二氧化硫的治理已成为当前研究的课题。请回答下列问题:
(1)硫与硫的氧化物在转化过程中的能量变化如图所示。
①图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中属于放热反应的是___________ 。
(2)工业用和反应合成反应的反应热、活化能()为: ,三氧化硫的分解反应的活化能___________ kJ/mol。
(3)查阅资料可知,25℃,部分弱酸的电离平衡常数如表:
①0.1mol/L溶液的pH___________ (填“大于”“小于”或“等于”)0.1mol/L溶液的pH。
②向溶液通入少量发生反应的离子方程式为___________ 。
(4)会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法减少的排放。
方法1:电化学法处理
利用过氧化氢吸收可消除污染,设计装置如图所示。
①石墨1电极处发生的电极反应式为___________ 。
方法2:用氨水除去
②已知25℃,的。若氨水的浓度为2.0mo/L,溶液中的=___________ mol/L。将通入该氨水中,当降至时,结合(2)表中数据,计算溶液中的___________ 。
(1)硫与硫的氧化物在转化过程中的能量变化如图所示。
①图中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中属于放热反应的是
(2)工业用和反应合成反应的反应热、活化能()为: ,三氧化硫的分解反应的活化能
(3)查阅资料可知,25℃,部分弱酸的电离平衡常数如表:
弱酸 | ||
电离平衡常数(25℃) | , | , |
②向溶液通入少量发生反应的离子方程式为
(4)会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法减少的排放。
方法1:电化学法处理
利用过氧化氢吸收可消除污染,设计装置如图所示。
①石墨1电极处发生的电极反应式为
方法2:用氨水除去
②已知25℃,的。若氨水的浓度为2.0mo/L,溶液中的=
更新时间:2023-11-30 10:42:49
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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1】 (1) 电池反应通常是放热反应,下列反应在理论上可设计成原电池的化学反应是_____________ (填序号)。此类反应具备的条件是①_________ 反应,②_________ 反应。
A.C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g):△H>0
B.Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)==BaCl2(aq)+2NH3·H2O(l)+8H2O(l)△H>0
C.CaC2(s)+2 H2O(l)==Ca(OH)2(s)+C2H2(g);△H<0
D.CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l):△H<0
(2) 以KOH溶液为电解质溶液,依据(I)所选反应设计一个电池。其负极反应为:__________ 。
(3) 电解原理在化学工业中有广泛的应用。现将你设计的原电池通过导线与图中电解池相连,其中a为电解液,X和Y是两块电极扳,则
①若X和Y均为惰性电极,a为饱和食盐水,则电解时检验Y电极反应产物的方法是________ 。
②若X、Y分别为石墨和铁,a仍为饱和的NaCI溶液,则电解过程中生成的白色固体露置在空气中,可观察到的现象是__________________________ 。
③若X和Y均为惰性电极,a为一定浓度的硫酸铜溶液,通电后,发生的总反应化学方程式为_______________________ 。通电一段时间后,向所得溶液中加入0.05 mol Cu(OH)2,恰好恢复电解前的浓度和PH,则电解过程中电子转移的物质的量为____________ mol.
