全球大气 浓度升高对人类生产生活产生了影响,研究二氧化碳的回收对我国2060年实现碳中和具有现实意义,碳及其化合物的资源化利用成为研究热点。回答下列问题:
(1)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇,其反应原理为:
①通过表格中的数值可以推断:该反应在________ (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
②的平衡转化率与氢碳比 及压强、温度的关系分别如图 a和图 b所示。
图a中氢碳比从大到小的顺序为___________ 。图b中压强从大到小的顺序为___________ 。
(2)反应
反应
反应
①___________ ,___________ (用 表示)。
②研究表明,反应 Ⅲ的速率方程为 表示反应气体的物质的量分数,为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算),为反应的速率常数。当恒压,只发生反应Ⅲ:COg+H2Og⇌CO2g+H2gΔH3=-akJ⋅mol-1K3且 加料时,平衡转化率为 b,求反应物转化率为时的反应速率___________ (用含 的计算式表示,不用化简)。
(3)已知 时,大气中的 溶于水存在以下过程:
①
②
溶液中的浓度 为比例系数,此题可看为常数)。当大气压强为,大气中的物质的量分数为时,溶液中的浓度为_______ (忽略和水的电离)。
(1)工业上用二氧化碳催化加氢可合成乙醇,其反应原理为:
温度/ | 400 | 500 |
平衡常数 | 9 | 5.3 |
②的平衡转化率与氢碳比 及压强、温度的关系分别如图 a和图 b所示。
图a中氢碳比从大到小的顺序为
(2)反应
反应
反应
①
②研究表明,反应 Ⅲ的速率方程为 表示反应气体的物质的量分数,为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算),为反应的速率常数。当恒压,只发生反应Ⅲ:COg+H2Og⇌CO2g+H2gΔH3=-akJ⋅mol-1K3且 加料时,平衡转化率为 b,求反应物转化率为时的反应速率
(3)已知 时,大气中的 溶于水存在以下过程:
①
②
溶液中的浓度 为比例系数,此题可看为常数)。当大气压强为,大气中的物质的量分数为时,溶液中的浓度为
更新时间:2024-02-01 21:13:11
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解题方法
【推荐1】硫酸有着广泛的用途。硫酸工业在国民经济中占有重要地位。
(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量:。判断该反应的自发性并说明理由___________ 。
(2)我国古籍记载了硫酸的制备方法—“炼石胆()取精华法”。
①借助现代仪器分析,该制备过程中分解的TG曲线(热重曲线,即受热分解过程中固体质量变化曲线)及DSC曲线(反映体系热量变化情况,数值已省略)如图所示。700℃左右有两个吸热峰,则此时分解生成的氧化物有___________ 、___________ (填化学式)和。
②已知下列热化学方程式:
则的△H=__________ 。
(3)接触法制硫酸的关键反应为的催化氧化:
①为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度,绘制不同转化率()下反应速率(数值已略去)与温度的关系如图,下列说法正确的是__________ 。
A.温度越高,反应速率越大 B.的曲线代表平衡转化率
C.越大,反应速率最大值对应温度越低 D.可根据不同下的最大速率,选择最佳生产温度
②固定投料比,在压强分别为0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa下,得到的平衡转化率随温度的变化如图所示。则在5.0MPa、550℃时,该反应的平衡转化率=__________ 。
③对于气体参与的反应,可用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)来表示平衡常数。设的平衡分压为p,的平衡转化率为,则上述催化氧化反应的_____________ (用含p和的代数式表示)。
(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量:。判断该反应的自发性并说明理由
(2)我国古籍记载了硫酸的制备方法—“炼石胆()取精华法”。
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②已知下列热化学方程式:
则的△H=
(3)接触法制硫酸的关键反应为的催化氧化:
①为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度,绘制不同转化率()下反应速率(数值已略去)与温度的关系如图,下列说法正确的是
A.温度越高,反应速率越大 B.的曲线代表平衡转化率
C.越大,反应速率最大值对应温度越低 D.可根据不同下的最大速率,选择最佳生产温度
②固定投料比,在压强分别为0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa下,得到的平衡转化率随温度的变化如图所示。则在5.0MPa、550℃时,该反应的平衡转化率=
③对于气体参与的反应,可用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)来表示平衡常数。设的平衡分压为p,的平衡转化率为,则上述催化氧化反应的
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【推荐2】草酸二甲酯的热催化加氢是生产乙二醇、乙醇酸甲酯的重要工艺,主要反应如下:
