碳的资源化利用是实现碳中和目标的重要环节,将碳氧化物催化氢化制备燃料甲醇,对绿色化与可持续发展意义重大。已知催化氢化时同时存在:
反应I:
(主反应)
反应Ⅱ:
(R为大于0的常数,下同)
反应Ⅲ:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6b7b725ec320c9d5ef7e0df501826cf5.png)
回答下列问题:
(1)在500K下,增大
平衡产率的方法有___________ (写两条)。
(2)目前应着力开发活性温度___________ (填“更低”或“更高”)的催化剂。
(3)已知
(K为平衡常数,
、R和C均视为常数),反应Ⅰ在不同温度T下的
如下表中数据:
(i)反应I的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a3a8ea59521d16206aae2ca5a5312186.png)
___________ (填“>”或“<”)0,判断理由是___________ 。
(ii)反应I的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a3a8ea59521d16206aae2ca5a5312186.png)
___________
(用含常数R的式子表示)。
(4)判断
时,反应___________ (填“I”或“Ⅲ”)在热力学上趋势更大。
(5)在
、恒压
容器中加入
和
,发生上述反应I和Ⅱ,
后达平衡,
平衡转化率为20%,甲醇的选择性(
)为50%。
(i)
时,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f4fcd73f00ab838bcc640048fd526ee2.png)
___________
。
(ii)反应I的分压平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
___________ (列出计算式)。
反应I:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a1a0a7e8797859917d04ff18a6a89d4c.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4217a836d3a12496877e85792182d624.png)
反应Ⅲ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6b7b725ec320c9d5ef7e0df501826cf5.png)
回答下列问题:
(1)在500K下,增大
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
(2)目前应着力开发活性温度
(3)已知
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f7af85e9a43dabb7b3345edcdc9867c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/53e1171a61910b36060e495c6d472a29.png)
![]() | ![]() |
300 | ![]() |
600 | ![]() |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a3a8ea59521d16206aae2ca5a5312186.png)
(ii)反应I的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a3a8ea59521d16206aae2ca5a5312186.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fa56356dd1580d57c9bd58be089edca0.png)
(4)判断
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d05a171ae6a077ef1cb308cbeb8a96f1.png)
(5)在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1eb4f5f608f3879a545e9e95858a8d26.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ae5dc3cd4fbb2a418ac8016b13068aea.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd22b38b2826d9ea0c76f5ffd300c1a5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/99f54f19fd88e44fe8edb979945b4154.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a8deffcab31c83949a2fb36d2965745f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c0467fda1174ca84357b72c339954a28.png)
(i)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/767b1b31430e9ecd7b48e17ce4ae868b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f4fcd73f00ab838bcc640048fd526ee2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/73f922840794f2416ec3b0093c166785.png)
(ii)反应I的分压平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a430bc430e866648a9ba303156a1d.png)
更新时间:2024-01-06 10:25:23
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【推荐1】回答下列问题:
(1)①若在一个容积为2L的密闭容器中加入0.2molN2和0.6molH2,在一定条件下发生反应:N2+3H2
2NH3 △H<0,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2mol。则平衡时H2的转化率为______ 。
②平衡后,若要提高H2的转化率,可以采取的措施有______ (填字母)。
A.加了催化剂 B.增大容器体积 C.降低反应体系的温度 D.加入一定量N2
③下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是______ (填字母)。
A.容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1:3:2 B.v(N2)正=3v(H2)逆
C.容器内压强保持不变 D.混合气体的密度保持不变
(2)化学反应的焓变通常用实验进行测定:实验测得,标准状况下11.2L甲烷在氧气中充分燃烧生成液态水和二氧化碳气体时释放出akJ的热量,试写出表示甲烷燃烧的热化学方程式:______ 。