(4)利用工业上离子交换膜法制烧碱的原理,用如图所示装置电解K2SO4溶液。
①该电解槽的阳极反应式为________ ,通过阴离子交换膜的离子数______ (填“>”、“<”或“=”)通过阳离子交换膜的离子数;
②图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH,则a、b、c、d由小到大的顺序为___________ ;
③电解一段时间后,B口与C口产生气体的质量比为_________________ 。
A.C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g):△H>0
B.Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)==BaCl2(aq)+2NH3·H2O(l)+8H2O(l)△H>0
C.CaC2(s)+2 H2O(l)==Ca(OH)2(s)+C2H2(g);△H<0
D.CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l):△H<0
(2) 以KOH溶液为电解质溶液,依据(I)所选反应设计一个电池。其负极反应为:
(3) 电解原理在化学工业中有广泛的应用。现将你设计的原电池通过导线与图中电解池相连,其中a为电解液,X和Y是两块电极扳,则
①若X和Y均为惰性电极,a为饱和食盐水,则电解时检验Y电极反应产物的方法是
②若X、Y分别为石墨和铁,a仍为饱和的NaCI溶液,则电解过程中生成的白色固体露置在空气中,可观察到的现象是
③若X和Y均为惰性电极,a为一定浓度的硫酸铜溶液,通电后,发生的总反应化学方程式为
(4)利用工业上离子交换膜法制烧碱的原理,用如图所示装置电解K2SO4溶液。
①该电解槽的阳极反应式为
②图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH,则a、b、c、d由小到大的顺序为
③电解一段时间后,B口与C口产生气体的质量比为
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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】某温度下加氢制甲醇的的总反应为(该反应为放热反应,在固定容积为2.0L的密闭容器中充入0.8mol的和2.4mol的,测得和的物质的量随时间变化如图。请回答:
(1)对于该反应,反应物的化学键断裂要吸收的能量________ (填“大于”、“小于”或“等于”)生成物的化学键形成要放出的能量。
(2)2min末时________ (填“<”“>”或“=”)
(3)恒温恒容条件下,能说明反应已达平衡状态的是________ 。
A.混合气体的密度保持不变
B.容器中气体压强保持不变
C.容器中浓度与浓度之比为1:1
D.体积分数保持不变
E.的生成速率是生成速率的3倍
(4)该反应平衡时的转化率为________
(5)二氧化碳加氢制甲醇一般认为可通过两步反应来实现,物质变化与体系能量变化如题图所示。
①;
②________ (用化学方程式表示)
总反应可表示为;________ 0。(填“>”或“<”
(6)用获得的甲醇作燃产,构成的燃料电池如图,已得到广泛的应用,其总反应式为,写出负极电极方程式________ 。
(1)对于该反应,反应物的化学键断裂要吸收的能量
(2)2min末时
(3)恒温恒容条件下,能说明反应已达平衡状态的是
A.混合气体的密度保持不变
B.容器中气体压强保持不变
C.容器中浓度与浓度之比为1:1
D.体积分数保持不变
E.的生成速率是生成速率的3倍
(4)该反应平衡时的转化率为
(5)二氧化碳加氢制甲醇一般认为可通过两步反应来实现,物质变化与体系能量变化如题图所示。
①;
②
总反应可表示为;
(6)用获得的甲醇作燃产,构成的燃料电池如图,已得到广泛的应用,其总反应式为,写出负极电极方程式
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(0.65)
【推荐3】回答下列问题
Ⅰ.在高温、高压、催化剂作用下,1mol石墨转化为金刚石,吸收1.9 kJ的热量。
(1)该反应的∆H_______ 0(填“大于”或“小于”)。
(2)对于石墨和金刚石,_______ 更稳定。
(3)N2(g)和H2(g)反应生成NH3(g)的过程中能量的变化示意图如图所示,说明每生成1mol NH3(g)_______ (填“吸收”或“放出”)的能量是_______ kJ。
Ⅱ.完成下列反应的热化学方程式。
(4)沼气是一种能源,它的主要成分是CH4,常温下,0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时,放出445 kJ热量,则热化学方程式为_______ 。
(5)已知H2S完全燃烧生成SO2(g)和H2O(l),H2S的燃烧热为a kJ·mol-1,写出H2S的燃烧热的热化学方程式_______ 。
(6)SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中,只存在S-F键,已知1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,F-F键能为160 kJ·mol-1,S-F键能为330 kJ·mol-1,试写出S(s)和F2(g)反应生成SF6(g)的热化学方程式_______ 。
Ⅰ.在高温、高压、催化剂作用下,1mol石墨转化为金刚石,吸收1.9 kJ的热量。
(1)该反应的∆H
(2)对于石墨和金刚石,
(3)N2(g)和H2(g)反应生成NH3(g)的过程中能量的变化示意图如图所示,说明每生成1mol NH3(g)
Ⅱ.完成下列反应的热化学方程式。
