(1)下图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。
写出MgBr2(s)与Cl2(g)生成MgCl(s)和Br2(l)的热化学方程式______________________________ 。
(2)甲醇燃料电池(结构如图),质子交换膜左右两侧的溶液均为1L2mol·L-1H2SO4溶液。当电池中有2mol e-发生转移时,左右两侧溶液的质量之差为______ g(假设反应物耗尽,忽略气体的溶解)。
(3)250mLK2SO4和CuSO4的混合溶液中c(SO42-)=0. 5mol·L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到1.12L气体(标准状况下)。假定电解后溶液体积仍为250mL,写出阴极电极反应式______________ 原混合溶液中c(K+)=__________________
(4)NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量
KIO3氧化。将浓度均为0.020mol/L
NaHSO3溶液(含少量淀粉)10ml
、KIO3(过量)酸性溶液90.0ml混合,记录10—55℃间溶液变蓝时间,实验结果如图。据图分析,图中a点对应的
NaHSO3反应速率为________________
写出MgBr2(s)与Cl2(g)生成MgCl(s)和Br2(l)的热化学方程式
(2)甲醇燃料电池(结构如图),质子交换膜左右两侧的溶液均为1L2mol·L-1H2SO4溶液。当电池中有2mol e-发生转移时,左右两侧溶液的质量之差为
(3)250mLK2SO4和CuSO4的混合溶液中c(SO42-)=0. 5mol·L-1,用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到1.12L气体(标准状况下)。假定电解后溶液体积仍为250mL,写出阴极电极反应式
(4)NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量
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更新时间:2018-11-16 22:28:09
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【推荐1】I.在101kPa时,一定量的CO在1.00mol O2中完全燃烧,生成2molCO2放出566.0kJ热量,表示CO燃烧热的热化学方程式为:_______
II.已知:①C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ∆H1=-393.5kJ/mol
②2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) ∆H2=-571.6kJ/mol
③2C2H2(g)+ 5O2(g)= 4CO2(g)+2H2O(l) ∆H3=-2599.2kJ/mol
则由C(石墨)和H2(g)反应生成1mol C2H2(g)的焓变∆H=_______ 。
III.某温度下在4L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/9/b201c04d-72ce-480e-b6e3-de41a3f7ab51.png?resizew=228)
①该反应的化学方程式是_______ 。
②平衡时X的转化率是_______ 。
③前2min X的化学反应速率为_______ 。
④该反应达到平衡状态的标志是_______ 。
A.Y的体积分数在混合气体中保持不变
B.X、Y的反应速率比为3:1
C.3v(X)正=2v(Z)逆
D.容器内X、Y、Z的物质的量之比为3:1:2
E.生成1mol Y的同时生成2mol Z
II.已知:①C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ∆H1=-393.5kJ/mol
②2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) ∆H2=-571.6kJ/mol
③2C2H2(g)+ 5O2(g)= 4CO2(g)+2H2O(l) ∆H3=-2599.2kJ/mol
则由C(石墨)和H2(g)反应生成1mol C2H2(g)的焓变∆H=
III.某温度下在4L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/9/b201c04d-72ce-480e-b6e3-de41a3f7ab51.png?resizew=228)
①该反应的化学方程式是
②平衡时X的转化率是
③前2min X的化学反应速率为
④该反应达到平衡状态的标志是
A.Y的体积分数在混合气体中保持不变
B.X、Y的反应速率比为3:1
C.3v(X)正=2v(Z)逆
D.容器内X、Y、Z的物质的量之比为3:1:2
E.生成1mol Y的同时生成2mol Z
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【推荐2】用太阳能电池电解水得到的H2,再与CO2反应生成甲醇,是目前推动“碳达峰、碳中和”的新路径。合成甲醇过程中主要发生以下反应:
i.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.4kJ·mol-1 Kp1
ii.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol-1 Kp2
iii.CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH3 Kp3
(1)Kp3=_______ (Kp1、Kp2表示)。
(2)在3.0 Mpa,有催化剂的条件下,向密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,CO2的平衡转化率与CH3OH、CO的选择性随温度的变化如图1所示,CH3OH (或CO)的选择性=
×100%。_______ (填化学式)的选择性。
②CO2的平衡转化率在250℃以后随温度升高而变大的原因:_______ 。
