运用化学反应原理对研究部分单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)氨是氮循环过程中的重要物质,是氮肥工业的重要原料。氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。请回答:
①已知H—H键键能为436kJ·mol-1,N≡N键键能为945 kJ·mol-1,N—H键键能为391 kJ·mol-1。由键能计算消耗1 mol N2时的ΔH=_____ 。若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡____ (填“向左”、“向右”或“不”)移动。
②如图中,当温度由T1变化到T2时,KA___ (填“>”、“<”或“=”)KB。
③废氨水可以转化成氨,氨再设计成碱性燃料电池。如图是该燃料电池示意图,产生的X气体可直接排放到大气中。a电极作____ (填“正”、“负”、“阴”或“阳”)极,其电极反应式为____ 。
(2)某温度下在容积固定的密闭容器中,下列反应达到平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
①该反应的平衡常数为_____ 。该温度下,向容器中充入1 mol CO、3 mol H2O、2 mol CO2、1.5 mol H2,则起始时该反应速率v(正)______ (填“>”、“<”或“=”)v(逆)。
②结合表中数据,判断下列说法正确的是_______ (填字母)。
A.增加H2O(g)的量,CO的转化率升高而H2O(g)的转化率降低
B.若CO与H2O(g)的转化率相同,二者的初始投入量一定相同
C.CO和H2O(g)初始物质的量之比等于二者转化率之比
D.当CO与H2O(g)物质的量之比为1∶4时,CO的转化率为0.85
③该温度下,向容器中充入2 mol CO、2 mol H2O,达平衡时放出a kJ热量,则该反应的ΔH=_____ 。
(1)氨是氮循环过程中的重要物质,是氮肥工业的重要原料。氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。请回答:
①已知H—H键键能为436kJ·mol-1,N≡N键键能为945 kJ·mol-1,N—H键键能为391 kJ·mol-1。由键能计算消耗1 mol N2时的ΔH=
②如图中,当温度由T1变化到T2时,KA
③废氨水可以转化成氨,氨再设计成碱性燃料电池。如图是该燃料电池示意图,产生的X气体可直接排放到大气中。a电极作
(2)某温度下在容积固定的密闭容器中,下列反应达到平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始n(CO)∶n(H2O) | CO转化率 | H2O转化率 |
1∶1 | 0.5 | 0.5 |
1∶2 | 0.67 | 0.33 |
1∶3 | 0.75 | 0.25 |
②结合表中数据,判断下列说法正确的是
A.增加H2O(g)的量,CO的转化率升高而H2O(g)的转化率降低
B.若CO与H2O(g)的转化率相同,二者的初始投入量一定相同
C.CO和H2O(g)初始物质的量之比等于二者转化率之比
D.当CO与H2O(g)物质的量之比为1∶4时,CO的转化率为0.85
③该温度下,向容器中充入2 mol CO、2 mol H2O,达平衡时放出a kJ热量,则该反应的ΔH=
更新时间:2019-04-29 17:05:21
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【推荐1】甲醇是重要的化工原料,在有机合成中具有广泛应用。
(1)用甲醇制取甲胺的反应为:CH3OH(g)+NH3(g)⇌CH3NH2(g)+H2O(g)△H
已知该反应中相关化学键的键能数据如下:
则该反应的△H=______ kJ·mol-1
(2)一定条件下,将2mol CO和6mol H2通入2L密闭容器中发生如下反应:
主反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H<0 Ⅰ
副反应:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H<0 Ⅱ
反应到t min时,达到平衡状态。平衡时CH3OH的体积分数φ(CH3OH)随温度、压强的变化如图所示:
①图中a___ b(填“大于”或“小于”)。图中Y轴表示温度,其理由是_________ ;
②若反应II的平衡常数K值变小,则下列说法中正确的是___________ (填序号)。
A.平衡均向正反应方向移动 B.平衡移动的原因是升高了温度
C.达到新平衡后,φ(CH3OH)减小 D.容器中φ(CH3OCH3)增大
③平衡时,M点CH3OH的体积分数为12.5%,c(CH3OCH3)=0.1mol·L-1,则此时CO的转化率为_____ ;用H2表示I的反应速率为_____ mol·L-1·min-1。