(4)沼气是一种能源,它的主要成分是CH4,常温下,0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时,放出445 kJ热量,则热化学方程式为
(5)已知H2S完全燃烧生成SO2(g)和H2O(l),H2S的燃烧热为a kJ·mol-1,写出H2S的燃烧热的热化学方程式
(6)SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中,只存在S-F键,已知1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,F-F键能为160 kJ·mol-1,S-F键能为330 kJ·mol-1,试写出S(s)和F2(g)反应生成SF6(g)的热化学方程式
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解答题-原理综合题
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(0.65)
名校
解题方法
【推荐1】物质在水中可能存在电离平衡、盐的水解平衡和沉淀的溶解平衡,它们都可看作化学平衡。请根据所学知识回答:
(1)A为0.1 mol·L-1的(NH4)2SO4溶液,在该溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为_____________ 。
(2)B为0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液,实验测得NaHCO3溶液的pH>7,请分析NaHCO3溶液显碱性的原因:____________________________________________ 。(用离子方程式表示)
(3)C为FeCl3溶液,实验室中配制FeCl3溶液时通常需要向其中加入_____________ ,目的是_________________________________________________________________ ;若把B和C溶液混合,将产生红褐色沉淀和无色气体,该反应的离子方程式为____________________________________________________ 。
(1)A为0.1 mol·L-1的(NH4)2SO4溶液,在该溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为
(2)B为0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液,实验测得NaHCO3溶液的pH>7,请分析NaHCO3溶液显碱性的原因:
(3)C为FeCl3溶液,实验室中配制FeCl3溶液时通常需要向其中加入
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解答题-工业流程题
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(0.65)
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【推荐2】电子工业中,可用溶液作为印刷电路铜板刻蚀液。某探究小组设计如下线路处理废液和资源回收:
回答下列问题:
(1)把溶液蒸干、灼烧,最后得到的主要固体产物是___________ 。(填写化学式)
(2)蚀刻液中加入盐酸的目的是___________ 。
(3)步骤①中加入溶液的目的是(用离子方程式表示)___________ 。
(4)已知:生成氢氧化物沉淀的pH如下表。
根据表中数据推测调节pH的范围是___________ 。
(5)上述流程路线中,除溶液外,还可用于循环利用的物质是___________ 。
(6)在25℃下,向浓度均为的溶液中逐滴加入氨水,此离子沉淀完全(离子浓度≤)时溶液的pH为___________ (已知25℃时)。
回答下列问题:
(1)把溶液蒸干、灼烧,最后得到的主要固体产物是
(2)蚀刻液中加入盐酸的目的是
(3)步骤①中加入溶液的目的是(用离子方程式表示)
(4)已知:生成氢氧化物沉淀的pH如下表。
开始沉淀时 | 4.7 | 7.0 | 1.9 |
沉淀完全时 | 6.7 | 9.0 | 3.2 |
(5)上述流程路线中,除溶液外,还可用于循环利用的物质是
(6)在25℃下,向浓度均为的溶液中逐滴加入氨水,此离子沉淀完全(离子浓度≤)时溶液的pH为
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解答题-原理综合题
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(0.65)
【推荐3】回答下列问题:
(1)稀氨水中存在下述电离平衡:NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-。试分析向溶液中分别加入下列物质时,平衡如何移动:
(2)25℃时,三种酸的电离平衡常数如下:
回答下列问题:
①一般情况下,当温度升高时,Ka_____ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②下列四种离子结合质子能力由大到小的顺序是_____ (填序号)。
a. b.ClO- c.CH3COO- d.
③下列反应不能发生的是______ (填序号)。
a. +CH3COOH=CH3COO-+CO2↑+H2O
b.ClO-+CH3COOH=CH3COO-+HClO
c. +2HClO=CO2+H2O+2ClO-
d.2ClO-+CO2+H2O=+2HClO
④用蒸馏水稀释0.10mol•L-1的醋酸,下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是_____ (填序号)。
a. b. c. d.
