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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:1084 题号:7433015
氨是一种重要的化工原料,可以用来制备氮化硅(Si3N4)肼(N2H4)、氢氰酸(HCN)。
(1)已知:Si(s)+2Cl2(g)==SiCl4(g) △H1=akJ·mol-1
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H2=bkJ·mol-1
3Si(s)+2N2(g)==Si3N4(s) △H3=ckJ·mol-1
H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g) △H4=dkJ·mol-1
则反应3SiCl4(g)+4NH3(g)==Si3N4(s)+12HCl(g)的△H=________________kJ·mol-1(用a、b、c、d表示)。
(2)肼的制备方法是用次氯酸钠氧化过量的氨。
已知ClO水解的方程式为:ClO+H2 O=HClO+OH。常温下,该水解反应的平衡常数为K=1.0×10-6mol·L-1,则1.0mol· L -1NaCIO溶液的pH=________
(3)工业上利用氨气生产氢氰酸(HCN)的反应为:CH4(g)+NH3(g) HCN(g)+3H2 (g) △H>O
①其他条件一定,达到平衡时NH3转化率随外界条件X变化的关系如图所示。X代表的是________(填“温度”或“压强”)。

②其他条件一定,向2L密闭容器中加入 n mol CH4和2 mol NH3,平衡时NH3体积分数随n变化的关系如图所示。若反应从开始到a点所用时间为10min,该时间段内用CH4的浓度变化表示的反应速率为________mol·L-1·min-1;平衡常数:K(a) ________K(b)(填“>”“=”或“<”)
③工业上用电解法处理含氰电镀废水(pH=10)的装置如图所示。

阳极产生的氯气与碱性溶液反应生成ClO-,ClO将CN氧化的离子方程式为:_____CN+ _____ClO+ ________==_____CO32-+_____N2↑+________+________若电解处理2 mol CN,则阴极产生气体的体积(标准状况下)为________L。

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解题方法
【推荐1】甲醇是一种重要化工原料,又是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景。
(1)已知:CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g)ΔH=+84kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-484kJ·mol-1
工业上常以甲醇为原料制取甲醛,请写出CH3OH(g)与O2(g)反应生成HCHO(g)和H2O(g)的热化学方程式:__________
(2)工业上可用如下方法合成甲醇,化学方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),已知某些化学键的键能数据如下表:
化学键C—CC—HH—HC—OC≡OO—H
键能/kJ·mol-1348413436358x463
请回答下列问题:
①该反应的ΔS__________(填“>”或“<”)0。图中曲线a到曲线b的措施是__________

②已知CO中的C与O之间为三键,其键能为xkJ·mol-1,则x=__________
(3)由甲醇、氧气和NaOH溶液构成的新型手机电池,可使手机连续使用一个月才充一次电。
①该电池负极的电极反应式为__________
②若以该电池为电源,用石墨作电极电解200mL含有如下离子的溶液。
离子Cu2+H+Cl
c/mol·L-10.5220.5
电解一段时间后,当两极收集到相同体积(相同条件下)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)阳极上收集到氧气的质量为__________
2020-11-12更新 | 108次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】I.贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4等有机化工产品的反应。温度为TK时发生以下反应:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890 kJ·mol-1
(1)温度为TK时,催化由CO、H2合成CH4反应的热化学方程式为___________
(2)已知温度为TK时CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) △H=+165 kJ·mol1的活化能为485.2kJ/mol,则其逆反应的活化能为________kJ/mol。
II.对于反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H=-41 kJ·mol-1进行以下研究:
(3)TK时,向一恒压密闭容器中充入等物质的量的CO(g)和H2O(g)发生上述反应,测得CO(g)物质的量分数随时间变化如下表所示:
时间/min0256910
x(CO)0.50.250.10.10.050.05

若初始投入CO为2 mol,恒压容器容积10 L,用H2O(g)表示该反应0~5分钟内的速率υ(H2O(g)=_____,6分钟时,仅改变一种条件破坏了平衡,则改变的外界条件为___________
(4)已知700K时,在恒容密闭容器中,充入等物质的量的CO和H2O(g),发生上述反应,平衡CO体积分数为,则反应的平衡常数K______
(5)在400K、500K时进行上述反应,其中CO和H2的分压随时间变化关系如右图所示,催化剂为氧化铁。实验初始时体系中的p(H2O)和p(CO)相等、p(CO2)和p(H2)相等。

400K时p(H2)随时间变化关系的曲线是______,500K时p(CO)随时间变化关系的曲线是_______。(填字母序号)
III.在催化剂的作用下发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),是合成甲醇的一种方法。
(6)某温度下,将2 mol CO与5 mol H2的混合气体充入容积为2 L的密闭容器中,在催化剂的作用下发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。经过5 min后,反应达到平衡,此时转移电子6 mol。若保持体积不变,再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH,此时υ()_______υ()(填“>”“<”或“=”)。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是___________
a.CH3OH的质量不变   b.混合气体的平均相对分子质量不再改变 c.υ()(CO)=2υ()(H2) d.混合气体的密度不再发生改变
2020-06-30更新 | 131次组卷
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真题
【推荐3】乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:

(1)已知:
化学键C-HC-CC=CH-H
键能/kJ·molˉ1412348612436
计算上述反应的△H=________ kJ·mol1
(2)维持体系总压强p恒定,在温度T时,物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α,则在该温度下反应的平衡常数K=____________(用α等符号表示)。
(3)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下:

①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实___________
②控制反应温度为600℃的理由是____________
(4)某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺——乙苯-二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变,与掺水蒸气工艺相比,在相同的生产效率下,可降低操作温度;该工艺中还能够发生反应:CO2+H2=CO+H2O,CO2+C=2CO。新工艺的特点有_________(填编号)。
① CO2与H2反应,使乙苯脱氢反应的化学平衡右移
② 不用高温水蒸气,可降低能量消耗
③ 有利于减少积炭
④ 有利于CO2资源利用
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