(3)用NaOH溶液做CO2碳捕捉剂,在降低碳排放的同时也获得了重要的化工产品Na2CO3。常温下,若某次捕捉后得到pH=11的溶液,则溶液中c()∶c()=___________ [已知H2CO3的电离平衡常数为:K1=4.4×10−7、K2=5×10−11],溶液中c(Na+)_______ c()+2c()(填“>”“<”或“=”)。
(1)用甲醇制取甲胺的反应为:CH3OH(g)+NH3(g)⇌CH3NH2(g)+H2O(g)△H
已知该反应中相关化学键的键能数据如下:
共价键 | C―O | H―O | N―H | C―N |
键能/kJ·mol-1 | 351 | 463 | 393 | 293 |
则该反应的△H=
(2)一定条件下,将2mol CO和6mol H2通入2L密闭容器中发生如下反应:
主反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H<0 Ⅰ
副反应:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g)△H<0 Ⅱ
反应到t min时,达到平衡状态。平衡时CH3OH的体积分数φ(CH3OH)随温度、压强的变化如图所示:
①图中a
②若反应II的平衡常数K值变小,则下列说法中正确的是
A.平衡均向正反应方向移动 B.平衡移动的原因是升高了温度
C.达到新平衡后,φ(CH3OH)减小 D.容器中φ(CH3OCH3)增大
③平衡时,M点CH3OH的体积分数为12.5%,c(CH3OCH3)=0.1mol·L-1,则此时CO的转化率为
(3)用NaOH溶液做CO2碳捕捉剂,在降低碳排放的同时也获得了重要的化工产品Na2CO3。常温下,若某次捕捉后得到pH=11的溶液,则溶液中c()∶c()=
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【推荐2】丙烯是最重要的基础化工原料之一,丙烯广泛用于合成聚丙烯、丙烯醛、丙烯酸等工业领域。回答下列问题:
(1)利用以下键能数据,计算丙烷直接催化脱氢制备丙烯的反应:CH3CH2CH3(g)CH3CH=CH2(g)+H2(g) ΔH=______ kJ/mol。
(2)T1℃时,将lmolCH3CH2CH3(g)充入某刚性密闭容器中,在催化剂作用下发生直接脱氢反应,压强随时间的变化关系如图所示:
①计算0~60min之间,H2分压的平均变化率为______ kPa/min。
②T1℃时,该反应的平衡常数Kp=______ kPa(分压=总压×物质的量分数)
(3)CO2是一种温和的氧化剂。研究发现CO2氧化丙烷脱氢的反应机理有两种:
①“一步法”:CO2与C3H8催化作用下反应机理如图所示:
写出CO2与C3H8反应的总化学方程式______ 。
②“二步法”:丙烷分子先脱氢生成丙烯和氢气,再发生CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ/mol。
③研究直接催化脱氢与在0.1MPa, =5:1的条件“一步法”、“两步法”三种机理在不同温度下丙烷的平衡转化率如图所示:
图中表示催化脱氢的曲线是______ ,“两步法”中CO2的引入对丙烷转化率的影响及原因是______ ;有人提出加入适量氧气,氯化丙烷脱氢制丙烯,从产率角度分析,通入氧气作为氧化剂的方法的缺点是______ 。
(1)利用以下键能数据,计算丙烷直接催化脱氢制备丙烯的反应:CH3CH2CH3(g)CH3CH=CH2(g)+H2(g) ΔH=
化学键 | C-C | C-H | C=C | H-H |
键能(kJ/mol) | 347.7 | 413.4 | 615 | 436 |
(2)T1℃时,将lmolCH3CH2CH3(g)充入某刚性密闭容器中,在催化剂作用下发生直接脱氢反应,压强随时间的变化关系如图所示:
①计算0~60min之间,H2分压的平均变化率为
②T1℃时,该反应的平衡常数Kp=
(3)CO2是一种温和的氧化剂。研究发现CO2氧化丙烷脱氢的反应机理有两种:
①“一步法”:CO2与C3H8催化作用下反应机理如图所示:
写出CO2与C3H8反应的总化学方程式
②“二步法”:丙烷分子先脱氢生成丙烯和氢气,再发生CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ/mol。
③研究直接催化脱氢与在0.1MPa, =5:1的条件“一步法”、“两步法”三种机理在不同温度下丙烷的平衡转化率如图所示:
图中表示催化脱氢的曲线是
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【推荐3】十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统的可持续治理。回答下列问题:
Ⅰ.电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量,其工作原理示意图如图。
(1)Pt电极(a)为_______ 极(填“正”或“负”) ;Pt电极(b)上的电极反应式为:_______ 。
(2)该过程总反应的化学反应方程式为_______ ,反应一段时间后,KOH溶液的浓度将_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。当消耗0.1 mol O2时,理论上转移电子个数为_______ ;
