碳中和作为一种新型环保形式,目前已经被越来越多的大型活动和会议采用。回答下列有关问题:
(1)利用CO2合成二甲醚有两种工艺。
工艺1:涉及以下主要反应:
I.甲醇的合成:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0kJ/mol
Ⅱ.逆水汽变换:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2=+41.0kJ/mol
Ⅲ.甲醇脱水:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) △H3=-23.5kJ/mol
工艺2:利用CO2直接加氢合成CH3OCH3和水蒸气(发应Ⅳ)
①据上述信息可知反应Ⅳ的热化学方程式为___________ 。反应I低温___________ 自发进行(填“能”或“不能”)。
②恒温恒容情况下,下列说法能判断反应Ⅳ达到平衡的是___________ 。
A.气体物质中碳元素与氧元素的质量比不变
B.容器内CH3OCH3浓度保持不变
C.容器内气体密度不变
D.容器内气体的平均摩尔质量不变
(2)对于合成甲醇的反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)由△H<0,一定条件下,单位时间内不同温度下测定的CO2转化率如图所示。温度高于710K时,随温度的升高CO2转化率降低的原因可能是___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/11/b827aaf1-66e2-4a52-973d-cc7164d0c9b7.png?resizew=243)
(3)CH4和CO2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,两电极均为惰性电极。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/11/e50ab4eb-a5c4-4741-94d7-a3b23acb564d.png?resizew=357)
①电极M为电源的___________ 极;
②电极R上发生的电极反应为___________ 。
(1)利用CO2合成二甲醚有两种工艺。
工艺1:涉及以下主要反应:
I.甲醇的合成:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.0kJ/mol
Ⅱ.逆水汽变换:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) △H2=+41.0kJ/mol
Ⅲ.甲醇脱水:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) △H3=-23.5kJ/mol
工艺2:利用CO2直接加氢合成CH3OCH3和水蒸气(发应Ⅳ)
①据上述信息可知反应Ⅳ的热化学方程式为
②恒温恒容情况下,下列说法能判断反应Ⅳ达到平衡的是
A.气体物质中碳元素与氧元素的质量比不变
B.容器内CH3OCH3浓度保持不变
C.容器内气体密度不变
D.容器内气体的平均摩尔质量不变
(2)对于合成甲醇的反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)由△H<0,一定条件下,单位时间内不同温度下测定的CO2转化率如图所示。温度高于710K时,随温度的升高CO2转化率降低的原因可能是
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(3)CH4和CO2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,两电极均为惰性电极。
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①电极M为电源的
②电极R上发生的电极反应为
更新时间:2024-01-12 10:26:58
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【推荐1】NO、NO2是大气污染物,但只要合理利用也是重要的资源。
(1)NH3还原法可将NO2还原为N2进行脱除。
已知:①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H1=-1530 kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H2=+180 kJ·mol-1
写出NH3还原NO的热化学方程式:_________________________________________ 。
(2)亚硝酰氯(ClNO)是合成有机物的中间体。将一定量的NO与Cl2充入一密闭容器中,发生反应:2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g) △H<0。平衡后,改变外界条件X,实验测得NO的转化率a(NO)随X的变化如图所示,则条件X可能是________ (填字母)。
a.温度 b.压强 c.
