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)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,其能量变化如下图所示:
第一步:
第二步: ①图中___________ 。
②决定该反应速率是___________ 反应(填“第一步”或“第二步”),理由是___________ 。
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、压强的变化关系如图所示。①若反应在恒温、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.反应速率: D.同时断裂键和键
②由图可知,压强___________ (填“>”“<”或“=”,下同);点速率___________ 。
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,则点对应温度下的___________ (用含的代数式表示)。
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___________ 。
I.以和为原料合成尿素 。
(1)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 |
(2)研究发现,合成尿素反应分两步完成,其能量变化如下图所示:
第一步:
第二步: ①图中
②决定该反应速率是
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、压强的变化关系如图所示。①若反应在恒温、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.反应速率: 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
更新时间:2024-04-28 20:32:14
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【推荐1】水煤气变换反应(CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) )可消除燃料电池原料气流中残留的CO、防止Pt电极中毒,具有重要的工业应用价值。
(1)已知:反应 H2(g)+CuO(s)Cu(s)+H2O(g)
反应 CO(g)+CuO(s)Cu(s)+CO2(g)
①试计算反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的___________ 。
②若已知H2O(l)=H2O(g) ΔH = +44 kJ/mol,还可测定___________ 的燃烧热,并通过盖斯定律获得水煤气变换反应的焓变。
(2)水煤气变换反应在金属催化剂上发生的所有主基元反应步骤如下,其中*表示催化剂表面活性位,X*表示金属表面活性位吸附物种。
CO + * CO* (R1) H2O + * H2O * (R2) H2O * + *OH* + H* (R3)
OH* + * H* + O*(R4) CO* + O * CO2* + * (R5) OH* + CO* COOH* + * (R6)
COOH* + *H* + CO2* (R7) H* + CO* CHO* + * (R8) ___________(R9)
HCOO* + * H* + CO2* (R10) 2H* H2 * + * (R11)
①分析上述基元反应可知水煤气变换反应中CO可通过___________ 种不同的途径氧化成CO2,请写出基元反应 ___________ (R9)。
②下图图a为在纯镍Ni(111)和掺杂P的镍催化剂Ni3P(001)、Ni12P5(001)、NiP2(100)表面上发生H2O * + *OH* + H* 反应的能量分布曲线图。图b为在纯镍Ni(111)和掺杂P的镍催化剂Ni3P(001)、Ni12P5(001)、NiP2(100)表面上发生副基元反应CO * + *C* + O* 反应的能量分布曲线图。由图可知___________ ,由此可见,最佳催化剂的确定应该是多个研究视角下综合选择的结果。
(3)水煤气变换反应的正逆反应速率可以表示为:,,和都是温度的函数。在图中画出、随温变化的趋势。___________ (4)一定温度下,反应达到平衡,测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数x总压):p(CO)=0.25MPa、p(H2O)=0.25MPa、p(CO2)=0.75MPa和p(H2)=0.75MPa,维持相同的温度和总压,提高水蒸气的比例,使CO的平衡转化率提高到90%,则原料气中水蒸气和CO的物质的量之比为___________ 。
(1)已知:反应 H2(g)+CuO(s)Cu(s)+H2O(g)
反应 CO(g)+CuO(s)Cu(s)+CO2(g)
①试计算反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的
②若已知H2O(l)=H2O(g) ΔH = +44 kJ/mol,还可测定