(1)稀氨水中存在下述电离平衡:NH3+H2ONH3·H2ONH+OH-。试分析向溶液中分别加入下列物质时,平衡如何移动:
加入的物质 | 氯化铵固体 |
平衡移动方向 |
化学式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO |
电离平衡常数 | 1.8×10-5 | K1=4.3×10-7,K2=5.6×10-11 | 3.0×10-8 |
①一般情况下,当温度升高时,Ka
②下列四种离子结合质子能力由大到小的顺序是
a. b.ClO- c.CH3COO- d.
③下列反应不能发生的是
a. +CH3COOH=CH3COO-+CO2↑+H2O
b.ClO-+CH3COOH=CH3COO-+HClO
c. +2HClO=CO2+H2O+2ClO-
d.2ClO-+CO2+H2O=+2HClO
④用蒸馏水稀释0.10mol•L-1的醋酸,下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是
a. b. c. d.
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解答题-原理综合题
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(0.65)
【推荐1】Ⅰ.电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其它金属或合金的方法。在铁质铆钉上镀镍(Ni)能防止铁被腐蚀,如图1。实验室模拟铁片镀镍,装置如图2。
(1)b极材料是_______ 。
(2)电镀液中含有,NaCl和硼酸。已知:
①a极的电极反应式是_______ 。
②硼酸的作用是调节溶液的pH。pH较小时,a极易产生_______ 气体,使镀层疏松多孔。pH较大时,a极会吸附固体而使镀层含有杂质。
Ⅱ.研究电解质在水溶液中的平衡能了解它的存在形式。
(1)室温下,用盐酸溶液滴定的氨水溶液,滴定曲线如图所示。(忽略溶液体积的变化)
①a点所示的溶液中各离子浓度大小关系_______ 。
②b点所示的溶液中_______ 。(填“>”“<”或“=”)
(2)室温下,将氨水与的盐酸等体积混合,当溶液中,用含a的代数式表示的电离常数_______ 。
(3)牙齿表面有一层坚硬的(羟基磷灰石)物质保护着。它在唾液中存在下列平衡:。当人进食后,口腔中的细菌在分解食物的过程中会产生有机酸,这时牙齿就会受到腐蚀,其原因是_______ 。
(1)b极材料是
(2)电镀液中含有,NaCl和硼酸。已知:
①a极的电极反应式是
②硼酸的作用是调节溶液的pH。pH较小时,a极易产生
Ⅱ.研究电解质在水溶液中的平衡能了解它的存在形式。
(1)室温下,用盐酸溶液滴定的氨水溶液,滴定曲线如图所示。(忽略溶液体积的变化)
①a点所示的溶液中各离子浓度大小关系
②b点所示的溶液中
(2)室温下,将氨水与的盐酸等体积混合,当溶液中,用含a的代数式表示的电离常数
(3)牙齿表面有一层坚硬的(羟基磷灰石)物质保护着。它在唾液中存在下列平衡:。当人进食后,口腔中的细菌在分解食物的过程中会产生有机酸,这时牙齿就会受到腐蚀,其原因是
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(0.65)
解题方法
【推荐2】某校化学研究性学习小组查阅资料了解到以下内容:
乙二酸(HOOC—COOH,可简写为H2C2O4)俗称草酸,易溶于水,属于二元中强酸(为弱电解质),且酸性强于碳酸,其熔点为101.5℃,在157℃升华.为探究草酸的部分化学性质,进行了如下实验:
(1)向盛有1mL饱和NaHCO3溶液的试管中加入足量乙二酸溶液,观察到有无色气泡产生.该反应的离子方程式为____________________ 。
(2)向盛有乙二酸饱和溶液的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO4溶液,振荡,发现紫红色逐渐褪去,说明乙二酸具有_______ (填:“氧化性”、“还原性”或“酸性”),请配平该反应的离子方程式:__ MnO+__ H2C2O4+__ H+=__ Mn2++__ CO2↑+__ H2O
(3)将一定量的乙二酸放于试管中,按下图所示装置进行实验(夹持装置未标出):
实验发现:装置C、G中澄清石灰水变浑浊,B中CuSO4粉末变蓝,F中CuO粉末变红。据此回答:上述装置中,D的作用是____________________ 。乙二酸分解的化学方程式为________________ 。
(4)该小组同学将2.52g草酸晶体(H2C2O4·2H2O)加入到100mL 0.2mol·L-1的NaOH溶液中充分反应,测得反应后溶液呈酸性,其原因是___________________ 。
