甲醇是重要的化工基础原料和清洁液体燃料,在加氢合成的体系中,同时发生下列竞争反应:
(ⅰ)
(ⅱ)
由CO也能直接加氢合成甲醇:(ⅲ)
(1)_____ kJ/mol。
(2)反应(ⅱ)的正、逆反应平衡常数随温度变化曲线如图所示。
下列分析正确的是______ 。
A.曲线甲为K(逆),曲线乙为K(正) B.a点时,一定有 C.c点时,x=0.5
(3)催化剂M、N对反应进程的能量影响如下图(a)所示,两种催化剂对应的关系如下图(b)所示(已知;,其中为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。
①使用催化剂M时,逆反应的活化能为______ kJ/mol。
②催化剂N对应曲线是图(b)中的______ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)
(4)为进一步研究与反应制的过程中原料气组成对反应速率的影响,分别向三个压强恒定为P的密闭容器(装有等量催化剂,且在实验温度范围内催化剂活性变化不大)中通入相同碳氢比的三种混合气,相同时间内。测得生成甲醇的速率与温度的关系如图所示。
①三个容器中,甲醇的生成速率达峰值后均随温度升高而下降的原因是_______ 。
②结合研究目的,参照图中三条曲线,你可得出的结论是____ (写一条)。
(5)恒温下,在压强恒定为P的装置中,按加入反应物,发生反应(ⅰ)、(ⅱ)。达到平衡时,若转化率为20%,甲醇的选择性为50%。列出反应(ⅰ)的平衡常数计算式:______ (不必化简)。(已知:的选择性;为用分压代替浓度的平衡常数。)
(6)是一种贮氢的金属氢化物,可通过氢化镁和镍单质球磨制成。晶胞形状为如图立方体。边长为a nm,Ni原子占据顶点和面心,处于八个小立方体的体心。
①Ni原子的价电子排布式为______ 。
②位于Ni原子形成的______ (填“八面体空隙”或“四面体空隙”)。
③该晶体的密度为_____ (用含a、代数式表示)。
(ⅰ)
(ⅱ)
由CO也能直接加氢合成甲醇:(ⅲ)
(1)
(2)反应(ⅱ)的正、逆反应平衡常数随温度变化曲线如图所示。
下列分析正确的是
A.曲线甲为K(逆),曲线乙为K(正) B.a点时,一定有 C.c点时,x=0.5
(3)催化剂M、N对反应进程的能量影响如下图(a)所示,两种催化剂对应的关系如下图(b)所示(已知;,其中为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。
①使用催化剂M时,逆反应的活化能为
②催化剂N对应曲线是图(b)中的
(4)为进一步研究与反应制的过程中原料气组成对反应速率的影响,分别向三个压强恒定为P的密闭容器(装有等量催化剂,且在实验温度范围内催化剂活性变化不大)中通入相同碳氢比的三种混合气,相同时间内。测得生成甲醇的速率与温度的关系如图所示。
①三个容器中,甲醇的生成速率达峰值后均随温度升高而下降的原因是
②结合研究目的,参照图中三条曲线,你可得出的结论是
(5)恒温下,在压强恒定为P的装置中,按加入反应物,发生反应(ⅰ)、(ⅱ)。达到平衡时,若转化率为20%,甲醇的选择性为50%。列出反应(ⅰ)的平衡常数计算式:
(6)是一种贮氢的金属氢化物,可通过氢化镁和镍单质球磨制成。晶胞形状为如图立方体。边长为a nm,Ni原子占据顶点和面心,处于八个小立方体的体心。
①Ni原子的价电子排布式为
②位于Ni原子形成的
③该晶体的密度为
更新时间:2024-01-30 08:31:11
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【推荐1】作为新质生产力培育的重要领域,目前氢能发展正处在提质增效的关键阶段。甲醇水蒸气重整制氢的方法是目前比较成熟的制氢方法,其部分反应过程如图1所示:(1)已知: ΔH₁=+90.7kJ⋅mol⁻¹,ΔH₂=-41.2kJ⋅mol⁻¹。若反应Ⅰ逆反应的活化能Ea₁=a kJ⋅mol⁻¹,则正反应的活化能Ea₂=_______ kJ⋅mol⁻¹,该条件下反应Ⅲ的热化学方程式为_______ 。
(2)下图为T℃平衡时含碳产物的选择性(如CO的选择性是指反应生成CO的甲醇占转化的甲醇的百分比)及产氢率随水醇比的变化图像如图2,曲线_______ (填“a”、“b”或“c”)是CO的选择性曲线。由图2可知,工业生产中最优水醇比暴_______ (填序号)。A.2.5 B.1.7 C. 1.2
(3)甲醇水蒸气重整反应是在吸附剂CaO存在的情况下进行的,已知吸附剂CaO的碳酸化反应为:,T℃时, 在温度为T℃的恒压容器的石英管中加入适量CaO,按 通入水蒸气和甲醇,测得压强为P₀kPa,,反应平衡时氢气的分压为b kPa,若此时氧化钙对二氧化碳的吸收率为50%,则CO₂的平衡分压为_______ kPa,反应I的Kₚ₁=_______ 。若继续加入甲醇反应至新平衡,与原平衡相比_______ (填“增大”“减小”或“不变”)