Ⅱ. 以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
(1)上述过程中,能量的变化形式是由_______ 转化为_______ 。
(2)根据数据计算,分解1molCO2需_______ (填“吸收”或“放出”) _______ kJ的能量。
Ⅰ.电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量,其工作原理示意图如图。
(1)Pt电极(a)为
(2)该过程总反应的化学反应方程式为
Ⅱ. 以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
(1)上述过程中,能量的变化形式是由
(2)根据数据计算,分解1molCO2需
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【推荐1】我国力争在2060年前实现“碳中和”,体现了中国对解决气候问题的大国担当。实现碳中和的对策大概分为4种路径:碳替代、碳减排、碳封存、碳循环。
(1)逆水煤气反应(RWGS)对实现“碳中和”有重要意义,目前RWGS的历程主要有:氧化还原历程[如下图TSI-TS2-TS3-TS4-CO(a) +H2O(a)]和中间物种分解历程[如下图TS1-TS6-TS7-TS5-HCOO(a)+H(a) ]。结合实验与计算机模拟结果,研究单一分子RWGS在Fe3O4催化剂表面的反应历程(如下图1),各步骤的活化能和反应热,如下表所示(已知(a)表示物质吸附在催化剂表面的状态):
RWGS部分步骤的活化能E和反应热△H
注:法拉第常数为96500C·mol-1
①写出RWGS的热化学方程式___________ 。
②对比各个步骤的活化能,得出RWGS在Fe3O4催化剂表面反应的主要历程是___________ (填“氧化还原”或“中间物种分解”)历程。RWGS在Fe3O4催化剂表面反应的控速步骤化学方程式为___________ 。
(2)为研究不同温度、压强对含碳产物组成的影响。在反应器中按 =3:1通入H2和CO2,分别在0. 1Mpa和1Mpa下进行反应,实验中温度对平衡组成C1(CO2、CO、CH4 )中CO2和CH4的物质的量分数影响如图2所示:
已知:该条件下除发生逆水煤气反应外,主要副反应为:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) △H= -165.0 kJ·mol-1。
①lMpa时,表示CH4平衡组成随温度变化关系的曲线是___________ 。N点平衡组成含量低于M点的原因是___________ 。
②若b、c两条曲线交点处的坐标为(590,40), 则逆水煤气反应在590°C时的平衡常数Kp为_____ 。 (保留3位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(3)电解法可将CO2转化为甲酸(HCOOH)或甲酸盐。某电解装置如图3所示。
①Pt电极与电源的___________ (填“ 正”或“负”)极相连。
②写出CO2转化为HCOO-的电极反应式___________ 。
(1)逆水煤气反应(RWGS)对实现“碳中和”有重要意义,目前RWGS的历程主要有:氧化还原历程[如下图TSI-TS2-TS3-TS4-CO(a) +H2O(a)]和中间物种分解历程[如下图TS1-TS6-TS7-TS5-HCOO(a)+H(a) ]。结合实验与计算机模拟结果,研究单一分子RWGS在Fe3O4催化剂表面的反应历程(如下图1),各步骤的活化能和反应热,如下表所示(已知(a)表示物质吸附在催化剂表面的状态):
RWGS部分步骤的活化能E和反应热△H
步骤 | 激发态 | E/eV | △H /eV |
H2(a) →H(a)+H(a) | TS1 | 0.79 | -0.30 |
CO2(a) →CO(a)+O(a) | TS2 | 1. 07 | -0.74 |
O(a)+H(a) →OH(a) | TS3 | 1. 55 | -0. 45 |
OH(a)+H(a) →H2O(a) | TS4 | 1. 68 | +0. 48 |
OH(a)+CO(a) → HCOO(a) | TS5 | 3.72 | +0. 44 |
CO2 (a)+H(a) → COOH(a) | TS6 | 2. 08 | +0. 55 |
COOH(a) → CO(a)+OH(a) | TS7 | 0.81 | -1. 70 |
注:法拉第常数为96500C·mol-1
①写出RWGS的热化学方程式
②对比各个步骤的活化能,得出RWGS在Fe3O4催化剂表面反应的主要历程是
(2)为研究不同温度、压强对含碳产物组成的影响。在反应器中按 =3:1通入H2和CO2,分别在0. 1Mpa和1Mpa下进行反应,实验中温度对平衡组成C1(CO2、CO、CH4 )中CO2和CH4的物质的量分数影响如图2所示:
已知:该条件下除发生逆水煤气反应外,主要副反应为:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) △H= -165.0 kJ·mol-1。
①lMpa时,表示CH4平衡组成随温度变化关系的曲线是
②若b、c两条曲线交点处的坐标为(590,40), 则逆水煤气反应在590°C时的平衡常数Kp为
(3)电解法可将CO2转化为甲酸(HCOOH)或甲酸盐。某电解装置如图3所示。
①Pt电极与电源的
②写出CO2转化为HCOO-的电极反应式
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【推荐2】I.我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。
(1)利用反应:,可减少排放,并合成清洁能源。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①
②
总反应的_______ ;若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_______ (填标号)。
II.乙苯催化脱氢制苯乙烯反应为:
(2)维持体系总压强p恒定,在温度T时,物质的量为、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a,则在该温度下用浓度表示的平衡常数K=_______ (用a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,参入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实_______ 。
(1)利用反应:,可减少排放,并合成清洁能源。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①
②
总反应的
II.乙苯催化脱氢制苯乙烯反应为:
(2)维持体系总压强p恒定,在温度T时,物质的量为、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a,则在该温度下用浓度表示的平衡常数K=
(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,参入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实
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解题方法
【推荐3】丙烯腈()是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,副产物有乙腈()、氢氰酸、丙烯醛()等,以丙烯、氨气和氧气为原料,在催化剂存在下合成丙烯腈的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)__________ kJ/mol。
(2)反应Ⅰ在__________ (填“高温”“低温”或“任意”)条件下可自发进行;恒温恒容条件下,若容器内只发生反应Ⅰ,下列选项表明反应一定已经达平衡状态的是__________ 。
A.容器内混合气体的密度不再变化 B.容器内混合气体的平均摩尔质量不再变化
C.容器内压强不再变化 D.v(NH3):v(O2)=2:3
(3)恒温下,充入丙烯、氨气和氧气发生反应Ⅰ和Ⅱ,体系达到平衡后,若压缩容器体积,则反应Ⅱ的平衡移动方向为__________ (填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
(4)已知对于反应:,其标准平衡常数:。T℃,压强为16pθ的恒压密闭容器中,通入1mol丙烯、1mol氨气和3mol氧气发生反应Ⅰ、Ⅱ,达到平衡时,容器内有amolC3H3N(g),bmolC3H4O(g),此时H2O(g)的分压p(H2O)___________ (分压=总压×物质的量分数,用含a,b的代数式表示,下同);反应Ⅱ的标准平衡常数为___________ 。
(5)以丙烯腈为原料,利用电解原理合成已二腈可减少氮氧化物的排放,其装置如图所示,电解时Pb电极发生的电极反应式为____________ 。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)
(2)反应Ⅰ在
A.容器内混合气体的密度不再变化 B.容器内混合气体的平均摩尔质量不再变化
C.容器内压强不再变化 D.v(NH3):v(O2)=2:3
(3)恒温下,充入丙烯、氨气和氧气发生反应Ⅰ和Ⅱ,体系达到平衡后,若压缩容器体积,则反应Ⅱ的平衡移动方向为
(4)已知对于反应:,其标准平衡常数:。T℃,压强为16pθ的恒压密闭容器中,通入1mol丙烯、1mol氨气和3mol氧气发生反应Ⅰ、Ⅱ,达到平衡时,容器内有amolC3H3N(g),bmolC3H4O(g),此时H2O(g)的分压p(H2O)
(5)以丙烯腈为原料,利用电解原理合成已二腈可减少氮氧化物的排放,其装置如图所示,电解时Pb电极发生的电极反应式为