③3.0 Mpa,250℃反应达到平衡后,H2的物质的量为2.6 mol,反应ii的Kp2=_____ 。已知:对于气相反应,用组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可以表示平衡常数,记作Kp,如p(B)=p·x(B),p为平衡压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数。
(3)在9.0MPa下,分别按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3、n(CO)∶n(H2)=1∶2的投料比在容积可变的密闭容器反应相同时间,测得甲醇的生成速率和温度的关系如图2所示。请回答:_____ 。
A.其他条件不变,温度升高,甲醇的生成速率加快
B.其他条件不变,压缩容器体积增大压强,甲醇的产率增大
C.选用更高效的催化剂,可增加甲醇的生成速率和平衡转化率
D.反应iii低于500K时很难发生可能是因为催化剂未达最适温度
②其他条件不变,将投料比由n(CO2)∶n(H2)=1∶3改成n(CO2)∶n(CO)∶n(H2)=4∶1∶15,发现产物中水蒸气物质的量分数极低。已知反应ii能快速达到平衡,请在图2中画出520K之前投料比为n(CO2)∶n(CO)∶n(H2)=4∶1∶15时甲醇生成速率和温度的关系_____ 。
i.CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
ii.CO2(g)+H2(g)
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iii.CO(g)+2H2(g)
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(1)Kp3=
(2)在3.0 Mpa,有催化剂的条件下,向密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,CO2的平衡转化率与CH3OH、CO的选择性随温度的变化如图1所示,CH3OH (或CO)的选择性=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ea975186662a819b460d43814919de50.png)
②CO2的平衡转化率在250℃以后随温度升高而变大的原因:
③3.0 Mpa,250℃反应达到平衡后,H2的物质的量为2.6 mol,反应ii的Kp2=
(3)在9.0MPa下,分别按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3、n(CO)∶n(H2)=1∶2的投料比在容积可变的密闭容器反应相同时间,测得甲醇的生成速率和温度的关系如图2所示。请回答:
A.其他条件不变,温度升高,甲醇的生成速率加快
B.其他条件不变,压缩容器体积增大压强,甲醇的产率增大
C.选用更高效的催化剂,可增加甲醇的生成速率和平衡转化率
D.反应iii低于500K时很难发生可能是因为催化剂未达最适温度
②其他条件不变,将投料比由n(CO2)∶n(H2)=1∶3改成n(CO2)∶n(CO)∶n(H2)=4∶1∶15,发现产物中水蒸气物质的量分数极低。已知反应ii能快速达到平衡,请在图2中画出520K之前投料比为n(CO2)∶n(CO)∶n(H2)=4∶1∶15时甲醇生成速率和温度的关系
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【推荐3】(一)乙炔是一种重要的化工原料,最新研制出的由裂解气(
、
、
)与煤粉在催化剂条件下制乙炔,已知发生的部分反应如下:
①C(s)+2H2(g)
CH4(g) ΔH1=-74.85kJ·mol-1
②2CH4(g)
C2H4(g)+2H2(g) ΔH2=340.93kJ·mol-1
③C2H4(g)
C2H2(g)+H2(g) ΔH3=35.50kJ·mol-1
请回答:
(1)依据上述反应,则
ΔH= ____________ ![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/24cde03068deb44bd00e929884761b9d.png)
(2)若以乙烯和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有乙烯、乙炔、氢气等。下图为上述诸反应达到平衡时各气体体积分数和反应温度的关系曲线。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/10/11/2309627101478912/2310539918688256/STEM/7e836b47ffc8459c9ddbb2528ac8f781.png?resizew=260)
①乙炔体积分数在1530K之前随温度升高而增大的原因可能是______________________ ;1530K之后,乙炔体积分数增加不明显的主要原因可能是_______________ 。
②在体积为1L的密闭容器中反应,1530K时测得气体的总物质的量为1.000mol,则反应
的平衡常数K=__________________ 。
③在恒温条件下,测得上述反应过程在相同时间时不同进料气n(氢气)/n(乙烯)下的乙炔产率﹐请画出乙炔产率随n(氢气)/n(乙烯)的变化关系图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/10/11/2309627101478912/2310539918688256/STEM/64a785b1f53446dcb10e11356dfc3a79.png?resizew=162)
____________
(二)乙炔―空气燃料电池是一种碱性(20%-30%的KOH溶液)的电池,电池放电时,负极的电极方程式是________________________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9ee88507678edb1cf31124097839247b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d41e1cbe91f5709e2ce52e4439971917.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/49662a5a87cc16ff17ce89f2e1dc276b.png)
①C(s)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
