二氧化碳和氨是重要的化工产品,是纯碱工业、制造硝酸、铵盐和氮肥等的原料。
(1)CO2的电子式是________________ 。
(2)以NH3与CO2为原料合成尿素[化学式为CO(NH2)2]的主要反应如下:
① 2NH3(g)+CO2(g) = NH2CO2NH4(s) △H=-l59.5 kJ·mol-1
② NH2CO2NH4(s)
CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H="+116.5" kJ·mol-1
③ H2O(1) =H2O(g) △H=+44.0kJ·mol-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式_______________ ;
(3)NH3和O2在铂系催化剂作用下从145℃就开始反应:
4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g) △H=-905kJ·mol-1
不同温度下NO产率如下图1所示,由此图可知温度对NO产率的影响规律为______________ ,请用化学反应速率和化学平衡理论解释其原因:____________________ 。
(4)以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如图2所示,在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y,有关石墨I电极反应可表示为_______________ 。
(1)CO2的电子式是
(2)以NH3与CO2为原料合成尿素[化学式为CO(NH2)2]的主要反应如下:
① 2NH3(g)+CO2(g) = NH2CO2NH4(s) △H=-l59.5 kJ·mol-1
② NH2CO2NH4(s)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
③ H2O(1) =H2O(g) △H=+44.0kJ·mol-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式
(3)NH3和O2在铂系催化剂作用下从145℃就开始反应:
4NH3(g)+5O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
不同温度下NO产率如下图1所示,由此图可知温度对NO产率的影响规律为
(4)以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如图2所示,在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y,有关石墨I电极反应可表示为
(5)已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数K=1.75×10-5,H2CO3的电离平衡常数K1=4.4×10-7,K2=4.7×10-11。 常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,NH4HCO3溶液显NH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=
更新时间:2016-12-09 11:03:59
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(0.4)
名校
【推荐1】将CO2转化为有经济价值的产物,可以推动经济高质量发展和生态环境质量的持续改善,实现“碳中和”。请回答:
(1)CO2转化为甲醇有利于实现碳中和,该过程经历以下两步:
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ/mol
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H=-90kJ/mol
①写出CO2(g)合成CH3OH(g)总反应的热化学方程式___________ 。
②能说明反应CO(g)合成CH3OH(g)总反应已达平衡状态的是___________ (填字母)。
A.CO2、H2、CH3OH分子数之比为1:3:1的状态
B.在恒温恒容的容器中,混合气体的平均摩尔质量保持不变
C.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化
D.在恒温恒压的容器中,气体的密度不再变化
③在一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生CO2合成CH3OH的总反应,测得10min达到平衡时氢气的平均速率为0.12mol/(L·min),则该反应的平衡常数为___________ (保留一位小数)。
(2)CO2催化加氢生成乙烯也是CO2的热点研究领域。2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g) △H<0。
①达到平衡后,欲增加乙烯的产率,并提高反应的速率,可采取的措施___________ (写出其中符合条件的一种)。
②如图所示,关闭活塞,向甲乙两个密闭容器分别充入lmolCO2和3molH2,发生反应CO2催化加氢生成乙烯,起始温度体积相同(T1℃、4L密闭容器)。达到平衡时,乙的容器容积为2.8L,则平衡时甲容器中CO2的物质的量___________ 0.2mol(填“大于、小于、等于、无法确定”)。
(1)CO2转化为甲醇有利于实现碳中和,该过程经历以下两步:
CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/deb28a00a7f56927f666f180d9cbb3da.png)
CO(g)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/deb28a00a7f56927f666f180d9cbb3da.png)
①写出CO2(g)合成CH3OH(g)总反应的热化学方程式
②能说明反应CO(g)合成CH3OH(g)总反应已达平衡状态的是
A.CO2、H2、CH3OH分子数之比为1:3:1的状态
B.在恒温恒容的容器中,混合气体的平均摩尔质量保持不变
C.在绝热恒容的容器中,反应的平衡常数不再变化
D.在恒温恒压的容器中,气体的密度不再变化
③在一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生CO2合成CH3OH的总反应,测得10min达到平衡时氢气的平均速率为0.12mol/(L·min),则该反应的平衡常数为
(2)CO2催化加氢生成乙烯也是CO2的热点研究领域。2CO2(g)+6H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/deb28a00a7f56927f666f180d9cbb3da.png)
①达到平衡后,欲增加乙烯的产率,并提高反应的速率,可采取的措施
②如图所示,关闭活塞,向甲乙两个密闭容器分别充入lmolCO2和3molH2,发生反应CO2催化加氢生成乙烯,起始温度体积相同(T1℃、4L密闭容器)。达到平衡时,乙的容器容积为2.8L,则平衡时甲容器中CO2的物质的量
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/10/25/3095183703564288/3095856873209856/STEM/144cba154ad94b21b0abe576300eaa13.png?resizew=176)
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(0.4)
【推荐2】我国力争2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”。其中的关键技术是运用催化转化法实现二氧化碳的综合利用。
资源化利用受到越来越多的关注,它能有效减少碳排放,有效应对全球的气候变化,并且能充分利用碳资源。二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体排放,涉及的反应如下:
Ⅰ.
