在2 L密闭容器中,加入等物质的量的NO和O2,800℃时发生反应:2NO(g)+O2(g)→2NO2(g),其中n(NO)随时间的变化如表:
(1)上述反应________ (填“是”或“不是”)可逆反应。
(2)如图所示,表示NO2变化曲线的是______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/11/1858190308704256/1859391602647040/STEM/17a3dcc5c6054a9e93520eabe59c0777.png?resizew=151)
(3)用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=________ ,5s时O2的转化率为_____________ 。
(4)NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化如图所示。写出该反应的热化学方程式:_______________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/11/1858190308704256/1859391602647040/STEM/d0523b72e633439f964e6c2dd5c56296.png?resizew=384)
(5)以N2和H2为反应物,盐酸酸化的NH4Cl溶液为电解质的原电池,工作原理如下图所示,下列说法不正确的是___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/11/1858190308704256/1859391602647040/STEM/ec1b7889fd6f48ad80a1344794fa388b.png?resizew=148)
A.b电极为负极
B.反应过程中,溶液中的Cl-向a电极移动
C.a电极的电极反应式为:N2+6e-+8H+=2NH4+
D.电池反应为N2+3H2+2HCl=2NH4Cl
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)/mol | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
(1)上述反应
(2)如图所示,表示NO2变化曲线的是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/11/1858190308704256/1859391602647040/STEM/17a3dcc5c6054a9e93520eabe59c0777.png?resizew=151)
(3)用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=
(4)NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化如图所示。写出该反应的热化学方程式:
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(5)以N2和H2为反应物,盐酸酸化的NH4Cl溶液为电解质的原电池,工作原理如下图所示,下列说法不正确的是
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A.b电极为负极
B.反应过程中,溶液中的Cl-向a电极移动
C.a电极的电极反应式为:N2+6e-+8H+=2NH4+
D.电池反应为N2+3H2+2HCl=2NH4Cl
更新时间:2018-01-13 10:44:48
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【推荐1】使用石油热裂解的副产物CH4来制取CO和H2,其生产流程如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/21/e5852ac5-19fa-4a04-babe-9a9448963dcb.png?resizew=400)
(1)工业上常利用反应Ⅰ产生的CO和H2合成可再生能源甲醇。已知CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为283.0 kJ·mol-1和726.5 kJ·mol-1,则CH3OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H2O(l)的热化学方程式为_____ 。
(2)此流程的第I步反应为:CH4(g) + H2O(g)⇌CO(g) + 3H2(g),一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。则P1_____ P2(填“<”、“>”或“=”)。100℃时,将1 mol CH4和2mol H2O通入容积为10L的恒容密闭容器中,达到平衡时CH4的转化率为0.5。则该反应的平衡常数K为_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/21/8eadc79b-66b0-43c9-923b-f64bb6e2439c.png?resizew=269)
(3)此流程的第II步反应CO(g) + H2O(g)⇌CO2(g) + H2(g)的平衡常数随温度的变化如表:
① 从上表可以推断:该反应是______ 反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行该反应,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.20mol/L,经5min达到平衡,则用CO表示的该反应的平均反应速率为_______ 。
②如图表示该反应在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件引起浓度变化的情况:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/21/b897f243-b320-4004-b997-956cbc402004.png?resizew=214)
图中t2时刻发生改变的条件是_____ (写出一种)。
(4)CH4是重要的化石能源,完全燃烧生成CO2和H2O,放出大量热。若以熔融的K2CO3为电解质,可以设计成一种高温燃料电池,正极通入的气体是空气和CO2,负极反应式为:_____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/21/e5852ac5-19fa-4a04-babe-9a9448963dcb.png?resizew=400)
(1)工业上常利用反应Ⅰ产生的CO和H2合成可再生能源甲醇。已知CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为283.0 kJ·mol-1和726.5 kJ·mol-1,则CH3OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H2O(l)的热化学方程式为
(2)此流程的第I步反应为:CH4(g) + H2O(g)⇌CO(g) + 3H2(g),一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。则P1
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(3)此流程的第II步反应CO(g) + H2O(g)⇌CO2(g) + H2(g)的平衡常数随温度的变化如表:
温度/℃ | 400 | 500 | 830 |