(2)水煤气变换反应在金属催化剂上发生的所有主基元反应步骤如下,其中*表示催化剂表面活性位,X*表示金属表面活性位吸附物种。
CO + * CO* (R1) H2O + * H2O * (R2) H2O * + *OH* + H* (R3)
OH* + * H* + O*(R4) CO* + O * CO2* + * (R5) OH* + CO* COOH* + * (R6)
COOH* + *H* + CO2* (R7) H* + CO* CHO* + * (R8) ___________(R9)
HCOO* + * H* + CO2* (R10) 2H* H2 * + * (R11)
①分析上述基元反应可知水煤气变换反应中CO可通过
②下图图a为在纯镍Ni(111)和掺杂P的镍催化剂Ni3P(001)、Ni12P5(001)、NiP2(100)表面上发生H2O * + *OH* + H* 反应的能量分布曲线图。图b为在纯镍Ni(111)和掺杂P的镍催化剂Ni3P(001)、Ni12P5(001)、NiP2(100)表面上发生副基元反应CO * + *C* + O* 反应的能量分布曲线图。由图可知
(3)水煤气变换反应的正逆反应速率可以表示为:,,和都是温度的函数。在图中画出、随温变化的趋势。
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解题方法
【推荐2】氧化亚氮(N2O)是一种强温室气体,且易转换成颗粒污染物。研究氧化亚氮分解对环境保护有重要意义。
(1)污水生物脱氮过程中,在异养微生物催化下,硝酸铵可分解为N2O和另一种产物,该反应的化学方程式为_____ 。
(2)已知反应2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)的 ΔH=-163kJ•mol-1,1molN2(g)、1molO2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收945kJ、498kJ的能量,则1molN2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为______ kJ。
(3)在一定温度下的恒容容器中,反应2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)的部分实验数据如表:
①在0~20min时段,反应速率v(N2O)为______ molL-1min-1。
②若N2O起始浓度c0为0.150molL-1,则反应至30min时N2O的转化率α=______ 。比较不同起始浓度时N2O的分解速率:v(c0=0.1500molL-1)______ v(c0=0.1000molL-1)(填“>”、“=”或“<”)。
③不同温度(T)下,N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间),则T1______ T2(填“>”、“=”或“<”)。当温度为T1、起始压强为p0,反应至t1min时,体系压强p=_____ (用p0表示)。
(4)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步:I2(g)2I(g)(快反应)
第二步:I(g)+N2O(g)N2(g)+IO(g)(慢反应)
第三步:IO(g)+N2O(g)N2(g)+O2(g)+I(g)(快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k•c(N2O)•[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是_____ (填标号)。
(1)污水生物脱氮过程中,在异养微生物催化下,硝酸铵可分解为N2O和另一种产物,该反应的化学方程式为
(2)已知反应2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)的 ΔH=-163kJ•mol-1,1molN2(g)、1molO2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收945kJ、498kJ的能量,则1molN2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为
(3)在一定温度下的恒容容器中,反应2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)的部分实验数据如表:
反应时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 |
c(N2O)/mol/L | 0.10 | 0.09 | 0.08 | 0.07 | 0.06 | 0.05 | 0.04 | 0.03 | 0.02 | 0.01 | 0.01 |
②若N2O起始浓度c0为0.150molL-1,则反应至30min时N2O的转化率α=
③不同温度(T)下,N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间),则T1
(4)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步:I2(g)2I(g)(快反应)
