尿素[CO(NH2)2]的生产具有重要意义。
(1)尿素的催化合成
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1=-286.0 kJ·mol-1
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH2=-92.2 kJ·mol-1
2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(aq)+H2O(l) ΔH3=-101.5 kJ·mol-1
则反应2CO2+2N2+4H2O=2CO(NH2)2+3O2的 ΔH=___________ kJ·mol-1
(2)尿素的电化学合成
①电催化CO2和合成尿素的装置如下图所示,生成尿素的电极反应式为___________ 。②电催化CO2和N2合成尿素。CO2先在阴极被还原为中间体CO,再与N2合成尿素。
已知:CO2在阴极还能被还原为CH4,其生成CH4的趋势比生成CO的趋势更大。但实验数据说明,一定时间内,阴极产物中CO的物质的量大于CH4,可能的原因为___________ 。
(3)尿素的应用
尿素将烟气中氮氧化物还原为N2以达到消除污染的目的。控制其他条件相同,将混有NO、NO2、SO2、N2和O2的模拟烟气匀速通过装有尿素溶液的装置,在装置出口处检测NO、NO2的脱除率α(α=×100%)。
①当烟气中有少量SO2时,有利于NO2脱除,其可能的原因是___________ 。
②当烟气中无SO2存在时,且超过一定数值时,测得α(NO)变为负值,其可能的原因是___________ 。
③尿素水溶液热解产生的NH3可去除尾气中的NOx,流程如下:若氧化处理后的尾气中混有SO2,此时催化剂表面会因为覆盖部分硫酸盐而导致催化剂中毒,降低NOx的去除率。试分析硫酸盐的产生过程___________ 。
(1)尿素的催化合成
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1=-286.0 kJ·mol-1
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH2=-92.2 kJ·mol-1
2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(aq)+H2O(l) ΔH3=-101.5 kJ·mol-1
则反应2CO2+2N2+4H2O=2CO(NH2)2+3O2的 ΔH=
(2)尿素的电化学合成
①电催化CO2和合成尿素的装置如下图所示,生成尿素的电极反应式为
已知:CO2在阴极还能被还原为CH4,其生成CH4的趋势比生成CO的趋势更大。但实验数据说明,一定时间内,阴极产物中CO的物质的量大于CH4,可能的原因为
(3)尿素的应用
尿素将烟气中氮氧化物还原为N2以达到消除污染的目的。控制其他条件相同,将混有NO、NO2、SO2、N2和O2的模拟烟气匀速通过装有尿素溶液的装置,在装置出口处检测NO、NO2的脱除率α(α=×100%)。
①当烟气中有少量SO2时,有利于NO2脱除,其可能的原因是
②当烟气中无SO2存在时,且超过一定数值时,测得α(NO)变为负值,其可能的原因是
③尿素水溶液热解产生的NH3可去除尾气中的NOx,流程如下:若氧化处理后的尾气中混有SO2,此时催化剂表面会因为覆盖部分硫酸盐而导致催化剂中毒,降低NOx的去除率。试分析硫酸盐的产生过程
更新时间:2024-04-28 19:12:43
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【推荐1】甲醇和甲醛是重要的化工原料。利用气态甲醇在催化剂条件下脱氢制备甲醛的主要反应为:,反应机理图示如下:(其中虚线部分为副反应)
回答下列问题:
(1)主要反应的最大能垒为_______ 。
(2)副反应的热化学方程式为_______ 。
(3)已知
则的_______ 。
(4)在体积的刚性容器中,投入气态,在一定催化剂作用下,反应时间时,分别测得甲醇转化率和甲醛的选择性与温度的关系,如下图所示:(甲醛的选择性:转化的中生成的百分比)。
①时内生成甲醛的平均反应速率是_______ 。
②若时恰好平衡,容器的初始压强为,甲醇的转化率为,甲醛的选择性为,主要反应的压强平衡常数为_______ 。
③以后,甲醛的选择性下降的可能原因为_______ 。
(5)利用甲醇、氯气和氢气为原料在℃及一定催化剂条件下制取一氯甲烷,反应原理如下:。现将等物质的量的反应物分别投入到温度相同,容积是1L、2L的甲乙两个恒温、恒容的容器中,达到平衡(不考虑副反应发生),下列说法正确的是_______(填字母代号)。
回答下列问题:
(1)主要反应的最大能垒为
(2)副反应的热化学方程式为
(3)已知
则的
(4)在体积的刚性容器中,投入气态,在一定催化剂作用下,反应时间时,分别测得甲醇转化率和甲醛的选择性与温度的关系,如下图所示:(甲醛的选择性:转化的中生成的百分比)。
①时内生成甲醛的平均反应速率是
②若时恰好平衡,容器的初始压强为,甲醇的转化率为,甲醛的选择性为,主要反应的压强平衡常数为