kJ⋅mol-1
Ⅱ.
kJ⋅mol-1
回答下列问题:
(1)CO加
生成气态甲醇的热化学方程式为___________ 。
(2)在恒温恒容的容器中发生上述反应,下列说法正确的有___________ 。
a.加入催化剂,可提高
的平衡转化率
b.气体密度保持不变,反应体系已达平衡
c.气体平均摩尔质量保持不变,反应体系已达平衡
d.平衡后缩小体积增大体系压强,有利于提高
产率
e.平衡后升高温度,反应Ⅱ的正反应速率增大、逆反应速率减小,平衡正移
(3)不同压强下,按照
投料,发生反应I,实验测得
的平衡转化率随温度的变化关系如图1所示。
、
由大到小的顺序为___________ 。
②图中A点对应的甲醇的体积分数是___________ (计算结果保留1位小数)
③该温度下反应Ⅰ的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
___________ (用
表示)。
(4)0.5 MPa下,将
的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器,测得
的转化率、
或CO的选择性以及(
的收率(
的收率
的转化率
的选择性)随温度的变化如图2所示___________ (填“
”或“CO”)的选择性随温度的变化,270℃时,对应CO的吸收率为___________ ;在210~250℃之间,
的吸收率增大的原因是___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
Ⅰ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/61127a206e8bc4be15d6fd3472a8b52e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/227f64efbde222113bfd8d4e2dea326a.png)
Ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b1b1d40ebbc1f613d901159f2ee2f045.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/24e2c365133d05f17634201d8ba3910f.png)
回答下列问题:
(1)CO加
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
(2)在恒温恒容的容器中发生上述反应,下列说法正确的有
a.加入催化剂,可提高
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
b.气体密度保持不变,反应体系已达平衡
c.气体平均摩尔质量保持不变,反应体系已达平衡
d.平衡后缩小体积增大体系压强,有利于提高
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
e.平衡后升高温度,反应Ⅱ的正反应速率增大、逆反应速率减小,平衡正移
(3)不同压强下,按照
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b50777fcbbb2e0e82679b46c75d1b66e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2708fa6298e52f617383efc175b71ddc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9b9cb8e6ff801523b0304576cd69fd2d.png)
②图中A点对应的甲醇的体积分数是
③该温度下反应Ⅰ的平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2708fa6298e52f617383efc175b71ddc.png)
(4)0.5 MPa下,将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1f982a35b7f6872cb2bf21b73161524a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
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【推荐3】(1)用O2将HCl转化为Cl2,可提高效益,减少污染.传统上该转化通过如图所示的催化剂循环实现,其中,反应①为 2HCl(g)+CuO(s)=H2O(g)+CuCl2(s)
反应②生成1molCl2(g)的反应热为
,则总反应的热化学方程式为_______________ (反应热△H用含
和
的代数式表示)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/16/bc98fb37-5f65-430f-84a9-804357a6536d.png?resizew=187)
(2)在容积为1L的密闭容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g) ⇌2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:
①该反应的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2922ae637886073827dff8c97681427.png)
____________ 0(填“>”或“<”);100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如下表所示。在0~60s时段,反应速率υ(N2O4)为_________ mol·L-1·s-1;40s时C2___________ 0.10mol/L(填“>”或“<”)。
②100℃时达平衡后,改变反应温度为
,c(N2O4)以0.0020 mol·L
·s
的平均速率降低,经10s又达到平衡。则T______ 100℃(填“>”或“<”)。
③计算温度T时反应的平衡常数K___________ 。
(3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半。平衡向___________ (填“正反应”或“逆反应”)方向移动,N2O4的转化率______ (填“增大”或“减小”)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/16/bc98fb37-5f65-430f-84a9-804357a6536d.png?resizew=187)
(2)在容积为1L的密闭容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g) ⇌2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:
①该反应的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2922ae637886073827dff8c97681427.png)
②100℃时达平衡后,改变反应温度为
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f483eb8188afd27aa8f59e3f0b0ce3e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f483eb8188afd27aa8f59e3f0b0ce3e.png)