(3)已知:As(s)+
H2(g)+O2(g)=H3AsO4(s) △H1
H2(g)+
O2(g)=H2O(l) △H2
2As(s)+
O2(g)=As2O5(s) △H3
则反应的As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)△H=______ 。
(1)①若在一个容积为2L的密闭容器中加入0.2molN2和0.6molH2,在一定条件下发生反应:N2+3H2
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
②平衡后,若要提高H2的转化率,可以采取的措施有
A.加了催化剂 B.增大容器体积 C.降低反应体系的温度 D.加入一定量N2
③下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是
A.容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1:3:2 B.v(N2)正=3v(H2)逆
C.容器内压强保持不变 D.混合气体的密度保持不变
(2)化学反应的焓变通常用实验进行测定:实验测得,标准状况下11.2L甲烷在氧气中充分燃烧生成液态水和二氧化碳气体时释放出akJ的热量,试写出表示甲烷燃烧的热化学方程式:
(3)已知:As(s)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b8503f4706b8321e4e79a87eadea84.png)
H2(g)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
2As(s)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/533a7b702ada1dd80123e4041271d521.png)
则反应的As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)△H=
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【推荐2】Ⅰ.随着化石能源的减少,新能源的开发利用需求日益迫切。Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成:
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7bc9f3b0dcf3662d0e52f052138fe03a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7a19ea0d3ee2228c01a9880a45f99fcf.png)
(1)则:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
__________
。
Ⅱ.据粗略统计,我国没有经过处理便排放的焦炉煤气已超过250亿立方米,这不仅是能源的浪费,也对环境造成极大污染。为解决这一问题,我国在2004年起已利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚。已知CO中的C与O之间以三键连接,且合成甲醇的主要反应原理为
。下表所列为常见化学键的键能数据:
(2)则该反应的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
__________
。
Ⅲ.为探究某难溶性盐X(仅含三种常见元素)的组成,设计并完成以下实验(流程中部分物质已略去):
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/5/4e7299e0-47af-4f68-8238-db2f5d5f55f9.png?resizew=428)
已知:气体A和气体B所含元素相同,都是无色无味气体,固体C为纯净物且具有磁性,单质D是目前建筑行业应用最广泛的金属。根据上述信息,回答下列问题:
(3)A的化学式为___________ ;B的化学式为___________ 。
(4)X隔绝空气高温分解的化学方程式为___________ 。
(5)无水条件下,少量NaH就能与固体C反应并放出大量的热,写出该反应的化学方程式:________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f4752e5522fc7dd038505b50c22aa693.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d13437fc5b0cac1e1c3b2a4718734fa2.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7a19ea0d3ee2228c01a9880a45f99fcf.png)
(1)则:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3573a075850f172f875a4300dcd78989.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
Ⅱ.据粗略统计,我国没有经过处理便排放的焦炉煤气已超过250亿立方米,这不仅是能源的浪费,也对环境造成极大污染。为解决这一问题,我国在2004年起已利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚。已知CO中的C与O之间以三键连接,且合成甲醇的主要反应原理为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dcd744e75e1b8408bbe0e24329c96036.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.png)
化学键 | C−C | C−H | H−H | C−O | C≡O | H−O |
![]() | 348 | 414 | 436 | 326.8 | 1032 | 464 |
(2)则该反应的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
Ⅲ.为探究某难溶性盐X(仅含三种常见元素)的组成,设计并完成以下实验(流程中部分物质已略去):
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/5/4e7299e0-47af-4f68-8238-db2f5d5f55f9.png?resizew=428)
已知:气体A和气体B所含元素相同,都是无色无味气体,固体C为纯净物且具有磁性,单质D是目前建筑行业应用最广泛的金属。根据上述信息,回答下列问题:
(3)A的化学式为
(4)X隔绝空气高温分解的化学方程式为
(5)无水条件下,少量NaH就能与固体C反应并放出大量的热,写出该反应的化学方程式:
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】人们利用焦炭制取水煤气的工艺已广泛用于工业生产中。
I.以焦炭制备水煤气
已知:①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H= +130.0 kJ/mol
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H= +40.0 kJ/mol
