2023年9月23日第19届亚运会在我国杭州正式开幕。开幕式主火炬首次使用了零碳甲醇燃料,充分体现了杭州亚运会“绿色、智能、节俭、文明”的办赛理念。已知一定条件下,催化加氢生产甲醇,发生如下反应:
反应;
反应ii:。
(1)反应体系中存在反应,则____________ 。
(2)将和通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,的体积分数变化趋势如图甲所示:①平衡时,点的体积分数为,则的转化率为____________ 。(计算结果保留三位有效数字)。
(2)轴上点的数值比点____________ (填“大”或“小”)。
(3)在不同压强下,按照进行投料,在容器中发生上述三个反应,平衡时,和在含碳产物和中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图乙所示:①压强由大到小的顺序为____________ 。
②曲线____________ (填“”或“”)代表在含碳产物中的物质的量分数。
③在,压强为时,反应的浓度平衡常数____________ (填含的表达式)。
(4)光催化制甲醇技术也是研究热点。如图丙铜基纳米光催化材料还原的机理为:光照时,低能价带失去电子并产生空穴(,具有强氧化性)。
①光催化原理与电解原理类似,写出高能导带的电极反应式:____________ 。
②太阳光激发下,在导带和价带中除了产生电子和空穴外,还会生成____________ (填写微粒名称)参与的还原再生。
反应;
反应ii:。
(1)反应体系中存在反应,则
(2)将和通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,的体积分数变化趋势如图甲所示:①平衡时,点的体积分数为,则的转化率为
(2)轴上点的数值比点
(3)在不同压强下,按照进行投料,在容器中发生上述三个反应,平衡时,和在含碳产物和中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图乙所示:①压强由大到小的顺序为
②曲线
③在,压强为时,反应的浓度平衡常数
(4)光催化制甲醇技术也是研究热点。如图丙铜基纳米光催化材料还原的机理为:光照时,低能价带失去电子并产生空穴(,具有强氧化性)。
①光催化原理与电解原理类似,写出高能导带的电极反应式:
②太阳光激发下,在导带和价带中除了产生电子和空穴外,还会生成
更新时间:2024-04-16 11:12:48
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困难
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解题方法
【推荐1】X、Y、Z、L、M五种元素的原子序数依次增大。X、Y、Z、L是组成蛋白质的基础元素,M是地壳中含量最高的金属元素。据此回答下列问题:
(1)L的常见原子组成符号为___________ ;M在元素周期表中的位置为_________________ ;五种元素的原子半径从大到小的顺序是_________________ (用具体元素符号表示)。
(2)Z、X两元素按原子数目比l∶3和2∶4构成分子A和B,A的电子式为__________ ,B的结构式为__________________ 。Z和L也能组成原子数目比2∶4的分子C, 已知1 mol 液态C和液态B燃烧时生成无毒无害物质,并释放524.5 kJ的热量,试写出该反应的热化学方程式为________________ 。
(3)硒(Se)是人体必需的微量元素,与L同一主族,Se原子比L原子多两个电子层,则Se的原子序数为___________ ,其最高价氧化物对应的水化物化学式为___________ 。该族2 ~ 5周期元素单质分别与H2反应生成l mol气态氢化物的反应热如下,表示生成1 mol硒化氢反应热的是________ (填字母代号)。
(4)用M单质作阳极,石墨作阴极,NaHCO3溶液作电解液进行电解,生成难溶物R。写出阳极生成R的电极反应式:______________________ 。
(1)L的常见原子组成符号为
(2)Z、X两元素按原子数目比l∶3和2∶4构成分子A和B,A的电子式为
(3)硒(Se)是人体必需的微量元素,与L同一主族,Se原子比L原子多两个电子层,则Se的原子序数为
A.+99.7 kJ·mol-1 | B.+29.7 kJ·mol-1 | C.-20.6 kJ·mol-1 | D.-241.8 kJ·mol-1 |
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【推荐2】天然气(以甲烷计)在工业生产中用途广泛。
(1)Ⅰ.在制备合成氨原料气H2中的应用
(1)甲烷蒸气转化法制H2的主要转化反应如下:
CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.2kJ/mol
CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g)ΔH=+165.0kJ/mol
上述反应所得原料气中的CO能使合成氨催化剂中毒,必须除去。工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2,同时又可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应,该反应的热化学方程式是_______ 。