第二步:I(g)+N2O(g)N2(g)+IO(g)(慢反应)
第三步:IO(g)+N2O(g)N2(g)+O2(g)+I(g)(快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k•c(N2O)•[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是
A.N2O分解反应中,k(含碘)>k(无碘) |
B.第一步对总反应速率起决定作用 |
C.第二步活化能比第三步大 |
D.I2浓度与N2O分解速率无关 |
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【推荐3】氮氧化物治理是环境学家研究的热点之一。回答下列问题:
(1)H2还原法
已知:H2在催化剂Rh表面还原NO的部分反应机理如下表所示。
基元反应的焓变△H=_________ 。
(2)CO还原法
已知:的速率方程为,k为速率常数,只与温度有关。
①画出未达平衡时随时间t的变化关系趋势图_________ 。
②为提高该反应的化学反应速率,可采取的措施是_________ (填字母序号)。
A.升温 B.恒压时,再充入N2 C.恒容时,再充入CO D.恒压时,再充入N2O
(3)CH4还原法在2L密闭恒容容器中分别加入0.50mol CH4和1.2molNO2,发生反应:。测得不同温度下随反应时间t的变化如下表所示。
①T1温度下,0~20min内,NO2降解速率为_________ 。
②T1_________ T2 (填“>”“<”或“=”),该反应为反应_________ (填“吸热”或“放热”)。
③设为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以。已知T2温度下,反应达平衡时,CH4的分压为akPa。则T2温度时,该反应的相对压力平衡常数=_________ 。
(1)H2还原法
已知:H2在催化剂Rh表面还原NO的部分反应机理如下表所示。
序号 | 基元反应 | 活化能Ea/( kJ∙mol-1) |
① | 12.6 | |
② | 97.5 | |
③ | 83.7 | |
④ | 33.5 | |
⑤ | 77.8 |
基元反应的焓变△H=
(2)CO还原法
已知:的速率方程为,k为速率常数,只与温度有关。
①画出未达平衡时随时间t的变化关系趋势图
②为提高该反应的化学反应速率,可采取的措施是
A.升温 B.恒压时,再充入N2 C.恒容时,再充入CO D.恒压时,再充入N2O
(3)CH4还原法在2L密闭恒容容器中分别加入0.50mol CH4和1.2molNO2,发生反应:。测得不同温度下随反应时间t的变化如下表所示。
温度K | 时间t/min | 0 | 10 | 20 | 40 | 50 |
T1 | n(CH4)/mol | 0.50 | 0.30 | 0.18 | 0.15 | 0.15 |
T2 | n(CH4)/mol | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.10 | 0.10 |
①T1温度下,0~20min内,NO2降解速率为
②T1
③设为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以。已知T2温度下,反应达平衡时,CH4的分压为akPa。则T2温度时,该反应的相对压力平衡常数=
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解题方法
【推荐1】空间站还原转化系统能把呼出的捕集、分离并与空间站电解水系统产生的进行加氢处理,从而实现空间站内物料的循环利用。
(1)一种借助光将转化为的催化机理如图所示。该转化过程总反应的化学方程式是_______ ;图中所示的各物质中,含有极性共价键的非极性分子是_______ (填化学式)。
(2)一定条件下,和还可发生如下两个平行反应:
i.
ii.
①已知相关键能数据如下表:
则反应i的_______ 。
②为了提高的产率,理论上应采用的措施是_______ (填标号)。
A.低温低压 B.高温低压 C.高温高压 D.低温高压
③保持温度,压强,按投料比向密闭容器中充入和,反应相同时间测得不同催化剂下转化率和选择性的相关实验数据如下表所示(已知选择性:转化的中生成的百分比)。
上述条件下,使用cat.2作催化剂,下列说法能判断反应ii达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.气体压强不再变化 B.气体平均相对分子质量不再变化
C.和的物质的量之比为 D.和的物质的量之比不再变化
(3)一定条件下,向恒容密闭容器中充入和,只发生上述反应ii,达平衡时,的转化率为80%,则该温度下的平衡常数_______ (保留两位小数)。
(4)若恒容密闭容器中只发生上述反应i,在进气比不同、温度不同时,测得相应的平衡转化率如图所示。则B和D两点的温度_______ (填“<”,“>”,或“=”),其原因是_______ 。
(1)一种借助光将转化为的催化机理如图所示。该转化过程总反应的化学方程式是
(2)一定条件下,和还可发生如下两个平行反应:
i.
ii.