(1)在工业上,反应①是煤的综合利用的一种途径,其名称是______ 。焦炭与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为_______________ 。
I I.焦炭废气的再利用
500℃时,在密闭容器中将焦炭废气中的CO2转化为二甲醚,其相关反应为:
主反应:2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g)
副反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+2H2O(g)
(2)测得不同时间段部分物质的浓度如下表:
①10〜20 min内,CH3OCH3的平均反应速率v(CH3OCH3)=__________ 。
②在上述特定条件下,已知主反应的速率方程为v=
(k为速率常数,a、b、m均大于0 ),下列措施一定能提高主反应的反应速率的是______ (填字母序号)。
A.适当温度 B.分离出二甲醚 C.恒压减小
D.恒容下增大c(CO2)
③提高CH3OCH3产率的关键的因素是选用合适的催化剂。若起始时CO2和H2的浓度比为1:3,根据以上数据计算,上述主反应的平衡常数的计算表达式K=______ 。
(3)对该反应实验研究得出:在相同温度下,CO2的转化率等物理量随催化剂的组成比的变化关系如图所示。若温度不变,催化剂中
约是______ 时最有利于二甲瞇的合成,此时,若增大反应投料比
,平衡常数K将____ (填“增大”、“减小”或“不变”)
I.以焦炭制备水煤气
已知:①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H= +130.0 kJ/mol
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H= +40.0 kJ/mol
(1)在工业上,反应①是煤的综合利用的一种途径,其名称是
I I.焦炭废气的再利用
500℃时,在密闭容器中将焦炭废气中的CO2转化为二甲醚,其相关反应为:
主反应:2CO2(g)+6H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4501da1cfdb09b3ce2b4d4f951b3376f.png)
副反应:CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4501da1cfdb09b3ce2b4d4f951b3376f.png)
(2)测得不同时间段部分物质的浓度如下表:
时间(min) 浓度(mol·L-1) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
H2 | 1.00 | 0.68 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
CH3OCH3 | 0 | 0.05 | 0.08 | 0.10 | 0.10 |
①10〜20 min内,CH3OCH3的平均反应速率v(CH3OCH3)=
②在上述特定条件下,已知主反应的速率方程为v=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/196da79805498a0dcd5721e992f279dc.png)
A.适当温度 B.分离出二甲醚 C.恒压减小
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/83cf054d04effc8da82c38d47c163bb8.png)
③提高CH3OCH3产率的关键的因素是选用合适的催化剂。若起始时CO2和H2的浓度比为1:3,根据以上数据计算,上述主反应的平衡常数的计算表达式K=
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/14/774863c7-9a08-41bc-a9aa-fc6d8eae8b3e.png?resizew=277)
(3)对该反应实验研究得出:在相同温度下,CO2的转化率等物理量随催化剂的组成比的变化关系如图所示。若温度不变,催化剂中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d3628fc41591eb81af556743c6f649a0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3c6623b2015c223c5d7ca447766a23b5.png)
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【推荐1】研究和深度开发CO、CO2的应用具有重要的社会意义。回答下列问题:
I.CO可用于高炉炼铁,已知:
Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g)
=a kJ·mol-1
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)
=b kJ·mol-1
(1)反应Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)
=______ kJ·mol-1
Ⅱ.某温度下,在容积为2L的恒容密闭容器中投入8mol CO2(g)、16 mol H2(g)发生反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)。反应15min后达到平衡,此时CO2的转化率为75%。
(2)0~15min内用二氧化碳表示的平均反应速率
=_______ ;计算此条件下该反应的平衡常数K=______ 。
Ⅲ.捕碳技术是指从空气中捕获二氧化碳的各种科学技术的统称。目前NH3和(NH4)2CO3,等物质已经被用作工业捕碳剂。
(3)用(NH4)2CO3捕碳的反应为
。为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体,保持其他初始实验条件不变,分别在不同温度下,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到的趋势图如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/5/b9d3b362-acde-4035-bef4-49297e25bb11.png?resizew=290)
①c点的逆反应速率和d点的正反应速率的大小关系为v逆c______ (填“>”“=”或“<”)v正d。
②b、c、d三点的平衡常数Kb、Kc、Kd 从大到小的顺序为______ 。
I.CO可用于高炉炼铁,已知:
Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bc8392945bdc69686e7b8f1bec3733fa.png)
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e0ed5831d9178babb53b87ae186d9e82.png)
(1)反应Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4f56879935c47a38e9c27737e37ba450.png)