(2)CO变换反应的汽气比(水蒸气与原料气中CO物质的量之比)与CO平衡变换率(已转化的一氧化碳量与变换前一氧化碳量之比)的关系如图所示:
析图可知:
①相同温度时,CO平衡变换率与汽气比的关系是_______ 。
②汽气比相同时,CO平衡变换率与温度的关系是_______ 。
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度也可以表示平衡常数(记作Kp),则CO变换反应的平衡常数表示式为Kp=_______ 。随温度的降低,该平衡常数_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)Ⅱ.在熔融碳酸盐燃料电池中的应用以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质,天然气经内重整催化作用提供反应气的燃料电池示意图如图:
①外电路电子流动方向:由_______ 流向_______ (填字母)。
②空气极发生反应的离子方程式是_______ 。
③以此燃料电池为电源电解精炼铜,当电路有0.6 mol e-转移,有_______ g 精铜析出。
(1)Ⅰ.在制备合成氨原料气H2中的应用
(1)甲烷蒸气转化法制H2的主要转化反应如下:
CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.2kJ/mol
CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g)ΔH=+165.0kJ/mol
上述反应所得原料气中的CO能使合成氨催化剂中毒,必须除去。工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2,同时又可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应,该反应的热化学方程式是
(2)CO变换反应的汽气比(水蒸气与原料气中CO物质的量之比)与CO平衡变换率(已转化的一氧化碳量与变换前一氧化碳量之比)的关系如图所示:
析图可知:
①相同温度时,CO平衡变换率与汽气比的关系是
②汽气比相同时,CO平衡变换率与温度的关系是
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度也可以表示平衡常数(记作Kp),则CO变换反应的平衡常数表示式为Kp=
(4)Ⅱ.在熔融碳酸盐燃料电池中的应用以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质,天然气经内重整催化作用提供反应气的燃料电池示意图如图:
①外电路电子流动方向:由
②空气极发生反应的离子方程式是
③以此燃料电池为电源电解精炼铜,当电路有0.6 mol e-转移,有
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【推荐3】甲醇、二甲醚(CH3OCH3)是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。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
下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(KⅠ):
(1)在一定条件下将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中发生反应Ⅰ,5 min后测得c(CO)=0.4 mol·L-1,计算可得此段时间的反应速率(用H2表示)为___________ mol·L-1·min-1。
(2)由表中数据判断ΔH1___________ (填“>”“<”或“=”)0;反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3=___________ (用ΔH1和ΔH2表示)。
(3)若容器容积不变,则下列措施可提高反应Ⅰ中CO转化率的是___________ (填序号)。
a.充入CO,使体系总压强增大 b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.充入He,使体系总压强增大 d.使用高效催化剂
(4)T1K时,将1mol CH3OCH3引入一个抽真空的150L恒容密闭容器中,发生分解反应:CH3OCH3(g)CH4(g)+H2(g)+CO(g),在不同时间测定容器内的总压,所得数据见下表,
①反应达到平衡后,若升高温度,CH3OCH3的浓度增大,则该反应为___________ 反应(填“放热”或“吸热”)。由表中数据计算,反应达平衡时,二甲醚的分解率为___________ ,该温度下平衡常数Kc=___________ 。
②在T2K、1.0X104 kPa下,等物质的量的CO与CH4混合气体发生如下反应:CO(g) +CH4(g) = CH3CHO(g),反应速率,、分别为正、逆向反应速率常数,p为气体的分压(气体分压p=气体总压p总X体积分数)。用气体分压表示的平衡常数Kp = 4.5×10-5 (kPa)-1,则CO的转化率为20%时,___________ 。
