资源化利用,不仅可以减少温室气体的排放,还可以获得燃料或重要的化工产品.回答下列问题.
(1)理论研究表明,在和下,异构化反应过程的能量变化如图所示:计算可得_____________ ,与稳定性较强的是_____________ .(2)豪合离子液体是目前广泛研究的吸附剂.结合下图 分析聚合离子液体吸附的有利条件是_____________ .(3)生产尿素:
工业上以为原料生产尿素,该反应分为二步进行:
第一步:
第二步:
①写出上述合成尿素的热化学方程式_____________ .
②某实验小组模拟工业上合成尿素,在一定体积的密闭容器中投入和,实验测得反应中各组分物质的量随时间的变化如下图所示:已知总反应的快慢由慢的一步反应决定,则合成尿素总反应的快慢由第_____________ 步反应决定,总反应进行到_____________ 时到达平衡.
(4)合成乙酸:
中国科学家首次以和为原料高效合成乙酸,其反应路径如下图所示:根据图示 ,写出总反应的化学方程式_____________ .
(1)理论研究表明,在和下,异构化反应过程的能量变化如图所示:计算可得
工业上以为原料生产尿素,该反应分为二步进行:
第一步:
第二步:
①写出上述合成尿素的热化学方程式
②某实验小组模拟工业上合成尿素,在一定体积的密闭容器中投入和,实验测得反应中各组分物质的量随时间的变化如下图所示:已知总反应的快慢由慢的一步反应决定,则合成尿素总反应的快慢由第
(4)合成乙酸:
中国科学家首次以和为原料高效合成乙酸,其反应路径如下图所示:
更新时间:2024-02-23 08:26:12
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【推荐1】CO2资源化利用和转化、消除硫、氮等引起的污染已成为当今科学研究的热点。
(1)加氢法减碳:制甲醇的总反应可表示为:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41kJ·mol-1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH2=-90kJ·mol-1
①总反应的ΔH=_______ kJ·mol-1;
②若反应Ⅰ为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_______ 填标号)。
A. B.
③CH4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,其原理如下图所示,阴极上的反应式为_______ 。
(2)吸收法脱硫:亚硫酸铵溶液可以处理SO2,(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3,25℃时溶液pH与各组分物质的量分数变化关系如图所示。b点时溶液pH=7,则_______ 。
(3)还原法脱氮:用催化剂协同纳米零价铁去除水体中NO。催化还原过程如图所示。
①该反应机理中生成N2的过程可描述为_______ 。
②过程中NO去除率及N2生成率如图所示,为有效降低水体中氮元素的含量,宜调整水体pH为4.2,当时,随pH减小,N2生成率逐渐降低的原因是_______ 。
(1)加氢法减碳:制甲醇的总反应可表示为:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41kJ·mol-1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH2=-90kJ·mol-1
①总反应的ΔH=
②若反应Ⅰ为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是
A. B.
③CH4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,其原理如下图所示,阴极上的反应式为
(2)吸收法脱硫:亚硫酸铵溶液可以处理SO2,(NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3,25℃时溶液pH与各组分物质的量分数变化关系如图所示。b点时溶液pH=7,则
(3)还原法脱氮:用催化剂协同纳米零价铁去除水体中NO。催化还原过程如图所示。
①该反应机理中生成N2的过程可描述为
②过程中NO去除率及N2生成率如图所示,为有效降低水体中氮元素的含量,宜调整水体pH为4.2,当时,随pH减小,N2生成率逐渐降低的原因是
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(0.4)
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解题方法
【推荐2】I.近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式:___________ 。
(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。
p2___________ p 1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是___________ 。
(3)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ii补充完整。
i.SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O
ii.________
I2+2H2O+___________=___________+___________+2 I-
(4)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)
①B是A的对比实验,则a=___________ 。
②比较A、B、C,可得出的结论是___________ 。
③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因:___________
(5)一定温度下,反应I2(g)+H2(g)⇌2Hl(g)在密闭容器中达到平衡时,测得c(I2)=0.11mmol•L-1,c(H2)=0.11mmol•L-1,c(HI)=0.78mmol•L-1.相同度温下,按下列4组初始浓度进行实验,反应逆向进行的是___________ 。
(注:1mmol•L-1=10-3mol•L-1)
Ⅱ.以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知:酸性条件下,MnO2的氧化性强于Fe3+。
“浸银”时,使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以[AgCl2]-形式浸出。
(6)将“浸银”反应的离子方程式补充完整:_______
□Fe3+ + Ag2S + □ ___________ □ ___________ + 2[AgCl2]- + S
(7)结合平衡移动原理,解释浸出剂中Cl-、H+的作用:___________ 。
(1)反应Ⅰ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式:
(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。
p2
(3)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ii补充完整。
i.SO2+4I-+4H+=S↓+2I2+2H2O
ii.