③计算温度T时反应的平衡常数K
(3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半。平衡向
时间(s) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
N2O4浓度 (mol/L) | 0.10 | 0.06 | C1 | 0.04 | 0.04 |
NO2浓度 (mol/L) | 0 | 0.08 | C2 | 0.12 | 0.12 |
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】二氧化碳的利用、捕获是我国能源领域的一个重要战略方向。回答下列问题:
(1)用H2还原CO2可以在一定条件下合成CH3OH (不考虑副反应 )
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1cc8b047cdcb732eff78c22a45ce0bb3.png)
已知:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/979f4c521aa6e02dcefa8b97d7eb2e51.png)
573K,恒容密闭容器中,CO2和H2的起始浓度分别为
和
,反应平衡时,CH3OH的产率为b,该温度下反应平衡常数的值为___________ 。(用含a、b的代数式表示)
(2)工业上以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
主反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f40751d2e8e643842a943303d3dc0f3b.png)
副反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/133e211eb9075e49df38531f5ef116bc.png)
将反应物混合气按进料比
通入反应装置,选择合适的催化剂,发生反应。
①不同温度和压强下,CH3OH平衡产率和CO2平衡转化率分别如图1、图2。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/5/11/2718834163982336/2720801331683328/STEM/99f05cab-7add-4931-ae72-8c1ce2a3c5c8.png?resizew=287)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/5/11/2718834163982336/2720801331683328/STEM/b8413020-4af9-4c7f-b517-49718c294b96.png?resizew=202)
i.图1中,压强p1___________ p2(填“>”、“=”或“<”),推断的依据是___________ 。
ii.图2中,压强为p2,温度高于503K后,CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是___________ 。
②实际生产中,测得压强为p3时,相同时间内 不同温度下的CH3OH产率如图3。图3中523K时的CH3OH产率最大,可能的原因是___________ (填字母序号)。
a.此条件下主反应限度最大
b.此条件下主反应速率最快
c.523K时催化剂的活性最强
(3)调节溶液pH可实现工业废气CO2的捕获和释放。已知25℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2,当溶液pH=12时,c(H2CO3)∶c(HCO
)∶c(CO
)=1∶___________ ∶___________ 。(用Ka1、Ka2表示)
(1)用H2还原CO2可以在一定条件下合成CH3OH (
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de64fd10243f0e111856307d2f0ea91c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1cc8b047cdcb732eff78c22a45ce0bb3.png)
已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/979f4c521aa6e02dcefa8b97d7eb2e51.png)
573K,恒容密闭容器中,CO2和H2的起始浓度分别为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e9522afa42a8cbd66800700d7a867e2f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be4cba65685a3709c5865a0b7ad52f0b.png)
(2)工业上以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
主反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a1a0a7e8797859917d04ff18a6a89d4c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f40751d2e8e643842a943303d3dc0f3b.png)
副反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b35e90d9301361fd4631e9560221c133.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/133e211eb9075e49df38531f5ef116bc.png)
将反应物混合气按进料比
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/51b099de3c543386dc2308566148db38.png)
①不同温度和压强下,CH3OH平衡产率和CO2平衡转化率分别如图1、图2。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/5/11/2718834163982336/2720801331683328/STEM/99f05cab-7add-4931-ae72-8c1ce2a3c5c8.png?resizew=287)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/5/11/2718834163982336/2720801331683328/STEM/b8413020-4af9-4c7f-b517-49718c294b96.png?resizew=202)
i.图1中,压强p1
ii.图2中,压强为p2,温度高于503K后,CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是
②实际生产中,测得压强为p3时,
a.此条件下主反应限度最大
b.此条件下主反应速率最快
c.523K时催化剂的活性最强
(3)调节溶液pH可实现工业废气CO2的捕获和释放。已知25℃碳酸电离常数为Ka1、Ka2,当溶液pH=12时,c(H2CO3)∶c(HCO
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d7da75639d9df997d684f1d6d99692cd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cf380e43b0ab93e2dd67599430ec88e5.png)