(2)下图为T℃平衡时含碳产物的选择性(如CO的选择性是指反应生成CO的甲醇占转化的甲醇的百分比)及产氢率随水醇比的变化图像如图2,曲线
(3)甲醇水蒸气重整反应是在吸附剂CaO存在的情况下进行的,已知吸附剂CaO的碳酸化反应为:,T℃时, 在温度为T℃的恒压容器的石英管中加入适量CaO,按 通入水蒸气和甲醇,测得压强为P₀kPa,,反应平衡时氢气的分压为b kPa,若此时氧化钙对二氧化碳的吸收率为50%,则CO₂的平衡分压为
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解题方法
【推荐2】甲醇是一种优质燃料,在工业上常用CO和H2合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
已知:①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH2
③CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K表达式___________ ,该反应的反应热ΔH4=__________ (用ΔH1、ΔH2、ΔH3)。
(2)若在绝热、恒容的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2,发生CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反应,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻为平衡状态的是___________ (填选项字母,单选)。
(3)T1℃时,在一个体积为5 L的恒容容器中充入1 mol CO、2 mol H2,经过5 min达到平衡,CO的转化率为0.8,则5 min内用H2表示的反应速率为v(H2)=___________ ,T1℃时,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K=___________ 。
(4)为了提高燃料的利用率可以将甲醇设计为燃料电池,写出KOH作电解质溶液时,甲醇燃料电池的负极反应式:___________ 。该电池负极与水库的铁闸相连时,可以保护铁闸不被腐蚀,这种电化学保护方法叫做___________ 。
(5)含有甲醇的废水随意排放会造成水污染,可用ClO2将其氧化为CO2,然后再加碱中和即可。写出处理甲醇酸性废水过程中,ClO2与甲醇反应的离子方程式:___________ 。
已知:①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH2
③CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K表达式
(2)若在绝热、恒容的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2,发生CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反应,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻为平衡状态的是
(3)T1℃时,在一个体积为5 L的恒容容器中充入1 mol CO、2 mol H2,经过5 min达到平衡,CO的转化率为0.8,则5 min内用H2表示的反应速率为v(H2)=
(4)为了提高燃料的利用率可以将甲醇设计为燃料电池,写出KOH作电解质溶液时,甲醇燃料电池的负极反应式:
(5)含有甲醇的废水随意排放会造成水污染,可用ClO2将其氧化为CO2,然后再加碱中和即可。写出处理甲醇酸性废水过程中,ClO2与甲醇反应的离子方程式:
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【推荐3】I.二氧化碳是地球温室效应的罪魁祸首,目前人们处理二氧化碳的方法之一是使其与氢气反应合成甲醇。已知氢气、甲醇燃烧的热化学方程式如下:
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=- 283.0kJ/mol;
②2CH3OH (1)+3O2=2CO2(g)+4H2O(1) △H=- 726.0kJ/mol。
(1)写出二氧化碳与氢气合成甲醇液体的热化学方程式____ 。