d.与催化剂的接触面积
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/10/2352021353119744/2354083607371776/STEM/aeab4120-c87d-4ae7-8103-1e0fbe867f3e.png?resizew=119)
(3)在密闭容器中充入4 mol CO和5 mol NO,发生反应2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g) △H1=-746.5 kJ·mol-1,图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系曲线图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/10/2352021353119744/2354083607371776/STEM/73a68487-fc87-4166-b3ab-4c7dba10cad7.png?resizew=312)
①温度:T1_______ (填“<”或“>”)T2。
②若反应在D点达到平衡,此时对反应进行升温且同时扩大容器体积使平衡压强减小,重新达到平衡,则D点应向图中A~G点中的_______ 点移动。
③某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率),结果如图所示。温度低于200℃时,图中曲线I脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为____________ ;a点_______ (填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率,说明其理由:___________________________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/10/2352021353119744/2354083607371776/STEM/7db379bb-77f5-4f3a-a234-738d0a20d3d7.png?resizew=186)
(4)以连二硫酸根(S2O42-)为媒介,使用间接电化学法处理燃煤烟气中的NO,装置如图4所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/10/2352021353119744/2354083607371776/STEM/82d346d9-bf66-4067-bdd7-60c2f986eca1.png?resizew=328)
①阴极区的电极反应式为______________________________________ 。
②NO被吸收转化后的主要产物为NH4+,若通电时电路中转移了0.3 mol e-,则此通电过程中理论上被吸收的NO在标准状况下的体积为____________ mL。
(1)NH3还原法可将NO2还原为N2进行脱除。
已知:①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H1=-1530 kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H2=+180 kJ·mol-1
写出NH3还原NO的热化学方程式:
(2)亚硝酰氯(ClNO)是合成有机物的中间体。将一定量的NO与Cl2充入一密闭容器中,发生反应:2NO(g)+Cl2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
a.温度 b.压强 c.
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(3)在密闭容器中充入4 mol CO和5 mol NO,发生反应2NO(g)+2CO(g)
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/10/2352021353119744/2354083607371776/STEM/73a68487-fc87-4166-b3ab-4c7dba10cad7.png?resizew=312)
①温度:T1
②若反应在D点达到平衡,此时对反应进行升温且同时扩大容器体积使平衡压强减小,重新达到平衡,则D点应向图中A~G点中的
③某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率),结果如图所示。温度低于200℃时,图中曲线I脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/10/2352021353119744/2354083607371776/STEM/7db379bb-77f5-4f3a-a234-738d0a20d3d7.png?resizew=186)
(4)以连二硫酸根(S2O42-)为媒介,使用间接电化学法处理燃煤烟气中的NO,装置如图4所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/10/2352021353119744/2354083607371776/STEM/82d346d9-bf66-4067-bdd7-60c2f986eca1.png?resizew=328)
①阴极区的电极反应式为
②NO被吸收转化后的主要产物为NH4+,若通电时电路中转移了0.3 mol e-,则此通电过程中理论上被吸收的NO在标准状况下的体积为
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【推荐2】深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义, 按要求回答下列问题:
(1)合成尿素的反应为: 2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(g)+H2O(l),若向某恒温且恒容的密闭容器中加入等物质的量的NH3和CO2,发生上述反应。下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是___________(填标号)。
(2)CO用于处理大气污染物N2O的反应为CO(g)+N2O(g)
CO2(g)+N2(g)。在Zn+作用下该反应的具体过程如图1所示,反应过程中能量变化情况如图2所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/4/624ffd37-bdab-41c4-88f4-0a83d85e0f71.png?resizew=649)
总反应:CO(g)+N2O(g)
CO2(g)+N2(g) ΔH=___________ kJ·mol-1;该总反应的决速步是反应___________ (填“①”或“②”)
(3)已知:CO(g)+N2O(g)
CO2(g)+N2(g)的速率方程为v=k·c(N2O),k为速率常数,只与温度有关。为提高反应速率,可采取的措施是___________(填字母序号)。