②2CH4(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
③C2H4(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
请回答:
(1)依据上述反应,则
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/24cde03068deb44bd00e929884761b9d.png)
(2)若以乙烯和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有乙烯、乙炔、氢气等。下图为上述诸反应达到平衡时各气体体积分数和反应温度的关系曲线。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/10/11/2309627101478912/2310539918688256/STEM/7e836b47ffc8459c9ddbb2528ac8f781.png?resizew=260)
①乙炔体积分数在1530K之前随温度升高而增大的原因可能是
②在体积为1L的密闭容器中反应,1530K时测得气体的总物质的量为1.000mol,则反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d397f0acd668de01848ad16cfe015369.png)
③在恒温条件下,测得上述反应过程在相同时间时不同进料气n(氢气)/n(乙烯)下的乙炔产率﹐请画出乙炔产率随n(氢气)/n(乙烯)的变化关系图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/10/11/2309627101478912/2310539918688256/STEM/64a785b1f53446dcb10e11356dfc3a79.png?resizew=162)
(二)乙炔―空气燃料电池是一种碱性(20%-30%的KOH溶液)的电池,电池放电时,负极的电极方程式是
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【推荐1】请根据化学动力学和化学热力学回答下列问题:
I.过氧化氢是一种重要的物质,在科学研究和生产生活中应用广泛。
利用H2O2和KbrO3反应研究瞬时反应速率(r),原理为在酸催化下,KBrO3+3H2O2==KBr+3O2↑+3H2O。资料显示:r=k·cx(KbrO3)·cy(H2O2),其中k为速率常数。在290K测得实验数据如下:
(1)写出H2O2的电子式____________ ,H2O2 可以看成二元弱酸,写出其第二步电离方程式_________________________________ 。
(2)根据表格数据信息,写出瞬时反应速率表达式r=______ (k保留两位有效数字); 如果减缓反应速率,可采用的方法有___________ (任写两点)。
II.(3)25℃,101kpa时乙烯酮CH2CO(g)和甲烷CH4的燃烧热分别为:ΔH=-1025.1kJ/mol,ΔH=-890. 3kJ/mol,则反应2CH4(g)+2O2(g)
CH2CO(g) +3H2O(l)的热化学方程式为__________________ 。
(4)在恒容容器中。通入2molCH4和2molO2,不能判断反应2CH4(g)+2O2(g)
CH2CO(g) +3H2O(l)处于平衡状态的是_________ 。
体系内压强保持不变 B.体系内气体密度保持不变
C.单位时间每消耗2molCH4,同时生成lmolO2
D.通入等物质的量的反应物,一段时间后反应物浓度之比不变
(5)对于反应2CH4(g)+2O2(g)
CH2CO(g) +3H2O(g),在恒容条件下,向容器内加入0.1molCH4和0.1molO2,反应达到平衡时CH2CO的物质的量百分含量为15%,则平衡时n(CH4)=______ mol。
I.过氧化氢是一种重要的物质,在科学研究和生产生活中应用广泛。
利用H2O2和KbrO3反应研究瞬时反应速率(r),原理为在酸催化下,KBrO3+3H2O2==KBr+3O2↑+3H2O。资料显示:r=k·cx(KbrO3)·cy(H2O2),其中k为速率常数。在290K测得实验数据如下:
实验编号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
c(H2O2)/(mol/L) | 1 | 1 | 2 | 4 |
c(KBrO3)/(mol/L) | 0.003 | 0.006 | 0.001 | 0.001 |
R/(mol·L-1·s-1) | 3×10-4 | 6×10-4 | 8×10-4 | 6.4×10-3 |
(1)写出H2O2的电子式
(2)根据表格数据信息,写出瞬时反应速率表达式r=
II.(3)25℃,101kpa时乙烯酮CH2CO(g)和甲烷CH4的燃烧热分别为:ΔH=-1025.1kJ/mol,ΔH=-890. 3kJ/mol,则反应2CH4(g)+2O2(g)
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(4)在恒容容器中。通入2molCH4和2molO2,不能判断反应2CH4(g)+2O2(g)
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体系内压强保持不变 B.体系内气体密度保持不变
C.单位时间每消耗2molCH4,同时生成lmolO2
D.通入等物质的量的反应物,一段时间后反应物浓度之比不变
(5)对于反应2CH4(g)+2O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/10/1921242411761664/1921872883695616/STEM/4516687d851f4e5d94e9d8c3fe93a98e.png?resizew=33)
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【推荐2】25℃时,在容积为2L的密闭容器中,气态物质A、B、C的物质的量n(mol)随时间t的变化如图所示,已知达到平衡后,降低温度,A的转化率增大。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/31/239907bd-999c-4ca3-a98a-1a7d3b821bd7.png?resizew=271)