(2)已知:CO2 (g)+3H2 (g)=CH3OH (g)+H2O(g) △H=- 49.0kJ/mol,将6molCO2和8mol H2充入4L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如图所示(实线),图中数据a(l,6)表示在1min时H2的物质的量是6mol。
①b点正反应速率____ (填“大于”“等于”或“小于”)逆反应速率。此温度下该反应的平衡常数为____ 。
②仅改变某一实验条件再进行两次实验测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。曲线Ⅱ对应的实验条件改变是____ ,体积不变再充入3 mol CO2和4mol H2,H2O(g)的体积分数____ (填“增大”“不变”或“减小”)
Ⅱ.粗镍样品中含Fe、Zn、Ag、Cu等四种金属杂质,为获得高纯度的镍,某兴趣小组同学拟用铅蓄电池为电源,粗镍及石墨为电极,电解硝酸镍溶液对粗镍进行提纯。(已知,氧化性:Fe2+ <Ni2+ <Cu2+)
(1)铅蓄电池的负极电极反应式为___ 。
(2)粗镍提纯的阴极反应式为___ 。电解结束后,阳极附近产生的沉淀物的主要成分为____ 。
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=- 283.0kJ/mol;
②2CH3OH (1)+3O2=2CO2(g)+4H2O(1) △H=- 726.0kJ/mol。
(1)写出二氧化碳与氢气合成甲醇液体的热化学方程式
(2)已知:CO2 (g)+3H2 (g)=CH3OH (g)+H2O(g) △H=- 49.0kJ/mol,将6molCO2和8mol H2充入4L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如图所示(实线),图中数据a(l,6)表示在1min时H2的物质的量是6mol。
①b点正反应速率
②仅改变某一实验条件再进行两次实验测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。曲线Ⅱ对应的实验条件改变是
Ⅱ.粗镍样品中含Fe、Zn、Ag、Cu等四种金属杂质,为获得高纯度的镍,某兴趣小组同学拟用铅蓄电池为电源,粗镍及石墨为电极,电解硝酸镍溶液对粗镍进行提纯。(已知,氧化性:Fe2+ <Ni2+ <Cu2+)
(1)铅蓄电池的负极电极反应式为
(2)粗镍提纯的阴极反应式为
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【推荐1】冶金工业、硝酸工业的废气废液中含氮化合物污染严重,必须处理达标后才能排放。
Ⅰ.用活性炭处理工厂尾气中的氮氧化物。
(1)已知:①4NH3(g)+5O2(g) =4NO(g)+6H2O(l) ΔH1=a kJ·mol−1
②4NH3(g)+3O2(g) =2N2(g)+6H2O(l) ΔH2=b kJ·mol−1
③C(s)+O2(g) =CO2(g) ΔH3=c kJ·mol−1
则反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)的ΔH=________ 。
(2)在容积不变的密闭容器中,一定量的NO与足量的C发生反应:C(s)+2NO(g)N2(g) + CO2(g) ΔH= Q kJ·mol−1,平衡时c(NO)与温度T的关系如图1所示,下列说法正确的是________ 。
A.其他条件不变,改变活性炭的用量,平衡一定不移动
B.该反应的Q>0,所以T1、T2、T3对应的平衡常数:K1<K2<K3
C.温度为T2时,若反应体系处于状态D,则此时 υ(正)>υ(逆)
D.若状态B、C、D体系的压强分别为p(B)、p(C)、p(D),则p(D)=p(C)>p(B)
(3)已知某温度时,反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)的平衡常数K=,在该温度下的2L密闭容器中投入足量的活性炭和2.0 mol NO发生反应,t1时刻达到平衡,请在图2中画出反应过程中c(NO)随时间t的变化曲线。_________________
Ⅱ.用纳米铁粉或电解法处理废水中的硝酸盐。
(4)纳米铁粉处理污水中NO3−的离子方程式为:4Fe+NO3–+10H+=4Fe2++NH4++3H2O。
实验证实,pH偏低将会导致NO3−的去除率下降,其原因是________________ 。相同条件下,纳米铁粉去除不同水样中NO3−的速率有较大差异(见下图),产生该差异的可能原因是________________________ 。
(5)电解法处理水中硝酸盐的原理是:以金属Pt作电极,用质子交换膜把溶液分为阴阳两极区,阴极区为含硝酸盐的工业废水,接通直流电源进行电解,产物为N2。请写出阴极的电极反应式____________ 。
Ⅰ.用活性炭处理工厂尾气中的氮氧化物。