Ⅱ.某温度下,在容积为2L的恒容密闭容器中投入8mol CO2(g)、16 mol H2(g)发生反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)。反应15min后达到平衡,此时CO2的转化率为75%。
(2)0~15min内用二氧化碳表示的平均反应速率
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4b4e7c7e4337e05eb2e46497e291a834.png)
Ⅲ.捕碳技术是指从空气中捕获二氧化碳的各种科学技术的统称。目前NH3和(NH4)2CO3,等物质已经被用作工业捕碳剂。
(3)用(NH4)2CO3捕碳的反应为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d1309878ff363762cbf68497f3695505.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/5/b9d3b362-acde-4035-bef4-49297e25bb11.png?resizew=290)
①c点的逆反应速率和d点的正反应速率的大小关系为v逆c
②b、c、d三点的平衡常数Kb、Kc、Kd 从大到小的顺序为
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【推荐2】含硫化合物在工业上应用广泛,硫化物是脱硫、染料行业重要的原材料。
(1)酸工业烟道气中的SO2、CO.可用如图所示的综合循环吸收法脱除:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/3/2152276224139264/2154847648563200/STEM/b6d20691-9491-4e36-9967-7e060bfdd8f2.png?resizew=413)
已知再生塔中每产生I mol CO2(g),放出29.9的热量,则其热化学方程式为______ 。
(2)H2S热分解反应为:2H2S(g)
2H2(g)+S2(g)。在恒容密闭容器中,H2S的起始浓度均为cmol・L—1,控制不同温度使之分解.相同时间后测的H2S转化率曲线如图1所示:其中a为平衡时转化率、b为未平衡时转化率分别与温度的关系曲线。
①在975℃:t秒时反应达到平衡,则平衡前反应的平均速率v(S2)=_____ (用含c、t的代数式表示)。
②请说明随温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因:______________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/3/2152276224139264/2154847648563200/STEM/065ac490-5480-4bce-b07e-2316c700f3b3.png?resizew=494)
(3)725℃时,H2S的电离平衡常数K=1.3×10-7、Ka2=7.0×10-15。用NaOH溶液吸收H2S气体得到pH=10的Na2S溶液,在此过程中水的电离程度将______ (填“增大”、“减小”或”不变”);此时溶液中
=_____________________
(4)加热Na2S溶液可以生成Na2S2O3,NaOH和H2,温度升高时还可生成Na2SO4,图2是含3 mol Na2S的溶液在不同温度下反应,生成H2物质的量与反应时间的关系。分析图象,完全反应后生成Na2S2O3物质的量最多的是______ (填”c”或”d“)点:不考虑离子的水解,则c点溶液中浓度最高的阴离子为______ (写化学式),S2O32—的物质的量为_______ 。
(1)酸工业烟道气中的SO2、CO.可用如图所示的综合循环吸收法脱除:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/3/2152276224139264/2154847648563200/STEM/b6d20691-9491-4e36-9967-7e060bfdd8f2.png?resizew=413)
已知再生塔中每产生I mol CO2(g),放出29.9的热量,则其热化学方程式为
(2)H2S热分解反应为:2H2S(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56eb743eb4abc59ca941c00a35265b3f.png)
①在975℃:t秒时反应达到平衡,则平衡前反应的平均速率v(S2)=
②请说明随温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/3/2152276224139264/2154847648563200/STEM/065ac490-5480-4bce-b07e-2316c700f3b3.png?resizew=494)
(3)725℃时,H2S的电离平衡常数K=1.3×10-7、Ka2=7.0×10-15。用NaOH溶液吸收H2S气体得到pH=10的Na2S溶液,在此过程中水的电离程度将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cb5e5c317aecae2a8b506ce8ace3cea2.png)
(4)加热Na2S溶液可以生成Na2S2O3,NaOH和H2,温度升高时还可生成Na2SO4,图2是含3 mol Na2S的溶液在不同温度下反应,生成H2物质的量与反应时间的关系。分析图象,完全反应后生成Na2S2O3物质的量最多的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/3/3/2152276224139264/2154847648563200/STEM/f12e6da6-0874-48d3-86fc-0292cb2ca005.png?resizew=413)
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】某温度时,在一个2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示.根据图中数据,试填写下列空白:
(1)该反应的化学方程式为________________________________
(2)从开始至2min,Z的平均反应速率为________________
(3)某探究性学习小组用相同质量的锌和相同浓度的足量的稀盐酸反应得到实验数据如下表所示:
①该实验的目的是探究 ____________ 、 _______ 对锌和稀盐酸反应速率的影响;
②实验Ⅰ和Ⅱ表明_________________ ,化学反应速率越大。
(1)该反应的化学方程式为
(2)从开始至2min,Z的平均反应速率为
(3)某探究性学习小组用相同质量的锌和相同浓度的足量的稀盐酸反应得到实验数据如下表所示:
实验编号 | 锌的状态 | 反应温度/℃ | 收集100mL氢气 所需时间/s |
Ⅰ | 薄片 | 15 | 200 |
Ⅱ | 薄片 | 25 | 90 |
Ⅲ | 粉末 | 25 | 10 |
②实验Ⅰ和Ⅱ表明
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/9/dd39252f-85b2-46b8-b65e-9227bf15d759.png?resizew=293)
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】从废旧锂离子二次电池(主要成分为