(1)根据图中数据,写出该反应的化学方程式:____ 。此反应的平衡常数的表达式K=____ [用含c(A)、c(B)、c(C)的代数式表示],从反应开始到第一次平衡时的平均速率v(A)=____ 。
(2)在5~7min内,若K值不变,则此处曲线变化的原因是____ 。
(3)如图表示此反应的反应速率v和时间t的关系图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/31/01853f2d-e6c5-4bb7-88b2-21080bd07cdf.png?resizew=365)
各阶段的平衡常数如表所示:
K1、K2、K3、K4之间的关系为____ (用“>”“<”或“=”连接)。A的转化率最大的一段时间是____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/31/239907bd-999c-4ca3-a98a-1a7d3b821bd7.png?resizew=271)
(1)根据图中数据,写出该反应的化学方程式:
(2)在5~7min内,若K值不变,则此处曲线变化的原因是
(3)如图表示此反应的反应速率v和时间t的关系图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/31/01853f2d-e6c5-4bb7-88b2-21080bd07cdf.png?resizew=365)
各阶段的平衡常数如表所示:
t2~t3 | t4~t5 | t5~t6 | t7~t8 |
K1 | K2 | K3 | K4 |
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【推荐3】煤炭燃烧时产生大量SO2、NO对环境造成很大污染,将煤进行气化和液化是减少污染的有效手段。
(1)煤的液化是现代能源工业中重点推广的能源综合利用方案,最常见的液化方法为用煤生产CH3OH。已知制备甲醇的有关化学反应及平衡常数如下:
i:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1
ii:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H2=41.2kJ/mol
iii:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H3=-132.0kJ/mol
850℃时,三个反应的平衡常数分别为K1=160、K2=243、K3=160。
①△H1=____ ,该反应在____ (填“高温”或“低温”)能自发进行。
②850℃时,在密闭容器中进行反应i,开始时只加入CO2、H2,反应10min后测得各组分的浓度如表。比较正、逆反应的速率的大小:v正____ v逆(填“>”“<”或“=”)。
(2)在CO2利用的科研中,中科院天津工业生物所将H2与CO2反应合成甲醇,再由甲醇经若干酶促反应合成淀粉,首次在实验室实现二氧化碳到淀粉的从头合成。该研究成果在碳中和、碳排放、温室效应、粮食危机等方面有着重大意义。
回答下列问题:
保持温度T不变,在一刚性密闭容器中,充入一定量的CO2和H2,同时发生反应i和ii,起始及达平衡时,容器内各气体的物质的量如表所示。
已知起始时总压强为1.5pkPa,平衡时体系总压强为pkPa,则表中n1=____ ,反应i的平衡常数Kp=____ 。(含p的式子表示)
(3)取物质的量浓度为amol•L-1的甲醇,选择不同的工程酶组块作为催化剂反应10h,测得实验数据如表所示。
①根据表中数据选取最佳的反应条件____ (填实验序号)。
②已知温度升高,反应生成的淀粉量先增加后急剧减少,其可能原因是____ 。
③实验4可用淀粉的质量浓度表示反应速率为____ g•L-1•h-1。
(1)煤的液化是现代能源工业中重点推广的能源综合利用方案,最常见的液化方法为用煤生产CH3OH。已知制备甲醇的有关化学反应及平衡常数如下:
i:CO2(g)+3H2(g)
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ii:CO2(g)+H2(g)
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iii:CO(g)+2H2(g)
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850℃时,三个反应的平衡常数分别为K1=160、K2=243、K3=160。
①△H1=
②850℃时,在密闭容器中进行反应i,开始时只加入CO2、H2,反应10min后测得各组分的浓度如表。比较正、逆反应的速率的大小:v正
物质 | H2 | CO2 | CH3OH | H2O |
浓度/mol/L | 0.2 | 0.5 | 0.8 | 0.8 |
回答下列问题:
保持温度T不变,在一刚性密闭容器中,充入一定量的CO2和H2,同时发生反应i和ii,起始及达平衡时,容器内各气体的物质的量如表所示。
CO2 | H2 | CH3OH | CO | H2O | |
起始量/mol | 4.0 | 8.0 | 0 | 0 | 0 |
平衡量/mol | n1 | 3.0 |
(3)取物质的量浓度为amol•L-1的甲醇,选择不同的工程酶组块作为催化剂反应10h,测得实验数据如表所示。
实验序号 | 温度/K | 不同工程酶的组块 | 淀粉/(g•L-1) |
1 | T1 | agp-M1 | 0.21 |
2 | T1 | agp-M2 | 0.38 |
3 | T2 | agp-M2 | 1.82 |
4 | T2 | agp-M3 | 1.24 |
②已知温度升高,反应生成的淀粉量先增加后急剧减少,其可能原因是
③实验4可用淀粉的质量浓度表示反应速率为
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【推荐1】合成氨工业涉及固体燃料的气化,需要研究CO2与CO之间的转化。为了弄清其规律,让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)
2CO(g) ∆H,测得压强、温度对CO、CO2的平衡组成的影响如图所示,回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/11/27/2342938341851136/2344922998595584/STEM/ce9836b3-8ece-491c-8ec1-71641a5c1072.png?resizew=329)