(1)已知:①4NH3(g)+5O2(g) =4NO(g)+6H2O(l) ΔH1=a kJ·mol−1
②4NH3(g)+3O2(g) =2N2(g)+6H2O(l) ΔH2=b kJ·mol−1
③C(s)+O2(g) =CO2(g) ΔH3=c kJ·mol−1
则反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)的ΔH=
(2)在容积不变的密闭容器中,一定量的NO与足量的C发生反应:C(s)+2NO(g)N2(g) + CO2(g) ΔH= Q kJ·mol−1,平衡时c(NO)与温度T的关系如图1所示,下列说法正确的是
A.其他条件不变,改变活性炭的用量,平衡一定不移动
B.该反应的Q>0,所以T1、T2、T3对应的平衡常数:K1<K2<K3
C.温度为T2时,若反应体系处于状态D,则此时 υ(正)>υ(逆)
D.若状态B、C、D体系的压强分别为p(B)、p(C)、p(D),则p(D)=p(C)>p(B)
(3)已知某温度时,反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)的平衡常数K=,在该温度下的2L密闭容器中投入足量的活性炭和2.0 mol NO发生反应,t1时刻达到平衡,请在图2中画出反应过程中c(NO)随时间t的变化曲线。
Ⅱ.用纳米铁粉或电解法处理废水中的硝酸盐。
(4)纳米铁粉处理污水中NO3−的离子方程式为:4Fe+NO3–+10H+=4Fe2++NH4++3H2O。
实验证实,pH偏低将会导致NO3−的去除率下降,其原因是
(5)电解法处理水中硝酸盐的原理是:以金属Pt作电极,用质子交换膜把溶液分为阴阳两极区,阴极区为含硝酸盐的工业废水,接通直流电源进行电解,产物为N2。请写出阴极的电极反应式
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【推荐2】党的二十大报告指出,要积极稳妥推进碳达峰、碳中和。二氧化碳的捕集、利用与封存(CCUS)已成为科学家研究的重要课题。
I.工业上用和在一定条件下可以合成乙烯:
已知:①
②
③
(1)__________ (用、、表示)。
(2)恒温恒容下,向密闭容器按投料比通入原料气,能判断该反应处于平衡状态的是_______(填标号)。
(3)向密闭容器按投料比通入原料气(,不同温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示,则压强__________ ,原因是:__________ 。
Ⅱ.催化加氢可以直接合成二甲醚。涉及以下主要反应:
①
②
恒压条件下,、起始量相等时,的平衡转化率和的选择性随温度变化如下图所示。
已知:的选择性%
(4)300℃时,通入、各,平衡时的选择性、的平衡转化率均为30%,则此温度下反应①的平衡常数__________ (保留2位有效数字)。
(5)温度高于300℃,的平衡转化率随温度升高而增大的原因可能是__________ 。
Ⅲ.电化学法也可还原二氧化碳制乙烯,原理如下图所示。
(6)该电池的阴极电极反应式为:__________ 。
I.工业上用和在一定条件下可以合成乙烯:
已知:①
②
③
(1)
(2)恒温恒容下,向密闭容器按投料比通入原料气,能判断该反应处于平衡状态的是_______(填标号)。
A. |
B.混合气体的密度保持不变 |
C.混合气体的平均相对分子质量保持不变 |
D.保持不变 |
(3)向密闭容器按投料比通入原料气(,不同温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示,则压强
Ⅱ.催化加氢可以直接合成二甲醚。涉及以下主要反应:
①
②
恒压条件下,、起始量相等时,的平衡转化率和的选择性随温度变化如下图所示。
已知:的选择性%
(4)300℃时,通入、各,平衡时的选择性、的平衡转化率均为30%,则此温度下反应①的平衡常数
(5)温度高于300℃,的平衡转化率随温度升高而增大的原因可能是
Ⅲ.电化学法也可还原二氧化碳制乙烯,原理如下图所示。
(6)该电池的阴极电极反应式为:
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【推荐3】化学固定、催化活化循环利用的研究,备受重视。铜基催化剂上加氢合成甲醇是重要的利用途径。该工艺主要发生合成甲醇的反应I和逆水汽变换反应Ⅱ。
I. ,
Ⅱ. ,
Ⅲ:
已知甲醇的选择性
请回答:
(1)_______ ,反应Ⅲ自发进行的条件是_______ 。
(2)恒温恒容条件下,原料气(g)、(g)以物质的量浓度1:3投料时,控制合适条件(不考虑反应Ⅲ),甲醇的选择性为50%。已知初始,平衡转化率为50%,则该条件下_______ 。