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ•mol﹣l
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=﹣393.5kJ•mol﹣l
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=﹣221kJ•mol﹣l
若某反应的平衡常数表达式为K=c(N2).c2(CO2)/[c2(NO)c2(CO)],请写出此反应的热化学方程式______________________________________________________________ 。
(2)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式:____________________________________ 。
(3)NO2用氨水吸收能生成NH4NO3,25℃时,将amolNH4NO3溶于水配成bL溶液,溶液显酸性的原因是_________________________________ (用离子方程式表示),常温下向该溶液通入标准状况下VL氨气后溶液呈中性,则通入氨气的过程中水的电离平衡将_____ (填“正向”“不”“逆向”)移动,通入标准状况下氨气的体积为_______________ L(设通入氨气后溶液的体积不变,用含a的代数式表示,已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数为2.0×10-5)
(4)催化氧化法去除NO是在一定条件下,用NH3消除NO污染,其反应原理为4NH3+6NO
5N2+6H2O不同温度条件下,n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4:1、3:1、1:3时,得到NO脱除率曲线如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/29/2129258808991744/2169011575242752/STEM/a925849d-14fa-47f8-9a24-ed325c6555e8.png?resizew=335)
①由图可知,无论以何种比例反应,在温度超过900℃时NO脱除率都会骤然下降的原因可能是____________ 。
②曲线a中NO的起始浓度为6×10-4mg/m3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为__________ mg/(m3·s)。
③曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是____________ 。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ•mol﹣l
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=﹣393.5kJ•mol﹣l
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=﹣221kJ•mol﹣l
若某反应的平衡常数表达式为K=c(N2).c2(CO2)/[c2(NO)c2(CO)],请写出此反应的热化学方程式
(2)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式:
(3)NO2用氨水吸收能生成NH4NO3,25℃时,将amolNH4NO3溶于水配成bL溶液,溶液显酸性的原因是
(4)催化氧化法去除NO是在一定条件下,用NH3消除NO污染,其反应原理为4NH3+6NO
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/29/2129258808991744/2169011575242752/STEM/2f3a6979026f4002b6db263ede8c4025.png?resizew=54)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/29/2129258808991744/2169011575242752/STEM/a925849d-14fa-47f8-9a24-ed325c6555e8.png?resizew=335)
①由图可知,无论以何种比例反应,在温度超过900℃时NO脱除率都会骤然下降的原因可能是
②曲线a中NO的起始浓度为6×10-4mg/m3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为
③曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是
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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3】NiSO4·nH2O易溶于水,难溶于乙醇,其水溶液显酸性。从电镀污泥中回收制备NiSO4·nH2O和其它金属的工艺流程如下。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/1/c8098b0a-d1cd-4229-ab96-cbe10914928d.png?resizew=543)
已知:Ⅰ.电镀污泥含有Cu(OH)2、Ni(OH)2、Fe(OH)3、Cr(OH)3和SiO2等。
Ⅱ.萃取剂(RH)萃取Ni2+的原理为Ni2++2RH2
NiR2+2H+。
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,为加快浸出速率,提高生产效益,下列措施不合理的有___________ (填标号)。
A.用机械搅拌器搅拌 B.体积不变增加硫酸的浓度 C.进一步球磨粉碎
(2)“电解”时,铜的电解电压较低,且电解速率很快,铁和铬存在形式随电解电压的变化如下表。为得到纯的NiSO4·nH2O,电解电压的范围应选择___________ V。
(3)萃取余液可在___________ 中循环利用(填操作单元),反萃取剂X为___________ (填化学式)。
(4)“反萃取”得到的NiSO4溶液,可在强碱溶液中被NaClO氧化,得到用作镍镉电池正极材料的NiOOH。该反应的离子方程式为___________ 。NiSO4溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等多步操作可得NiSO4·nH2O。下列说法正确的是___________ (填标号)。
A.为得到较大NiSO4·nH2O晶体颗粒,宜用冰水快速冷却结晶
B.蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时,停止加热
C.可通过抽滤提高过滤速度,在80℃鼓风干燥,快速得到干燥晶体
D.向冷却结晶后的固液混合物中加入乙醇可提高产率
(5)采用热重分析法测定NiSO4·nH2O样品所含结晶水数。将样品在900℃下进行煅烧,失重率随时间变化如下图,A点时失掉2个结晶水,n的值为___________ ;C点产物的化学式为___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/1/c8098b0a-d1cd-4229-ab96-cbe10914928d.png?resizew=543)