(1)p1、p2、p3的大小关系是________ ,图中a、b、c三点对应的平衡常数大小关系是______________________ 。
(2)一定条件下,在CO2与足量碳反应所得平衡体系中加入H2和适当催化剂,有下列反应发生:反应1:CO(g)+3H2(g)
CH4(g)+H2O(g) ∆H1= a kJ/mol
反应2:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ∆H2= b kJ/mol
① 则二氧化碳与氢气反应转化为甲烷和水蒸气的热化学方程式是____________ 。
② 已知298 K时相关化学键键能数据为:
则根据键能计算,∆H1=________________ 。反应1自发进行的条件是___________ 。(填“较高温度”、“较低温度”、“任意温度”)
(3)一定条件下,CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3,向固定容积为1 L的密闭容器中充入2 mol CO2和6 mol H2,一段时间后达到平衡状态,测得CH3OH(g)的物质的量为1mol,则此条件下该反应的化学平衡常数K =_________ (用分数表示);若开始时充入2 mol CH3OH(g) 和2 mol H2O(g)达到相同平衡状态时,CH3OH的转化率为_______ ;若平衡后再充入4 mol的N2,则c(CO2)和原平衡比较是_________ 。(填“增大”、“减小”、“不变”)
(4)如图是甲醇燃料电池工作的示意图,其中A、B、D均为石墨电极,C为铜电极。工作一段时间后,断开K,此时A、B两极上产生的气体体积相同。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/11/27/2342938341851136/2344922998595584/STEM/a9495d44-75a9-481d-a3b6-9fcdf3d6b13f.png?resizew=453)
①甲中负极的电极反应式为_______________ ,丙中C极的电极反应式为___________ 。
② 乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为__________________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/11/27/2342938341851136/2344922998595584/STEM/ce9836b3-8ece-491c-8ec1-71641a5c1072.png?resizew=329)
(1)p1、p2、p3的大小关系是
(2)一定条件下,在CO2与足量碳反应所得平衡体系中加入H2和适当催化剂,有下列反应发生:反应1:CO(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
反应2:CO(g)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
① 则二氧化碳与氢气反应转化为甲烷和水蒸气的热化学方程式是
② 已知298 K时相关化学键键能数据为:
化学键 | H—H | O—H | C—H | ![]() |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 465 | 413 | 1076 |
则根据键能计算,∆H1=
(3)一定条件下,CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
(4)如图是甲醇燃料电池工作的示意图,其中A、B、D均为石墨电极,C为铜电极。工作一段时间后,断开K,此时A、B两极上产生的气体体积相同。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/11/27/2342938341851136/2344922998595584/STEM/a9495d44-75a9-481d-a3b6-9fcdf3d6b13f.png?resizew=453)
①甲中负极的电极反应式为
② 乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为
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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2】回答下列问题
(1)某兴趣小组的同学认为,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/3/2843255291576320/2844193988378624/STEM/563c282f-122f-40c4-b330-b4782944b3ea.png?resizew=242)
①该电解槽的阴极反应式为___________ 。
②通电开始后,阳极附近溶液pH会___________ (填“变大”、“变小”或“不变”)
③出口A获得___________ 产品,离子交换膜b是___________ 离子交换膜(填“阳”或“阴”)。
(2)电化学在化学工业中有着广泛应用。根据图示电化学装置,回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/3/2843255291576320/2844193988378624/STEM/44108568-1947-4f6f-835c-f0e6005a1999.png?resizew=326)
①甲池通入乙烷(C2H6)一极的电极反应式为___________ 。
②乙池中,若X、Y都是石墨,A是Na2SO4溶液,实验开始时,同时在两极附近溶液中各滴入几滴紫色石蕊溶液,X极的电极反应式为___________ ;一段时间后,在Y极附近观察到的现象___________ 。
③若使用铜棒、铁质钥匙等材料用该装置实现在铁质钥匙表面镀一层金属铜,CuSO4溶液作电解液,则乙池中:铁质钥匙应放在___________ 极(填X或Y),电镀一段时间后,CuSO4溶液浓度___________ (“减小”“不变”“增大”)。
④乙池中,若X、Y都是石墨,A是足量AgNO3溶液,体积为2L,电解一段时间后,甲池消耗1.12LO2 (标准状况下),则乙池溶液的H+浓度为___________ (忽略溶液体积的变化)。