(3)以50Cu/45Zn/5Al为催化剂,催化剂表面金属能吸附、CO、分子,反应I和Ⅱ发生在催化剂表面的不同活性位点。在240℃、2MPa条件下,将原料气按照a、b、c、d四种方式以相同流速通过催化剂,测得各组分转化率(X)和选择性(S)如表1所示。另测得转化率、甲醇选择性与温度、原料气组成关系如图8、图9所示。
表1 催化剂性能与原料气组成的关系
①分析表1数据,推测随着原料气中掺杂CO体积分数的增大,转化率迅速降低、甲醇选择性急剧增大的原因_______ 。
②结合表1、图8、图9等有关知识,下列说法正确的是_______ 。
A.其他条件一定时,原料气中CO体积分数越大,生成甲醇越多
B.一定范围内升高温度利于与催化剂活性位点结合,可以提高的转化率
C.根据图9中的a线,推测温度对反应Ⅱ的速率影响比反应I大
D.增大流速,原料气与催化剂碰撞的机会多,甲醇产率一定增加
③请在图9中画出按照d投料时甲醇的选择性随温度变化的曲线_______ 。
I. ,
Ⅱ. ,
Ⅲ:
已知甲醇的选择性
请回答:
(1)
(2)恒温恒容条件下,原料气(g)、(g)以物质的量浓度1:3投料时,控制合适条件(不考虑反应Ⅲ),甲醇的选择性为50%。已知初始,平衡转化率为50%,则该条件下
(3)以50Cu/45Zn/5Al为催化剂,催化剂表面金属能吸附、CO、分子,反应I和Ⅱ发生在催化剂表面的不同活性位点。在240℃、2MPa条件下,将原料气按照a、b、c、d四种方式以相同流速通过催化剂,测得各组分转化率(X)和选择性(S)如表1所示。另测得转化率、甲醇选择性与温度、原料气组成关系如图8、图9所示。
表1 催化剂性能与原料气组成的关系
原料气(体积分数)(%) | ||||
(a)16:0:84 | 18 | 0 | 43 | 56 |
(b)16:0.6:83.4 | 12 | 0 | 61 | 38 |
(c)16:2:82 | 11 | 0 | 89 | 11 |
(d)16:4:80 | 9 | 6.0 | 99 | 0 |
②结合表1、图8、图9等有关知识,下列说法正确的是
A.其他条件一定时,原料气中CO体积分数越大,生成甲醇越多
B.一定范围内升高温度利于与催化剂活性位点结合,可以提高的转化率
C.根据图9中的a线,推测温度对反应Ⅱ的速率影响比反应I大
D.增大流速,原料气与催化剂碰撞的机会多,甲醇产率一定增加
③请在图9中画出按照d投料时甲醇的选择性随温度变化的曲线
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【推荐1】当今,世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此,研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)目前工业上有一种方法是用来生产甲醇。一定条件下,在体积为的恒容密闭容器中,发生反应:。为了加快反应速率,可采取什么措施(写两条)______ 、______ 。
(2)甲烷化加快了能源结构由化石燃料向可再生碳资源的转变,反应为: 。在两种不同催化剂条件下反应相同时间,测得转化率和生成选择性随温度变化的影响如图所示。
对比上述两种催化剂的催化性能,工业上应选择的催化剂是______ ,使用的合适温度为______ 。
(3)工业上在催化下利用发生如下反应I生产甲醇,同时伴有反应II发生。
I.
II.
在温度T时,在容积不变的密闭容器中,充入和,起始压强为,达平衡时生成,测得压强为。
i.当以下数值不变时,不能说明该反应达到平衡的是______ (填序号)。
A.气体密度 B.百分含量
C.与体积比 D.的体积分数
ii.已知反应I的正反应速率方程,逆反应速率方程为,其中、分别为正逆反应速率常数。达到平衡后,若加入高效催化剂,将______ (填“增大”、“减小”或“不变”);若升高温度,______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
iii.平衡时的物质的量为______ ,温度T时反应II的化学平衡常数为______ ,若反应速率用单位时间内分压变化表示,则内反应I的平均反应速率______ 。
iv.在温度T时,若向加入催化剂的密闭容器中充入、、和,此时反应II的______ (填“”、“”或“”)。
(1)目前工业上有一种方法是用来生产甲醇。一定条件下,在体积为的恒容密闭容器中,发生反应:。为了加快反应速率,可采取什么措施(写两条)
(2)甲烷化加快了能源结构由化石燃料向可再生碳资源的转变,反应为: 。在两种不同催化剂条件下反应相同时间,测得转化率和生成选择性随温度变化的影响如图所示。
对比上述两种催化剂的催化性能,工业上应选择的催化剂是
(3)工业上在催化下利用发生如下反应I生产甲醇,同时伴有反应II发生。
I.