(4)在总压为100kPa的恒容密闭容器中,充入一定量的CO(g)和 N2O(g)发生上述反应,在不同条件下达到平衡时,在T1K时N2O的转化率与
、在
=1时N2O的转化率与
的变化曲线如图3所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/4/6b35c64d-519e-4d3d-9972-edf2e3a6ca9f.png?resizew=294)
①表示N2O的转化率随
的变化曲线为___________ 曲线(填“I”或“Ⅱ”);
②T1___________ T2(填“>”或“<”);
③已知:该反应的标准平衡常数
,其中pθ为标准压强(100kPa),p(CO2)、p(N2)、p(N2O)和p(CO)为各组分的平衡分压,则T4时,该反应的标准平衡常数Kθ=___________ (列出计算式)。
(1)合成尿素的反应为: 2NH3(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
A.2v正(NH3) = v逆[CO(NH2)2] | B.压强不再变化 |
C.混合气体的密度不再变化 | D.CO2的体积分数不再变化 |
(2)CO用于处理大气污染物N2O的反应为CO(g)+N2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/4/624ffd37-bdab-41c4-88f4-0a83d85e0f71.png?resizew=649)
总反应:CO(g)+N2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
(3)已知:CO(g)+N2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
A.升温 | B.恒容时,再充入CO |
C.恒容时,再充入N2O | D.恒压时,再充入N2 |
(4)在总压为100kPa的恒容密闭容器中,充入一定量的CO(g)和 N2O(g)发生上述反应,在不同条件下达到平衡时,在T1K时N2O的转化率与
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6bb86b54d1071a7e40f56d2a82f2e6ae.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6bb86b54d1071a7e40f56d2a82f2e6ae.png)
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/4/6b35c64d-519e-4d3d-9972-edf2e3a6ca9f.png?resizew=294)
①表示N2O的转化率随
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6bb86b54d1071a7e40f56d2a82f2e6ae.png)
②T1
③已知:该反应的标准平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e154ba5bcd080774aca2e9da12f6cacd.png)
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【推荐3】碳、氮及其化合物与生活密切相关。请根据要求回答下列问题:
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ/mol
②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-l160kJ/mol
③H2O(g)= H2O(l) △H=-44kJ/mol
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O( 1)的热化学方程式_________ 。
(2)已知:反应I: 4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g) △H < 0
反应II: 4NH3(g)+3O2(g)
2N2(g)+6H2O(g) △H < 0
①在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2,在催化剂的作用下进行反应I,则下列有关叙述中正确的是___ (填字母序号)。
A.增大压强,Kp(用压强表示的化学平衡常数)增大
B.若测得容器内3v正(NH3)=2v逆(H2O)时,说明反应已达平衡
C.升高温度,NH3的转化率增大
D.达到平衡时体系的压强不再变化
②氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1molNH3和2molO2,得有关物质的量关系如图,该催化剂在高温时选择反应_____ (填“I”或“II”)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/29/1912645661286400/1914049630814208/STEM/323fab21-b410-42f6-8138-58510178b19c.png?resizew=202)
③520℃时,4NH3(g)+3O2(g)
2N2(g)+6H2O(g)的平衡常数K=_______ (只需列出数字计算式)。提高NH3转化为N2平衡转化率的措施有______ (填字母序号)
A.降低反应温度B.将反应生成的H2O(g)及时移出
C.增大NH3和O2的初始投料比D.投料比不变,增加反应物的浓度
(3)已知25℃时HCN和H2CO3的电离常数(Ka.)如下表:
25℃时,测得HCN和NaCN的混合溶液pH=11,则c(HCN)/c(CN-)=____ 。向NaCN溶液中通入少量CO2,则发生反应的离子方程式为:__________ 。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ/mol
②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-l160kJ/mol
③H2O(g)= H2O(l) △H=-44kJ/mol
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O( 1)的热化学方程式
(2)已知:反应I: 4NH3(g)+5O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/29/1912645661286400/1914049630814208/STEM/c601411b-1024-4fff-bc68-6c2db2032952.png?resizew=45)
反应II: 4NH3(g)+3O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/29/1912645661286400/1914049630814208/STEM/5657b855-bf63-4b1f-8ea8-fae207efe10e.png?resizew=50)