,还含有少量石墨和镀镍金属钢壳、铝箔以及钙等杂质)中回收钴和锂的工艺流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/8/d7e1d3ab-af5c-4ba1-97f2-2d9bb616b771.png?resizew=460)
回答下列问题:
(1)“碱浸”目的是___________ 。
(2)“酸浸”过程中
发生反应的离子方程式为:_____________ 。浸渣含有的主要成分是_________ 。
(3)“萃取净化”除去的杂质离子有
外,还有__________ 。
(4)“萃取分离”中钴、锂萃取率与平衡pH关系如图所示,pH一般选择5左右,理由是______________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/8/3200dd09-42da-44fd-83dc-059a0d20f7a3.png?resizew=234)
(5)“沉锂”中
溶解度随温度变化曲线如下图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/21/a4bc1812-5bdd-4f66-824d-d135bedda49b.png?resizew=257)
①根据平衡移动原理分析
在水中溶解度随温度变化的原因____________________ 。
②为获得高纯
,提纯操作依次为趁热过滤、________ 、烘干。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c69d3b921b5db66316937730091f5c62.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/8/d7e1d3ab-af5c-4ba1-97f2-2d9bb616b771.png?resizew=460)
回答下列问题:
(1)“碱浸”目的是
(2)“酸浸”过程中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c69d3b921b5db66316937730091f5c62.png)
(3)“萃取净化”除去的杂质离子有
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ee239d60b917ee892d2b81a111461765.png)
(4)“萃取分离”中钴、锂萃取率与平衡pH关系如图所示,pH一般选择5左右,理由是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/8/3200dd09-42da-44fd-83dc-059a0d20f7a3.png?resizew=234)
(5)“沉锂”中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/92241689ad48419db4c48e1616b4f534.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/21/a4bc1812-5bdd-4f66-824d-d135bedda49b.png?resizew=257)
①根据平衡移动原理分析
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/92241689ad48419db4c48e1616b4f534.png)
②为获得高纯
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/92241689ad48419db4c48e1616b4f534.png)
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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】(1)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H1=-24.8kJ/mol
3Fe2O3(s)+ CO(g)=2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H2= -47.2kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H3 = +640.5kJ/mol
写出 CO 气体还原 FeO 固体得到 Fe固体和 CO2气体的热化学反应方程式___________ ;
(2)在水溶液中,橙色的 Cr2O
与黄色的 CrO
有下列平衡关系:Cr2O
+H2O
2 CrO
+2H+,把重铬酸钾(K2Cr2O7)溶于水配成稀溶液呈橙色。
①向上述溶液中加入NaOH溶液,溶液呈___________ 色,因为___________
②向已加入 NaOH 溶液的①中再加入过量的稀 H2SO4,则溶液呈___________ 色,因为___________ 。
(3)向原溶液中逐滴加入 Ba(NO3)2溶液(已知 BaCrO4为黄色沉淀),则平衡___________ ,溶液颜色将___________ 。
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H1=-24.8kJ/mol
3Fe2O3(s)+ CO(g)=2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H2= -47.2kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H3 = +640.5kJ/mol
写出 CO 气体还原 FeO 固体得到 Fe固体和 CO2气体的热化学反应方程式
(2)在水溶液中,橙色的 Cr2O
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/01e2822a93e893494e6ba3782cc2fa1d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/000f98cbc3846bbe3289747f3f1bdbee.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/01e2822a93e893494e6ba3782cc2fa1d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/000f98cbc3846bbe3289747f3f1bdbee.png)
①向上述溶液中加入NaOH溶液,溶液呈
②向已加入 NaOH 溶液的①中再加入过量的稀 H2SO4,则溶液呈
(3)向原溶液中逐滴加入 Ba(NO3)2溶液(已知 BaCrO4为黄色沉淀),则平衡
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐3】甲烷催化裂解是工业上制备乙炔的方法之一。回答下列问题:
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-885 kJ/mol
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH2=-2600 kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=-572 kJ/mol