II.
在温度T时,在容积不变的密闭容器中,充入和,起始压强为,达平衡时生成,测得压强为。
i.当以下数值不变时,不能说明该反应达到平衡的是
A.气体密度 B.百分含量
C.与体积比 D.的体积分数
ii.已知反应I的正反应速率方程,逆反应速率方程为,其中、分别为正逆反应速率常数。达到平衡后,若加入高效催化剂,将
iii.平衡时的物质的量为
iv.在温度T时,若向加入催化剂的密闭容器中充入、、和,此时反应II的
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【推荐2】含硫废气的处理越来越成为化工生产等领域的重要课题。回答下列问题:
Ⅰ.CO可将工业尾气中的转化为化工原料羰基硫(COS):。
(1)恒温恒容条件下,密闭容器中发生上述反应,下列事实不能说明反应达到平衡状态的是_______ (填序号)。
a.
b.COS和的浓度之和保持不变
c.混合气体的平均相对分子质量不变
d.单位时间内断裂键与断裂键数目相等
(2)T℃时,在恒容的密闭容器中充入等物质的量CO和发生反应,实验测得反应前容器内压强为,10min达到平衡时的分压为。
①CO的平衡转化率为_______ (用含、的代数式表示),
②该反应的平衡常数_______ (用含、的代数式表示,列出表达式即可)。
(3)在某密闭容器中,以一定投料比进行上述反应,相同时间内的转化率与温度(T)的关系如图所示,_______ (填“>”或“<”)0,其原因是_______ 。
Ⅱ.工业尾气中的是环境污染的主要原因之一,工业上可采用钙基固硫法或电解法降低尾气中的含硫量。
(4)已知:
a.
b.
c.
则_______ 。在一定温度下,该反应达到平衡时向容器中通入少量,则反应再次达到平衡时将_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)利用如图所示装置可吸收工业尾气中的,同时还可吸收尾气中的NO。电解池中膜c为_______ (填“阴”或“阳”)离子交换膜,阴极的电极反应为_______ ,当利用此装置吸收标准状况下2.24LNO时,阳极区溶液质量变化量为_______ 。
Ⅰ.CO可将工业尾气中的转化为化工原料羰基硫(COS):。
(1)恒温恒容条件下,密闭容器中发生上述反应,下列事实不能说明反应达到平衡状态的是
a.
b.COS和的浓度之和保持不变
c.混合气体的平均相对分子质量不变
d.单位时间内断裂键与断裂键数目相等
(2)T℃时,在恒容的密闭容器中充入等物质的量CO和发生反应,实验测得反应前容器内压强为,10min达到平衡时的分压为。
①CO的平衡转化率为
②该反应的平衡常数
(3)在某密闭容器中,以一定投料比进行上述反应,相同时间内的转化率与温度(T)的关系如图所示,
Ⅱ.工业尾气中的是环境污染的主要原因之一,工业上可采用钙基固硫法或电解法降低尾气中的含硫量。
(4)已知:
a.
b.
c.