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回答下列问题:
(1)草酸二甲酯热催化加氢生成乙二醇反应的。
(2)计算表明,反应在研究的温度范围内平衡常数大于,可以认为反应Ⅲ几乎不可逆,为了限制反应对乙二醇产率的影响,可采取的最佳措施是___________(填标号)。
(3)在选定催化剂后研究投料比和压强对反应平衡的影响。测得在、的等温等压条件下,原料草酸二甲酯的转化率及产物的选择性投料比的变化关系如图甲所示()。当投料比大于80时,乙醇酸甲酯的选择性降低,原因是___________ ;当投料比为60时,若草酸二甲酯的转化率为,且该条件下不发生反应,则最终收集的流出气中甲醇蒸气的分压为___________ (保留小数点后两位)。
(4)在等压、投料比为50的条件下,及各产物的选择性随温度变化关系如图乙所示。当反应温度高于时,乙二醇的选择性降低,原因是___________ ;根据图乙数据,画出乙醇酸甲酯的产率随温度的变化图像___________ (标出产率最高时的数据)。
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回答下列问题:
(1)草酸二甲酯热催化加氢生成乙二醇反应的。
(2)计算表明,反应在研究的温度范围内平衡常数大于,可以认为反应Ⅲ几乎不可逆,为了限制反应对乙二醇产率的影响,可采取的最佳措施是___________(填标号)。
A.升高反应体系的温度 | B.适当增大反应投料中氢气的比例 |
C.增大反应体系的压强 | D.选择合适的催化剂进行反应 |
(3)在选定催化剂后研究投料比和压强对反应平衡的影响。测得在、的等温等压条件下,原料草酸二甲酯的转化率及产物的选择性投料比的变化关系如图甲所示()。当投料比大于80时,乙醇酸甲酯的选择性降低,原因是
(4)在等压、投料比为50的条件下,及各产物的选择性随温度变化关系如图乙所示。当反应温度高于时,乙二醇的选择性降低,原因是
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解题方法
【推荐3】氨是重要的基础化工原料,可以制备尿素[CO(NH2)2]、N2H4等多种含氮的化工产品。
(1)以NH3与CO2为原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化学反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:H2O(1)=H2O(g) △H3=+44.0 kJ·mol-1
则反应:__________ kJ/mol
(2)将氨气与二氧化碳在有催化剂的反应器中反应,体系中尿素的产率和催化剂的活性与温度的关系如图1所示:
①a点________ (填是或不是)处于平衡状态,T1之后尿素产率下降的原因是___________________________ 。
②实际生产中,原料气带有水蒸气,图2表示CO2的转化率与氨碳比、水碳比的变化关系。曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是___________ ,测得b点氨的转化率为30%,则x=___________________ 。
③已知该反应的,,k(正)和k(逆)为速率常数,则平衡常数K与k(正),k(逆)的关系式是____________________________________ 。
(3)N2H4可作火箭推进剂。已知25℃时N2H4水溶液呈弱碱性:
;
①25℃时,向N2H4水溶液中加入H2SO4,欲使,同时,应控制溶液pH范围_____________ (用含a、b式子表示)。
②水合肼(N2H4·H2O)的性质类似一水合氨,与硫酸反应可以生成酸式盐,该盐的化学式为_______________ 。
(1)以NH3与CO2为原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化学反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:H2O(1)=H2O(g) △H3=+44.0 kJ·mol-1
则反应:
(2)将氨气与二氧化碳在有催化剂的反应器中反应,体系中尿素的产率和催化剂的活性与温度的关系如图1所示:
①a点
②实际生产中,原料气带有水蒸气,图2表示CO2的转化率与氨碳比、水碳比的变化关系。曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是
③已知该反应的,,k(正)和k(逆)为速率常数,则平衡常数K与k(正),k(逆)的关系式是
(3)N2H4可作火箭推进剂。已知25℃时N2H4水溶液呈弱碱性:
;
①25℃时,向N2H4水溶液中加入H2SO4,欲使,同时,应控制溶液pH范围
②水合肼(N2H4·H2O)的性质类似一水合氨,与硫酸反应可以生成酸式盐,该盐的化学式为
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解答题-原理综合题
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(0.4)
解题方法
【推荐1】石油炼厂气(小分子烷烃和烯烃)的综合利用是当今社会发展的需要。
(1)已知一些物质的燃烧热如下表:
写出丙烷与氢气反应生成甲烷的热化学方程式:___________ 。
(2)1,2-二氯乙烷()常用于制造乙酰纤维、烟草萃取剂、熏蒸剂。工业上可用乙烯加成法制备1,2-二氯乙烷,主要副产物为氯乙烯(),反应原理如下:
I.
II.
下,向某恒容密闭容器中充入等物质的量的和,在催化剂作用下发生反应,容器内气体的压强随时间的变化如图1所示。
①前内用表示的平均反应速率___________ 。