则2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)ΔH=_______ kJ/mol
(2)①若用
分别表示CH4、CH2、H2和固体催化剂,在固体催化剂表面CH4的裂解过程如图所示,从吸附到解吸的过程中,能量状态最高的是_______ (填标号)。_______ 。_______ Pa2。
②在某温度下,向VL恒容密闭容器中充入0.12mol CH4只发生反应2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得p(H2)=p(CH4)。CH4的平衡转化率为_______ (结果保留两位有效数字)。
(4)甲烷除裂解反应外还能发生水蒸气重整反应,涉及以下反应方程式:
I.CH4(g)+H2O(g)→CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206kJ·mol-1;
II.CO(g)+H2O(g)→CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41kJ·mol-1;
在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的CH4和H2O(g)发生水蒸气重整反应。
①压强为P0kPa时,分别在加CaO和不加CaO时,平衡体系H2的物质的量随温度变化如图所示。温度低于700℃时,加入CaO可明显提高混合气中H2的量,原因是_______ _______ (填“>”“<”或“=”)c(E)。
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-885 kJ/mol
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH2=-2600 kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=-572 kJ/mol
则2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)ΔH=
(2)①若用
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/4/2972293853519872/2972322942623744/STEM/87f17911-df91-4333-8864-4207ef55778c.png?resizew=276)
②在某温度下,向VL恒容密闭容器中充入0.12mol CH4只发生反应2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得p(H2)=p(CH4)。CH4的平衡转化率为
(4)甲烷除裂解反应外还能发生水蒸气重整反应,涉及以下反应方程式:
I.CH4(g)+H2O(g)→CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206kJ·mol-1;
II.CO(g)+H2O(g)→CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41kJ·mol-1;
在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的CH4和H2O(g)发生水蒸气重整反应。
①压强为P0kPa时,分别在加CaO和不加CaO时,平衡体系H2的物质的量随温度变化如图所示。温度低于700℃时,加入CaO可明显提高混合气中H2的量,原因是
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐1】按要求完成下列填空。
(1)下列变化过程,属于化学反应且放热的是_______ 。
①浓
稀释②酸碱中和反应③Mg条与盐酸反应④
与
⑤铝热反应⑥碳高温条件下还原
生成CO
(2)以
为催化剂的光、热化学循环分解
反应,为吸收“碳排放”提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示:
①上述过程①中,能量的变化形式是由_______ 转化为_______ 。
②写出
分解生成CO和
的热化学方程式_______ 。
③CO和
作反应物的一种燃料电池,其构造如下图所示,Y为电池的_______ (填“正”或“负”)极,
向_______ 极移动(填“X”或“Y”),负极电极反应式为_______ 。
(3)已知反应:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e91778fa94055d80a04917bf5350ac0.png)
kJ/mol,在一定温度下,取1mol
和3mol
放在1L密闭容器中,在催化剂条件下进行反应,测得平衡时反应放出的热量30.7kJ,则此温度下,该反应的平衡常数为_______ 。
(1)下列变化过程,属于化学反应且放热的是
①浓
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dabf3433f95b16485024c4eede9f2a50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ed3338a6904c6cbfb2fc523fd1109216.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/648b45686eba2e2cb73251542a27e54a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(2)以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a514d343660159732a5051502d79a65d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/14/6046e2a7-27f3-44bf-8ec0-682a0832a587.png?resizew=566)
①上述过程①中,能量的变化形式是由
②写出
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
③CO和
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a0fb7a913ffabeaf085c834faa2d7633.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/14/525d686d-b286-4d35-a9ec-8c7985665451.png?resizew=295)
(3)已知反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e91778fa94055d80a04917bf5350ac0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ecd60454d72f661d84df4d5ba4904773.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
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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】2021年,我国锂电池的产量占全球份额接近80%。LiFePO4(磷酸亚铁锂)是锂离子电池的一种电极材料,可通过下列方法制备:
方法一:2FePO4(s)+Li2CO3(s)+2C(s)
2LiFePO4(s)+3CO(g)
(1)该反应的氧化剂是____ ,每生成1molLiFePO4,转移____ 个电子。
(2)该反应的平衡常数表达式为____ 。若在容积不变的容器中,上述反应达到平衡时,一氧化碳的浓度为amol·L-1,再充入bmol一氧化碳,则平衡向____ 方向移动,保持温度不变,达到新平衡时,一氧化碳的浓度为____ 。
(3)一定温度下,在2L密闭容器中发生上述反应。反应进行到20min时,容器内固体的质量减少了5.6g,则0~20min内一氧化碳的平均反应速率是____ 。
方法二:LiFePO4可以通过(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与LiOH溶液发生共沉淀反应,所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得。
(4)氢氧化钠碱性比氢氧化锂碱性强,请用元素周期律知识说明理由____ 。
(5)共沉淀反应投料时,不将(NH4)2Fe(SO4)2和LiOH溶液直接混合,其原因是____ 。
方法一:2FePO4(s)+Li2CO3(s)+2C(s)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
(1)该反应的氧化剂是
(2)该反应的平衡常数表达式为
(3)一定温度下,在2L密闭容器中发生上述反应。反应进行到20min时,容器内固体的质量减少了5.6g,则0~20min内一氧化碳的平均反应速率是
方法二:LiFePO4可以通过(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与LiOH溶液发生共沉淀反应,所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得。
(4)氢氧化钠碱性比氢氧化锂碱性强,请用元素周期律知识说明理由
(5)共沉淀反应投料时,不将(NH4)2Fe(SO4)2和LiOH溶液直接混合,其原因是
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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】合成氨工艺(流程如图所示)是人工固氮最重要的途径。请回答:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/29/2861687434616832/2865186595643392/STEM/5c595b15-808b-4876-ac89-7e6d78bedaa8.png?resizew=313)
(1)合成塔中生成氨气的化学反应方程式为___________ 。
(2)合成氨时压强越大越好,我国合成氨厂采用的压强为
,没有采用过大的压强的原因是___________ (至少答出2点)。当温度、压强一定时,在原料气(
和
的比例不变)中添加少量惰性气体,___________ 利于提高平衡转化率(填“是”或“不”)
(3)合成氨工艺流程图中,提高原料转化率采取的措施有___________ 。
(4)合成氨工艺中普遍使用的催化剂为___________ ;实际工业合成氨生产中选择反应温度为
有三个方面的原因:第一是保证尽可能高的平衡转化率;第二是___________ ;第三是___________ 。
(5)合成氨的原料
可以通过___________ 得到,
可以通过天然气和二氧化碳转化制备,已知
、
和
的燃烧热(
)分别为
、
、
则制备
的热化学反应方程式为___________ ;合成氨前,原料气必须经过净化处理,以防止___________ 和安全事故发生;工业上使用铜氨溶液除去
净化原料气,反应为:
,吸收后适当处理可恢复吸收
的能力,则铜氨溶液再生的适宜的生产条件是___________ 。
(6)下图中可以示意合成氨反应的平衡常数K随温度T变化趋势的是___________。【已知温度与平衡常数满足的关系式为:
(常数)】
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/29/2861687434616832/2865186595643392/STEM/5c595b15-808b-4876-ac89-7e6d78bedaa8.png?resizew=313)
(1)合成塔中生成氨气的化学反应方程式为
(2)合成氨时压强越大越好,我国合成氨厂采用的压强为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5d19b91e32c5394cb51d852493fa1592.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/689cceefc5aed24568b73c0a6910c539.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
(3)合成氨工艺流程图中,提高原料转化率采取的措施有
(4)合成氨工艺中普遍使用的催化剂为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9ccff30c8e192cb5c75f1fd10d19f642.png)
(5)合成氨的原料
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/689cceefc5aed24568b73c0a6910c539.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/03a5c8a45b70251a7fa0506a5b4b8ac9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2922ae637886073827dff8c97681427.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ed6a67960e82983e4c327d04394cb587.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4455f21faf75e19dbdcc3a5f6aa43146.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/68195db488ce85612083c616401e397d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3f32ac0a04c276937cf44e4606c856e4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
(6)下图中可以示意合成氨反应的平衡常数K随温度T变化趋势的是___________。【已知温度与平衡常数满足的关系式为:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/40cdbcefd74c5a09c92edd7a6ed9f938.png)
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