平衡常数K | 10 | 9 | 1 |
②如图表示该反应在t1时刻达到平衡、在t2时刻因改变某个条件引起浓度变化的情况:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/21/b897f243-b320-4004-b997-956cbc402004.png?resizew=214)
图中t2时刻发生改变的条件是
(4)CH4是重要的化石能源,完全燃烧生成CO2和H2O,放出大量热。若以熔融的K2CO3为电解质,可以设计成一种高温燃料电池,正极通入的气体是空气和CO2,负极反应式为:
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【推荐2】二氧化碳是潜在的碳资源,无论是天然的二氧化碳气藏(气体矿藏),还是各种炉气、尾气、副产气,进行分离回收合理利用,意义重大。
(1)CO2在Cu—ZnO的催化下,同时发生反应Ⅰ、Ⅱ,是解决温室效应和能源短缺的重要手段。(已知活化能EaⅠ<EaⅡ)
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ∆H2=+41.1kJ/mol
①反应Ⅰ能自发进行的条件是:___ 。
②保持温度T时,在容积不变的密闭容器中,充入一定量的CO2及H2,起始及达平衡时,容器内各气体物质的量及总压强如表:
若反应I、II均达平衡时,p0=1.4p,则表中n=___ ;反应Ⅰ的平衡常数Kp=___ (kPa)-2。(用含p的式子表示)
③若β=
(KⅡ为反应Ⅱ平衡常数),在5Mp条件下,测得入口处β≈0,出口处β>1,试分析β变化的原因:___ 。
④在③条件下实验测得出口处甲醇浓度与温度关系如图,在图中画出相同条件下空速(气体通过催化剂的流速)增大时,出口处甲醇浓度与温度的关系曲线___ (该温度变化范围内,催化剂活性几乎不变)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/5/2887934344740864/2888504214102016/STEM/0bbe4153080540bead10c3fd4250bc2f.png?resizew=168)
(2)某科学小组100mL锥形瓶中依次加入H2O2溶液、KIO3溶液、H2SO4溶液和MnSO4溶液(催化剂)各10mL,充分振荡后加入3—5滴淀粉溶液,摇匀,得到如图,初始阶段有大量气体产生,查资料知含Mn3+溶液呈黄色,碘遇到淀粉显蓝色,该反应一段时间后停止。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/5/2887934344740864/2888504214102016/STEM/b4e04f7a506649f69ad1df8fdcbd3df8.png?resizew=554)
该小组同学根据资料还原了该反应的主要过程,请将下列反应补充完整:
①2IO
+6H2O2=2I-+3O2+12H2O
②:___ 。
③:___ 。
④5H2O2+I2=2IO
+4H2O+2H+
(1)CO2在Cu—ZnO的催化下,同时发生反应Ⅰ、Ⅱ,是解决温室效应和能源短缺的重要手段。(已知活化能EaⅠ<EaⅡ)
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
①反应Ⅰ能自发进行的条件是:
②保持温度T时,在容积不变的密闭容器中,充入一定量的CO2及H2,起始及达平衡时,容器内各气体物质的量及总压强如表:
CO2 | H2 | CH3OH(g) | CO | H2O(g) | 总压强/kPa | |
起始/mol | 0.5 | 0.9 | 0 | 0 | 0 | P0 |
平衡/mol | n | 0.3 | p |
若反应I、II均达平衡时,p0=1.4p,则表中n=
③若β=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/90534e0488e3e5a8f7b6ec83f68698c1.png)
④在③条件下实验测得出口处甲醇浓度与温度关系如图,在图中画出相同条件下空速(气体通过催化剂的流速)增大时,出口处甲醇浓度与温度的关系曲线
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/5/2887934344740864/2888504214102016/STEM/0bbe4153080540bead10c3fd4250bc2f.png?resizew=168)
(2)某科学小组100mL锥形瓶中依次加入H2O2溶液、KIO3溶液、H2SO4溶液和MnSO4溶液(催化剂)各10mL,充分振荡后加入3—5滴淀粉溶液,摇匀,得到如图,初始阶段有大量气体产生,查资料知含Mn3+溶液呈黄色,碘遇到淀粉显蓝色,该反应一段时间后停止。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/5/2887934344740864/2888504214102016/STEM/b4e04f7a506649f69ad1df8fdcbd3df8.png?resizew=554)
该小组同学根据资料还原了该反应的主要过程,请将下列反应补充完整:
①2IO
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d7da75639d9df997d684f1d6d99692cd.png)
②:
③:
④5H2O2+I2=2IO
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d7da75639d9df997d684f1d6d99692cd.png)
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(0.65)
【推荐3】乙烯工业是石油化工产业的核心,乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/3/10/2674816056926208/2675796313120768/STEM/45ec7c25-1881-4a95-a769-a9824b4343ee.png?resizew=319)
(1)工业上利用石油气中的
和
反应制备
,反应历程中的能量变化如图所示,为了提高反应的选择性,可采取的措施为_______ ,已知化学反应
,则
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
_______
。
(2)工业上也可用乙烷催化裂解制取乙烯:
,如图表示平衡时
的体积分数随压强和温度变化的曲线。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/3/10/2674816056926208/2675796313120768/STEM/89630c2e-9fc6-401c-b91b-cbc5ee976e11.png?resizew=237)
①压强关系:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/702479d629f919183641d90944d7bd0e.png)
_______
(填“>”“<”或“=”,下同),乙烷裂解反应的活化能
(正)_______
(逆)。
②
、
条件下,在密闭容器中充入1 mol
发生上述反应,该温度下化学平衡常数
为_______ (用含有
的表达式表示,
为以分压表示的平衡常数)。
(3)为了减缓温室效应,有科学家尝试使用二氧化碳催化加氢合成乙烯,反应方程式为
,一定温度下,在一个固定体积的密闭容器中加入一定量的
和
发生上述反应,下列可作为该反应达到平衡状态的标志的有_______ 。
A.