已知:Ⅰ.电镀污泥含有Cu(OH)2、Ni(OH)2、Fe(OH)3、Cr(OH)3和SiO2等。
Ⅱ.萃取剂(RH)萃取Ni2+的原理为Ni2++2RH2
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,为加快浸出速率,提高生产效益,下列措施不合理的有
A.用机械搅拌器搅拌 B.体积不变增加硫酸的浓度 C.进一步球磨粉碎
(2)“电解”时,铜的电解电压较低,且电解速率很快,铁和铬存在形式随电解电压的变化如下表。为得到纯的NiSO4·nH2O,电解电压的范围应选择
电解电压/V | 1.0 | 1.2 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 |
Fe2+ | 有 | 有 | 有 | 无 | 无 | 无 | 无 |
Cr4+ | 无 | 无 | 无 | 无 | 无 | 有 | 有 |
(4)“反萃取”得到的NiSO4溶液,可在强碱溶液中被NaClO氧化,得到用作镍镉电池正极材料的NiOOH。该反应的离子方程式为
A.为得到较大NiSO4·nH2O晶体颗粒,宜用冰水快速冷却结晶
B.蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时,停止加热
C.可通过抽滤提高过滤速度,在80℃鼓风干燥,快速得到干燥晶体
D.向冷却结晶后的固液混合物中加入乙醇可提高产率
(5)采用热重分析法测定NiSO4·nH2O样品所含结晶水数。将样品在900℃下进行煅烧,失重率随时间变化如下图,A点时失掉2个结晶水,n的值为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/1/7d5f85bf-c4a1-4f6c-9012-4a4558faa291.png?resizew=253)
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
名校
【推荐1】磷的含氧酸有次磷酸(H3PO2)、亚磷酸(H3PO3)、磷酸(H3PO4)等多种,都是重要的化工原料。
(1)已知次磷酸(H3PO2)的水溶液中存在H3PO2分子,H3PO2与足量NaOH溶液充分反应,消耗的酸和碱的物质的量相等,反应的离子方程式为____ ,生成的盐属于____ (填“正盐”或“酸式盐”)。
(2)查阅资料知25℃时,亚磷酸(H3PO3)的Ka1=5×10-2,Ka2=2.5×10-7。25℃时,Na2HPO3水解反应的Kh=____ (填数值)。
(3)若用甲基橙做指示剂,用NaOH溶液滴定某浓度的H3PO3溶液,达到滴定终点时所得溶液中c(Na+)____ c(H2PO
)+2c(HPO
)(填“>”、“<”或“=”)。
(4)磷酸(H3PO4)在水溶液中各种微粒的物质的量分数δ随pH的变化曲线如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/17/10b2f9e6-b105-4df4-927c-734ffaea49d1.png?resizew=460)
①向某浓度的磷酸溶液中滴加NaOH溶液,以酚酞为指示剂,当溶液由无色变为浅红色时,发生的主要反应的离子方程式是____ 。
②从图中推断下列说法正确的是___ 。
A.25℃时,H3PO4的第三步电离常数为10-12.3
B.Na2HPO4溶液中:c(Na+)>c(H2PO
)>c(H3PO4)>c(HPO
)
C.Na2HPO4溶液中:c(Na+)>c(H2PO
)>c(PO
)>c(HPO
)
D.pH=7.2时,溶液中c(Na+)+c(H+)=3c(H2PO
)+3c(PO
)+c(OH-)
(1)已知次磷酸(H3PO2)的水溶液中存在H3PO2分子,H3PO2与足量NaOH溶液充分反应,消耗的酸和碱的物质的量相等,反应的离子方程式为
(2)查阅资料知25℃时,亚磷酸(H3PO3)的Ka1=5×10-2,Ka2=2.5×10-7。25℃时,Na2HPO3水解反应的Kh=
(3)若用甲基橙做指示剂,用NaOH溶液滴定某浓度的H3PO3溶液,达到滴定终点时所得溶液中c(Na+)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d7da75639d9df997d684f1d6d99692cd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2ec51523940a9cbe7e38ffd6591908d2.png)
(4)磷酸(H3PO4)在水溶液中各种微粒的物质的量分数δ随pH的变化曲线如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/17/10b2f9e6-b105-4df4-927c-734ffaea49d1.png?resizew=460)
①向某浓度的磷酸溶液中滴加NaOH溶液,以酚酞为指示剂,当溶液由无色变为浅红色时,发生的主要反应的离子方程式是
②从图中推断下列说法正确的是
A.25℃时,H3PO4的第三步电离常数为10-12.3
B.Na2HPO4溶液中:c(Na+)>c(H2PO
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f14edfb3d39d2a93d9a2850aa3bdfbb4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18816f9b3f9fde6e6b87d5ca93476073.png)
C.Na2HPO4溶液中:c(Na+)>c(H2PO
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f14edfb3d39d2a93d9a2850aa3bdfbb4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/61810fdb65f896b1412c12521431d638.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18816f9b3f9fde6e6b87d5ca93476073.png)
D.pH=7.2时,溶液中c(Na+)+c(H+)=3c(H2PO
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f14edfb3d39d2a93d9a2850aa3bdfbb4.png)
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐2】碳及其化合物在工农业上有重要作用。
(1)水煤气是将水蒸气通过灼热的焦炭而生成的气体,水煤气的主要成分为_________ (用化学式表示);
(2)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯度MgO。若在750℃时,测得气体中含有等物质的量的SO2、SO3,则反应的化学方程式为____________ ;
(3)二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。科学家提出由CO2制取碳的太阳能工艺如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/4/17/1667603067699200/1667775980732416/STEM/28de7be920d24123a076185263d5c0bb.png?resizew=179)
①若“重整系统”发生的反应中
=6,则FexOy的化学式为____________ ;
②“热分解系统”中每分解1mol FexOy,转移电子的物质的量为____________ 。