则
(5)利用如图所示装置可吸收工业尾气中的,同时还可吸收尾气中的NO。电解池中膜c为
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【推荐3】乙酸乙酯是重要的工业溶剂和香料,广泛用于化纤、橡胶、食品工业等。
在标准状态时,由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成。请写出标准状态下,乙酸和乙醇反应的热化学方程式为___________ 。
取等物质的量的乙酸、乙醇在TK下密闭容器中发生液相反应物和生成物均为液体酯化反应,达到平衡,乙酸的转化率为,则该温度下用物质的量分数表示的平衡常数________ ;注:对于可逆反应:达到化学平衡时,)。而相同条件下实验室采用回流并分离出水的方式制备乙酸乙酯时,乙酸转化率可以高达,可能的原因是__________ 。
若将乙醇与乙酸在催化剂作用下发生气相反应物和生成物均为气体酯化反应,其平衡常数与温度关系为:式中T为温度,单位为,则气相酯化反应为________ 填“吸热”或“放热”反应。
乙酸和乙醇酯化反应在甲、乙两种催化剂的作用下,在相同时间内乙酸乙酯的产率随温度变化如图所示。由图可知,产率为时,应该选择催化剂和温度分别是________ 、________ ;使用催化剂乙时,当温度高于,随温度升高,乙酸乙酯产率下降的原因________________________ 。
为了保护环境,的排放必须控制。化学工作者尝试各种方法将燃煤产生的二氧化碳回收利用,以达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用,以和为原料制备乙醇和的原理示意图:
判断迁移的方向________ 选填“从左向右”、“从右向左”。
写出电极b的电极反应式:________________ 。
在标准状态时,由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成。请写出标准状态下,乙酸和乙醇反应的热化学方程式为
取等物质的量的乙酸、乙醇在TK下密闭容器中发生液相反应物和生成物均为液体酯化反应,达到平衡,乙酸的转化率为,则该温度下用物质的量分数表示的平衡常数
若将乙醇与乙酸在催化剂作用下发生气相反应物和生成物均为气体酯化反应,其平衡常数与温度关系为:式中T为温度,单位为,则气相酯化反应为
乙酸和乙醇酯化反应在甲、乙两种催化剂的作用下,在相同时间内乙酸乙酯的产率随温度变化如图所示。由图可知,产率为时,应该选择催化剂和温度分别是
为了保护环境,的排放必须控制。化学工作者尝试各种方法将燃煤产生的二氧化碳回收利用,以达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用,以和为原料制备乙醇和的原理示意图:
判断迁移的方向
写出电极b的电极反应式:
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解答题-结构与性质
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】铁、铬、锰统称为黑色金属,它们的单质、合金及其化合物在科研和生产中有着重要用途。
请回答下列问题:
(1)基态铁原子的价电子轨道表示式为__ 。铁、铬、锰属于周期表中的___ 区元素。
(2)基态铬原子和基态锰原子中第一电离能较大的是___ (填元素符号),原因为___ 。
(3)化学式为CrC13·6H2O的化合物有三种结构,一种呈紫罗兰色,一种呈暗绿色,一种呈亮绿色,已知Cr3+的配位数均为6,将它们配制成等体积等浓度的溶液,分别加入足量AgNO3溶液,所得AgC1沉淀的物质的量之比为3:2:1。
①呈暗绿色的配合物内界的化学式为___ 。
②H2O分子的VSEPR模型为___ 。
(4)MnF2和MnCl2均为离子化合物,MnF2的熔点高于MnCl2熔点的原因为___ 。
(5)一氧化锰在医药、冶炼上用途广泛,其立方晶胞结构如图所示。
①该晶胞中由O2-形成的正八面体空隙数目为__ 。
②设NA为阿伏加 德罗常数的值,晶胞中距离最近的两个O2-之间的距离为apm,则MnO晶体的密度ρ=____ g·cm-3。(用含a、NA的代数式表示)。
请回答下列问题:
(1)基态铁原子的价电子轨道表示式为
(2)基态铬原子和基态锰原子中第一电离能较大的是
(3)化学式为CrC13·6H2O的化合物有三种结构,一种呈紫罗兰色,一种呈暗绿色,一种呈亮绿色,已知Cr3+的配位数均为6,将它们配制成等体积等浓度的溶液,分别加入足量AgNO3溶液,所得AgC1沉淀的物质的量之比为3:2:1。
①呈暗绿色的配合物内界的化学式为
②H2O分子的VSEPR模型为
(4)MnF2和MnCl2均为离子化合物,MnF2的熔点高于MnCl2熔点的原因为
(5)一氧化锰在医药、冶炼上用途广泛,其立方晶胞结构如图所示。
①该晶胞中由O2-形成的正八面体空隙数目为
②设NA为阿伏加 德罗常数的值,晶胞中距离最近的两个O2-之间的距离为apm,则MnO晶体的密度ρ=