③以后,甲醛的选择性下降的可能原因为
(5)利用甲醇、氯气和氢气为原料在℃及一定催化剂条件下制取一氯甲烷,反应原理如下:。现将等物质的量的反应物分别投入到温度相同,容积是1L、2L的甲乙两个恒温、恒容的容器中,达到平衡(不考虑副反应发生),下列说法正确的是_______(填字母代号)。
A.甲乙密度相同,的体积分数不同 |
B.甲乙正反应速率不同,放出的热量相同 |
C.甲乙压强不同,混合气体的平均相对分子质量相同 |
D.甲乙的转化率相同,混合气体的颜色相同 |
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【推荐2】化学反应往往伴随着能量变化。已知下列反应:
请回答下列问题:
(1)的燃烧热=_______ 。
(2)在催化剂作用下,一氧化碳可与过氧化钠反应生成固体碳酸钠,该反应的热化学方程式为_______ 。
(3)工业废气中的可用碱液吸收。发生的反应如下:
①反应的=_______ (用含a、b的代数式表示)。
②标况下,与足量的溶液充分反应后,放出的热量为_______ (用含a或b的代数式表示)。
(4)生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂是一种温室气体,其存储能量的能力是的12000~20000倍,在大气中的寿命可长达740年之久,表中是几种化学键的键能:
写出利用和制备的热化学方程式:_______ 。
请回答下列问题:
(1)的燃烧热=
(2)在催化剂作用下,一氧化碳可与过氧化钠反应生成固体碳酸钠,该反应的热化学方程式为
(3)工业废气中的可用碱液吸收。发生的反应如下:
①反应的=
②标况下,与足量的溶液充分反应后,放出的热量为
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化学键 | N≡N | F—F | N—F |
键能/() | 941.7 | 154.8 | 283.0 |
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【推荐3】随着化石能源的大量开采以及污染的加剧,污染气体的治理和开发利用日益迫切。
(1)Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成;
SO2(g) + I2(g) + 2H2O(g) =" 2HI(g)" + H2SO4(l) ∆H="a" kJ/mol ①
2H2SO4(l) = 2H2O(g) + 2SO2(g) + O2(g) ∆H=" b" kJ/mol ②
2HI(g) = H2(g) + I2(g) ∆H=" c" kJ/mol ③
则2H2O(g) = 2H2(g) + O2(g) ∆H=________ kJ/mol
(2)CO2和CH4是两种重要的温室气体,以表面覆盖有Cu2Al2O4的二氧化钛为催化剂。可以将CO2和CH4直接转化为乙酸。
①不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图Ⅰ所示,该反应体系应将温度控制在_____ ℃左右。
②将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为________________ 。
(3)甲醇(CH3OH)被称为21世纪的新型燃料。在体积为V L的某反应容器中,a mol CO与2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ,CO的平衡转化率与温度的关系如图Ⅱ所示:
①该反应是___________ (填“放热”或“吸热”)反应
②在其他条件不变的情况下,反应容器中再增加amol CO与2amolH2,达到新平衡时,CO的转化率_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
③100℃,反应CH3OH(g) CO(g) + 2H2(g) 的平衡常数为______ (用含有a、V的代数表示)。
(4)某实验小组设计了如图III所示的甲醇燃料电池装置。
①该电池工作时,OH-向________ (填“a”或“b”)极移动
②工作一段时间后,测得该溶液的pH减小,该电池负极反应的电极反应式为:________________ 。
(1)Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成;
SO2(g) + I2(g) + 2H2O(g) =" 2HI(g)" + H2SO4(l) ∆H="a" kJ/mol ①
2H2SO4(l) = 2H2O(g) + 2SO2(g) + O2(g) ∆H=" b" kJ/mol ②
2HI(g) = H2(g) + I2(g) ∆H=" c" kJ/mol ③
则2H2O(g) = 2H2(g) + O2(g) ∆H=
(2)CO2和CH4是两种重要的温室气体,以表面覆盖有Cu2Al2O4的二氧化钛为催化剂。可以将CO2和CH4直接转化为乙酸。