(4)工业上用CO2和H2反应合成甲醚。
已知:2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-130.8 kJ·mol-1
①一定条件下,上述合成甲醚的反应达到平衡状态后,若改变反应的某一个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是____________ (填标号)。
a.逆反应速率先增大后减小 b.反应物的体积百分含量减小
c.H2的转化率增大 d.容器中的n(CO2)/n(H2)值变小
②某压强下,合成甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/4/17/1667603067699200/1667775980732416/STEM/ff8a5e668fb8455db90b14e7cbf5a809.png?resizew=165)
T1温度下,将4mol CO2和8mol H2充入2L的密闭容器中,5min后该反应达到平衡,则0~5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=______________ ;KA、KB、KC三者之间的大小关系为_____________ 。
(5)常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在该溶液中,c(
)________ c(
)(填“>”、“<”或“=”);反应
+
+H2O
NH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=__________ 。(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5,H2CO3的电离平衡常数K1=4×10-7,K2=4×10-11)
(1)水煤气是将水蒸气通过灼热的焦炭而生成的气体,水煤气的主要成分为
(2)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯度MgO。若在750℃时,测得气体中含有等物质的量的SO2、SO3,则反应的化学方程式为
(3)二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。科学家提出由CO2制取碳的太阳能工艺如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/4/17/1667603067699200/1667775980732416/STEM/28de7be920d24123a076185263d5c0bb.png?resizew=179)
①若“重整系统”发生的反应中
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/4/17/1667603067699200/1667775980732416/STEM/75c9fc65352f48c2957a873973691b40.png?resizew=45)
②“热分解系统”中每分解1mol FexOy,转移电子的物质的量为
(4)工业上用CO2和H2反应合成甲醚。
已知:2CO2(g)+6H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/4/17/1667603067699200/1667775980732416/STEM/cc1c9971f8d647d6b57cc85984e4d52e.png?resizew=30)
①一定条件下,上述合成甲醚的反应达到平衡状态后,若改变反应的某一个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是
a.逆反应速率先增大后减小 b.反应物的体积百分含量减小
c.H2的转化率增大 d.容器中的n(CO2)/n(H2)值变小
②某压强下,合成甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/4/17/1667603067699200/1667775980732416/STEM/ff8a5e668fb8455db90b14e7cbf5a809.png?resizew=165)
T1温度下,将4mol CO2和8mol H2充入2L的密闭容器中,5min后该反应达到平衡,则0~5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=
(5)常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在该溶液中,c(
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22b84c78dae7945c7893ab4125a05ab5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/990ea0fd806f2a823c908705100860e8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22b84c78dae7945c7893ab4125a05ab5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/990ea0fd806f2a823c908705100860e8.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/4/17/1667603067699200/1667775980732416/STEM/cc1c9971f8d647d6b57cc85984e4d52e.png?resizew=30)
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
【推荐3】工厂中用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中,除了含有大量硫酸外.还含有少量
、Fe3+、
、Cl-。为除去杂质离子,部分操作流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/6/54e07b11-604f-43ef-b2a6-fa86c829a013.png?resizew=550)
请回答问题:
(1)
在用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中以(NH4)2SO4和NH4Cl形式存在.现有一份(NH4)2SO4溶液,一份NH4Cl溶液,(NH4)2SO4溶液中c(
)恰好是NH4Cl溶液中c(
)的2倍,则c[(NH4)2SO4]_____ c(NH4Cl)(填:<、= 或 >) 。
(2)随着向废液中投入生石灰(忽略溶液温度的变化),溶液中![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c20e1aa66f1433079d1506163cf72253.png)
______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)投入生石灰调节pH到2~3时,大量沉淀主要成分为CaSO4·2H2O[含有少量Fe(OH)3],提纯CaSO4·2H2O的主要步骤:向沉淀中加入过量_______ ,充分反应后,过滤、洗涤、______ 。
(4)25℃,H3AsO4电离常数为K1=5.6×10-3、K2=1.7×10-7、K3=4.0×10-12。当溶液中pH调节到8~9时,沉淀主要成分为Ca3(AsO4)2.