I2+2H2O+___________=___________+___________+2 I-
(4)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)
序号 | A | B | C | D |
试剂组成 | 0.4 mol·L-1 KI | a mol·L-1 KI 0.2 mol·L-1 H2SO4 | 0.2 mol·L-1 H2SO4 | 0.2 mol·L-1 KI 0.0002 mol I2 |
实验现象 | 溶液变黄,一段时间后出现浑浊 | 溶液变黄,出现浑浊较A快 | 无明显现象 | 溶液由棕褐色很快褪色,变成黄色,出现浑浊较A快 |
②比较A、B、C,可得出的结论是
③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A,结合i、ii反应速率解释原因:
(5)一定温度下,反应I2(g)+H2(g)⇌2Hl(g)在密闭容器中达到平衡时,测得c(I2)=0.11mmol•L-1,c(H2)=0.11mmol•L-1,c(HI)=0.78mmol•L-1.相同度温下,按下列4组初始浓度进行实验,反应逆向进行的是
A | B | C | D | |
c(I2)/mmol•L-1 | 1.00 | 0.22 | 0.44 | 0.11 |
c(H2)/mmol•L-1 | 1.00 | 0.22 | 0.44 | 0.44 |
c(HI)/mmol•L-1 | 1.00 | 1.56 | 4.00 | 1.56 |
Ⅱ.以银锰精矿(主要含Ag2S、MnS、FeS2)和氧化锰矿(主要含MnO2)为原料联合提取银和锰的一种流程示意图如下。
已知:酸性条件下,MnO2的氧化性强于Fe3+。
“浸银”时,使用过量FeCl3、HCl和CaCl2的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以[AgCl2]-形式浸出。
(6)将“浸银”反应的离子方程式补充完整:
□Fe3+ + Ag2S + □ ___________ □ ___________ + 2[AgCl2]- + S
(7)结合平衡移动原理,解释浸出剂中Cl-、H+的作用:
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(0.4)
解题方法
【推荐3】将CO2转化成C2H4可以变废为宝、改善环境。以CO2、C2H6为原料合成C2H4涉及的主要反应如下:
C2H6(g)=CH4(g)+H2(g)+C(s) △H=+9kJ•mol-1
C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g) △H=-136kJ•mol-1
H2(g)+CO2(g)=H2O(g)+CO(g) △H=+41kJ•mol-1
(1)CO2、C2H6为原料合成C2H4的主要反应CO2(g)+C2H6(g)=C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)△H=__ ;任意写出两点加快该反应速率的方法:__ 、___ 。
(2)0.1MPa时向密闭容器中充入CO2和C2H6,发生反应CO2(g)+C2H6(g)=C2H4(g)+H2O(g)+CO(g),温度对催化剂K—Fe—Mn/Si—2性能的影响如图所示:
①工业生产综合各方面的因素,反应选择800℃的原因是___ 。
②C2H6的转化率随着温度的升高始终高于CO2的原因是___ 。
③800℃时,随着的比值增大,CO2转化率将__ (填“增大”或“减小”)。
(3)在800℃时,n(CO2):n(C2H6)=1:3,充入一定体积的密闭容器中,在有催化剂存在的条件下,发生反应CO2(g)+C2H6(g)=C2H4(g)+H2O(g)+CO(g),初始压强为P0,一段时间达到平衡,产物的物质的量分数之和与剩余反应物的物质的量分数之和相等,该温度下反应的平衡常数Kp__ P0(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,用最简分式表示)。
C2H6(g)=CH4(g)+H2(g)+C(s) △H=+9kJ•mol-1
C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g) △H=-136kJ•mol-1
H2(g)+CO2(g)=H2O(g)+CO(g) △H=+41kJ•mol-1
(1)CO2、C2H6为原料合成C2H4的主要反应CO2(g)+C2H6(g)=C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)△H=
(2)0.1MPa时向密闭容器中充入CO2和C2H6,发生反应CO2(g)+C2H6(g)=C2H4(g)+H2O(g)+CO(g),温度对催化剂K—Fe—Mn/Si—2性能的影响如图所示:
①工业生产综合各方面的因素,反应选择800℃的原因是
②C2H6的转化率随着温度的升高始终高于CO2的原因是
③800℃时,随着的比值增大,CO2转化率将
(3)在800℃时,n(CO2):n(C2H6)=1:3,充入一定体积的密闭容器中,在有催化剂存在的条件下,发生反应CO2(g)+C2H6(g)=C2H4(g)+H2O(g)+CO(g),初始压强为P0,一段时间达到平衡,产物的物质的量分数之和与剩余反应物的物质的量分数之和相等,该温度下反应的平衡常数Kp
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(0.4)
【推荐1】环戊烯( )常用于有机合成及树脂交联等。在催化剂的作用下,可通过环戊二烯( )选择性氢化制得,体系中同时存在如下反应:.