①不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图Ⅰ所示,该反应体系应将温度控制在
②将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为
(3)甲醇(CH3OH)被称为21世纪的新型燃料。在体积为V L的某反应容器中,a mol CO与2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) ,CO的平衡转化率与温度的关系如图Ⅱ所示:
①该反应是
②在其他条件不变的情况下,反应容器中再增加amol CO与2amolH2,达到新平衡时,CO的转化率
③100℃,反应CH3OH(g) CO(g) + 2H2(g) 的平衡常数为
(4)某实验小组设计了如图III所示的甲醇燃料电池装置。
①该电池工作时,OH-向
②工作一段时间后,测得该溶液的pH减小,该电池负极反应的电极反应式为:
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【推荐1】已知:将KI、盐酸、试剂X和淀粉四种溶液混合,无反应发生。若再加入双氧水,将发生反应:,且生成的I2立即与试剂X反应而被消耗。由于溶液立即变蓝。因此,根据试剂X的量、滴入双氧水至溶液变蓝所需的时间,即可推算反应的反应速率。下表为某同学依据上述原理设计的实验及实验记录(各实验均在室温条件下进行):
回答下列问题:
(1)已知:实验1、2的目的是探究H2O2浓度对反应速率的影响。实验2中m=_______ ,n=_______ 。
(2)一定温度下,反应速率可以表示为(k为常数),则:
①根据上表数据关系可知,a、b的值依次为_______ 和_______ 。
②t=_______ 。
(3)实验5表明:
①硫酸铁能_______ 该反应速率。
②试用离子方程式表示对催化的过程为2Fe3++2I-=2Fe2++I2、_______ 。
(4)若要探究温度对H2O2+2H++2I-→2H2O+I2反应速率的影响,为了避免温度过高导致H2O2大量分解(已知温度为60℃时H2O2会分解50%以上),应该采取的加热方式是_______ 。
编号 | 往烧杯中加入的试剂及其用量(mL) | 催化剂 | 溶液开始变蓝时间(min) | ||||
KI溶液 | H2O | X溶液 | 双氧水 | 稀盐酸 | |||
1 | 20.0 | 10.0 | 10.0 | 20.0 | 20.0 | 无 | 1.4 |
2 | 20.0 | m | 10.0 | 10.0 | n | 无 | 2.8 |
3 | 10.0 | 20.0 | 10.0 | 20.0 | 20.0 | 无 | 2.8 |
4 | 20.0 | 0 | 10.0 | 10.0 | 40.0 | 无 | t |
5 | 20.0 | 10.0 | 10.0 | 20.0 | 20.0 | 5滴溶液 | 0.6 |
(1)已知:实验1、2的目的是探究H2O2浓度对反应速率的影响。实验2中m=
(2)一定温度下,反应速率可以表示为(k为常数),则:
①根据上表数据关系可知,a、b的值依次为
②t=
(3)实验5表明:
①硫酸铁能
②试用离子方程式表示对催化的过程为2Fe3++2I-=2Fe2++I2、
(4)若要探究温度对H2O2+2H++2I-→2H2O+I2反应速率的影响,为了避免温度过高导致H2O2大量分解(已知温度为60℃时H2O2会分解50%以上),应该采取的加热方式是
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解答题-实验探究题
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【推荐2】控制变量法是研究化学变化量的重要思想方法。请仔细观察下表中50mL稀盐酸和1g碳酸钙反应的实验数据:
(1)该反应属于___________ 反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)实验5、6表明___________ 对反应速率的影响,说明___________ ,反应速率越快。
(3)根据实验1、3、5可以得出条件对反应速率的影响规律是___________ 。
(4)从本实验数据中分析,影响化学反应速率的因素还有___________ 。
(5)实验6中,在10s时盐酸的浓度变为0.25 mol·L-1,求10s内盐酸的平均速率v(HCl)=___________ 。
实验序号 | 碳酸钙状态 | c(HCl)/ mol·L-1 | 溶液温度/℃ | 碳酸钙消失时间/s | |
反应前 | 反应后 | ||||
1 | 块状 | 0.5 | 20 | 39 | 400 |
2 | 粉末 | 0.5 | 20 | 40 | 60 |
3 | 块状 | 0.6 | 20 | 41 | 280 |
4 | 粉末 | 0.8 | 20 | 40 | 30 |
5 | 块状 | 1.0 | 20 | 40 | 120 |