B.混合气体的密度不再改变
C.混合气体的压强不再改变
D.平衡常数K不再改变
E.
的体积分数不变
F.单位时间内断裂氢氧键与断裂氢氢键之比为4∶3
(4)随着新能源汽车的发展,有人提出利用乙烯设计碱性燃料电池,则通入氧气的电极为电源的_______ 极,通入乙烯的电极反应式为_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/3/10/2674816056926208/2675796313120768/STEM/45ec7c25-1881-4a95-a769-a9824b4343ee.png?resizew=319)
(1)工业上利用石油气中的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5805b8c82259f32c7f04717168181791.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4e6553c72b887ca38fa8b1381a128f9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/56e6e2bf94ac7f95ff82e4568e506101.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6d236bef38db37fc2d6c979fdb44e973.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c5c179851c84b766ee580101a90e073e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)工业上也可用乙烷催化裂解制取乙烯:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c69bdf31de3436aa27881a58e7bcd75a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2922ae637886073827dff8c97681427.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5805b8c82259f32c7f04717168181791.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/3/10/2674816056926208/2675796313120768/STEM/89630c2e-9fc6-401c-b91b-cbc5ee976e11.png?resizew=237)
①压强关系:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/702479d629f919183641d90944d7bd0e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b134979720dce8399d670998451f1c88.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5a7626e3b8e86ff552a758b5b159a0a2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5a7626e3b8e86ff552a758b5b159a0a2.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/702479d629f919183641d90944d7bd0e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/baa24a8004d0095ac9d9382113732970.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5805b8c82259f32c7f04717168181791.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/febe6ae46e15c2df1772464535e1ce23.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/702479d629f919183641d90944d7bd0e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/febe6ae46e15c2df1772464535e1ce23.png)
(3)为了减缓温室效应,有科学家尝试使用二氧化碳催化加氢合成乙烯,反应方程式为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1be22811cb2c3d5f77ee1cefd54f5cd0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2922ae637886073827dff8c97681427.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
A.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/007396c91543f879d3ae2ee196a4af42.png)
B.混合气体的密度不再改变
C.混合气体的压强不再改变
D.平衡常数K不再改变
E.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4e6553c72b887ca38fa8b1381a128f9.png)
F.单位时间内断裂氢氧键与断裂氢氢键之比为4∶3
(4)随着新能源汽车的发展,有人提出利用乙烯设计碱性燃料电池,则通入氧气的电极为电源的
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解题方法
【推荐1】工业上用CO生产燃料甲醇。一定温度和容积条件下发生反应
。图1表示反应中的能量变化;图2表示一定温度下,在体积为1L的密闭容器中加入2mol
和一定量的CO后,CO和
的浓度随时间变化。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/30/a6c7ace5-edf3-4b7a-90e0-bf1668638e2e.png?resizew=668)
请回答下列问题:
(1)在“图1”中,曲线_______ (填“a”或“b”)表示使用了催化剂;没有使用催化剂时,在该温度和压强条件下反应
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
_______ 。
(2)下列说法正确的是_______ 。
A.起始充入的CO的物质的量为1mol
B.增加
的浓度,
的转化率会增大
C.反应时间为3分钟时,反应达到平衡状态
(3)从反应开始到建立平衡,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/93a8e31f6d8bdab48883bf97e5e68ad4.png)
_______ ;达到平衡时,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f4fcac150ed90ad7686d4a9db981afe1.png)
_______ ,该温度下
的化学平衡常数为_______ 。达到平衡后若保持其它条件不变,将容器体积压缩为0.5L,则平衡_______ 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(4)已知