①已知相关键能数据如下表:
化学键 | ||||
键能/ | 436 | 464 | 803 | 1072 |
②为了提高的产率,理论上应采用的措施是
A.低温低压 B.高温低压 C.高温高压 D.低温高压
③保持温度,压强,按投料比向密闭容器中充入和,反应相同时间测得不同催化剂下转化率和选择性的相关实验数据如下表所示(已知选择性:转化的中生成的百分比)。
催化剂 | 转化率 | 选择性 |
cat.1 | 21.9% | 67.3% |
cat.2 | 36.1% | 100.0% |
A.气体压强不再变化 B.气体平均相对分子质量不再变化
C.和的物质的量之比为 D.和的物质的量之比不再变化
(3)一定条件下,向恒容密闭容器中充入和,只发生上述反应ii,达平衡时,的转化率为80%,则该温度下的平衡常数
(4)若恒容密闭容器中只发生上述反应i,在进气比不同、温度不同时,测得相应的平衡转化率如图所示。则B和D两点的温度
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【推荐2】异丁烷(用i-C4H10表示)与CO2耦合脱氢制备异丁烯(用i-C4H8表示),涉及的主要反应有:
反应1 i-C4H10(g)i-C4H8(g) +H2(g) ΔH1
反应2 CO2(g) +H2(g)CO(g) + H2O(g) ΔH2
反应3 i- C4H10(g)+ CO2(g)i-C4H8(g)+CO(g)+ H2O(g) ΔH3
反应4 i-C4H10(g)+9CO2(g)5H2O(g)+13CO(g) ΔH4 ( 副反应)
回答下列问题:
(1) 已知i-C4H10(g)、i-C4H8(g)、 H2(g)的燃烧热分别为ΔHa、ΔHb、ΔHc, 则 ΔH1=____________ (用ΔHa、ΔHb、ΔHc表示),ΔH3 =___________ (用ΔH1、ΔH2表示)。
(2)一定条件下,若向体积为V L的恒容密闭容器中通入2mol i-C4H10和2 mol CO2,发生上述反应1 ~反应4,t min后测得i- C4H10的物质的量为0.6 mol,则反应体系中0~t min 内异丁烷的平均反应速率v(i – C4H10)=___________ 。
(3)投料比n(CO2) :n(i-C4H10)=1 : 1时,经过化学热力学模拟计算,反应1、反应3、反应4的i- C4H10平衡转化率分别与反应温度的关系如图所示。
①判断ΔH3___________ 0 (填“>”“<”或“=”);温度越高,越有利于发生___ (填“反应1”“反应3”或“反应4”)。
②反应4(副反应)中,温度高于450 ℃时,i- C4H10的平衡转化率较小且增加幅度放缓,说明温度升高,该副反应也不会过度进行,试分析其原因_______ ;该副反应中i-C4H10平衡转化率的极限最大值为_________ 。
③综合考虑各种因素,提高异丁烯(i- C4H8)平衡产率适宜采取下列措施中的____ (填标号)。
a 适当升高温度 b 适当减小压强
c 尽量增大n(CO2) :n(i-C4H10) d 用更高效的催化剂
反应1 i-C4H10(g)i-C4H8(g) +H2(g) ΔH1
反应2 CO2(g) +H2(g)CO(g) + H2O(g) ΔH2
反应3 i- C4H10(g)+ CO2(g)i-C4H8(g)+CO(g)+ H2O(g) ΔH3
反应4 i-C4H10(g)+9CO2(g)5H2O(g)+13CO(g) ΔH4 ( 副反应)
回答下列问题:
(1) 已知i-C4H10(g)、i-C4H8(g)、 H2(g)的燃烧热分别为ΔHa、ΔHb、ΔHc, 则 ΔH1=
(2)一定条件下,若向体积为V L的恒容密闭容器中通入2mol i-C4H10和2 mol CO2,发生上述反应1 ~反应4,t min后测得i- C4H10的物质的量为0.6 mol,则反应体系中0~t min 内异丁烷的平均反应速率v(i – C4H10)=
(3)投料比n(CO2) :n(i-C4H10)=1 : 1时,经过化学热力学模拟计算,反应1、反应3、反应4的i- C4H10平衡转化率分别与反应温度的关系如图所示。
①判断ΔH3
②反应4(副反应)中,温度高于450 ℃时,i- C4H10的平衡转化率较小且增加幅度放缓,说明温度升高,该副反应也不会过度进行,试分析其原因
③综合考虑各种因素,提高异丁烯(i- C4H8)平衡产率适宜采取下列措施中的
a 适当升高温度 b 适当减小压强
c 尽量增大n(CO2) :n(i-C4H10) d 用更高效的催化剂
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解题方法
【推荐3】甲烷在日常生活及有机合成中用途广泛,某实验小组研究甲烷在高温下气相裂解反应的原理及其应用。
已知:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3kJ·mol-1