反应I: (g)+H2(g) (g) ΔH1=-100.3kJ•mol-1
反应II: (g)+H2(g) (g) ΔH2=-109.4kJ•mol-1
反应III: (g)+ (g)2 (g) ΔH3
已知:选择性是指生成目标产物所消耗的原料量在全部所消耗原料量中所占的比例。回答下列问题:
(1)反应III的ΔH3=_______ kJ•mol-1。
(2)为研究上述平衡关系,在T℃下,向密闭容器中加入amol环戊二烯和4molH2,测得平衡时,容器中环戊二烯、环戊烯、环戊烷的物质的量之比为1:4:1,则环戊烯的选择性为_______ ,反应I以物质的量分数表示的平衡常数Kxi为_______ 。
(3)实际生产中采用双环戊二烯( )解聚成环戊二烯( ): (双环戊二烯)(g)2 (g) ΔH>0。
①解聚反应和二聚反应的活化能:Ea(解聚)_______ Ea(二聚)(填“<”“>”或“=”)。
②将环戊二烯溶于有机溶剂中可提高解聚反应的程度,原因是_______ 。
③实际生产中常通入氮气以解决解聚问题(氮气不参与反应)。某温度下,向恒容密闭容器中通入总压为100kPa的双环戊二烯和氮气,达到平衡后总压为160kPa,双环戊二烯的转化率为80%,则p(N2)=________ kPa,平衡常数Kp=_______ kPa。[已知Kp=]
反应I: (g)+H2(g) (g) ΔH1=-100.3kJ•mol-1
反应II: (g)+H2(g) (g) ΔH2=-109.4kJ•mol-1
反应III: (g)+ (g)2 (g) ΔH3
已知:选择性是指生成目标产物所消耗的原料量在全部所消耗原料量中所占的比例。回答下列问题:
(1)反应III的ΔH3=
(2)为研究上述平衡关系,在T℃下,向密闭容器中加入amol环戊二烯和4molH2,测得平衡时,容器中环戊二烯、环戊烯、环戊烷的物质的量之比为1:4:1,则环戊烯的选择性为
(3)实际生产中采用双环戊二烯( )解聚成环戊二烯( ): (双环戊二烯)(g)2 (g) ΔH>0。
①解聚反应和二聚反应的活化能:Ea(解聚)
②将环戊二烯溶于有机溶剂中可提高解聚反应的程度,原因是
③实际生产中常通入氮气以解决解聚问题(氮气不参与反应)。某温度下,向恒容密闭容器中通入总压为100kPa的双环戊二烯和氮气,达到平衡后总压为160kPa,双环戊二烯的转化率为80%,则p(N2)=
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【推荐2】随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,含碳化合物的综合利用备受关注。回答下列问题:
(1)和的综合利用对温室气体减排具有重要意义。已知反应体系中主要涉及如下反应:
Ⅰ. ;
Ⅱ. 。
①反应Ⅰ和反应Ⅱ中,在热力学上趋势更大的是___________ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”),理由为___________ 。
②反应Ⅰ的一种溶剂化催化反应历程如图所示(其中TS表示过渡态)。
已知:汽化热指1mol液体变为气体吸收的热量。则HCOOH的汽化热为___________ ;下列说法正确的是___________ (填选项字母)。
A.生成TS1的反应步骤为总反应的决速步骤 B.反应过程中的催化剂为
C.溶液中pH能影响反应速率 D.反应过程中Fe的成键数目保持不变
③反应II的催化剂活性会因为甲烷分解产生积碳而降低,同时二氧化碳可与碳发生消碳反应而降低积碳量,涉及如下反应:
Ⅲ.