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】某三元锂电池放电时,正极材料部分变为。从废旧三元锂电池正极材料(还含少量Al、Fe等杂质)中回收锂、钴、镍的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,氧化的离子方程式为__________________ 。
(2)25℃时,几种难溶电解质的溶度积如下:
该“浸出液”中金属离子的起始浓度范围均在0.001~0.01mol/L之间,“除杂”时所得“滤渣”中可能含有的物质有____________ (填化学式)。
(3)“萃取1”是将____________ (填离子符号)萃取入“有机相1”中而除去。“萃取2”时,、的萃取率与水相pH的关系如图所示。“萃取2”时水相pH控制的最佳范围为____________ (填标号)。
A.4.0~4.5 B.4.5~5.0 C.5.0~5.5 D.5.5~6.0
(4)“沉锂”时,锂的沉淀率越大,最终溶液的pH越小,其原因是________________________ (请结合离子方程式解释原因)。
(5)镍与铁性质相似,均易与一氧化碳作用形成羰基配合物,中心原子价电子数与配位体提供的成键电子数遵循规则。如:,则镍与CO形成的配合物化学式为______ ,该镍与CO形成的配合物中键和键数目之比为______ 。
(6)NiO的晶胞结构如图甲所示,其中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,1),则C的离子坐标参数为______ 。一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”,可以认为作密置单层排列,填充其中(如图乙),已知的半径为a pm,设阿伏加德罗常数值为,每平方米面积上具有该晶体的质量为______ g(用含a、的代数式表示)。
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,氧化的离子方程式为
(2)25℃时,几种难溶电解质的溶度积如下:
化学式 | |||||
溶度积 |
该“浸出液”中金属离子的起始浓度范围均在0.001~0.01mol/L之间,“除杂”时所得“滤渣”中可能含有的物质有
(3)“萃取1”是将
A.4.0~4.5 B.4.5~5.0 C.5.0~5.5 D.5.5~6.0
(4)“沉锂”时,锂的沉淀率越大,最终溶液的pH越小,其原因是
(5)镍与铁性质相似,均易与一氧化碳作用形成羰基配合物,中心原子价电子数与配位体提供的成键电子数遵循规则。如:,则镍与CO形成的配合物化学式为
(6)NiO的晶胞结构如图甲所示,其中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,1),则C的离子坐标参数为
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
【推荐3】钴是航空、军事和机械工业中不可或缺的金属,一种从含钴废料(主要含钴、钡、钛的化合物)中提取金属钴的工艺流程如下:已知:常温下,Co(OH)2、CoCO3的溶度积常数分别为1.6×10-15、8×10-13。
回答下列问题:
(1)晶体钴中钴原子的堆积方式如图所示,钴原子的配位数为_______ 。(2)“酸浸”所得浸渣中的主要成分除含有少量Ti的难溶物外,还有_______ (填化学式),此工序中浸出温度与Co浸出率的关系如图所示,综合考虑成本和浸出率,选择的最佳浸出温度为_______ ℃。(3)“除钛”时TiO2+生成TiO2·xH2O的离子方程式为_______ 。
(4)电镀废水中含有的络合态镍(II)和甘氨酸铬(III)等重金属污染已成为世界性环境问题。常用的处理方法是纳米零价铁法。
①制备纳米零价铁:
将FeCl3和NaBH4溶液在乙醇和水的混合溶液中混合搅拌(N2氛围),充分反应得到纳米零价铁、H3BO3、HCl、NaCl和H2.写出该反应的化学方程式:_______ 。
②纳米零价铁处理甘氨酸铬:
I.甘氨酸铬(结构简式如图所示)分子中与铬配位的原子为_______ 。II.研究表明:纳米零价铁对有机物的降解通常是产生液相·OH对有机物官能团进行断键,使有机络合态Cr(III)被释放到溶液中,同时氧化成无机Cr(VI)。纳米零价铁对甘氨酸铬的去除机理如图所示:对初始铬浓度为20mg·L-1的甘氨酸铬去除率进行研究,总铬去除率随时间的变化如图所示,其可能的原因是_______ 。
回答下列问题:
(1)晶体钴中钴原子的堆积方式如图所示,钴原子的配位数为
(4)电镀废水中含有的络合态镍(II)和甘氨酸铬(III)等重金属污染已成为世界性环境问题。常用的处理方法是纳米零价铁法。
①制备纳米零价铁:
将FeCl3和NaBH4溶液在乙醇和水的混合溶液中混合搅拌(N2氛围),充分反应得到纳米零价铁、H3BO3、HCl、NaCl和H2.写出该反应的化学方程式:
②纳米零价铁处理甘氨酸铬:
I.甘氨酸铬(结构简式如图所示)分子中与铬配位的原子为
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