(3)工业上通过电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4,其工作原理如图所示,则阳极的电极反应式为___________ ,当制备0.5mol Na2FeO4时,阴极产生气体体积为___________ (标准状况下)。
(1)某兴趣小组的同学认为,如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/3/2843255291576320/2844193988378624/STEM/563c282f-122f-40c4-b330-b4782944b3ea.png?resizew=242)
①该电解槽的阴极反应式为
②通电开始后,阳极附近溶液pH会
③出口A获得
(2)电化学在化学工业中有着广泛应用。根据图示电化学装置,回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/3/2843255291576320/2844193988378624/STEM/44108568-1947-4f6f-835c-f0e6005a1999.png?resizew=326)
①甲池通入乙烷(C2H6)一极的电极反应式为
②乙池中,若X、Y都是石墨,A是Na2SO4溶液,实验开始时,同时在两极附近溶液中各滴入几滴紫色石蕊溶液,X极的电极反应式为
③若使用铜棒、铁质钥匙等材料用该装置实现在铁质钥匙表面镀一层金属铜,CuSO4溶液作电解液,则乙池中:铁质钥匙应放在
④乙池中,若X、Y都是石墨,A是足量AgNO3溶液,体积为2L,电解一段时间后,甲池消耗1.12LO2 (标准状况下),则乙池溶液的H+浓度为
(3)工业上通过电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4,其工作原理如图所示,则阳极的电极反应式为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/3/2843255291576320/2844193988378624/STEM/d8f7ef7c-748a-462d-b2f3-104feec10e06.png?resizew=356)
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
【推荐3】电化学原理在化学工业中有广泛应用。请根据下图回答有关问题
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2011/4/28/1576009662988288/1576009663627264/STEM/807773a248f246abb89d739d689172e0.png?resizew=244)
(1)装置I中能量的转化形式是_________ 。导线上电子定向移动方向从____ 极到____ 极。其电极反应式______________________________ 。
(2)装置II中若X、Y都是惰性电极,a是CuCl2溶液。则发生氧化反应的电极是_____ 和_____ 。检验X电极反应产物的方法是_________________________ 。
若a是饱和NaCl溶液(氯碱工业生产原理),电极材料是石墨电极和铁电极。实验开始时,同时在两极各滴入几滴酚酞试液,则_______ (填“石墨或铁”)附近溶液先变红,其电极反应式__________________________________________ 。
(3)当装置I和装置II的电路中均转移0.2mol电子时,则装置I中铁电极质量的变化
_______ g(填写“增加”或“减少”及具体质量),装置II中收集到的气体共有_____ L(标准状况下)(以装置II中X、Y是惰性电极,a是CuCl2溶液计算)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2011/4/28/1576009662988288/1576009663627264/STEM/807773a248f246abb89d739d689172e0.png?resizew=244)
(1)装置I中能量的转化形式是
(2)装置II中若X、Y都是惰性电极,a是CuCl2溶液。则发生氧化反应的电极是
若a是饱和NaCl溶液(氯碱工业生产原理),电极材料是石墨电极和铁电极。实验开始时,同时在两极各滴入几滴酚酞试液,则
(3)当装置I和装置II的电路中均转移0.2mol电子时,则装置I中铁电极质量的变化
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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1】甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。用碳的氧化物合成甲醇等资源化利用对环境保护具有重要意义。请回答下列问题:
下列为有关信息:
①3H2(g)+CO2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1
②H2(g)+CO2(g)
H2O(g)+CO(g) △H2
③2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g) △H3
反应③在某一体积可变的密闭容器中加入2molH2(g)、1molCO(g)进行反应。此时,两种压强下,H2的转化率随温度的变化关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/10/2891311612903424/2891397649358848/STEM/ed1d9f0a-f1bf-486e-9802-b321a3310cc7.png?resizew=262)
(1)计算△H3=___ ,(用含△H1、△H2的代数式表示),根据图象判断△H3__ 0(填“>”或“<”)。
(2)反应③900℃时,在该密闭容器中通入2molCO、4molH2和1molCH3OH此时平衡将向___ (填“正向”、“逆向”或“不移动”),试用必要的计算说明原因:___ 。
(3)p2__ p1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是___ 。