反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(KⅠ):
温度 | 250 ℃ | 300 ℃ | 350 ℃ |
KⅠ | 2.0 | 0.27 | 0.012 |
(2)由表中数据判断ΔH1
(3)若容器容积不变,则下列措施可提高反应Ⅰ中CO转化率的是
a.充入CO,使体系总压强增大 b.将CH3OH(g)从体系中分离
c.充入He,使体系总压强增大 d.使用高效催化剂
(4)T1K时,将1mol CH3OCH3引入一个抽真空的150L恒容密闭容器中,发生分解反应:CH3OCH3(g)CH4(g)+H2(g)+CO(g),在不同时间测定容器内的总压,所得数据见下表,
反应时间t/min | 0 | 6.5 | 13.0 | 26.5 | 52.6 | ∞ |
气体总压p总/kPa | 50.0 | 55.0 | 65.0 | 83.2 | 103.8 | 125.0 |
②在T2K、1.0X104 kPa下,等物质的量的CO与CH4混合气体发生如下反应:CO(g) +CH4(g) = CH3CHO(g),反应速率,、分别为正、逆向反应速率常数,p为气体的分压(气体分压p=气体总压p总X体积分数)。用气体分压表示的平衡常数Kp = 4.5×10-5 (kPa)-1,则CO的转化率为20%时,
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【推荐1】二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H1<0
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2>0
Ⅲ.2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g) △H3
在密闭容器中,1.01×105Pa、n起始(CO2):n起始(H2)=1:4时,在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2平衡转化率、CO2实际转化率随温度的变化如图2所示。CH4的选择性可表示为×100%。
(1)各物质的相对能量如图1所示,△H3=______ kJ•mol-1,平衡时CH4的选择性随着温度的升高______ ,用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度为______ ,450℃时,使CO2平衡转化率达到X点的值,可以采用的措施为_______ (写出一条)。
(2)在密闭容器中,1.01×105Pa,CO2和H2的起始物质的量分别为1mol和4mol,平衡后反应体系中各物质的物质的量随温度的变化如图3所示,图中表示CH4的物质的量的曲线为______ 。在505℃,反应Ⅱ的平衡常数K=______ 。(保留两位有效数字)
(3)CeO2催化CO2与H2转化为CH4的机理如图4所示。反应体系中Ce呈现______ 种价态,催化剂中掺入少量CaO,用Ca2+替代CeO2结构中部分Ce4+形成CaxCe1-xOy,可提高催化效率的原因是_______ 。
Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H1<0
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2>0
Ⅲ.2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g) △H3
在密闭容器中,1.01×105Pa、n起始(CO2):n起始(H2)=1:4时,在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2平衡转化率、CO2实际转化率随温度的变化如图2所示。CH4的选择性可表示为×100%。
(1)各物质的相对能量如图1所示,△H3=
(2)在密闭容器中,1.01×105Pa,CO2和H2的起始物质的量分别为1mol和4mol,平衡后反应体系中各物质的物质的量随温度的变化如图3所示,图中表示CH4的物质的量的曲线为
(3)CeO2催化CO2与H2转化为CH4的机理如图4所示。反应体系中Ce呈现
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【推荐2】新型材料和应用前景广泛,对其制备过程的研究成为热点。回答下列问题:
(1)在下用镓与氨气制得氮化镓,该可逆反应每生成放出热量。该反应的热化学方程式是_______ (已知金属镓的熔点是,沸点是;氮化镓的熔点为)。
(2)在恒容密闭容器中,加入一定量的液态镓与氨气发生上述反应,测得反应平衡体系中的体积分数与压强(P)、温度(T)的关系如图1所示(已知图中和的温度均小于)。
①下列说法错误的是_______ (填标号)。
a.当时达到了化学平衡状态
b.温度一定时,达到平衡后再充入氦气(氦气不参与反应),的转化率减小
c.B点和C点化学平衡常数的关系是:
d.的晶体结构如图2所示,原子和N原子都是杂化
②已知在时体系的初始压强为,则A点的_______ 。[气相平衡中用组分的平衡分压代替物质的量浓度表示平衡常数(记作),分压=总压×气体的物质的量分数,用含a的式子表示]。