②该温度下,各有机物组分占总有机物的含量随时间的变化曲线如图2所示,表示___________ (填有机物的结构简式),理由是___________ 。反应II的平衡常数___________ (为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
③为提高平衡时的产率,可采取的措施是___________ (填两条)。
(1)已知一些物质的燃烧热如下表:
物质 | |||||
燃烧热 | -393.5 | -285.8 | -890.3 | -1559.8 | -2219.9 |
(2)1,2-二氯乙烷()常用于制造乙酰纤维、烟草萃取剂、熏蒸剂。工业上可用乙烯加成法制备1,2-二氯乙烷,主要副产物为氯乙烯(),反应原理如下:
I.
II.
下,向某恒容密闭容器中充入等物质的量的和,在催化剂作用下发生反应,容器内气体的压强随时间的变化如图1所示。
①前内用表示的平均反应速率
②该温度下,各有机物组分占总有机物的含量随时间的变化曲线如图2所示,表示
③为提高平衡时的产率,可采取的措施是
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【推荐2】根据要求完成下列填空:
(1)将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:
3A(g) +B(g)2C(g)+2D(g),反应进行到10s末,达到平衡,测得A的物质的量为1.8mol,B的物质的量为0.6mol,C的物质的量为0.8mol,则:
①用C表示10s 内正反应的化学反应速率为___________________ ;
②反应前A的物质的量浓度是___________________________ ;
(2)某温度下,在一个体积为2L的固定不变的密闭容器中充入0.3mol SO2和0.2mol O2,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 反应,5分钟后反应达到化学平衡状态,测得容器中气体压强变为原来的90%,则该反应达到平衡时SO2的转化率为__________________ ;
(3)已知在容积固定的密闭容器中充入NH3和O2发生如下反应:
4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)
下列能说明该反应已经达到平衡状态的是___________;
(4)在一定条件下,可实现如图所示物质之间的变化:
①已知孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2(碱式碳酸铜),受热易分解。
则图中的F是____________ (填化学式)。
②写出明矾[KAl(SO4)2·12H2O] 与过量NaOH溶液反应的离子方程式:
_____________________________________________ 。
③图中所得C和D都为固体,混合后在高温下可发生反应,写出该反应的化学方程式:
________________________________________________ 。
(5)海带提碘的流程如下:
①第②步为了加快溶解速率并使充分进入溶液中,可以采取的措施是:
______________________ 、______________________ (写出两条)。
②写出第④步发生反应的离子方式_____________________________ 。
(1)将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:
3A(g) +B(g)2C(g)+2D(g),反应进行到10s末,达到平衡,测得A的物质的量为1.8mol,B的物质的量为0.6mol,C的物质的量为0.8mol,则:
①用C表示10s 内正反应的化学反应速率为
②反应前A的物质的量浓度是
(2)某温度下,在一个体积为2L的固定不变的密闭容器中充入0.3mol SO2和0.2mol O2,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 反应,5分钟后反应达到化学平衡状态,测得容器中气体压强变为原来的90%,则该反应达到平衡时SO2的转化率为
(3)已知在容积固定的密闭容器中充入NH3和O2发生如下反应:
4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)
下列能说明该反应已经达到平衡状态的是___________;
A.容器中气体总质量不变 | B.c(O2)不变 | C.v (O2)=1.25 v(NH3) |
D.体系压强不变 | E.相同时间内,消耗0.1 mol NH3,同时消耗了0.1 mol NO |
①已知孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2(碱式碳酸铜),受热易分解。
则图中的F是
②写出明矾[KAl(SO4)2·12H2O] 与过量NaOH溶液反应的离子方程式:
③图中所得C和D都为固体,混合后在高温下可发生反应,写出该反应的化学方程式:
(5)海带提碘的流程如下:
①第②步为了加快溶解速率并使充分进入溶液中,可以采取的措施是:
②写出第④步发生反应的离子方式
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【推荐3】在2 L的密闭容器中,某化学反应2AB+D在四种不同条件下进行,A、B、D都为气体,且B、D起始浓度为0,反应物A的物质的量(mol)随反应时间(min)的变化情况如下表:
根据上述数据,回答以下问题:
(1)实验1中,10至30分钟时间内A的平均反应速率为________ mol·L-1·min-1,达平衡时B物质的浓度为________ ,A的转化率为________ 。