(4)该反应达平衡状态M点时,p(CH3OH)=18.0Pa,则Kp=__ (Kp是用平衡分压代替平衡浓度所得的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(5)某甲醇燃料电池原理如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/10/2891311612903424/2891397649358848/STEM/31f0191c-e2fa-4240-85bf-a5cd1c3c1003.png?resizew=275)
①Y电极区发生反应的电极反应式为__ 。
②用上述电池做电源,电解饱和食盐水(电极均为惰性电极)。假设溶液体积300mL,当溶液的pH值由7变为13时(在常温下测定),理论上消耗甲醇的质量为__ (忽略溶液体积变化)。
下列为有关信息:
①3H2(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
②H2(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c29f066d97eae34d120f6be0a3abeb5.png)
③2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g) △H3
反应③在某一体积可变的密闭容器中加入2molH2(g)、1molCO(g)进行反应。此时,两种压强下,H2的转化率随温度的变化关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/10/2891311612903424/2891397649358848/STEM/ed1d9f0a-f1bf-486e-9802-b321a3310cc7.png?resizew=262)
(1)计算△H3=
(2)反应③900℃时,在该密闭容器中通入2molCO、4molH2和1molCH3OH此时平衡将向
(3)p2
(4)该反应达平衡状态M点时,p(CH3OH)=18.0Pa,则Kp=
(5)某甲醇燃料电池原理如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/10/2891311612903424/2891397649358848/STEM/31f0191c-e2fa-4240-85bf-a5cd1c3c1003.png?resizew=275)
①Y电极区发生反应的电极反应式为
②用上述电池做电源,电解饱和食盐水(电极均为惰性电极)。假设溶液体积300mL,当溶液的pH值由7变为13时(在常温下测定),理论上消耗甲醇的质量为
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【推荐2】合成气的主要成分是 一氧化碳和氢气,是重要的化工原料。
I.已知下列反应:
①CH4(g) + H2O(g)
CO(g) + 3H2(g) ΔH = +206 kJ/mol
②C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) ΔH = +131 kJ/mol
(1)工业制取炭黑的方法之一是将甲烷隔绝空气加热到1300℃进行裂解。填写空白。
CH4(g)= C(s)+ 2H2(g) ΔH =______________ kJ/mol。
(2)若800℃时,反应①的平衡常数K1=1.0,某时刻测得该温度下,密闭容器中各物质的物质的量浓度分别为:c(CH4)=4.0 mol·L-1;c(H2O)=5.0 mol·L-1;c(CO)=1.5 mol·L-1;c(H2)=2 mol·L-1,则此时该可逆反应的状态是_____________________ (填“达到平衡”、“向正反应方向移动”或“向逆反应方向移动”)。
Ⅱ.甲醇是一种可再生能源,工业上用合成气来合成甲醇:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g),分析该反应并回答下列问题:
(3)一定条件下,将CO与H2以物质的量之比1:1置于恒容密闭容器中发生以上反应,能说明该反应已达到平衡的是_____________________________ 。
A.体系的压强不发生变化 B.混合气的密度保持不变
C.体系中碳元素的质量分数不变 D.CO与H2的物质的量之比保持不变
(4)如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1______ K2(填“>”、“<”或“=”)。理由是__________________________________________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/12/1900438542057472/1902639047671808/STEM/ba6c6cb8-1f83-45b2-8335-163c64c98b9f.png?resizew=218)
(5)已知甲醇燃料电池的工作原理如图所示。该电池工作时,电池左边的电极发生的电极反应式为______________________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/12/1900438542057472/1902639047671808/STEM/068ac21a-08a1-466a-95d2-48594cc58a87.png?resizew=243)
(6)用甲醇燃料电池作为直流电源,设计如图装置制取Cu2O,电解总反应为:2Cu+H2O=Cu2O+H2↑。写出铜电极的电极反应式_______________________ 。
I.已知下列反应:
①CH4(g) + H2O(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/12/1900438542057472/1902639047671808/STEM/14924d5c1a214cb7b5cce1ffa1b926b1.png?resizew=28)
②C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) ΔH = +131 kJ/mol
(1)工业制取炭黑的方法之一是将甲烷隔绝空气加热到1300℃进行裂解。填写空白。
CH4(g)= C(s)+ 2H2(g) ΔH =
(2)若800℃时,反应①的平衡常数K1=1.0,某时刻测得该温度下,密闭容器中各物质的物质的量浓度分别为:c(CH4)=4.0 mol·L-1;c(H2O)=5.0 mol·L-1;c(CO)=1.5 mol·L-1;c(H2)=2 mol·L-1,则此时该可逆反应的状态是
