化学平衡状态的是_______ 。
A.容器内气体总压强不再变化B.与的浓度相等
C.D.保持不变
(2)利用工业废气中的可以制取甲醇,,一定条件下往1L的密闭容器中充入和,在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ、反应Ⅱ与反应Ⅲ,相同时间内的转化率随温度变化如图所示:
①b点v(正)_______ v(逆)(填“>”、“<”、“=”)
②温度为时,该反应的平衡常数K=_______ 。
③若某温度下反应已达平衡,下列措施中有利于提高平衡转化率的是_______ 。
A.使用高效催化剂B.不断分离出产物C.提高原料气中的比例D.升温
(3)电解法转化可实现资源化利用,电解制CH4的原理如图所示。铜电极上发生的电极反应式是_______ 。
(1)以和为原料合成尿素是利用的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
总反应Ⅲ:
①反应Ⅰ的
②一定温度下,恒容的密闭容器中按化学计量数比投料进行反应Ⅲ,下列能说明反应Ⅲ达到化学平衡状态的是
A.容器内气体总压强不再变化B.与的浓度相等
C.D.保持不变
(2)利用工业废气中的可以制取甲醇,,一定条件下往1L的密闭容器中充入和,在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ、反应Ⅱ与反应Ⅲ,相同时间内的转化率随温度变化如图所示:
①b点v(正)
②温度为时,该反应的平衡常数K=
③若某温度下反应已达平衡,下列措施中有利于提高平衡转化率的是
A.使用高效催化剂B.不断分离出产物C.提高原料气中的比例D.升温
(3)电解法转化可实现资源化利用,电解制CH4的原理如图所示。铜电极上发生的电极反应式是
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】如图所示,某同学设计一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。
根据要求回答相关问题:
(1)通入氧气的电极为_______ (填“正极”或“负极”),负极的电极反应式为_______ 。
(2)铁电极为_______ (填“阳极”或“阴极”),石墨电极(C)的电极反应式为_______ 。
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将_______ (填“增大”“减小”或“不变”)
(4)若在标准状况下,有2.24L氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体的分子数为_______ (用为阿伏加德罗常数的值表示)。
(5)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。该工艺的相关物质运输与转化关系如图所示(其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过)。
分析图可知,氢氧化钠的质量分数为a%、b%、c%,由大到小的顺序为_______ 。
根据要求回答相关问题:
(1)通入氧气的电极为
(2)铁电极为
(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将
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分析图可知,氢氧化钠的质量分数为a%、b%、c%,由大到小的顺序为
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐2】某课外小组分别用如图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。
请回答:
Ⅰ.用图 1 所示装置进行第一组实验。
(1)在保证电极反应不变的情况下,不能替代 Cu 作电极的是______ (填字母序号)。
A.铝 B.石墨 C.银 D.铂
(2)M 极发生反应的电极反应式为____________________________________________________ 。
此装置中发生的总反应化学方程式___________________________________________ 。
Ⅱ.用图 2 所示装置进行第二组实验。实验过程中,观察到与第一组实验不同的现象:两极均有气体产生,Y极区溶液逐渐变成紫红色;停止实验,铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料得知,高铁酸根离子(FeO42-)在溶液中呈紫红色。
(3)电解过程中,X 极区溶液的 pH________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)电解过程中, 若在 X 极收集到672 mL 气体,在 Y 极收集到 168 mL 气体(均已折算为标准状况时气体体积),则 Y 电极(铁电极)质量减少________ g。
(5)在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为 2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2,该电池正极发生的反应的电极反应式为____________________________________________ 。
请回答:
Ⅰ.用图 1 所示装置进行第一组实验。
(1)在保证电极反应不变的情况下,不能替代 Cu 作电极的是
A.铝 B.石墨 C.银 D.铂
(2)M 极发生反应的电极反应式为
此装置中发生的总反应化学方程式
Ⅱ.用图 2 所示装置进行第二组实验。实验过程中,观察到与第一组实验不同的现象:两极均有气体产生,Y极区溶液逐渐变成紫红色;停止实验,铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料得知,高铁酸根离子(FeO42-)在溶液中呈紫红色。
(3)电解过程中,X 极区溶液的 pH
(4)电解过程中, 若在 X 极收集到672 mL 气体,在 Y 极收集到 168 mL 气体(均已折算为标准状况时气体体积),则 Y 电极(铁电极)质量减少
(5)在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为 2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2,该电池正极发生的反应的电极反应式为
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解答题-结构与性质
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】过渡元素镍(Ni)、钒(V)、钛(Ti)等在工业上具有广泛的用途,根据原子结构与周期表及元素的性质,向答下列问题:
(1)镍可形成多种配合物,其中[Ni(NH3)6]SO4所含元素电负性最大的为___ (填元素符号),配位体的电子式为___ ,阴离子的立体构型是___ 。
(2)基态23V原子的电子排布式为___ ,其氧化物V2O5难溶于水,可以由VOCl3(易溶于水)水解来制备,反应的化学方程式为___ 。
(3)钡钛矿晶体的晶胞结构如图所示,晶胞边长为acm。若该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则a=___ cm(列出计算式,用ρ表示)。
(4)钛可作为电池电极材料应用,在某种锂离子电池中,电池结构如图。写出钛电极上发生的电极反应式___ ,充电时,钛电极与电源___ 极相连。
(1)镍可形成多种配合物,其中[Ni(NH3)6]SO4所含元素电负性最大的为
(2)基态23V原子的电子排布式为
(3)钡钛矿晶体的晶胞结构如图所示,晶胞边长为acm。若该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则a=