(3)电解精炼法提纯镓的过程中需控制合适的电压,若电压太高时阴极会产生,导致电解效率下降。若外电路通过电子时,阴极得到的镓。则该电解装置的电解效率_______ (已知)。
(4)铝粉与在一定温度下可直接生成,加入少量固体可促进反应。将等质量的铅粉与不同量的混合均匀后置于充满的密闭容器中,用电火花引燃。不同温度下合成产物的图谱如图3所示,产品中的质量分数随原料中的变化如图4所示,燃烧过程中温度随时间的变化如图5所示。则:
①合成的最佳条件是_______ 。
②当较小时,有利于制备的原因可能是_______ ;当超过一定值后,明显减少的原因可能是_______ 。
(1)在下用镓与氨气制得氮化镓,该可逆反应每生成放出热量。该反应的热化学方程式是
(2)在恒容密闭容器中,加入一定量的液态镓与氨气发生上述反应,测得反应平衡体系中的体积分数与压强(P)、温度(T)的关系如图1所示(已知图中和的温度均小于)。
①下列说法错误的是
a.当时达到了化学平衡状态
b.温度一定时,达到平衡后再充入氦气(氦气不参与反应),的转化率减小
c.B点和C点化学平衡常数的关系是:
d.的晶体结构如图2所示,原子和N原子都是杂化
②已知在时体系的初始压强为,则A点的
(3)电解精炼法提纯镓的过程中需控制合适的电压,若电压太高时阴极会产生,导致电解效率下降。若外电路通过电子时,阴极得到的镓。则该电解装置的电解效率
(4)铝粉与在一定温度下可直接生成,加入少量固体可促进反应。将等质量的铅粉与不同量的混合均匀后置于充满的密闭容器中,用电火花引燃。不同温度下合成产物的图谱如图3所示,产品中的质量分数随原料中的变化如图4所示,燃烧过程中温度随时间的变化如图5所示。则:
①合成的最佳条件是
②当较小时,有利于制备的原因可能是
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【推荐3】工业合成氨对粮食增产、增加人口具重要价值。1913年,Haber-Bosch发明的催化合成氨技术实现了工业化生产:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),298K时反应相关数据如表所示:
已知:化学反应吉布斯自由能变化量ΔG=ΔH -TΔS (通常温度区间,ΔH和ΔS可视为常量),ΔG与压力平衡常数Kp的关系为:lgKp = ,Kp为压力平衡常数;R为气体摩尔常数8.314 J·K-1· mol-1;T为热力学温度,单位:K。
(1)298K时,合成氨反应______ (选填“能”或“不能”)自发进行,理由是___________ 。
(2)实验研究表明,特定条件下,合成氨反应的速率与参与反应的物质浓度的关系式为: ν=kc(N2)·c1.5(H2)·c-1(NH3),下列措施不能提高反应速率的是______ 。
A.适度增加氮气的浓度 B.适度增加氢气的浓度
C.及时将产物氨气分离出反应体系 D.适度提高反应温度
E.在低压下进行反应 F.加入铁催化剂
(3)T℃下,设反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数为K,反应NH3(g) N2(g)+ H2(g)的平衡常数为,则K与之间的关系是________ 。298K时,合成氨反应的压力平衡常数Kp(298K )=______ (保留2位有效数字);向一恒定温度的刚性密闭容器中充入物质的量之比为1:1的N2和H2混合气体,初始压强为30MPa,在不同催化剂作用下反应,相同时间内H2的转化率随温度的变化如图所示,b点v正_____ v逆(填“>”、“<”或“=”)。图中a点混合气体平均相对分子质量为18.75,a点对应温度(T4)下反应的平衡常数Kp=______ (保留两位有效数字,Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压物质的量分数),由此知T4______ 298K,(选填“>”、“<”或“=”)。
(4)格哈德·埃特尔证实氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下:
下列关于合成氨反应的叙述中错误的是________。
(5)合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前要经过铜氨溶液处理以除去 CO,反应为:[Cu(NH3)2]2++CO+NH3 [Cu(NH3)3CO]2+ ΔH<0。
①铜氨溶液吸收CO的适宜生产条件是_________ 。
②吸收CO后的铜氨溶液经过适当处理再生,恢复其吸收 CO的能力,可循环使用,铜氨溶液再生的适宜条件是_________ 。
ΔH(kJ·mol-1) | -92.2 |
ΔS(J·K-1·mol-1) | -198.2 |
(1)298K时,合成氨反应
(2)实验研究表明,特定条件下,合成氨反应的速率与参与反应的物质浓度的关系式为: ν=kc(N2)·c1.5(H2)·c-1(NH3),下列措施不能提高反应速率的是
A.适度增加氮气的浓度 B.适度增加氢气的浓度
C.及时将产物氨气分离出反应体系 D.适度提高反应温度
E.在低压下进行反应 F.加入铁催化剂
(3)T℃下,设反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数为K,反应NH3(g) N2(g)+ H2(g)的平衡常数为,则K与之间的关系是