②C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH2=-1323.8kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=-571.6kJ·mol-1
(1)裂解反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g)的ΔH=______ kJ·mol-1。
(2)在某密闭容器中投入1molCH4(g),在不同条件下发生反应:2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g)。实验测得平衡时C2H4(g)的物质的量随温度、压强的变化如图1所示。①M点时,CH4的转化率为_______ ,温度:T1____ (填“>”、“<”或“=”)T2。
②M、N、Q三点的平衡常数由大到小的顺序为_______________ 。
③M点对应的压强平衡常数Kp=________________ (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
④若在某密闭容器中充入2molH2、a(a>0)molC2H4和2molCH4,在T1K、p1kPa下进行上述反应。为了使该反应逆向进行,a的范围为_____________________ 。
(3)该实验小组在研究过程中得出固体表面催化裂解甲烷时,几种气体平衡时分压(Pa)与温度(°C)的关系如图2所示。副反应为2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g) ΔH=+376.4kJ·mol-1。温度高于1145℃时,C2H2(g)的平衡分压高于C2H4(g);温度低于1145℃时,C2H4(g)的平衡分压高于C2H2(g),其原因是______________ 。
已知:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3kJ·mol-1
②C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH2=-1323.8kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=-571.6kJ·mol-1
(1)裂解反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g)的ΔH=
(2)在某密闭容器中投入1molCH4(g),在不同条件下发生反应:2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g)。实验测得平衡时C2H4(g)的物质的量随温度、压强的变化如图1所示。①M点时,CH4的转化率为
②M、N、Q三点的平衡常数由大到小的顺序为
③M点对应的压强平衡常数Kp=
④若在某密闭容器中充入2molH2、a(a>0)molC2H4和2molCH4,在T1K、p1kPa下进行上述反应。为了使该反应逆向进行,a的范围为
(3)该实验小组在研究过程中得出固体表面催化裂解甲烷时,几种气体平衡时分压(Pa)与温度(°C)的关系如图2所示。副反应为2CH4(g)⇌C2H2(g)+3H2(g) ΔH=+376.4kJ·mol-1。温度高于1145℃时,C2H2(g)的平衡分压高于C2H4(g);温度低于1145℃时,C2H4(g)的平衡分压高于C2H2(g),其原因是
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【推荐1】苯乙烯()是合成树脂、离子交换树脂及合成橡胶等的重要单体。目前生产苯乙烯的主要方法是乙苯催化脱氢法,其反应原理为:
(g)(g)+H2(g)∆H2=+120kJ∙mol-1
(1)其他条件不变时,升高反应温度,乙苯的转化率___________ ,反应速率___________ 。(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)通入水蒸气可延缓催化剂被还原而失活,其原因是______ (用化学平衡原理解释)。
(3)一定条件下,在体积不变的密闭容器中上述反应达到平衡,在t1时刻加入,t2时刻反应再次达到平衡,反应过程中各物质浓度随时间变化的关系如图所示。
①物质X为___________ (填名称),判断理由是___________ 。
②t2时刻,苯乙烯的浓度为___________ 。
③时间内,乙苯的反应速率为___________ 。
(g)(g)+H2(g)∆H2=+120kJ∙mol-1
(1)其他条件不变时,升高反应温度,乙苯的转化率
(2)通入水蒸气可延缓催化剂被还原而失活,其原因是