(4)钛可作为电池电极材料应用,在某种锂离子电池中,电池结构如图。写出钛电极上发生的电极反应式
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
【推荐1】氧化亚铜(Cu2O)是一种用途广泛的光电材料,某工厂以硫化铜矿石(含CuFeS2、Cu2S等)为原料制取Cu2O的工艺流程如下:
常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表
(1)炉气中的有害气体成分是__________ ,Cu2S与O2反应时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________ 。
(2)若试剂X是H2O2溶液,写出相应反应的离子方程式:__________ 。并写出H2O2的电子式__________ ,Fe(铁)在元素周期表中的位置:__________ ;当试剂X是__________ 时,更有利于降低生产成本。
(3)加入试剂Y调pH时,pH的调控范围是__________ 。
(4)操作X包括__________ 、洗涤、烘干,其中烘干时要隔绝空气,其目的是__________ 。
(5)以铜与石墨作电极,电解浓的强碱性溶液可制得纳米级Cu2O,写出阳极上生成Cu2O的电极反应式:__________ 。
常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表
Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 | |
开始沉淀 | 7.5 | 2.7 | 4.8 |
完全沉淀 | 9.0 | 3.7 | 6.4 |
(1)炉气中的有害气体成分是
(2)若试剂X是H2O2溶液,写出相应反应的离子方程式:
(3)加入试剂Y调pH时,pH的调控范围是
(4)操作X包括
(5)以铜与石墨作电极,电解浓的强碱性溶液可制得纳米级Cu2O,写出阳极上生成Cu2O的电极反应式:
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐2】捕集的技术对解决全球温室效应意义重大。回答下列问题。
(1)国际空间站处理的一个重要方法是将还原,所涉及的反应方程式为:几种化学键的键能如表所示:
则______ 。
(2)将还原为,是实现资源化利用的有效途径之一。装置如图所示:
①的移动方向为______ (填“自左至右”或“自右至左”);d电极的电极反应式为____________ 。
②若电源为清洁燃料电池,当消耗0.1mol燃料时,离子交换膜中通过______ mol,该清洁燃料电池中的正极反应式为____________ 。
(3)CaO可在较高温度下捕集。热分解可制备CaO,加热升温过程中固体的质量变化如图。
则400~600℃时分解得到的气体产物是______ (填化学式),写出800∼1000℃范围内分解反应的化学方程式:__________________________________________ 。
(1)国际空间站处理的一个重要方法是将还原,所涉及的反应方程式为:几种化学键的键能如表所示:
化学键 | ||||
键能/kJ⋅mol | 413 | 436 | a | 745 |
(2)将还原为,是实现资源化利用的有效途径之一。装置如图所示:
①的移动方向为
②若电源为清洁燃料电池,当消耗0.1mol燃料时,离子交换膜中通过
(3)CaO可在较高温度下捕集。热分解可制备CaO,加热升温过程中固体的质量变化如图。
则400~600℃时分解得到的气体产物是
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用倍受关注。
Ⅰ.以CO2和NH3为原料合成尿素反应分两步完成,
第一步:2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) ∆H1=-159.5kJ/mol
第二步:NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ∆H2=+72kJ/mol
(1)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ∆H=_______ 。
(2)有利于提高CO2平衡转化率的措施是_______ (填序号)。
(3)合成尿素其能量变化如图甲所示:
反应速率较快的是_______ 反应(填“第一步”或“第二步”),理由是_______ 。
Ⅱ.以CO2和CH4催化重整制备合成气:
(4)在密闭容器中通入物质的量均为0.2mol的CH4和CO2,在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),CH4的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图乙所示。
①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,下列叙述能说明反应到达平衡状态的是_______ (填序号)。
A容器中混合气体的密度保持不变
B.容器内混合气体的压强保持不变
C.反应速率:2v正(CO2)=v正(H2)
D.同时断裂2molC-H键和1molH-H键
②由图乙可知,压强P1_______ P2(填“>”“<”或“=”,下同);Y点速率v正_______ v逆。
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp,则X点对应温度下的Kp=_______ (用含P2的代数式表示)。
Ⅲ.电化学法还原二氧化碳制乙烯
在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图丙所示:
(5)阴极电极反应式为_______ ,该装置中使用的是_______ (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
Ⅰ.以CO2和NH3为原料合成尿素反应分两步完成,
第一步:2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) ∆H1=-159.5kJ/mol
第二步:NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ∆H2=+72kJ/mol
(1)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ∆H=
(2)有利于提高CO2平衡转化率的措施是
A.高温低压 | B.低温高压 | C.高温高压 | D.低温低压 |
反应速率较快的是
Ⅱ.以CO2和CH4催化重整制备合成气:
(4)在密闭容器中通入物质的量均为0.2mol的CH4和CO2,在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),CH4的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图乙所示。
①若反应在恒温、恒容密闭容器中进行,下列叙述能说明反应到达平衡状态的是
A容器中混合气体的密度保持不变
B.容器内混合气体的压强保持不变
C.反应速率:2v正(CO2)=v正(H2)
D.同时断裂2molC-H键和1molH-H键
②由图乙可知,压强P1
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp,则X点对应温度下的Kp=
Ⅲ.电化学法还原二氧化碳制乙烯
在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图丙所示:
(5)阴极电极反应式为
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