(4)格哈德·埃特尔证实氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下:
下列关于合成氨反应的叙述中错误的是________。
A.过程表明在化学反应中存在化学键的断裂与形成 |
B.催化剂能改变化学反应的历程,使反应物化学键更易断裂,活化分子百分比增多 |
C.过程①③④会放出能量,过程②需吸收能量 |
D.常温下该反应难以进行,是因为常温下生成物的化学键难以形成 |
(5)合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前要经过铜氨溶液处理以除去 CO,反应为:[Cu(NH3)2]2++CO+NH3 [Cu(NH3)3CO]2+ ΔH<0。
①铜氨溶液吸收CO的适宜生产条件是
②吸收CO后的铜氨溶液经过适当处理再生,恢复其吸收 CO的能力,可循环使用,铜氨溶液再生的适宜条件是
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【推荐1】一种利用太阳能催化甲烷水蒸气重整制氢反应原理及各步反应以气体分压(单位为)表示的平衡常数与温度T变化关系如图所示。
回答下列问题:
(1)若第I步反应生成1molH2,吸收QkJ热量,第I步的热化学方程式为_______ 。
(2)甲烷水蒸气重整制氢反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),_______ 0(填“>”“<”或“=”);1000℃时,该反应的平衡常数Kp_______ (kPa)2。
(3)已知上述制氢过程中存在副反应:CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)。压强为100kPa时,将n(H2O):n(CH4)=3的混合气体投入温度为T℃的恒温恒容的密闭容器中,发生甲烷水蒸气重整反应和上述副反应,达平衡时容器内的压强为140kPa,CO2分压为10kPa,则H2O的平衡转化率为_______ ,此时温度T_______ 1000(填“>”“<”或“=”)。
(4)在一定条件下,密闭容器中加入一定量的CO、H2O和催化剂发生反应CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)。,,其中、为正、逆反应速率,、分别为速率常数,p为气体的分压。已知降低温度时,增大。调整CO和H2O初始投料比,测得CO的平衡转化率如图。A、B、C、D四点中温度由高到低的顺序是_______ ,在C点所示投料比下,当CO转化率达到40%时,_______ 。
回答下列问题:
(1)若第I步反应生成1molH2,吸收QkJ热量,第I步的热化学方程式为
(2)甲烷水蒸气重整制氢反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),
(3)已知上述制氢过程中存在副反应:CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)。压强为100kPa时,将n(H2O):n(CH4)=3的混合气体投入温度为T℃的恒温恒容的密闭容器中,发生甲烷水蒸气重整反应和上述副反应,达平衡时容器内的压强为140kPa,CO2分压为10kPa,则H2O的平衡转化率为
(4)在一定条件下,密闭容器中加入一定量的CO、H2O和催化剂发生反应CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)。,,其中、为正、逆反应速率,、分别为速率常数,p为气体的分压。已知降低温度时,增大。调整CO和H2O初始投料比,测得CO的平衡转化率如图。A、B、C、D四点中温度由高到低的顺序是
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【推荐2】氢气作为一种可再生能源,它的制备一直都是研究的热点。其中甲醇水蒸气重整制氢气包含以下两个反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
(1)①计算反应Ⅲ.的___________ 。
②某课题小组经计算得到三个反应的平衡常数对数值与温度的关系图如下:
反应Ⅰ的平衡常数与温度的关系曲线为___________ 。
(2)恒压条件下,在铜基催化剂条件下探究水醇比以及当时温度对的选择性和物质的量分数的影响,结果分别如下:
①下列说法不正确的是___________ 。
A.重整制氢的水醇比q一般控制在1,可能是要保证甲醇的转化率并控制有适量的CO的含量,有利于维持合适的温度
B.反应过程中,增大水醇比可以无需外界提供能量
C.反应不能由体系密度不变来判定达到平衡
D.选择铜基催化剂,在合适的温度下可以提高二氧化碳的选择性
②根据图3,当温度大于220℃时,选择性下降CO的含量上升可能的原因是:___________ 。
(3)在某压强下,甲醇转化率随温度变化如下图所示
①请在图4中画出压强下,相同时间,甲醇转化率随温度变化图___________ 。
②260℃时,压强下,充入等物质的量的甲醇和水,保持压强不变体系,达平衡时,,反应Ⅱ的___________ 。
[对于气相反应,用某组分B的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示平衡常数,记作,,P为体系总压,为平衡体系中B的物质的量分数]
Ⅰ.