(5)Na2C2O4溶液中离子的浓度由大到小的顺序为:__________________ 。
(6)设计实验证明草酸的酸性比碳酸强:__________________ 。
乙二酸(HOOC—COOH,可简写为H2C2O4)俗称草酸,易溶于水,属于二元中强酸(为弱电解质),且酸性强于碳酸,其熔点为101.5℃,在157℃升华.为探究草酸的部分化学性质,进行了如下实验:
(1)向盛有1mL饱和NaHCO3溶液的试管中加入足量乙二酸溶液,观察到有无色气泡产生.该反应的离子方程式为
(2)向盛有乙二酸饱和溶液的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO4溶液,振荡,发现紫红色逐渐褪去,说明乙二酸具有
(3)将一定量的乙二酸放于试管中,按下图所示装置进行实验(夹持装置未标出):
实验发现:装置C、G中澄清石灰水变浑浊,B中CuSO4粉末变蓝,F中CuO粉末变红。据此回答:上述装置中,D的作用是
(4)该小组同学将2.52g草酸晶体(H2C2O4·2H2O)加入到100mL 0.2mol·L-1的NaOH溶液中充分反应,测得反应后溶液呈酸性,其原因是
(5)Na2C2O4溶液中离子的浓度由大到小的顺序为:
(6)设计实验证明草酸的酸性比碳酸强:
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【推荐3】pC类似pH,是指极稀溶液中,溶质物质的量浓度的常用对数负值。如某溶液溶质的浓度为1×10-3mol·L-1,则该溶液中溶质的pC=-lg(1×10-3)=3.下图为,H2CO3在加入强酸或强碱溶液后,平衡时溶液中三种成分的pC—pH图。请回答下列问题:
(1)在人体血液中,能起到使人体血液pH保持在7.35~7.45的作用。
①请用电解质溶液中的平衡解释:___________ (用离子方程式表示)。
②正常人体血液中,的水解程度___________ 电离程度(填“<”“>”或“=”)。
③pH=7.00的血液中,c(H2CO3)___________ c()(填“<”“>”或“=”)。
(2)H2CO3一级电离平衡常数的数值≈___________ 。
(3)某同学认为该溶液中Na2CO3的水解是微弱的,发生水解的C不超过其总量的10%。请你设计简单实验证明该同学的观点是否正确___________ 。
(4)已知某温度下Li2CO3的Ksp为1.68×10-3,将适量Li2CO3固体溶于100 mL水中至刚好饱和,饱和Li2CO3溶液中c(Li+)=0.15 mol·L-1.c(C)=0.075mol·L-1.若t1时刻在上述体系中加入100 mL 0.125 mol·L-1 Na2CO3溶液,列式计算说明是否有沉淀产生___________ 。
(1)在人体血液中,能起到使人体血液pH保持在7.35~7.45的作用。
①请用电解质溶液中的平衡解释:
②正常人体血液中,的水解程度
③pH=7.00的血液中,c(H2CO3)
(2)H2CO3一级电离平衡常数的数值≈
(3)某同学认为该溶液中Na2CO3的水解是微弱的,发生水解的C不超过其总量的10%。请你设计简单实验证明该同学的观点是否正确
(4)已知某温度下Li2CO3的Ksp为1.68×10-3,将适量Li2CO3固体溶于100 mL水中至刚好饱和,饱和Li2CO3溶液中c(Li+)=0.15 mol·L-1.c(C)=0.075mol·L-1.若t1时刻在上述体系中加入100 mL 0.125 mol·L-1 Na2CO3溶液,列式计算说明是否有沉淀产生
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(0.65)
名校
【推荐1】我国科学家开发新催化剂,高选择性实现丙烷脱氢制备丙烯。
反应原理:
Ⅰ. ;
Ⅱ. 。
(1)几种共价键的键能数据如下:
反应Ⅰ在__________ (填“高温”“低温”或“任意温度”)条件下自发进行,__________ 。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入,发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ。下列叙述正确的是__________(填字母)。
(3)在恒压密闭反应器中充入一定量的丙烷和不同量的Ar,发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ,丙烷平衡转化率与温度、投料比[]关系如图所示。①正反应速率:m__________ n(填“>”“<”或“=”)。
②相同温度时,随着投料比()增大,丙烷平衡转化率增大的原因是__________ 。