6 | 块状 | 1.0 | 30 | 50 | 40 |
(2)实验5、6表明
(3)根据实验1、3、5可以得出条件对反应速率的影响规律是
(4)从本实验数据中分析,影响化学反应速率的因素还有
(5)实验6中,在10s时盐酸的浓度变为0.25 mol·L-1,求10s内盐酸的平均速率v(HCl)=
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【推荐3】依据下图中氮元素及其化合物的转化关系,回答问题:
(1)图1中,X的化学式为_______ ,从化合价上看,X与水反应所得产物具有_______ 性(填“氧化”或“还原”)。写出稀HNO3与Cu反应的方程式_______ ;NH3与NO2加热反应的化学方程式_______ 。
(2)已知化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示,回答下列问题:
则0.5molN2(g)和1.5molH2(g)生成1molNH3(g)的过程____ (填“吸收”或“放出”)____ kJ能量。
(3)在一个容积3L的密闭容器里进行如下反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),反应开始时n(N2)=1.5mol,n(H2)=4.4mol,2min末n(H2)=0.8mol。
①前2min内用NH3表示该反应的反应速率_______ ;
②到2min末N2的转化率为_______ ;
③下列条件能加快该反应的反应速率的有_______ ;
A.保持体积不变,再向容器中充N2
B.保持体积不变,再向容器中充He
C.保持压强不变,再向容器中充He
D.选择合适的催化剂
(1)图1中,X的化学式为
(2)已知化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示,回答下列问题:
则0.5molN2(g)和1.5molH2(g)生成1molNH3(g)的过程
(3)在一个容积3L的密闭容器里进行如下反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),反应开始时n(N2)=1.5mol,n(H2)=4.4mol,2min末n(H2)=0.8mol。
①前2min内用NH3表示该反应的反应速率
②到2min末N2的转化率为
③下列条件能加快该反应的反应速率的有
A.保持体积不变,再向容器中充N2
B.保持体积不变,再向容器中充He
C.保持压强不变,再向容器中充He
D.选择合适的催化剂
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解题方法
【推荐1】乙醇是一种重要的化工原料和燃料,常见合成乙醇的途径如下:
(1)乙烯气相直接水合法:C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g) ΔH1=akJ·mol-1
已知:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-1323.0kJ·mol-1
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=-1278.5kJ·mol-1,则a=__ 。
(2)工业上常采用CO2和H2为原料合成乙醇,某实验小组将CO2(g)和H2(g)按1:3的比例置于一恒容密闭容器中发生反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) ΔH=bkJ·mol-1。在相同的时间内,容器中CO2的浓度随温度T的变化如图1所示,上述反应的pK(pK=-lgK,K表示反应平衡常数)随温度T的变化如图2所示。
①由图1可知,b=__ (填“”“”或“<”)0。
②在T1~T2及T4~T5两个温度区间内,容器中CO2(g)的浓度呈现如图1所示的变化趋势,其原因是___ 。
③图1中点1、2、3对应的逆反应速率v1、v2、v3中最大的是___ (填“v1”“v2”或“v3”);要进一步提高H2(g)的转化率,可采取的措施有___ (任答一条)。
④图2中当温度为T1时,pK的值对应A点,则B、C、D、E四点中表示错误的是__ 。
⑤乙烯气相直接水合法过程中会发生乙醇的异构化反应:C2H5OH(g)CH3OCH3(g) ΔH=+50.7kJ·mol-1,该反应的速率方程可表示为v正=k正c(C2H5OH)和v逆=k逆c(CH3OCH3),k正和k逆只与温度有关。该反应的活化能Ea(正)__ (填“”“”或“<”) Ea(逆),已知:T℃时,k正=0.006s-1,k逆=0.002s-1,该温度下向某恒容密闭容器中充入1.5mol乙醇和4mol甲醚,此时反应__ (填“正向”或“逆向”)进行。
(1)乙烯气相直接水合法:C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g) ΔH1=akJ·mol-1