Ⅱ.
(1)①计算反应Ⅲ.的
②某课题小组经计算得到三个反应的平衡常数对数值与温度的关系图如下:
反应Ⅰ的平衡常数与温度的关系曲线为
(2)恒压条件下,在铜基催化剂条件下探究水醇比以及当时温度对的选择性和物质的量分数的影响,结果分别如下:
①下列说法不正确的是
A.重整制氢的水醇比q一般控制在1,可能是要保证甲醇的转化率并控制有适量的CO的含量,有利于维持合适的温度
B.反应过程中,增大水醇比可以无需外界提供能量
C.反应不能由体系密度不变来判定达到平衡
D.选择铜基催化剂,在合适的温度下可以提高二氧化碳的选择性
②根据图3,当温度大于220℃时,选择性下降CO的含量上升可能的原因是:
(3)在某压强下,甲醇转化率随温度变化如下图所示
①请在图4中画出压强下,相同时间,甲醇转化率随温度变化图
②260℃时,压强下,充入等物质的量的甲醇和水,保持压强不变体系,达平衡时,,反应Ⅱ的
[对于气相反应,用某组分B的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示平衡常数,记作,,P为体系总压,为平衡体系中B的物质的量分数]
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【推荐3】某小组探秘人体血液中的运载氧平衡及酸碱平衡,回答下列问题:
Ⅰ.人体运载氧平衡及CO中毒、解毒机制。
人体中的血红蛋白(Hb)能被CO结合而失去结合能力,吸入高压氧可以使血红蛋白恢复结合能力,原理如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅱ.
ⅳ.
(1)________ (用含a、b或c的代数式表示)。
(2)也影响Hb结合的能力,反应如下: ,下列关于该反应的说法正确的是 。
(3)36.5℃时,氧饱和度[,]与氧气的平衡分压[]关系如下图所示,计算36.5℃时A点反应ⅰ的平衡常数____________________ (写出计算过程;氧气的平衡浓度可用氧气的平衡分压代替)。Ⅱ.人体血液中的酸碱平衡。
正常人体血液中主要含有和形成的缓冲溶液,能缓解外界的酸碱影响而保持pH基本不变。正常人体和代谢性酸中毒病人的血气分析结果见表:
(4)37℃时的水解常数,,已知某同学血浆中,写出人体血液中存在的水解平衡方程式___________ ;请判断该同学血液的pH是否正常________ 。(填“是”或“否”)
(5)人体酸碱平衡维持机制简要表达如下图:①当人体摄入酸过多时,肺通过呼吸排出的会__________ (选填“增加”或“减少”)。
②对于重度代谢性酸中毒的病人应该采用什么治疗方法__________ 。(选填字母)
A.口服0.9% KCl溶液 B.口服5%葡萄糖溶液
C.静脉注射5% 溶液 D.静脉注射0.9% NaCl溶液
Ⅰ.人体运载氧平衡及CO中毒、解毒机制。
人体中的血红蛋白(Hb)能被CO结合而失去结合能力,吸入高压氧可以使血红蛋白恢复结合能力,原理如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅱ.
ⅳ.