(2)实验2中,隐含的反应条件可能是________ 。
(3)实验3中,A的起始的物质的量________ (填“>”“<”或“=”)1.0 mol,实验3和实验1的起始速率v3________ (填“>”“<”或“=”)v1,由实验1和实验5可确定上述反应为________ (填“放热”或“吸热”) 反应,实验4中,该反应温度下其平衡常数为________ 。
(4)若开始时在实验2的密闭容器中充入1.0molB,1.0molD,达平衡时A物质的浓度为________ 。
根据上述数据,回答以下问题:
(1)实验1中,10至30分钟时间内A的平均反应速率为
(2)实验2中,隐含的反应条件可能是
(3)实验3中,A的起始的物质的量
(4)若开始时在实验2的密闭容器中充入1.0molB,1.0molD,达平衡时A物质的浓度为
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【推荐1】甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH1=-1451.6kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-556.0kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:___ 。
(2)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
①下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)。
由表中数据判断ΔH1___ 0(填“>”、“=”或“<”)
②某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol·L-1,则CO的转化率为___ ,此时的温度为___ (从上表中选择)。
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置:用该电池电解(惰性电极)500ml某CuSO4溶液,电解一段时间后,为使电解质溶液恢复到原状态,需要向溶液中加入9.8gCu(OH)2固体。则原CuSO4溶液的物质的量浓度为___ mol·L-1(假设电解前后溶液体积不变)。
(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH1=-1451.6kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-556.0kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
(2)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
①下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
由表中数据判断ΔH1
②某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol·L-1,则CO的转化率为
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置:用该电池电解(惰性电极)500ml某CuSO4溶液,电解一段时间后,为使电解质溶液恢复到原状态,需要向溶液中加入9.8gCu(OH)2固体。则原CuSO4溶液的物质的量浓度为
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【推荐2】随着科学技术的发展和环保要求不断提高,CO2的捕集利用技术成为研究的重点。
Ⅰ.工业上使用的捕碳剂有NH3和(NH4)2CO3,它们与CO2可发生如下可逆反应:
NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH1
2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH2
(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)ΔH3
则ΔH3=___________ (用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。
Ⅱ.目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的化学反应方程式为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g),已知:H2的体积分数随温度的升高而增加。
(1)该反应的ΔS___________ 0(填“>”“<”或“=”),该反应的ΔH___________ 0(填“>”或“<”)。
(2)在恒容密闭容器中通入等物质的量的CO2和H2并发生上述反应,T ℃下,CO2物质的量浓度c(CO2)随时间t变化的曲线如图所示。下列能说明反应达到平衡状态的是___________ (填字母代号)。
A.体系压强保持不变
B.混合气体密度保持不变
C.甲烷和水蒸气的物质的量之比保持不变
D.H2的质量分数保持不变
(3)T ℃下,反应前20 s的平均反应速率v(H2)=___________ (用含a、b的代数式表示)。
(4)T ℃下,该反应的平衡常数K=___________ (用含a、b的代数式表示)。
(5)若降低温度,反应重新达到平衡,则v(正)___________ ;CO2转化率___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅰ.工业上使用的捕碳剂有NH3和(NH4)2CO3,它们与CO2可发生如下可逆反应:
NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH1
2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH2
(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)ΔH3
则ΔH3=
Ⅱ.目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的化学反应方程式为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g),已知:H2的体积分数随温度的升高而增加。
(1)该反应的ΔS
(2)在恒容密闭容器中通入等物质的量的CO2和H2并发生上述反应,T ℃下,CO2物质的量浓度c(CO2)随时间t变化的曲线如图所示。下列能说明反应达到平衡状态的是
A.体系压强保持不变
B.混合气体密度保持不变
C.甲烷和水蒸气的物质的量之比保持不变
D.H2的质量分数保持不变
(3)T ℃下,反应前20 s的平均反应速率v(H2)=
(4)T ℃下,该反应的平衡常数K=
(5)若降低温度,反应重新达到平衡,则v(正)
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【推荐3】CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
(1)250 ℃时,以镍合金为催化剂,向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4,发生如下反应:
CO2 (g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。
平衡体系中各组分体积分数如下表:
①此温度下该反应的平衡常数K=____________ 。
②已知:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
CO(g)+H2O (g)===CO2(g)+H2 (g) =2.8 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) =-566.0 kJ·mol-1
反应CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g) 的ΔH=_____________ 。
(2)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如下图所示。250~300 ℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是___________________________________________________________________ 。
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是____________________________________ 。
③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为________________________________________________ 。
(3)①Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质,下列建议合理的是________ (填字母)。
a.可在碱性氧化物中寻找
b.可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找
c.可在具有强氧化性的物质中寻找
②Li2O吸收CO2后,产物用于合成Li4SiO4,Li4SiO4用于吸收、释放CO2。原理是在500 ℃,CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3;平衡后加热至700 ℃,反应逆向进行,放出CO2,Li4SiO4再生,说明该原理的化学方程式是_________________________________________ 。
(4)利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。
反应A:CO2+H2OCO+H2+O2
高温电解技术能高效实现反应A,工作原理示意图如下:
CO2在电极a放电的反应式是________________________________________________ 。
(1)250 ℃时,以镍合金为催化剂,向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4,发生如下反应:
CO2 (g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。
平衡体系中各组分体积分数如下表:
物质 | CH4 | CO2 | CO | H2 |
体积分数 | 0.1 | 0.1 | 0.4 | 0.4 |
①此温度下该反应的平衡常数K=
②已知:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
CO(g)+H2O (g)===CO2(g)+H2 (g) =2.8 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) =-566.0 kJ·mol-1
反应CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g) 的ΔH=