①在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2,在催化剂的作用下进行反应I,则下列有关叙述中正确的是
A.增大压强,Kp(用压强表示的化学平衡常数)增大
B.若测得容器内3v正(NH3)=2v逆(H2O)时,说明反应已达平衡
C.升高温度,NH3的转化率增大
D.达到平衡时体系的压强不再变化
②氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1molNH3和2molO2,得有关物质的量关系如图,该催化剂在高温时选择反应
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/29/1912645661286400/1914049630814208/STEM/323fab21-b410-42f6-8138-58510178b19c.png?resizew=202)
③520℃时,4NH3(g)+3O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/29/1912645661286400/1914049630814208/STEM/f9159bac65bb4a58a8fe894f90e23c2d.png?resizew=33)
A.降低反应温度B.将反应生成的H2O(g)及时移出
C.增大NH3和O2的初始投料比D.投料比不变,增加反应物的浓度
(3)已知25℃时HCN和H2CO3的电离常数(Ka.)如下表:
物质 | 电离常数(Ka) |
HCN | Ka=5×10-10 |
H2CO3 | Ka1=4.5×10-7;Ka2=4.7× 10-11 |
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解答题-原理综合题
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适中
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【推荐1】二甲醚
是含氢量高、廉价易得、无毒的优良制氢原料,二甲醚水蒸气重整制氢体系中发生如下反应:
主反应:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/23fe8c226ba233a77cb4419ccd606970.png)
副反应:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/62d9af8cea1b01db4a9ea52969b187d3.png)
回答下列问题:
(1)上述两反应涉及的六种分子中,是非极性分子的是___________ (写出分子式)。CH4分子中的碳元素位于周期表的___________ 区。
(2)主反应在___________ (填“高温”或“低温”)下能自发进行。根据主反应,从平衡角度考虑能提高H2产率的措施有___________ (任写一种)。
(3)以水煤气作为原料制取H2可以减少副反应带来的损耗并提高H2的产量,如图是CO与水反应的历程图(附着在催化剂表面上的用·标识)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/29/7ddb99a7-976d-4911-b1f7-1ea434b4182d.png?resizew=401)
该反应历程决速步的反应方程式为___________ 。总反应的焓变___________ (填“<”或“>”)0。
(4)如图是CO2选择性随水醚比变化的曲线,由图可知,工业上一般在___________ 条件下进行二甲醚制氢(考虑水醚比和温度两个角度)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/29/d2cb7f63-2c79-45f4-ac12-028ce38d50b9.png?resizew=320)
(5)向恒压为p的体系中充入物质的量之比为1:3的
发生二甲醚水蒸气重整制氢反应,达到平衡时,二甲醚转化率为25%,且产物中![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b153dccc64551652bcec085b8104bc6.png)
①以下说法不能判断该反应达到平衡状态的是___________ (填字母)。
A.混合气体中各物质分压保持不变 B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体平均摩尔质量保持不变 D.消耗
时,有
生成
②该温度下达到平衡时,H2O的转化率为___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9be9ffe8145054b7dace4ee855a5fe8d.png)
主反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/23fe8c226ba233a77cb4419ccd606970.png)
副反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/62d9af8cea1b01db4a9ea52969b187d3.png)
回答下列问题:
(1)上述两反应涉及的六种分子中,是非极性分子的是
(2)主反应在
(3)以水煤气作为原料制取H2可以减少副反应带来的损耗并提高H2的产量,如图是CO与水反应的历程图(附着在催化剂表面上的用·标识)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/29/7ddb99a7-976d-4911-b1f7-1ea434b4182d.png?resizew=401)
该反应历程决速步的反应方程式为
(4)如图是CO2选择性随水醚比变化的曲线,由图可知,工业上一般在
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/29/d2cb7f63-2c79-45f4-ac12-028ce38d50b9.png?resizew=320)
(5)向恒压为p的体系中充入物质的量之比为1:3的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0ae806077416da4cb45b7b6c104e0338.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b153dccc64551652bcec085b8104bc6.png)
①以下说法不能判断该反应达到平衡状态的是
A.混合气体中各物质分压保持不变 B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体平均摩尔质量保持不变 D.消耗
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d343a9d57a8b46e30a9918ed917010f3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e09a9ec83dda5708a28eed3fbcda20e3.png)