(3)一定条件下,在体积不变的密闭容器中上述反应达到平衡,在t1时刻加入,t2时刻反应再次达到平衡,反应过程中各物质浓度随时间变化的关系如图所示。
①物质X为
②t2时刻,苯乙烯的浓度为
③时间内,乙苯的反应速率为
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【推荐2】已知某密闭容器中存在可逆反应2CO(g)+4H2(g) =CH3CH2OH(g)+H2O(g) ΔH。测得其他条件相同时,CO的平衡转化率随着温度(T)、压强(p)的变化如图1中曲线所示, 平衡常数K与温度关系如图2所示。
回答下列问题:
图1 图2
(1)该反应的ΔH___ 0(填“>”或“<”,后同),pl____ p2,M、N相比,混合气体平均相对分子质量较大的是____ 。
(2) A、B, C、D四点中能正确表示该反应的平衡常数与温度T的关系的点为_____ 。
(3)下列各项数据能表明一定温度下,恒容密闭容器中反应2CO(g)+4H2(g) =CH3CH2OH(g)+H2O(g)达到平衡状态的是___ 。
a.气体密度保持不变 b.反应过程中 c(CO):c(H2)=1:2
c.生成速率:v(CO)=2v(H2O) d. ΔH—定
(4)若在恒容条件下,最初向容器中通入1 mol CO、2 mol H2,在适当催化剂、温度下使其发生反应2CO(g)+4H2(g) =CH3CH2OH(g)+H2O(g)。测得开始时容器总压为 3xl05Pa,反应经2 min达到平衡且平衡时体系压强降低了,则v(CO)=____ Pa/min,该温度下的平衡常数为Kp的值为____ 。
回答下列问题:
图1 图2
(1)该反应的ΔH
(2) A、B, C、D四点中能正确表示该反应的平衡常数与温度T的关系的点为
(3)下列各项数据能表明一定温度下,恒容密闭容器中反应2CO(g)+4H2(g) =CH3CH2OH(g)+H2O(g)达到平衡状态的是
a.气体密度保持不变 b.反应过程中 c(CO):c(H2)=1:2
c.生成速率:v(CO)=2v(H2O) d. ΔH—定
(4)若在恒容条件下,最初向容器中通入1 mol CO、2 mol H2,在适当催化剂、温度下使其发生反应2CO(g)+4H2(g) =CH3CH2OH(g)+H2O(g)。测得开始时容器总压为 3xl05Pa,反应经2 min达到平衡且平衡时体系压强降低了,则v(CO)=
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】氢气是一种高能燃料,也广泛应用在工业合成中。
(1)标准摩尔生成焓是指在25℃和101kPa,最稳定的单质生成1mol化合物的焓变。已知25℃和101kPa
时下列反应:
①2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g) +6H2O(l) △H=-3116 kJ·mol-1
②C(石墨,s)+O2(g) =CO2(g) △H=-393.5 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g) =2H2O(l) △H=-571.6 kJ·mol-1
写出乙烷标准生成焓的热化学方程式:___________________________________________ 。
(2)已知合成氨的反应为:N2+3H22NH3 △H<0。某温度下,若将1mol N2和2.8mol H2分别投入到初始体积为2L的恒温恒容、恒温恒压和恒容绝热的三个密闭容器中,测得反应过程中三个容器(用a、b、c表示)内N2的转化率随时间的变化如图所示,请回答下列问题:
①图中代表反应在恒容绝热容器中进行的曲线是______ (用a、b、c表示)
②曲线a条件下该反应的平衡常数K=_________ 。
③b容器中M点,v(正)____ v(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)
(3)利用氨气可以设计成高能环保燃料电池,用该电池电解含有NO2-的碱性工业废水,在阴极产生N2。阴极电极反应式为______ ;标准状况下,当阴极收集到11.2 LN2时,理论上消耗NH3的体积为_____ 。
(4)氨水是制备铜氨溶液的常用试剂,通过以下反应及数据来探究配制铜氨溶液的最佳途径。
已知:Cu(OH)2(s) ⇌Cu2++2OH- Ksp=2.2×10-20
Cu2++4NH3·H2O ⇌[Cu (NH3) 4]2+(深蓝色)+4H2O Kβ=7.24×1012
①请用数据说明利用该反应:Cu(OH)2(s) +4NH3·H2O ⇌[Cu (NH3) 4]2++4H2O+2OH-配制铜氨溶液是否可行:_________________________________________ 。