(2)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如下图所示。250~300 ℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是
③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为
(3)①Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质,下列建议合理的是
a.可在碱性氧化物中寻找
b.可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找
c.可在具有强氧化性的物质中寻找
②Li2O吸收CO2后,产物用于合成Li4SiO4,Li4SiO4用于吸收、释放CO2。原理是在500 ℃,CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3;平衡后加热至700 ℃,反应逆向进行,放出CO2,Li4SiO4再生,说明该原理的化学方程式是
(4)利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。
反应A:CO2+H2OCO+H2+O2
高温电解技术能高效实现反应A,工作原理示意图如下:
CO2在电极a放电的反应式是
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(0.4)
【推荐1】2021年 1月20日我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功将天通一号03 星发射升空。起飞重量中,95%的都是化学推进剂。
(1)火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢(H2O2),当它们混合时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知0.5 mol液态肼与足量过氧化氢反应,生成N2和气态水,放出250.0 kJ的热量。
①写出肼的结构式_______ 。
②写出该反应的热化学方程式:_______ 。
③火箭升空时,由于与大气层的剧烈摩擦,产生高温。为了防止火箭温度过高,在火箭表面涂上一种特殊的涂料,该涂料的性质最可能的是_______ 。
A.在高温下不融化 B.在高温下可分解气化
C. 在常温下就分解气化 D.该涂料不可能发生分解
(2) CH3OH和液氧也是常用的液体推进剂。在300℃温度下,发生反应CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H>0 。保持温度为300℃,在2 L的密闭容器中加入1 mol CH3OH和1 molH2O,第4 min达到平衡,容器内c (CO2)随时间的变化情况如图所示:
i.4min内H2的平均生成速率_______ 。
ii.请在上图中画出温度升高到T2时的c(CO2)变化曲线示意图_______ 。
iii.下列物理量可以作为该反应达到平衡状态的判断依据的是_______ 。
①混合气体的压强不变
②混合气体的密度不变
③B的物质的量浓度不变
④混合气体的总物质的量不变
⑤混合气体的平均相对分子质量不变
⑥v(CO2): v(H2)比值不变
⑦混合气体的总质量不变
A.②③④⑤⑥⑦ B. ①③④⑤ C.①②③④⑤⑦ D. ①③⑤
(3) NH4NO3也是一种重要的固体推进剂,可通过电解NO制备NH4NO3,其工作原理如图所示,AB处外接直流电源,请写出在B电极上发生的电极反应式:_______ 。
(1)火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢(H2O2),当它们混合时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知0.5 mol液态肼与足量过氧化氢反应,生成N2和气态水,放出250.0 kJ的热量。
①写出肼的结构式
②写出该反应的热化学方程式:
③火箭升空时,由于与大气层的剧烈摩擦,产生高温。为了防止火箭温度过高,在火箭表面涂上一种特殊的涂料,该涂料的性质最可能的是
A.在高温下不融化 B.在高温下可分解气化
C. 在常温下就分解气化 D.该涂料不可能发生分解
(2) CH3OH和液氧也是常用的液体推进剂。在300℃温度下,发生反应CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H>0 。保持温度为300℃,在2 L的密闭容器中加入1 mol CH3OH和1 molH2O,第4 min达到平衡,容器内c (CO2)随时间的变化情况如图所示:
i.4min内H2的平均生成速率
ii.请在上图中画出温度升高到T2时的c(CO2)变化曲线示意图
iii.下列物理量可以作为该反应达到平衡状态的判断依据的是
①混合气体的压强不变
②混合气体的密度不变
③B的物质的量浓度不变
④混合气体的总物质的量不变
⑤混合气体的平均相对分子质量不变
⑥v(CO2): v(H2)比值不变
⑦混合气体的总质量不变
A.②③④⑤⑥⑦ B. ①③④⑤ C.①②③④⑤⑦ D. ①③⑤
(3) NH4NO3也是一种重要的固体推进剂,可通过电解NO制备NH4NO3,其工作原理如图所示,AB处外接直流电源,请写出在B电极上发生的电极反应式:
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】含氮化合物广泛存在于自然界,是一类常见的化合物。
(1)汽车尾气是城市空气的主要污染物之一,汽车内燃机工作时发生反应:,可以催化还原以达到消除污染的目的。
已知反应Ⅰ、,;
Ⅱ、,。
写出与反应生成和的热化学方程式:___________ ,该反应自发进行的条件为___________ (填“高温”或“低温”)。