②该温度下达到平衡时,H2O的转化率为
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解题方法
【推荐2】低碳烷烃脱氢制低碳烯烃对有效利用化石能源有重要意义。
(1)乙烷脱氢制乙烯
主反应:C2H6(g)
C2H4(g)+H2(g) △H1
副反应:2C2H6(g)
C2H4(g)+2CH4(g) △H2
C2H6(g)
2C(s)+3H2(g) △H3
①标准摩尔生成焓是指在25℃和101kPa,由最稳定的单质生成1mol化合物的焓变。利用表中数据计算△H1___ 。
②一定条件下,有利于提高C2H6平衡转化率的措施是___ (填标号)。
A.高温 B.高压 C.原料气中掺入H2 D.保持恒压,加稀有气体
③在800℃、恒容条件下,2L密闭容器中,1molC2H6进行脱氢反应,测得平衡体系气体有0.3molC2H6、0.6molC2H4、0.1molCH4和xmolH2,则x=___ ,主反应K=___ mol•L-1。
(2)使用PtSn—Mg(2—Zn)Al进行乙烷脱氢催化性能研究。不同温度下,乙烷转化率及乙烯选择性随反应时间的变化曲线分别如图a、图b。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/7/02ad84a2-1151-400b-9139-481283aa1e87.png?resizew=599)
催化剂的最佳工作温度为___ 。
(1)乙烷脱氢制乙烯
主反应:C2H6(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
副反应:2C2H6(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
C2H6(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
①标准摩尔生成焓是指在25℃和101kPa,由最稳定的单质生成1mol化合物的焓变。利用表中数据计算△H1
物质 | C2H6(g) | C2H4(g) | CH4(g) | H2(g) |
标准摩尔生成焓/kJ•mol-1 | -84.7 | +52.3 | -74.8 | 0 |
A.高温 B.高压 C.原料气中掺入H2 D.保持恒压,加稀有气体
③在800℃、恒容条件下,2L密闭容器中,1molC2H6进行脱氢反应,测得平衡体系气体有0.3molC2H6、0.6molC2H4、0.1molCH4和xmolH2,则x=
(2)使用PtSn—Mg(2—Zn)Al进行乙烷脱氢催化性能研究。不同温度下,乙烷转化率及乙烯选择性随反应时间的变化曲线分别如图a、图b。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/7/02ad84a2-1151-400b-9139-481283aa1e87.png?resizew=599)
催化剂的最佳工作温度为
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解答题-原理综合题
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(0.65)
解题方法
【推荐3】“绿水青山就是金山银山”,运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1)CO还原NO的反应为2CO(g)+2NO(g)
2CO2(g)+N2(g)ΔH=-746kJ·mol-1.部分化学键的键能数据如下表(设CO以C≡O键构成):
①由以上数据可求得NO的键能为___________ kJ·mol-1。
②写出两条有利于提高NO平衡转化率的措施___________ 。
(2)一定条件下,向某恒容密闭容器中充入xmolCO2和ymolH2,发生的反应CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-50kJ·mol-1
①如图中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系曲线为___________ (填“a”或“b”),其判断依据是___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/24/2771128706195456/2771204709638144/STEM/88bea78793e447b19ff3e52654853cc0.png?resizew=296)
②若x=2、y=3,测得在相同时间内不同温度下H2的转化率如图所示,则在该时间段内,恰好达到化学平衡时,此时容器内的压强与反应开始时的压强之比为___________ 。
(1)CO还原NO的反应为2CO(g)+2NO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
化学键 | C≡O | N≡N | C=O |
E/(kJ·mol-1) | 1076 | 945 | 745 |
①由以上数据可求得NO的键能为
②写出两条有利于提高NO平衡转化率的措施
(2)一定条件下,向某恒容密闭容器中充入xmolCO2和ymolH2,发生的反应CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
①如图中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系曲线为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/24/2771128706195456/2771204709638144/STEM/88bea78793e447b19ff3e52654853cc0.png?resizew=296)
②若x=2、y=3,测得在相同时间内不同温度下H2的转化率如图所示,则在该时间段内,恰好达到化学平衡时,此时容器内的压强与反应开始时的压强之比为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/24/2771128706195456/2771204709638144/STEM/e841294ca60e4c1eac7718bb215db137.png?resizew=338)
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解答题-原理综合题
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(0.65)
解题方法
【推荐1】(1)氨水可以脱除烟气中的SO2。氨水脱硫的相关热化学方程式如下:
2NH3(g)+H2O(l)+SO2(g)=(NH4)2SO3(aq)ΔH=akJ·mol−1
(NH4)2SO3(aq)+H2O(l)+SO2(g)=2NH4HSO3(aq)ΔH=bkJ·mol−1
2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)ΔH=ckJ·mol−1