kJ/mol。又知
;
kJ/mol,请写出32g的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1245a0e272d058f1075b1491df44fc06.png)
完全燃烧生成液态水的热化学方程式_______ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eb2f0775bc2f17d30fa29611ad1d8bc8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4a6e6f08a2416390fb7fb6e4b7acc876.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1245a0e272d058f1075b1491df44fc06.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/30/a6c7ace5-edf3-4b7a-90e0-bf1668638e2e.png?resizew=668)
请回答下列问题:
(1)在“图1”中,曲线
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9914afe7f2619e311510c5cd341797b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
(2)下列说法正确的是
A.起始充入的CO的物质的量为1mol
B.增加
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bdc93e193fad261689949a52819753f0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4a6e6f08a2416390fb7fb6e4b7acc876.png)
C.反应时间为3分钟时,反应达到平衡状态
(3)从反应开始到建立平衡,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/93a8e31f6d8bdab48883bf97e5e68ad4.png)
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(4)已知
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完全燃烧生成液态水的热化学方程式
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】碳及其化合物在人们的日常生活、工农业生产及科学研究中有着重要的作用。回答下列有关问题:
(1)煤炭是人们利用最为广泛的燃料,但因煤炭含硫而导致大气污染。对燃煤烟气中的SO2可采用碳酸钙浆液法吸收,即把燃煤烟气和空气同时鼓入到含CaCO3的浆液中,使SO2被吸收。①该反应生成石膏(CaSO4 •2H2O),化学方程式为____________________ 。
②标准状况下,某种烟气中SO2含量为2.1×10-3g •L-1,则反应中转移3 mol电子时,处理标
准状况下烟气的体积为___________ L(保留两位有效数字)。
(2)工业炼铁的基本原理是:在高温下,焦炭燃烧生成的CO将铁矿石中铁的氧化物还原得到铁。
已知:
①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)==2Fe(s)+3CO(g) △H= +489.0 kJ• mol-1;
②C(s,石墨)+CO2(g) ==2CO(g) △H= +172.5 kJ• mol-1。
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为_______________________ 。
(3)碳酸二甲酯(DMC)是一种无毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料。一定温度时,在容积为1.0 L的恒容密闭容器中充入2.5molCH3OH(g)、适量CO2和5×10-3催化剂,容器中发生反应:2CH3OH(g) +CO2(g)
CH3OCOOCH3(g) +H2O(g) △H= -15.5kJ• mol-1。甲醇转化数(TON)与反应时间的关系如图1所示:
已知:TON=![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/3/13/1643140418560000/1643512493301760/STEM/6e52c1d11d454c3697858ab56ae3d6a1.png?resizew=139)
①该温度时,甲醇的最高转化率为_______________ 。
② 0 ~7 h内DMC的平均反应速率是_______ mol·L-1·h-1(保留两位有效数字)。
③图2是甲醇转化数随某种物理量的变化曲线,该物理量可能是_______ ;为使该反应向正
反应方向移动,可采取的措施有______________________ 。(答出一条即可)。
(4)CO2溶解于水形成碳酸。碳酸与次氯酸的电离常数如下表所示:
在NaClO溶液中通入少量CO2 ,反应的离子方程式为_____________________ ,0.03 mol • L-1 NaClO 溶液的 pH=________________ 。
(1)煤炭是人们利用最为广泛的燃料,但因煤炭含硫而导致大气污染。对燃煤烟气中的SO2可采用碳酸钙浆液法吸收,即把燃煤烟气和空气同时鼓入到含CaCO3的浆液中,使SO2被吸收。①该反应生成石膏(CaSO4 •2H2O),化学方程式为
②标准状况下,某种烟气中SO2含量为2.1×10-3g •L-1,则反应中转移3 mol电子时,处理标
准状况下烟气的体积为
(2)工业炼铁的基本原理是:在高温下,焦炭燃烧生成的CO将铁矿石中铁的氧化物还原得到铁。
已知:
①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)==2Fe(s)+3CO(g) △H= +489.0 kJ• mol-1;
②C(s,石墨)+CO2(g) ==2CO(g) △H= +172.5 kJ• mol-1。
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为
(3)碳酸二甲酯(DMC)是一种无毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料。一定温度时,在容积为1.0 L的恒容密闭容器中充入2.5molCH3OH(g)、适量CO2和5×10-3催化剂,容器中发生反应:2CH3OH(g) +CO2(g)
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已知:TON=
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①该温度时,甲醇的最高转化率为
② 0 ~7 h内DMC的平均反应速率是
③图2是甲醇转化数随某种物理量的变化曲线,该物理量可能是
反应方向移动,可采取的措施有
(4)CO2溶解于水形成碳酸。碳酸与次氯酸的电离常数如下表所示:
弱酸 | 碳酸 | 次氯酸 |
电离常数(Ka) | Ka1=4.4×l0-7 Ka2=5.6×10-11 | 3.0×10-8 |
在NaClO溶液中通入少量CO2 ,反应的离子方程式为
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适中