(1)
(2)也影响Hb结合的能力,反应如下: ,下列关于该反应的说法正确的是 。
A.当不变时,反应达到平衡 | B.若,则该反应任意温度下能自发 |
C.高氧条件下,血液中浓度增加 | D.人体代谢酸增加,该反应K值变大 |
(3)36.5℃时,氧饱和度[,]与氧气的平衡分压[]关系如下图所示,计算36.5℃时A点反应ⅰ的平衡常数
正常人体血液中主要含有和形成的缓冲溶液,能缓解外界的酸碱影响而保持pH基本不变。正常人体和代谢性酸中毒病人的血气分析结果见表:
项目名称 | 结果浓度 | 参考范围 | |
正常人 | 代谢性酸中毒病人 | ||
分压/mmHg | 40 | 50 | 35~45 |
24.2 | 19 | 23.3~24.8 | |
血液酸碱度(pH) | 7.40 | 7.21 | 7.35~7.45 |
(4)37℃时的水解常数,,已知某同学血浆中,写出人体血液中存在的水解平衡方程式
(5)人体酸碱平衡维持机制简要表达如下图:①当人体摄入酸过多时,肺通过呼吸排出的会
②对于重度代谢性酸中毒的病人应该采用什么治疗方法
A.口服0.9% KCl溶液 B.口服5%葡萄糖溶液
C.静脉注射5% 溶液 D.静脉注射0.9% NaCl溶液
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解答题-工业流程题
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困难
(0.15)
解题方法
【推荐1】研究发现铜具有独特的杀菌功能, 能较好地抑制病菌的生长。现有工业上由辉铜矿石(主要成分Cu2S)的冶炼铜两种方案:
Ⅰ 火法炼铜在1200℃发生的主要反应为:
①2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2 ②2Cu2O+Cu2S= 6Cu+SO2↑
此方案的尾气可以用表中方法处理
Ⅱ“细菌冶金”是利用某些细菌的特殊代谢功能开采金属矿石,例如溶液中亚铁硫杆菌能利用空气中的氧气将黄铁矿(主要成分FeS2)氧化为Fe2(SO4)3,并使溶液酸性增强;利用Fe2(SO4)3作氧化剂溶解辉铜矿石,溶液酸性又进一步增强,过滤未溶解完的辉铜矿石,在滤液中加入足量的铁屑,待反应完全后过滤出铜和剩余的铁屑,得溶液Xml(设整个过程中其它杂质不参与反应,不考虑溶液离子水解)。其流程如图:
(1)Ⅱ相对于Ⅰ的优点是______________________________ 。(说一点即可)
(2)Ⅰ中反应2Cu2O+Cu2S= 6Cu+SO2↑氧化剂是________
(3)已知CO的燃烧热283. 0 kJ·mol-1,写出S(g)与O2(g)反应生成SO2(g)的热化学方程式___________ 。
(4)若用Ⅰ中方法2吸收尾气,则开始时阳极的电极反应式为________________ 。
(5)写出Ⅱ中黄铁矿氧化过程的化学反应方程式______________________________
(6)假设Ⅱ中每一步都完全反应,消耗掉标况下空气5×22.4VL(氧气体积分数为20%),则所得c(Fe2+)=________________ (可以写表达式)。
Ⅰ 火法炼铜在1200℃发生的主要反应为:
①2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2 ②2Cu2O+Cu2S= 6Cu+SO2↑
此方案的尾气可以用表中方法处理
方法1 | 用生物质热解气(主要成分CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫,其部分热化学方程式为: 2CO(g)+SO2(g)= S(g)+2CO2(g) ΔH="+8." 0 kJ·mol-1 2H2(g)+SO2(g)= S(g)+2H2O(g) ΔH="+90." 4 kJ·mol-1 |
方法2 | 用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后电解该溶液可制得硫酸 |
(1)Ⅱ相对于Ⅰ的优点是
(2)Ⅰ中反应2Cu2O+Cu2S= 6Cu+SO2↑氧化剂是
(3)已知CO的燃烧热283. 0 kJ·mol-1,写出S(g)与O2(g)反应生成SO2(g)的热化学方程式
(4)若用Ⅰ中方法2吸收尾气,则开始时阳极的电极反应式为
(5)写出Ⅱ中黄铁矿氧化过程的化学反应方程式
(6)假设Ⅱ中每一步都完全反应,消耗掉标况下空气5×22.4VL(氧气体积分数为20%),则所得c(Fe2+)=
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【推荐2】Ⅰ.碳热还原过程中可能发生下列反应。
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