②已知反应Cu(OH)2(S) +2NH3·H2O+2NH 4+⇌[Cu (NH3) 4]2++4H2O K=5.16×102。向盛有少量Cu(OH)2固体的试管中加入14 mol·L-1的氨水,得到悬浊液;此时若加入适量的硫酸铵固体,出现的现象为_______________ ;解释出现该现象的原因是_____________________ 。
(1)标准摩尔生成焓是指在25℃和101kPa,最稳定的单质生成1mol化合物的焓变。已知25℃和101kPa
时下列反应:
①2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g) +6H2O(l) △H=-3116 kJ·mol-1
②C(石墨,s)+O2(g) =CO2(g) △H=-393.5 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g) =2H2O(l) △H=-571.6 kJ·mol-1
写出乙烷标准生成焓的热化学方程式:
(2)已知合成氨的反应为:N2+3H22NH3 △H<0。某温度下,若将1mol N2和2.8mol H2分别投入到初始体积为2L的恒温恒容、恒温恒压和恒容绝热的三个密闭容器中,测得反应过程中三个容器(用a、b、c表示)内N2的转化率随时间的变化如图所示,请回答下列问题:
①图中代表反应在恒容绝热容器中进行的曲线是
②曲线a条件下该反应的平衡常数K=
③b容器中M点,v(正)
(3)利用氨气可以设计成高能环保燃料电池,用该电池电解含有NO2-的碱性工业废水,在阴极产生N2。阴极电极反应式为
(4)氨水是制备铜氨溶液的常用试剂,通过以下反应及数据来探究配制铜氨溶液的最佳途径。
已知:Cu(OH)2(s) ⇌Cu2++2OH- Ksp=2.2×10-20
Cu2++4NH3·H2O ⇌[Cu (NH3) 4]2+(深蓝色)+4H2O Kβ=7.24×1012
①请用数据说明利用该反应:Cu(OH)2(s) +4NH3·H2O ⇌[Cu (NH3) 4]2++4H2O+2OH-配制铜氨溶液是否可行:
②已知反应Cu(OH)2(S) +2NH3·H2O+2NH 4+⇌[Cu (NH3) 4]2++4H2O K=5.16×102。向盛有少量Cu(OH)2固体的试管中加入14 mol·L-1的氨水,得到悬浊液;此时若加入适量的硫酸铵固体,出现的现象为
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】(1)2004年美国圣路易斯大学研制了一种新型乙醇电池,该电池采用磺酸类质子溶剂,在200 ℃左右时供电,电池示意图如图所示:
写出该电池负极的电极反应式:____ 。
(2)图中X为电源,Y为浸透滴有酚酞试液的饱和食盐水的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。电解一段时间后,Z产生280 mL的气体(标准状况下),此时Z中溶液的体积为500 mL,假设溶液中还有AgNO3存在,则溶液中氢离子的物质的量是____ ,需加入____ g的____ (填化学式)可使溶液复原。
(3)氧化还原反应与生产、生活、科技密切相关。请回答下列问题:
①银制器皿久置表面变黑是因为表面生成了Ag2S,该现象属于____ 腐蚀。
②在如图所示的原电池装置中,负极的电极反应为____ ,电池总反应为____ ,当电路中通过0.1 mol e-时,交换膜左侧溶液中离子减少的物质的量为____ 。
③电解NO制备NH4NO3原理如图所示,接电源负极的电极为____ (填X或Y),Y电极反应式为____ ,为使电解产物完全转化为NH4NO3,需要补充的物质A的化学式为____ 。
写出该电池负极的电极反应式:
(2)图中X为电源,Y为浸透滴有酚酞试液的饱和食盐水的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。电解一段时间后,Z产生280 mL的气体(标准状况下),此时Z中溶液的体积为500 mL,假设溶液中还有AgNO3存在,则溶液中氢离子的物质的量是
(3)氧化还原反应与生产、生活、科技密切相关。请回答下列问题:
①银制器皿久置表面变黑是因为表面生成了Ag2S,该现象属于
②在如图所示的原电池装置中,负极的电极反应为
③电解NO制备NH4NO3原理如图所示,接电源负极的电极为
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【推荐2】赤泥硫酸铵焙烧浸出液水解制备偏钛酸[TiO(OH)2]可回收钛。
已知:
i.⼀定条件下,Ti4+水解⽅程式:
ii.⼀定温度下:;
I.赤泥与硫酸铵混合制取浸出液。
(1)用化学用语表示(NH4)2SO4溶液呈酸性的原因___________ 。
II.水解制备偏钛酸:浸出液中含Fe3+、Ti4+等,先向其中加入还原铁粉,然后控制水解条件实现Ti4+水解制备偏钛酸。