反应NH3(g)+NH4HSO3(aq)+
O2(g)=(NH4)2SO4(aq)的ΔH=_____ kJ·mol−1。
(2)某电池装置如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/20/21db9dc5-bb58-4e1f-9b4e-dc946e65d032.png?resizew=300)
①若图中I是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图,该同学想在II中实现铁上镀铜,则b处通入的是______ (填“CH4”或“O2”),a处电极上发生的电极反应式是______ 。
②若图中I是氨氧燃料电池,a处通NH3,b处通入O2,电解质溶液为KOH溶液则a电极的电极反应式是________ 。一段时间后,需向装置中补充KOH,请依据反应原理解释原因:______ 。
2NH3(g)+H2O(l)+SO2(g)=(NH4)2SO3(aq)ΔH=akJ·mol−1
(NH4)2SO3(aq)+H2O(l)+SO2(g)=2NH4HSO3(aq)ΔH=bkJ·mol−1
2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)ΔH=ckJ·mol−1
反应NH3(g)+NH4HSO3(aq)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f89eef3148f2d4d09379767b4af69132.png)
(2)某电池装置如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/20/21db9dc5-bb58-4e1f-9b4e-dc946e65d032.png?resizew=300)
①若图中I是甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图,该同学想在II中实现铁上镀铜,则b处通入的是
②若图中I是氨氧燃料电池,a处通NH3,b处通入O2,电解质溶液为KOH溶液则a电极的电极反应式是
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解答题-工业流程题
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(0.65)
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解题方法
【推荐2】氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料,有广泛应用。以铁硼矿(主要成分有Mg2B2O5·H2O、Fe3O4,次要成分有Fe2O3、FeO、 CaO、Al2O3、 SiO2) 为原料制备氮化硼的流程如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/13/ddfb7090-baa0-4bc8-a81c-2e258d0cc172.png?resizew=533)
已知:相关金属离子[c0( Mn+)= 0.1mol · L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
回答下列问题:
(1)用稀硫酸酸浸时,若其他条件不变,工业中采取下列措施能提高硼元素浸出率的有____ (填序号)。
A.适当升高酸浸温度 B.适当加快搅拌速度 C.适当缩短酸浸时间
(2)滤渣1的主要成分为_______ 。
(3)加氨水过程中常常要加热,加热的目的是_______ 。
(4)从硫酸镁溶液中提取MgSO4·7H2O的操作包括_______ 、过滤、 洗涤、干燥。
(5)写出B2O3与氨气在高温下反应制备BN的化学方程式:_______
(6)H3BO3 (硼酸)还可以利用电解NaB( OH)4溶液的方法制备,工作原理如图所示。c为_______ (填“阴离子交换膜”或“阳离子交换膜”), 产品室中发生反应的离子方程式为_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/13/77ca37c5-8eae-45b0-8ac1-db68a69d9724.png?resizew=377)
(7)某工厂用akg铁硼矿粉(含Mg2B2O5·H2O40%)制备BN,最终得到产品bkg,产率为____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/13/ddfb7090-baa0-4bc8-a81c-2e258d0cc172.png?resizew=533)
已知:相关金属离子[c0( Mn+)= 0.1mol · L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Fe3+ | Fe2+ | Al3+ |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.3 | 3.2 |
沉淀完全的pH | 2.8 | 8.3 | 5.0 |
(1)用稀硫酸酸浸时,若其他条件不变,工业中采取下列措施能提高硼元素浸出率的有
A.适当升高酸浸温度 B.适当加快搅拌速度 C.适当缩短酸浸时间
(2)滤渣1的主要成分为
(3)加氨水过程中常常要加热,加热的目的是
(4)从硫酸镁溶液中提取MgSO4·7H2O的操作包括
(5)写出B2O3与氨气在高温下反应制备BN的化学方程式:
(6)H3BO3 (硼酸)还可以利用电解NaB( OH)4溶液的方法制备,工作原理如图所示。c为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/13/77ca37c5-8eae-45b0-8ac1-db68a69d9724.png?resizew=377)
(7)某工厂用akg铁硼矿粉(含Mg2B2O5·H2O40%)制备BN,最终得到产品bkg,产率为
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解答题-原理综合题
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(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.研究发现,以
和
为原料合成尿素的反应
,
(1)已知该反应的活化能
,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/72d6926343102f371767cbab054837bd.png)
________ 。
(2)某实验小组为了模拟工业合成尿素,在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的
和
发生上述反应,反应过程中
的体积分数如图甲所示。实验测得体系平衡时的压强为10MPa,计算该反应的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
________
(已知:分压