①pH调节到8左右Ca3(AsO4)2才开始沉淀的原因是________ 。
② Na3AsO4第一步水解的平衡常数数值为:________ 。
③已知:
,
。上述两个反应中还原性最强的微粒是_______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e3ec42431044eb85982aefc8f0ec7175.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c13bd2d9a8d60f1b7481e4bc53ea0313.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/6/54e07b11-604f-43ef-b2a6-fa86c829a013.png?resizew=550)
请回答问题:
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e3ec42431044eb85982aefc8f0ec7175.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e3ec42431044eb85982aefc8f0ec7175.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e3ec42431044eb85982aefc8f0ec7175.png)
(2)随着向废液中投入生石灰(忽略溶液温度的变化),溶液中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c20e1aa66f1433079d1506163cf72253.png)
(3)投入生石灰调节pH到2~3时,大量沉淀主要成分为CaSO4·2H2O[含有少量Fe(OH)3],提纯CaSO4·2H2O的主要步骤:向沉淀中加入过量
(4)25℃,H3AsO4电离常数为K1=5.6×10-3、K2=1.7×10-7、K3=4.0×10-12。当溶液中pH调节到8~9时,沉淀主要成分为Ca3(AsO4)2.
①pH调节到8左右Ca3(AsO4)2才开始沉淀的原因是
② Na3AsO4第一步水解的平衡常数数值为:
③已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8308b06b4c79b68fc13f1866425fbaf0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c8f27b952e4bb78a265b4973a74a546d.png)
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【推荐1】能源、材料、环保、健康等是当今社会重要的研究主题,化学与这些主题密切相关,在其研究与应用中发挥着重要作用。甲醇是一种可再生能源,由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下:
反应I: CO2(g)+ 3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1=- 49.58kJ·mol-1
反应II: CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+ H2O(g) △H2=+41.19kJ·mol-1
反应III: CO(g)+ 2H2(g)⇌CH3OH(g) △H3
回答下列问题:
(1)反应III的△H3=_______ 。
(2)恒温,恒容密闭容器中,对于反应I,下列说法中不能说明该反应达到化学平衡状态的是_______。
(3)对于反应I,不同温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图所示,下列有关说法正确的是_______。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/13/ec11aaf2-219e-4d9e-be7b-4a26060a453b.png?resizew=482)
(4)若在2L密闭容器中充入3 mol H2和1 mol CO2发生反应I,250℃时反应的平衡常数K=____ (列出计算式)。
(5)甲醇燃料电池的工作原理如图所示,则Y电极为_______ (填“正极”或“负极”), X电极的电极反应式为_______ 。换膜若使用该电池完成铁制品镀银,当铁制品质量增加64.8g时,理论上消耗甲醇的质量为_______ g。
反应I: CO2(g)+ 3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H1=- 49.58kJ·mol-1
反应II: CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+ H2O(g) △H2=+41.19kJ·mol-1
反应III: CO(g)+ 2H2(g)⇌CH3OH(g) △H3
回答下列问题:
(1)反应III的△H3=
(2)恒温,恒容密闭容器中,对于反应I,下列说法中不能说明该反应达到化学平衡状态的是_______。
A.混合气体的密度不再变化 |
B.混合气体的平均相对分子质量不再变化 |
C.CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量之比为1:3:1:1。 |
D.混合气体的压强不再变化 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/13/ec11aaf2-219e-4d9e-be7b-4a26060a453b.png?resizew=482)
A.其他条件不变,若不使用催化剂,则250°C时CO2的平衡转化率可能位于M1 |
B.温度低于250°C时,随温度升高甲醇的产率增大 |
C.M点时平衡常数比N点时平衡常数大 |
D.实际反应应尽可能在较低的温度下进行,以提高CO2的转化率。 |
(5)甲醇燃料电池的工作原理如图所示,则Y电极为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/13/9f2a5e31-4efd-4f2f-995f-e932e2c53812.png?resizew=249)