(4)在1L恒容密闭容器中充入和适量催化剂M发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,测得相同时间内丙烷的转化率、丙烯的选择性与温度关系如图所示。某温度下,丙烷的平衡转化率为80%,此时丙烯的选择性为60%。该温度下,反应Ⅰ的平衡常数__________ 。(已知:丙烯的选择性)
(5)以熔融为电解质,丙烷-空气燃料电池的装置如图所示。该电池放电时,负极反应式为__________ 。为了使电池长时间稳定运行且确保电解质组成不变,则还应在通入的空气中添加的物质是__________ (填化学式)。
反应原理:
Ⅰ. ;
Ⅱ. 。
(1)几种共价键的键能数据如下:
共价键 | H-C | H-H | C-C | C=C |
键能 | 413 | 436 | 347 | 614 |
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入,发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ。下列叙述正确的是__________(填字母)。
A.混合气体平均摩尔质量不变时达到平衡状态 |
B.达到平衡时体积分数最大为50% |
C.平衡后,再充入少量的丙烷,丙烷的平衡转化率减小 |
D.升高温度,反应Ⅰ和Ⅱ的平衡常数都减小 |
(3)在恒压密闭反应器中充入一定量的丙烷和不同量的Ar,发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ,丙烷平衡转化率与温度、投料比[]关系如图所示。①正反应速率:m
②相同温度时,随着投料比()增大,丙烷平衡转化率增大的原因是
(4)在1L恒容密闭容器中充入和适量催化剂M发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,测得相同时间内丙烷的转化率、丙烯的选择性与温度关系如图所示。某温度下,丙烷的平衡转化率为80%,此时丙烯的选择性为60%。该温度下,反应Ⅰ的平衡常数
(5)以熔融为电解质,丙烷-空气燃料电池的装置如图所示。该电池放电时,负极反应式为
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(0.65)
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【推荐2】利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3
回答下列问题:
(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:
由此计算△H1=___ kJ·mol-1,已知△H2=-58kJ·mol-1,则△H3=___ kJ·mol-1。
(2)科学家提出制备“合成气反应历程分两步:
反应①:CH4(g)=C(ads)+2H2(g)(慢反应)
反应②:C(ads)+CO2(g)=2CO(g)(快反应)
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图所示:
CH4与CO2制备合成气的热化学方程式为__ 。
(3)利用铜基配合物1,10—phenanthroline—Cu催化剂电催化CO2还原制备碳基燃料(包括CO、烷烃和酸等)是减少CO2在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段之,其装置原理如图所示。
①电池工作过程中,图中Pt电极附近溶液的pH__ (填“变大”或“变小”),阴极的电极反应式为___ 。
②每转移2mol电子,阴极室溶液质量增加___ g。
(4)利用“Na—CO2”电池将CO2变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“Na—CO2”电池,以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料,总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C.放电时该电池“吸入CO2,其工作原理如图所示:
①放电时,正极的电极反应式为___ 。
②若生成的Na2CO3和C全部沉积在电极表面,当转移0.2mol电子时,两极的质量差为___ g。(假设放电前两电极质量相等)
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3
回答下列问题:
(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H—H | C—O | C≡O | H—O | C—H |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 343 | 1076 | 465 | 413 |