总压
体积分数)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/28/f745373d-a255-4d60-b46e-93d900c717d9.png?resizew=158)
Ⅱ.以
和
催化重整制备合成气发生反应:
。
(3)在一定条件下,在密闭容器中通入一定量的
和
,
的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图乙所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/28/a8297586-0158-4874-b94b-b14f5d4da87d.png?resizew=213)
①若反应在恒温、恒压密闭容器中进行,下列叙述能说明反应达到平衡状态的是________ 。
A.容器中混合气体的密度保持不变 B.容器内CO与
的物质的量之比保持不变
C.反应速率:
D.断裂2molC—H同时断裂1molH—H键
②由图乙可知,压强![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2708fa6298e52f617383efc175b71ddc.png)
________
(填“
”、“
”或“
”,下同);压强为
时,对应温度下Y点速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c175ae491f8aab736e87cd0c7653fd1e.png)
________
。
③若在Y点时对反应容器升温的同时扩大容器体积使体系压强减小,重新达到新的平衡状态时,可能是图中:A、B、C、D、E点中的________ 点。
Ⅲ.在稀硫酸中利用电催化可将
同时转化为多种燃料,其原理如图丙所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/28/73450019-eb3b-4cb5-8372-0233dbfc821b.png?resizew=216)
(4)铜电极上产生
的电极反应式为________ ,若铜电极上只生成5.6gCO,则铜极区溶液质量变化了________ g。
I.研究发现,以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1163bc05a73653778b05c45aed88addc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8f7927b87d694300a6b6390ab525fed2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c8b933ee9d5e8ff87f36e0c175eacd9a.png)
(1)已知该反应的活化能
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cb5010ebec03e468103762fe8b636bfe.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/72d6926343102f371767cbab054837bd.png)
(2)某实验小组为了模拟工业合成尿素,在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1499153345d06ae36c801fd9c322eb03.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6706fe00b4e231e62d9ecbec567d526b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2468403b3eba9e40bfa36f464e927738.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/28/f745373d-a255-4d60-b46e-93d900c717d9.png?resizew=158)
Ⅱ.以
![](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/83182738f18ceb821b1af77ca3743009.png)
(3)在一定条件下,在密闭容器中通入一定量的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eff19349a80467d65564cc2953f0c978.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/28/a8297586-0158-4874-b94b-b14f5d4da87d.png?resizew=213)
①若反应在恒温、恒压密闭容器中进行,下列叙述能说明反应达到平衡状态的是
A.容器中混合气体的密度保持不变 B.容器内CO与
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
C.反应速率:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cae2c2b184f9c29731f19c890e5575e2.png)
②由图乙可知,压强
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9b9cb8e6ff801523b0304576cd69fd2d.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4ff7942da6c3fc4005256fb1458557c0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6706fe00b4e231e62d9ecbec567d526b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9b9cb8e6ff801523b0304576cd69fd2d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c175ae491f8aab736e87cd0c7653fd1e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b965da982ffb1c164a39a635251bd62e.png)
③若在Y点时对反应容器升温的同时扩大容器体积使体系压强减小,重新达到新的平衡状态时,可能是图中:A、B、C、D、E点中的
Ⅲ.在稀硫酸中利用电催化可将
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/28/73450019-eb3b-4cb5-8372-0233dbfc821b.png?resizew=216)
(4)铜电极上产生
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