(2)浸出液(pH=2)中含有大量Ti4+,若杂质离子沉淀会降低钛水解率。从定量⻆度解释加入还原铁粉的目的___________ 。
(3)⼀定条件下,还原铁粉添加比对钛水解率的影响如图所示。当还原铁粉添加比大于1时,钛水解率急剧下降,解释其原因___________ 。备注:还原铁粉添加比=;n铁粉为还原铁粉添加量,n理论为浸出液中Fe3+全部还原为Fe2+所需的还原铁粉理论量。
(4)⼀定条件下,温度对钛水解率的影响如图所示。结合化学平衡移动原理解释钛水解率随温度升高而增大的原因___________ 。III.电解制备钛:偏钛酸煅烧得到⼆氧化钛(TiO2),运用电化学原理在无水CaCl2熔盐电解质中电解TiO2得到海绵钛,装置如图所示。(5)电极X连接电源___________ (填“正”或“负”)极。
(6)写出电极Y上发生的电极反应式___________ 。
已知:
i.⼀定条件下,Ti4+水解⽅程式:
ii.⼀定温度下:;
I.赤泥与硫酸铵混合制取浸出液。
(1)用化学用语表示(NH4)2SO4溶液呈酸性的原因
II.水解制备偏钛酸:浸出液中含Fe3+、Ti4+等,先向其中加入还原铁粉,然后控制水解条件实现Ti4+水解制备偏钛酸。
(2)浸出液(pH=2)中含有大量Ti4+,若杂质离子沉淀会降低钛水解率。从定量⻆度解释加入还原铁粉的目的
(3)⼀定条件下,还原铁粉添加比对钛水解率的影响如图所示。当还原铁粉添加比大于1时,钛水解率急剧下降,解释其原因
(4)⼀定条件下,温度对钛水解率的影响如图所示。结合化学平衡移动原理解释钛水解率随温度升高而增大的原因
(6)写出电极Y上发生的电极反应式
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
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【推荐3】I.硫酸工业中废渣称为硫酸渣,其成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MaO。某学习小组的同学设计以下方案,进行硫酸渣中金属元素的提取实验。
已知:溶液pH=3.7时,Fe3+已经沉淀完全;一水合氨其饱和溶液中c(OH-)约为1×10-3mol·L-1。
(1)写出A与氢氧化钠溶液反应的离子方程式:______________________________ 。
(2)上述流程中两次使用试剂①,推测试剂①应该是____________ (填字母)
A.氢氧化钠 B.氧化铝 C.氨水 D.水
(3)H中溶质是______________ 。(填化学式)
(4)溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH=13,如果pH过小,可能导致的后果是______________ 。
(4)计算溶液F中c(Mg2+)=______________ (25℃时,氢氧化镁的Ksp=5.6×10-12)
II.某化学兴趣小组用下图所示装置进行电化学原理的实验探究。
(1)A装置为乙醇燃料电池,若X、Y均是铜,电解质溶液为NaOH溶液,电池工作一段时间,X极附近生成砖红色沉淀,查阅资料得知是Cu2O,试写出该电极发生的电极反应式为________________________ 。
(2)若B电池的电解质溶液为500mL1.0mol/L的NaCl溶液,X、Y皆为惰性电极,当电池工作一段时间断开电源K,Y电极有560mL(标准状况)无色气体生成(假设电极产生气体完全溢出,溶液体积不变)此时B电池溶液的pH=____________ ,要是该溶液恢复到原来的状态,需加入____________ (填物质并注明物质的量)。
已知:溶液pH=3.7时,Fe3+已经沉淀完全;一水合氨其饱和溶液中c(OH-)约为1×10-3mol·L-1。
(1)写出A与氢氧化钠溶液反应的离子方程式:
(2)上述流程中两次使用试剂①,推测试剂①应该是
A.氢氧化钠 B.氧化铝 C.氨水 D.水
(3)H中溶质是
(4)溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH=13,如果pH过小,可能导致的后果是
(4)计算溶液F中c(Mg2+)=
II.某化学兴趣小组用下图所示装置进行电化学原理的实验探究。
(1)A装置为乙醇燃料电池,若X、Y均是铜,电解质溶液为NaOH溶液,电池工作一段时间,X极附近生成砖红色沉淀,查阅资料得知是Cu2O,试写出该电极发生的电极反应式为
(2)若B电池的电解质溶液为500mL1.0mol/L的NaCl溶液,X、Y皆为惰性电极,当电池工作一段时间断开电源K,Y电极有560mL(标准状况)无色气体生成(假设电极产生气体完全溢出,溶液体积不变)此时B电池溶液的pH=
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