Ⅳ.
其他条件相同时,催化剂表面积碳量与温度的关系如图所示,℃之后,温度升高积碳量减小的主要原因为___________ 。
(2)甲烷部分催化氧化制备乙炔是目前研究的热点之一、反应原理为 。
①该反应在___________ (填“较高”或“较低”)温度下能自发进行。
②一定温度下,将一定量充入10L的固定容积容器中发生上述反应,实验测得反应前容器内压强为kPa,容器内各气体分压与时间的关系如图所示。
6~8min时,反应的平衡常数___________ kPa2;若8min时改变的条件是缩小容器容积,该时刻将容器容积缩小到___________ L,其中分压与时间关系可用图中曲线___________ (填“”、“”、“”或“”)表示。
(1)和的综合利用对温室气体减排具有重要意义。已知反应体系中主要涉及如下反应:
Ⅰ. ;
Ⅱ. 。
①反应Ⅰ和反应Ⅱ中,在热力学上趋势更大的是
②反应Ⅰ的一种溶剂化催化反应历程如图所示(其中TS表示过渡态)。
已知:汽化热指1mol液体变为气体吸收的热量。则HCOOH的汽化热为
A.生成TS1的反应步骤为总反应的决速步骤 B.反应过程中的催化剂为
C.溶液中pH能影响反应速率 D.反应过程中Fe的成键数目保持不变
③反应II的催化剂活性会因为甲烷分解产生积碳而降低,同时二氧化碳可与碳发生消碳反应而降低积碳量,涉及如下反应:
Ⅲ.
Ⅳ.
其他条件相同时,催化剂表面积碳量与温度的关系如图所示,℃之后,温度升高积碳量减小的主要原因为
(2)甲烷部分催化氧化制备乙炔是目前研究的热点之一、反应原理为 。
①该反应在
②一定温度下,将一定量充入10L的固定容积容器中发生上述反应,实验测得反应前容器内压强为kPa,容器内各气体分压与时间的关系如图所示。
6~8min时,反应的平衡常数
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(0.4)
解题方法
【推荐3】的资源化利用能有效减少排放,对碳循环经济技术的发展具有重要意义。
Ⅰ.利用和制备合成气,反应分两步进行:
反应①
反应②
有关物质的相对能量与反应历程的变化如图a所示[为吸附性活性炭]:
(1)总反应能自发进行的条件为_______ 。
(2)研究表明,总反应速率由反应①决定,请结合图a与碰撞理论说明原因:_______ 。
Ⅱ.工业上可利用生产燃料甲醇。该过程发生下列反应:
反应③
反应④
在的恒压反应器中,按照投料,测得体系中平衡时和的选择性[,]及的平衡转化率随温度的变化如图b所示。
(3)研究表明,原料气中掺入适量能提高的产率,说明其可能的原因:_______ 。
(4)下列说法正确的是_______。
(5)反应④在545K时的平衡常数_______ 。
(6)结合图 b ,在图c中画出的平衡产率随温度的变化曲线(标出B点坐标)_______ 。
Ⅰ.利用和制备合成气,反应分两步进行:
反应①
反应②
有关物质的相对能量与反应历程的变化如图a所示[为吸附性活性炭]:
(1)总反应能自发进行的条件为
(2)研究表明,总反应速率由反应①决定,请结合图a与碰撞理论说明原因:
Ⅱ.工业上可利用生产燃料甲醇。该过程发生下列反应:
反应③
反应④
在的恒压反应器中,按照投料,测得体系中平衡时和的选择性[,]及的平衡转化率随温度的变化如图b所示。
(3)研究表明,原料气中掺入适量能提高的产率,说明其可能的原因:
(4)下列说法正确的是_______。
A.曲线Ⅰ代表随温度变化 |
B.温度越低,越有利于工业生产 |
C.上述反应条件下,的平衡转化率始终高于的平衡转化率 |
D.其他条件不变,增大压强能同时提高的平衡转化率和的平衡产率 |
(6)
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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【推荐1】我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。研究和深度开发CO、的应用具有重要的意义。请回答下列问题:
Ⅰ.CO和可合成甲醇,已知:
(1)恒温条件下,在体积固定的密闭容器中进行该反应,达到平衡状态的标志的是_______ 。
A.单位时间内生成的同时生成
B.混合气体的密度不再改变的状态
C.混合气体的压强不再改变的状态
D.混合气体的平均摩尔质量不再改变的状态
E.CO、、浓度之比为的状态。
(2)下列措施中有利于增大反应的反应速率且利于反应正向进行的是_______ 。
a.随时将与反应混合物分离 b.降低反应温度
c.增大体系压强 d.使用高效催化剂
(3)一定条件下向2L的密闭容器中充入1molCO和2molH2发生反应,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
压强p1_______ p2(“>”“<”或“=”);A、B、C三点平衡常数KA、KB、KC的大小关系是_______ 在温度为,压强为p2的条件下达平衡后,再加入和,新平衡下CO的转化率为_______ 。
Ⅱ.可转化为高附加值碳基燃料,可有效减少碳的排放。已知:
在他催化剂作用下甲烷化分两步完成:
①
②
总反应(③):
(4)一定温度范围内对上述反应的平衡常数进行计算,得的线性关系如图所示。