(0.65)
【推荐3】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+_________ ===_________ +_______ +2I-
(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:________________ 。
(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+
(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)
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:
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】化学电源在日常生活和工业生产中有着重要的应用。如图1所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题:___________ 。
(2)C极的电极反应式为___________ 。
(3)若有2.24 L(标准状况下)氧气参加反应,则乙装置中铁极上生成的气体体积为___________ L(标准状况下);丙装置中阴极析出铜的质量为___________ g。
(4)“新型绿色硝化剂N2O5可以N2O4为原料用电解法制备,实验装置如图所示,则电极B接直流电源的___________ 极,电解池中生成N2O5的电极反应式为___________ 。
(2)C极的电极反应式为
(3)若有2.24 L(标准状况下)氧气参加反应,则乙装置中铁极上生成的气体体积为
(4)“新型绿色硝化剂N2O5可以N2O4为原料用电解法制备,实验装置如图所示,则电极B接直流电源的
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】能源短缺是人类社会面临的重大问题.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)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)△H1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H2
①上述反应符合“原子经济”原则的是________ (填“I”或“Ⅱ”);
②下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)
由表中数据判断△H1________ 0 (填“>”、“=”或“<”);
③某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为________ ,此时的温度为________ (从上表中选择);
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H=﹣1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=﹣566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) △H=﹣44.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:___________ ;
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置。
①该电池正极的电极反应为___________ ;
②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总反应的离子方程式为___________ 。
(1)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)△H1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H2
①上述反应符合“原子经济”原则的是
②下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
③某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H=﹣1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=﹣566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) △H=﹣44.0kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/31/d41b360b-0fab-4b23-94a9-26860f18f9a2.png?resizew=257)
①该电池正极的电极反应为
②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总反应的离子方程式为
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】近年来甲醇用途日益广泛,越来越引起商家的关注,工业上甲醇的合成途径多种多样。现在实验室中模拟甲醇合成反应,在2 L密闭容器内,400℃时发生反应:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g),体系中甲醇的物质的量n(CH3OH)随时间的变化如表:
(1)图中表示CH3OH的浓度变化的曲线是_______ (填字母)。_______ 。随着反应的进行,该反应的速率逐渐减慢的原因是_______ 。
(3)该反应是一个放热反应,说明该反应中破坏1 mol CO和2 mol H2的化学键吸收的能量_______ 形成1mol CH3OH释放的能量(填“<”、“=”或“>”)。
(4)已知在400℃时,反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)生成1 mol CH3OH(g),放出的热量为116 kJ。计算上述反应达到平衡时放出的热量Q=_______ kJ。
(5)甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。电池的总反应式为:2CH3OH+3O2+4OH-=2
+6H2O
则电池放电时通入空气的电极为_______ (“正”或“负”)极;从电极反应来看,每消耗1 mol CH3OH转移_______ mol电子。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 5 |
n(CH3OH)(mol) | 0 | 0.009 | 0.012 | 0.013 | 0.013 |
(3)该反应是一个放热反应,说明该反应中破坏1 mol CO和2 mol H2的化学键吸收的能量
(4)已知在400℃时,反应CO(g)+2H2(g)
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(5)甲醇燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。电池的总反应式为:2CH3OH+3O2+4OH-=2
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c4a118039adc103ca846ebbf036a2ba3.png)
则电池放电时通入空气的电极为
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