(2)已知当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。如图所示为其他条件不变时,反应中随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。
①该反应的___________ (填“>”或“<”)0。
②若催化剂的表面积,在该图中画出该反应在、条件下达到平衡过程中的变化曲线___________ 。
(3)尿素是一种重要的化工原料,工业上可用氨和二氧化碳合成尿素:,。一定条件下,向10L恒容密闭容器中充入和。
①该反应后达到平衡,测得容器中气体密度为,则平衡常数___________ 。
②达到平衡后,再向容器中加入和,则再次达到平衡时反应物的转化率___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
③若第一次达到平衡后,再向容器中加入和,则平衡___________ (填“正向”“逆向”或“不”)移动。
(1)汽车尾气是城市空气的主要污染物之一,汽车内燃机工作时发生反应:,可以催化还原以达到消除污染的目的。
已知反应Ⅰ、,;
Ⅱ、,。
写出与反应生成和的热化学方程式:
(2)已知当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。如图所示为其他条件不变时,反应中随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。
①该反应的
②若催化剂的表面积,在该图中画出该反应在、条件下达到平衡过程中的变化曲线
(3)尿素是一种重要的化工原料,工业上可用氨和二氧化碳合成尿素:,。一定条件下,向10L恒容密闭容器中充入和。
①该反应后达到平衡,测得容器中气体密度为,则平衡常数
②达到平衡后,再向容器中加入和,则再次达到平衡时反应物的转化率
③若第一次达到平衡后,再向容器中加入和,则平衡
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【推荐3】氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。
(1)氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点.
已知:①CH4的燃烧热为890KJ·mol-1; ②H2的热值为50.2kJ·g-1
则甲烷部分氧化生成CO2和H2的热化学方程式为___________________________________ ;该反应自发进行的条件是___________ 。
(2)Bodensteins研究了如下反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)△H=+11kJ/mol在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:
①根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为:___________ 。
②上述反应中,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆为速率常数,若k正=9.00min-1,在t=20min时,v逆=__________ min-1(保留三位有效数字)
③由上述实验数据计算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用下图表示。在上述平衡基础上,缓慢升高到某一温度,反应重新达到平衡,请在下图中画出此过程的趋势图。______________
(3)一种可超快充电的新型铝电池,充放电时AlCl4-和Al2Cl7-两种离子在Al电极上相互转化,其它离子不参与电极反应,放电时负极Al的电极反应式为______________________ 。
(1)氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点.
已知:①CH4的燃烧热为890KJ·mol-1; ②H2的热值为50.2kJ·g-1
则甲烷部分氧化生成CO2和H2的热化学方程式为
(2)Bodensteins研究了如下反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)△H=+11kJ/mol在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:
t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 120 |
X(HI) | 1.00 | 0.910 | 0.850 | 0.815 | 0.795 | 0.784 |
X(HI) | 0.00 | 0.600 | 0.730 | 0.773 | 0.780 | 0.784 |
①根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为:
②上述反应中,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆为速率常数,若k正=9.00min-1,在t=20min时,v逆=
③由上述实验数据计算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用下图表示。在上述平衡基础上,缓慢升高到某一温度,反应重新达到平衡,请在下图中画出此过程的趋势图。
(3)一种可超快充电的新型铝电池,充放电时AlCl4-和Al2Cl7-两种离子在Al电极上相互转化,其它离子不参与电极反应,放电时负极Al的电极反应式为
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