已知:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-1323.0kJ·mol-1
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=-1278.5kJ·mol-1,则a=
(2)工业上常采用CO2和H2为原料合成乙醇,某实验小组将CO2(g)和H2(g)按1:3的比例置于一恒容密闭容器中发生反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) ΔH=bkJ·mol-1。在相同的时间内,容器中CO2的浓度随温度T的变化如图1所示,上述反应的pK(pK=-lgK,K表示反应平衡常数)随温度T的变化如图2所示。
①由图1可知,b=
②在T1~T2及T4~T5两个温度区间内,容器中CO2(g)的浓度呈现如图1所示的变化趋势,其原因是
③图1中点1、2、3对应的逆反应速率v1、v2、v3中最大的是
④图2中当温度为T1时,pK的值对应A点,则B、C、D、E四点中表示错误的是
⑤乙烯气相直接水合法过程中会发生乙醇的异构化反应:C2H5OH(g)CH3OCH3(g) ΔH=+50.7kJ·mol-1,该反应的速率方程可表示为v正=k正c(C2H5OH)和v逆=k逆c(CH3OCH3),k正和k逆只与温度有关。该反应的活化能Ea(正)
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【推荐2】合理利用温室气体是当前能源与环境研究的热点。
(1)CH4-CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2),其工艺过程中涉及如下反应:
反应①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H1
反应②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ·mol-1
反应③
反应④
则△H1=___________ kJ·mol-1。
一定条件下,向体积为VL的密闭容器中通入CH4、CO2各1.0 mol及少量O2,测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图所示。1100K时,CH4与CO2的转化率分别为90%和95%,图中a代表产物___________ 。当温度高于900K,H2O的含量随温度升高而下降的主要原因是___________ 。
(2)工业上将CO2转化为燃料CH4,可发生反应有:
反应I:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ·mol-1
将1molCO2和4mol H2充入2L刚性密闭容器中,反应相同时间,温度对CO2转化率和催化剂选择性的影响如图所示。(注:催化剂的选择性是指发生反应的CO2转化为CH4或CO的百分比)
△H1___________ 0(填“>”、“<”或“=”)。350℃时,反应I的平衡常数为___________ 。不改变投料,若容器体积可变化,为同时提高CO2的平衡转化率和CH4的平衡产率,选择最佳反应条件为___________ (填标号)。
A.350℃、低压B.350℃、高压C.500℃、低压D.500℃、高压
(1)CH4-CO2催化重整可以得到合成气(CO和H2),其工艺过程中涉及如下反应:
反应①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H1
反应②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ·mol-1
反应③
反应④
则△H1=
一定条件下,向体积为VL的密闭容器中通入CH4、CO2各1.0 mol及少量O2,测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图所示。1100K时,CH4与CO2的转化率分别为90%和95%,图中a代表产物
(2)工业上将CO2转化为燃料CH4,可发生反应有:
反应I:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ·mol-1
将1molCO2和4mol H2充入2L刚性密闭容器中,反应相同时间,温度对CO2转化率和催化剂选择性的影响如图所示。(注:催化剂的选择性是指发生反应的CO2转化为CH4或CO的百分比)
△H1
A.350℃、低压B.350℃、高压C.500℃、低压D.500℃、高压
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【推荐3】丙烯是重要的有机化工原料,丙烷脱氢制丙烯具有显著的经济价值和社会意义。回答下列问题:
(1)已知:I.2C3H8(g)+O2(g)=2C3H6(g)+2H2O(g) ∆H=-238kJ·mol-1
II.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H=-484kJ·mol-1