a. 时,_______ 。
b.反应Ⅰ中,正反应的活化能_______ (填“>”“<”或“=”)逆反应的活化能。
c.时,上述体系达到平衡后,若,将容器的体积若压缩为原来的一半,平衡的平衡移动方向及理由为_______ 。
Ⅰ.CO和可合成甲醇,已知:
(1)恒温条件下,在体积固定的密闭容器中进行该反应,达到平衡状态的标志的是
A.单位时间内生成的同时生成
B.混合气体的密度不再改变的状态
C.混合气体的压强不再改变的状态
D.混合气体的平均摩尔质量不再改变的状态
E.CO、、浓度之比为的状态。
(2)下列措施中有利于增大反应的反应速率且利于反应正向进行的是
a.随时将与反应混合物分离 b.降低反应温度
c.增大体系压强 d.使用高效催化剂
(3)一定条件下向2L的密闭容器中充入1molCO和2molH2发生反应,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
压强p1
Ⅱ.可转化为高附加值碳基燃料,可有效减少碳的排放。已知:
在他催化剂作用下甲烷化分两步完成:
①
②
总反应(③):
(4)一定温度范围内对上述反应的平衡常数进行计算,得的线性关系如图所示。
a. 时,
b.反应Ⅰ中,正反应的活化能
c.时,上述体系达到平衡后,若,将容器的体积若压缩为原来的一半,平衡的平衡移动方向及理由为
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解答题-工业流程题
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(0.4)
解题方法
【推荐2】硫酸是重要的工业原料.工业上生产硫酸主要分为造气、催化氧化、吸收三个阶段,其生产流程图如下:
(1)操作I的内容是____________ ,此操作目的是______ 。物质B是________ ,a=_________ 。
(2)工业上既可用硫黄也可用硫铁矿(FeS2)造气,若使用硫铁矿造气。另一产物是一种常见的红棕色固体。写出用硫铁矿造气时反应的化学方程式____________________ 。
(3)催化反应室中的反应是一个气体体积缩小的反应。增大压强有利于反应向右进行。但实际生产却是在常压下进行的原因是________________ 。
(4)工业生产中常用氨一硫酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染、废物利用的目的。用两个化学方程式表示其反应原理________________ 。
(5)若用等质量的硫黄、FeS2生产硫酸。假设原料的总利用率均为90%,则二者得到硫酸的质量比为___ 。
(1)操作I的内容是
(2)工业上既可用硫黄也可用硫铁矿(FeS2)造气,若使用硫铁矿造气。另一产物是一种常见的红棕色固体。写出用硫铁矿造气时反应的化学方程式
(3)催化反应室中的反应是一个气体体积缩小的反应。增大压强有利于反应向右进行。但实际生产却是在常压下进行的原因是
(4)工业生产中常用氨一硫酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染、废物利用的目的。用两个化学方程式表示其反应原理
(5)若用等质量的硫黄、FeS2生产硫酸。假设原料的总利用率均为90%,则二者得到硫酸的质量比为
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【推荐3】汽车尾气是否为导致空气质量问题的主要原因,由此引发的“汽车限行”争议,是当前备受关注的社会性科学议题。
(1)反应 可有效降低汽车尾气污染物的排放。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段,反应历程如图所示(表示过渡态、表示中间产物)。
三个基元反应中,属于放热反应的是___________ (填标号);图中___________ 。
(2)探究温度、压强(2、5)对反应的影响,如图所示,表示2的是___________ (填标号)。
(3)用可以消除污染:
①某条件下该反应速率,,该反应的平衡常数,则___________ ,___________ 。
②一定温度下,在体积为1L的恒容密闭容器中加入4和6发生上述反应,测得和的物质的量随时间变化如图。
a点的正反应速率___________ c点的逆反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”);测得平衡时体系压强为),则该反应温度下___________ 。(用含的式子表示,只列式不用化简)。若在相同时间内测得的转化率随温度的变化曲线如下图,400℃~900℃之间的转化率下降由缓到急的原因是___________ 。
(1)反应 可有效降低汽车尾气污染物的排放。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段,反应历程如图所示(表示过渡态、表示中间产物)。
三个基元反应中,属于放热反应的是
(2)探究温度、压强(2、5)对反应的影响,如图所示,表示2的是
(3)用可以消除污染:
①某条件下该反应速率,,该反应的平衡常数,则