(2)科学家提出制备“合成气反应历程分两步:
反应①:CH4(g)=C(ads)+2H2(g)(慢反应)
反应②:C(ads)+CO2(g)=2CO(g)(快反应)
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图所示:
CH4与CO2制备合成气的热化学方程式为
(3)利用铜基配合物1,10—phenanthroline—Cu催化剂电催化CO2还原制备碳基燃料(包括CO、烷烃和酸等)是减少CO2在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段之,其装置原理如图所示。
①电池工作过程中,图中Pt电极附近溶液的pH
②每转移2mol电子,阴极室溶液质量增加
(4)利用“Na—CO2”电池将CO2变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“Na—CO2”电池,以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料,总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C.放电时该电池“吸入CO2,其工作原理如图所示:
①放电时,正极的电极反应式为
②若生成的Na2CO3和C全部沉积在电极表面,当转移0.2mol电子时,两极的质量差为
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】随着现代工业的发展,二氧化碳污染的处理成为科学研究的重点,回答下列问题:
I.有人提出利用H2还原CO2使其转化为有机化工的主要原料乙烯。
(1)查阅资料:H2的燃烧热为285.8kJ/mol,C2H4的燃烧热为l41lkJ/mol,lmolH2O(1)转化为H2O(g)需吸收44kJ的热量。则反应6H2(g)+2CO2(g) C2H4(g)+4H2O(g)
△H=___________ kJ/mol。
(2)下图是探究不同温度对CO2的转化率和催化剂的催化效率影响的示意图。
①生产中通常选用的温度最好是___________ ,理由是___________ 。
②图中表示的化学平衡常数:M___________ N(填>、=、<)
③250℃时,在2L密闭容器中分别充入6molH2和2 molCO2,到达平衡时体系中C2H4的体积分数为___________ 。
Ⅱ.CO在一定条件下,能与H2合成二甲醚:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)。
(1)在1L的密闭容器中分别充入2.5molH2与 bmol CO2发生反应,在不同温度下达到平衡状态时测得实验数据如下表:
①到达平衡时若升高温度,则上述平衡___________ 方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。
②转化率:x___________ y(填>、=、<)
(2)新型高效的二甲醚燃料电池工作时总反应式:CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O。
①该电池的负极是___________ (填a或b),负极电极反应式为___________ ;
②利用该电池冶铝,若制得金属铝54g理论上消耗二甲醚___________ g。
I.有人提出利用H2还原CO2使其转化为有机化工的主要原料乙烯。
(1)查阅资料:H2的燃烧热为285.8kJ/mol,C2H4的燃烧热为l41lkJ/mol,lmolH2O(1)转化为H2O(g)需吸收44kJ的热量。则反应6H2(g)+2CO2(g) C2H4(g)+4H2O(g)
△H=
(2)下图是探究不同温度对CO2的转化率和催化剂的催化效率影响的示意图。
①生产中通常选用的温度最好是
②图中表示的化学平衡常数:M
③250℃时,在2L密闭容器中分别充入6molH2和2 molCO2,到达平衡时体系中C2H4的体积分数为
Ⅱ.CO在一定条件下,能与H2合成二甲醚:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)。
(1)在1L的密闭容器中分别充入2.5molH2与 bmol CO2发生反应,在不同温度下达到平衡状态时测得实验数据如下表:
①到达平衡时若升高温度,则上述平衡
②转化率:x
(2)新型高效的二甲醚燃料电池工作时总反应式:CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O。
①该电池的负极是
②利用该电池冶铝,若制得金属铝54g理论上消耗二甲醚
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