则丙烷脱氢制丙烯反应C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)的∆H为__ 。
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入1molC3H8,开始压强为pkPa,发生丙烷脱氢制丙烯反应。
①下列情况能说明丙烷脱氢制丙烯反应达到平衡状态的是__ (填字母)。
A. 该反应的焓变(∆H)保持不变
B. 气体平均摩尔质量保持不变
C. 气体密度保持不变
D. C3H8分解速率与C3H6消耗速率相等
②丙烷脱氢制丙烯反应过程中,C3H8的气体体积分数与反应时间的关系如图a所示。此温度下该反应的平衡常数Kp=__ kPa(用含字母p的代数式表示,Kp是用反应体系中气体物质的分压表示的平衡常数,平衡分压=总压×物质的量分数)。
③已知上述反应中,v正=k正·p(C3H8),v逆=k逆·p(C3H6)•p(H2),其中k正、k逆为速率常数,只与温度有关,则图a中m点处=_ 。
(3)保持相同反应时间,在不同温度下,丙烯产率如图b所示,丙烯产率在425℃之前随温度升高而增大的原因可能是__ 、__ ;425℃之后,丙烯产率快速降低的主要原因可能是__ 。
(1)已知:I.2C3H8(g)+O2(g)=2C3H6(g)+2H2O(g) ∆H=-238kJ·mol-1
II.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H=-484kJ·mol-1
则丙烷脱氢制丙烯反应C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)的∆H为
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入1molC3H8,开始压强为pkPa,发生丙烷脱氢制丙烯反应。
①下列情况能说明丙烷脱氢制丙烯反应达到平衡状态的是
A. 该反应的焓变(∆H)保持不变
B. 气体平均摩尔质量保持不变
C. 气体密度保持不变
D. C3H8分解速率与C3H6消耗速率相等
②丙烷脱氢制丙烯反应过程中,C3H8的气体体积分数与反应时间的关系如图a所示。此温度下该反应的平衡常数Kp=
③已知上述反应中,v正=k正·p(C3H8),v逆=k逆·p(C3H6)•p(H2),其中k正、k逆为速率常数,只与温度有关,则图a中m点处=
(3)保持相同反应时间,在不同温度下,丙烯产率如图b所示,丙烯产率在425℃之前随温度升高而增大的原因可能是
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解答题-实验探究题
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(0.65)
【推荐1】铝的阳极氧化是一种重要的表面处理技术,其原理是用电化学方法处理铝件表面,优化氧化膜结构,增强铝件的抗腐蚀性,同时便于表面着色。取铝片模拟该实验,并测定氧化膜厚度,操作步骤如下:
(1)铝片预处理
铝片表面除去油垢后,用2mol/LNaOH溶液在60~70℃下洗涤,除去铝表面薄氧化膜,离子方程式为:_______ ;再用10%(质量分数)的HNO3溶液对铝片表面进行化学抛光。若取一定体积68%(质量分数)的浓硝酸配制该化学抛光液,需要用到的玻璃仪器有_______ 、_______ 、玻璃棒和胶头滴管。
(2)电解氧化
取预处理过的铝片和铅做电极,控制电流恒定为0.06A,用直流电源在5~6mol/L硫酸中电解。其中铝片接电源_______ 极,产生氧化膜的电极反应式为_______ ,氧化膜的生长过程可大致分为A、B、C三个阶段(如图所示),C阶段多孔层产生孔隙的离子反应方程式为_____ ,A阶段电压逐渐增大的原因是_____ 。
(3)氧化膜质量检验
取出阳极氧化并封闭处理过的铝片,洗净、干燥,在铝片表面滴一滴氧化膜质量检查液(3gK2Cr2O7+75mL水+25mL浓硫酸),用秒表测定表面颜色变为绿色(产生Cr3+)所需时间,可判断氧化膜的耐腐蚀性。写出该变色反应的离子方程式:_______ 。
(4)氧化膜厚度测定
①取氧化完毕的铝片,测得表面积为4.0cm2,洗净吹干,称得质量为0.7654g;
②将铝片浸于60℃的溶膜液中煮沸10分钟进行溶膜处理;
③取出铝片,洗净吹干,称得除膜后铝片质量为0.7442g。
已知氧化膜的密度为2.7g/cm3,可以计算得出氧化膜厚度为_______ μm(1μm=1×10-4cm)。
(1)铝片预处理
铝片表面除去油垢后,用2mol/LNaOH溶液在60~70℃下洗涤,除去铝表面薄氧化膜,离子方程式为:
(2)电解氧化
取预处理过的铝片和铅做电极,控制电流恒定为0.06A,用直流电源在5~6mol/L硫酸中电解。其中铝片接电源
(3)氧化膜质量检验
取出阳极氧化并封闭处理过的铝片,洗净、干燥,在铝片表面滴一滴氧化膜质量检查液(3gK2Cr2O7+75mL水+25mL浓硫酸),用秒表测定表面颜色变为绿色(产生Cr3+)所需时间,可判断氧化膜的耐腐蚀性。写出该变色反应的离子方程式:
(4)氧化膜厚度测定
①取氧化完毕的铝片,测得表面积为4.0cm2,洗净吹干,称得质量为0.7654g;
②将铝片浸于60℃的溶膜液中煮沸10分钟进行溶膜处理;
③取出铝片,洗净吹干,称得除膜后铝片质量为0.7442g。
已知氧化膜的密度为2.7g/cm3,可以计算得出氧化膜厚度为
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解答题-实验探究题
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(0.65)
【推荐2】如下图所示装置中,b电极用金属M制成,a、c、d为石墨电极,接通电源,金属M沉积于b极,同时a、d电极上产生气泡。
试回答:
(1)a为____ 极,c极的电极反应式为:_____________________________ 。
(2)电解开始时,在B烧杯的中央滴几滴淀粉溶液,你能观察到的现是____________ 。电解进行一段时间后,罩在c极上的试管中也收集到了气体,此时c极上的电极反应式为:______________ 。
(3)当d电极上收集到44.8 ml气体(标准状况)时停止电解,a极上放出了____ mol气体,若b电极上沉积金属M的质量为0.432g,则此金属的摩尔质量为_______________ ;若要使A池中溶液恢复原浓度,应加_____________ 。
(4)电解停止后加蒸馏水使A烧杯中的溶液体积仍为200 ml,取这种溶液加入到25.0 ml 0.100 mol·L-1的HCl溶液中,当加入31.25 ml 溶液时刚好沉淀完全。由此可知电解前A烧杯中MNO3溶液的物质的量浓度为_______________ mol·L-1。
试回答:
(1)a为
(2)电解开始时,在B烧杯的中央滴几滴淀粉溶液,你能观察到的现是
(3)当d电极上收集到44.8 ml气体(标准状况)时停止电解,a极上放出了
(4)电解停止后加蒸馏水使A烧杯中的溶液体积仍为200 ml,取这种溶液加入到25.0 ml 0.100 mol·L-1的HCl溶液中,当加入31.25 ml 溶液时刚好沉淀完全。由此可知电解前A烧杯中MNO3溶液的物质的量浓度为
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐3】钨(74W)是熔点最高的金属,是重要的战略物资。自然界中钨矿石的主要成分是铁和锰的钨酸盐(FeWO4、MnWO4),还含少量Si、P、As的化合物。由黑钨矿冶炼钨的工艺流程如下:
已知:①滤渣I的主要成分是Fe2O3、MnO2。②上述流程中,除最后一步外,其余步骤钨的化合价未变。③常温下钨酸难溶于水。
回答下列问题:
(1)钨酸中钨元素的化合价为_________ ,写出MnWO4在熔融条件下发生碱分解反应生成MnO2的化学方程式___________________________________________ 。
(2)上述流程中向粗钨酸钠溶液中加硫酸调pH=10后,溶液中的杂质阴离子为SiO32-、HAsO32-、HAsO42-、HPO42-等,则“净化”过程中,加入H2O2时发生反应的离子方程式为_______________________________ 。
(3)已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质,两者的溶解度均随温度升高而减小。图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线。则T1________ T2(填“>”或“<”)。
将钨酸钠溶液加入石灰乳得到大量钨酸钙,发生反应的离子方程式为_________________ ,T2时该反应的平衡常数为_________________ 。
(4)硬质合金刀具中含碳化钨(WC),利用电解法可以从碳化钨废料中回收钨。电解时,用碳化钨做阳极,不锈钢做阴极,HCl溶液为电解液,阳极析出钨酸并放出CO2。该阳极反应式为_________________ 。
已知:①滤渣I的主要成分是Fe2O3、MnO2。②上述流程中,除最后一步外,其余步骤钨的化合价未变。③常温下钨酸难溶于水。
回答下列问题:
(1)钨酸中钨元素的化合价为
(2)上述流程中向粗钨酸钠溶液中加硫酸调pH=10后,溶液中的杂质阴离子为SiO32-、HAsO32-、HAsO42-、HPO42-等,则“净化”过程中,加入H2O2时发生反应的离子方程式为
(3)已知氢氧化钙和钨酸钙(CaWO4)都是微溶电解质,两者的溶解度均随温度升高而减小。图为不同温度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线。则T1
将钨酸钠溶液加入石灰乳得到大量钨酸钙,发生反应的离子方程式为
(4)硬质合金刀具中含碳化钨(WC),利用电解法可以从碳化钨废料中回收钨。电解时,用碳化钨做阳极,不锈钢做阴极,HCl溶液为电解液,阳极析出钨酸并放出CO2。该阳极反应式为
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