(1)_______ ;温度升高,平衡常数K将_______ (填“增大”、“减小”、“不变”)。
Ⅱ.乙炔的加成反应是众多科研工作者的研究对象。
(2)不同温度下,1.2与1制氯乙烯(),在1L刚性容器中反应3h,实验数据如下图。
①135℃时,3h内_______ (保留两位小数,下同)。
②该反应最适宜温度下平衡常数_______ 。
(3)《自然》杂志发表的一篇文章中,提出在催化剂作用下上述反应的反应历程如图所示。“2→3”的化学方程式可表示为:
①“4→5”的化学方程式为_______ 。
②反应物在催化剂表面经历过程“扩散→吸附(活性位点)→表面反应→脱附”。若保持体系中分压不变,分压过高时反应催化效率降低的可能原因是_______ 。
(4)西北工业大学的张健教授、德累斯顿工业大学的冯新亮院士等人报道了一种电催化半氢化策略,在室温条件下,水溶液介质中可选择性地将还原为,其原理示意图如下:
①阴极的电极反应式为:_______ 。
②同温同压下,相同时间内,若进口处气体物质的量为a,出口处气体的总体积为进口处的x倍,则转化率为_______ 。
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
(1)
Ⅱ.乙炔的加成反应是众多科研工作者的研究对象。
(2)不同温度下,1.2与1制氯乙烯(),在1L刚性容器中反应3h,实验数据如下图。
①135℃时,3h内
②该反应最适宜温度下平衡常数
(3)《自然》杂志发表的一篇文章中,提出在催化剂作用下上述反应的反应历程如图所示。“2→3”的化学方程式可表示为:
①“4→5”的化学方程式为
②反应物在催化剂表面经历过程“扩散→吸附(活性位点)→表面反应→脱附”。若保持体系中分压不变,分压过高时反应催化效率降低的可能原因是
(4)西北工业大学的张健教授、德累斯顿工业大学的冯新亮院士等人报道了一种电催化半氢化策略,在室温条件下,水溶液介质中可选择性地将还原为,其原理示意图如下:
①阴极的电极反应式为:
②同温同压下,相同时间内,若进口处气体物质的量为a,出口处气体的总体积为进口处的x倍,则转化率为
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解答题-工业流程题
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困难
(0.15)
【推荐3】为了提高资源利用率,减少环境污染,化工集团将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链,如图所示。
请填写下列空白:
(1)钛铁矿进入氯化炉前通常采取洗涤、粉碎、烘干、预热等物理方法处理,请从原理上解释粉碎的作用:___________ ;已知氯化炉中反应氯气和焦炭的理论用料物质的量比为7∶6,则氯化炉中的还原剂化学式是___________ 。
(2)已知:①Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s) ΔH=-641 kJ·mol-1
②2Mg(s)+TiCl4(s)=2MgCl2(s)+Ti(s) ΔH=-512 kJ·mol-1
则Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s) ΔH=___________ 。
(3)Ar气通入还原炉中并不参与反应,通入Ar气的作用是___________ 。
(4)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。已知该燃料电池的总反应式为2CH3OH+3O2+4OH-=2CO+6H2O,该电池中正极上的电极反应式为___________ 。工作一段时间后,测得溶液的pH___________ (填“减小”、“增大”或“不变”)。
请填写下列空白:
(1)钛铁矿进入氯化炉前通常采取洗涤、粉碎、烘干、预热等物理方法处理,请从原理上解释粉碎的作用:
(2)已知:①Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s) ΔH=-641 kJ·mol-1
②2Mg(s)+TiCl4(s)=2MgCl2(s)+Ti(s) ΔH=-512 kJ·mol-1
则Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s) ΔH=
(3)Ar气通入还原炉中并不参与反应,通入Ar气的作用是
(4)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。已知该燃料电池的总反应式为2CH3OH+3O2+4OH-=2CO+6H2O,该电池中正极上的电极反应式为
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