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【推荐2】使用可再生能源,如太阳能、潮汐能等产生的电能,通过电化学的方式将二氧化碳转化为高附加值的化学产品,如甲烷、乙烯、乙醇等是一种非常有前景的课题。
请回答下列问题:
(1)已知
,则
的摩尔燃烧焓(
)为____________ 。若已知
的摩尔燃烧焓(
)为
,
转化为乙醇的原理为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cc36e17ae25f5b5c3abdbedce82ee0ea.png)
__________
(用含a、b的代数式表示)。
(2)以锂电池为电源,其电池总反应为
,可将
转化为乙醇,其原理如图所示,电解池所用电极材料均为惰性电极,每消耗32g
,理论上会生成标准状况下
的体积为___________ L,装置中产生乙醇的电极反应式为__________________ ,若给锂电池充电,锂电池阳极的电极反应式为__________ 。
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(3)若采用乙醇燃料电池作为电源探究氢氧化钾的制备和粗铜的精炼,装置如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/13/54332c3a-1033-4179-9eef-8d621a2d8e77.png?resizew=418)
①甲装置中左侧
电极的电极反应式为___________________ ,若9.2g乙醇参与反应,乙装置中铁电极上产生___________
气体。
②乙装置中X为阳离子交换膜,已知饱和氯化钾溶液中含有的溶质为1
,若收集到气体的物质的量之比为3∶2,则乙装置中碳电极上产生气体的质量为___________ g。
请回答下列问题:
(1)已知
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(2)以锂电池为电源,其电池总反应为
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
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(3)若采用乙醇燃料电池作为电源探究氢氧化钾的制备和粗铜的精炼,装置如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/2/13/54332c3a-1033-4179-9eef-8d621a2d8e77.png?resizew=418)
①甲装置中左侧
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②乙装置中X为阳离子交换膜,已知饱和氯化钾溶液中含有的溶质为1
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐3】氮及其化合物在工业生产和国防建设中有广泛应用。回答下列问题:
(1)氮气性质稳定,可用作保护气。请用电子式表示氮气的形成过程:
__________________________________________ 。
(2)联氨(N2H4)是一种还原剂。已知:H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ/mol。试结合下表数据,写出N2H4(g)燃烧热的热化学方程式:___________________________ 。
(3)KCN可用于溶解难溶金属卤化物。将AgI溶于KCN溶液中,形成稳定的Ag(CN)2—,该转化的离子方程式为:______________________________ 。若已知Ksp(AgI)=1.5×10—16,K稳[Ag(CN)2—]=1.0×10-21,则上述转化方程式的平衡常数K=_________________ 。(提示:K稳越大,表示该化合物越稳定)
(4)氨的催化氧化用于工业生产硝酸。该反应可设计成新型电池,试写出碱性环境下,该电池的负极电极反应式:_________________________ 。
(5)将某浓度的NO2气体充入一恒容绝热容器中,发生反应2NO2
N2O4其相关图象如下。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/5/30/1576418144641024/1576418144903168/STEM/2eba199d-f14f-4907-b3c7-797a93d2709e.png?resizew=283)
①0~3s时v(NO2)增大的原因是_____________________________ 。
②5s时NO2转化率为_______________ 。
(1)氮气性质稳定,可用作保护气。请用电子式表示氮气的形成过程:
(2)联氨(N2H4)是一种还原剂。已知:H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ/mol。试结合下表数据,写出N2H4(g)燃烧热的热化学方程式:
化学键 | N—H | N—N | N=N | N≡N | O=O | O—H |
键能(kJ/mol) | 390.8 | 193 | 418 | 946 | 497.3 | 462.8 |
(3)KCN可用于溶解难溶金属卤化物。将AgI溶于KCN溶液中,形成稳定的Ag(CN)2—,该转化的离子方程式为:
(4)氨的催化氧化用于工业生产硝酸。该反应可设计成新型电池,试写出碱性环境下,该电池的负极电极反应式:
(5)将某浓度的NO2气体充入一恒容绝热容器中,发生反应2NO2
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/5/30/1576418144641024/1576418144903168/STEM/fbfccf2a934046bfaad583644cba6a60.png?resizew=38)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/5/30/1576418144641024/1576418144903168/STEM/2eba199d-f14f-4907-b3c7-797a93d2709e.png?resizew=283)
①0~3s时v(NO2)增大的原因是
②5s时NO2转化率为
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