Ⅱ.甲醇是一种可再生能源,工业上用合成气来合成甲醇:CO(g)+2H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/12/1900438542057472/1902639047671808/STEM/14924d5c1a214cb7b5cce1ffa1b926b1.png?resizew=28)
(3)一定条件下,将CO与H2以物质的量之比1:1置于恒容密闭容器中发生以上反应,能说明该反应已达到平衡的是
A.体系的压强不发生变化 B.混合气的密度保持不变
C.体系中碳元素的质量分数不变 D.CO与H2的物质的量之比保持不变
(4)如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/12/1900438542057472/1902639047671808/STEM/ba6c6cb8-1f83-45b2-8335-163c64c98b9f.png?resizew=218)
(5)已知甲醇燃料电池的工作原理如图所示。该电池工作时,电池左边的电极发生的电极反应式为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/12/1900438542057472/1902639047671808/STEM/068ac21a-08a1-466a-95d2-48594cc58a87.png?resizew=243)
(6)用甲醇燃料电池作为直流电源,设计如图装置制取Cu2O,电解总反应为:2Cu+H2O=Cu2O+H2↑。写出铜电极的电极反应式
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/12/1900438542057472/1902639047671808/STEM/b6195d28-60b4-4b2c-b6a9-92a89f2290a8.png?resizew=243)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
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解题方法
【推荐3】氮可以形成多种化合物,如NH3、N2H4、HCN、NH4NO3等。
(1)已知:
N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)△H=+50.6kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1
则①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=______________ kJ•mol-1
②用次氯酸钠氧化氨气,可以得到N2H4的稀溶液,该反应的化学方程式是___________________ 。
(2)污水中的NH4+可以用氧化镁处理,发生如下反应:
MgO+H2O
Mg(OH)2、 Mg(OH)2+2
Mg2++2NH3•H2O
①温度对氮处理率的影响如图所示.在25℃前,升高温度氮去除率增大的原因是___________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/1/11/1576249254002688/1576249254445056/STEM/498dc9b0-0725-47bf-8d8d-b4871811f6ba.png)
②剩余的氧化镁,不会对废水形成二次污染,理由是___________________ 。
(3)污水中的含氮化合物,通常先用生物脱氮工艺进行处理,在硝化细菌的作用下将NH4+氧化为
(2
+3O2=2HNO2+2H++H2O;2HNO2+O2=2HNO3),然后加入甲醇,
和甲醇转化为两种无毒气体。
①上述方法中,14g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为_____________ g。
②请写出加入甲醇后反应的离子方程式___________________ 。
(4)甲醇燃料电池的工作原理如下图所示,则该电池负极的电极反应式为_________ 。
(1)已知:
N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)△H=+50.6kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1
则①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=
②用次氯酸钠氧化氨气,可以得到N2H4的稀溶液,该反应的化学方程式是
(2)污水中的NH4+可以用氧化镁处理,发生如下反应:
MgO+H2O
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b8cd9137f48d7244d8d4bc228ad8fca3.png)
①温度对氮处理率的影响如图所示.在25℃前,升高温度氮去除率增大的原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/1/11/1576249254002688/1576249254445056/STEM/498dc9b0-0725-47bf-8d8d-b4871811f6ba.png)
②剩余的氧化镁,不会对废水形成二次污染,理由是
(3)污水中的含氮化合物,通常先用生物脱氮工艺进行处理,在硝化细菌的作用下将NH4+氧化为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4dea1356475d01aa55754de6fc58639d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6da74fc04eac46955473feb0849f4ff6.png)
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①上述方法中,14g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为
②请写出加入甲醇后反应的离子方程式
(4)甲醇燃料电池的工作原理如下图所示,则该电池负极的电极反应式为
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