②一定温度下,在体积为1L的恒容密闭容器中加入4和6发生上述反应,测得和的物质的量随时间变化如图。
a点的正反应速率
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【推荐1】Ⅰ.氨是工业生产硝酸的重要原料,请根据以下工业制硝酸的原理示意图回答含氮化合物相关的问题:
(1)工业用甲烷制取氢气作为合成氨的原料,已知以下的热化学反应方程式:
①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)∆H=-566kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)∆H=-484kJ/mol
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)∆H=-890kJ/mol
则:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)∆H=__ kJ/mol。
(2)一定温度下,将N2与H2以体积比1:2置于2L的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),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.混合气体颜色保持不变
C.N2与H2的物质的量之比保持不变
D.每消耗2molNH3的同时消耗1molN2
(3)“吸收塔”尾部会有含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出,为消除它们对环境的破坏作用,通常用氨转化法处理:已知7mol氨恰好能将含NO和NO2共6mol的混合气体完全转化为N2,则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为__ 。
Ⅱ.氮肥厂的废水直接排放会造成污染,目前氨氮废水处理方法主要有吹脱法、化学沉淀法、生物硝化反硝化法等。某氮肥厂的氨氮废水中氮元素多以NH和NH3•H2O的形式存在。该厂技术团队设计该废水处理方案流程如图:
(4)检验某溶液中是否含有NH的方法___ (写出所需试剂、操作及现象)。
(5)过程②、③:在微生物亚硝酸菌和硝酸菌作用下实现NH→NO→NO的转化,称为硝化反应。1molNH可被___ L(标准状况)O2最终氧化成NO。
(6)过程④:在一定条件下向废水中加入甲醇(CH3OH)实现HNO2→N2转化,称为反硝化反应。此过程中甲醇(C元素-2价)转化为CO2,写出此过程的化学方程式___ 。
(1)工业用甲烷制取氢气作为合成氨的原料,已知以下的热化学反应方程式:
①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)∆H=-566kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)∆H=-484kJ/mol
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)∆H=-890kJ/mol
则:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)∆H=
(2)一定温度下,将N2与H2以体积比1:2置于2L的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),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.混合气体颜色保持不变
C.N2与H2的物质的量之比保持不变
D.每消耗2molNH3的同时消耗1molN2
(3)“吸收塔”尾部会有含NO、NO2等氮氧化物的尾气排出,为消除它们对环境的破坏作用,通常用氨转化法处理:已知7mol氨恰好能将含NO和NO2共6mol的混合气体完全转化为N2,则混合气体中NO和NO2的物质的量之比为
Ⅱ.氮肥厂的废水直接排放会造成污染,目前氨氮废水处理方法主要有吹脱法、化学沉淀法、生物硝化反硝化法等。某氮肥厂的氨氮废水中氮元素多以NH和NH3•H2O的形式存在。该厂技术团队设计该废水处理方案流程如图:
(4)检验某溶液中是否含有NH的方法
(5)过程②、③:在微生物亚硝酸菌和硝酸菌作用下实现NH→NO→NO的转化,称为硝化反应。1molNH可被
(6)过程④:在一定条件下向废水中加入甲醇(CH3OH)实现HNO2→N2转化,称为反硝化反应。此过程中甲醇(C元素-2价)转化为CO2,写出此过程的化学方程式
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
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解题方法
【推荐2】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.以和为原料合成尿素:
(1)下列有利于提高平衡转化率的措施是___________(填序号)。
(2)研究发现,合成尿素反应分两步完成,其能量变化如图所示:
第一步:2NH3(g)+CO2(g)⇌NH2COONH4(s)△H1
第二步:NH2COONH4(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H2
①图中___________ 。
②反应的决速步是___________ 反应(填“第一步”或“第二步”)。
II.以和催化重整制备合成气:。
(3)在密闭容器中通入物质的量均为的和,在一定条件下发生反应,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如上图所示。
①反应在恒温、恒容密闭容器中进行,下列叙述能说明反应到达平衡状态的是___________ (填序号)。
A.容器中混合气体的密度保持不变
B.容器内混合气体的压强保持不变
C.容器中气体的平均相对分子质量不变
D.同时断裂键和键
②由图可知,压强___________ (填“>”、“<”或“=”,);
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数,则X点对应温度下的___________ (用含p2的代数式表示)。
III.电化学法还原二氧化碳制乙烯在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图所示
(4)阴极电极反应式为___________ ,该装置中使用的是___________ (填“阴”或“阳”)离子交换膜。
I.以和为原料合成尿素:
(1)下列有利于提高平衡转化率的措施是___________(填序号)。
A.高温低压 | B.低温高压 | C.高温高压 | D.低温低压 |
第一步:2NH3(g)+CO2(g)⇌NH2COONH4(s)△H1
第二步:NH2COONH4(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H2
①图中
②反应的决速步是
II.以和催化重整制备合成气:。
(3)在密闭容器中通入物质的量均为的和,在一定条件下发生反应,的平衡转化率随温度、压强的变化关系如上图所示。
①反应在恒温、恒容密闭容器中进行,下列叙述能说明反应到达平衡状态的是
A.容器中混合气体的密度保持不变
B.容器内混合气体的压强保持不变
C.容器中气体的平均相对分子质量不变
D.同时断裂键和键
②由图可知,压强
③已知气体分压=气体总压×气体的物质的量分数,用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数,则X点对应温度下的
III.电化学法还原二氧化碳制乙烯在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图所示
(4)阴极电极反应式为
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【推荐3】化学工业为世界能源消费生产了多种能源物质。
(1)在常温常压下,H2和C3H8的混合气体共3mol完全燃烧生成CO2和液态水放出2792kJ的热量。
已知:
则该混合气体中,H2和C3H8的体积比为___________ 。
(2)一种利用太阳能将甲烷重整制氢原理的示意图如下:①第I步反应的还原剂是___________ 。
②NiO·Fe2O3在整个反应过程中的作用是___________ 。
③反应每消耗1molCH4,理论上可生成标准状况下H2的体积为___________ 。
(3)在催化剂光照条件下,CO2和H2O可转化为CH3OH,该反应的化学方程式为:。一定条件下,在2L恒容密闭容器中充入0.50molCO2和1.00mol水蒸气进行上述反应,测得随时间的变化如下表所示:
①用H2O(g)表示0~3min内该反应的平均反应速率为___________ 。
②第4分钟时___________ (填“大于”“小于”或“等于”)第3分钟时。
③能说明该反应已达到平衡状态的是___________ 。
A. B.
C.容器内密度保持不变 D.容器内压强保持不变
④上述反应达到平衡时二氧化碳的转化率为___________ 。
(1)在常温常压下,H2和C3H8的混合气体共3mol完全燃烧生成CO2和液态水放出2792kJ的热量。
已知:
则该混合气体中,H2和C3H8的体积比为
(2)一种利用太阳能将甲烷重整制氢原理的示意图如下:①第I步反应的还原剂是
②NiO·Fe2O3在整个反应过程中的作用是
③反应每消耗1molCH4,理论上可生成标准状况下H2的体积为
(3)在催化剂光照条件下,CO2和H2O可转化为CH3OH,该反应的化学方程式为:。一定条件下,在2L恒容密闭容器中充入0.50molCO2和1.00mol水蒸气进行上述反应,测得随时间的变化如下表所示:
时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
0.00 | 0.040 | 0.070 | 0.090 | 0.100 | 0.100 | 0.100 |
②第4分钟时
③能说明该反应已达到平衡状态的是
A. B.
C.容器内密度保持不变 D.容器内压强保持不变
④上述反应达到平衡时二氧化碳的转化率为
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