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【推荐1】尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致: ;已知该反应在T℃时,平衡常数。请回答:
(1)该反应的平衡常数表达式为:___________ ;
(2)某温度下,向2L的密闭容器中充入和各1 mol,5s后的物质的量为0.4 mol,则0~5s内NO的反应速率___________ mol⋅L⋅min。
(3)下列为4种不同情况下测得的反应速率中,表明该反应进行最快的是___________;
(4)T℃时,某时刻测得容器内、、NO的浓度分别为0.20 mol⋅L、0.20 mol⋅L和0.50 mol⋅L,此时反应___________ (填“>”、“=”或“<”)。
(5)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。下列反应可制得耐高温材料,热化学方程式 mol⋅L,该反应过程中每转移1 mol电子放出的热量为___________ kJ;
(6)实验测得16 g甲烷气体在氧气中完全燃烧,生成二氧化碳气体和液态水时释放出890.3 kJ的热量(在298 K、101 KPa下测定);试写出甲烷燃烧的热化学方程式:___________ 。
(1)该反应的平衡常数表达式为:
(2)某温度下,向2L的密闭容器中充入和各1 mol,5s后的物质的量为0.4 mol,则0~5s内NO的反应速率
(3)下列为4种不同情况下测得的反应速率中,表明该反应进行最快的是___________;
A. | B. |
C. | D. |
(5)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。下列反应可制得耐高温材料,热化学方程式 mol⋅L,该反应过程中每转移1 mol电子放出的热量为
(6)实验测得16 g甲烷气体在氧气中完全燃烧,生成二氧化碳气体和液态水时释放出890.3 kJ的热量(在298 K、101 KPa下测定);试写出甲烷燃烧的热化学方程式:
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【推荐2】CO2的高效转化利用对缓解能源危机以及实现“碳中和”目标具有重要的战略意义。
(1)下列做法不符合“低碳生活”理念的是_____。
(2)NaOH溶液可吸收CO2。
①写出标准状况下2.24 L的CO2与100 mL3 mol·L-1NaOH溶液反应的离子方程式___________ 。
②若反应得到的溶液中c():c()=2:1时,则溶液pH=_____ 。(25℃,H2CO3的Ka1=4×10-7;Ka2=5×10-11)
(3)利用NaOH溶液喷淋捕捉空气中的CO2,反应过程如图所示。下列说法错误的是_____。
(4)CaO可在较高温度下捕集CO2,在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4·H2O热分解可制备CaO,CaC2O4·H2O加热过程中固体的质量变化如图。
①写出CaC2O4·H2O在400~600℃范围内分解反应的化学方程式:_____ 。
②与CaCO3热分解制备的CaO相比,CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因可能是_______ 。
利用CO2加氢制备CH3OH是人工固碳的途径之一、已知:
反应I:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+ H2O(g) ΔH2=41 kJ·mol-1
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3=-90 kJ·mol-1
(5)反应I的化学平衡常数的表达式K=_____ ;ΔH1=_____ kJ·mol-1;升高温度,平衡常数K_____ (填写“变大”“不变”“变小”)。
(6)有利于提高反应Ⅱ中 CO2的平衡转化率的措施有_____。
(7)若将含等物质的量CO和H2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中进行反应Ⅲ,下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是_____。
(8)保持压强、CO2和H2的初始投料比不变,将混合气体按一定流速通过催化剂,经相同时间测得如下实验数据(反应未达到平衡状态):
表中实验数据表明,温度高,CO2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低,其原因是_______ 。
(1)下列做法不符合“低碳生活”理念的是_____。
A.减少化石燃料的使用 | B.双面使用纸张 |
C.大力发展风力发电 | D.“焚烧法”处理垃圾 |
(2)NaOH溶液可吸收CO2。
①写出标准状况下2.24 L的CO2与100 mL3 mol·L-1NaOH溶液反应的离子方程式
②若反应得到的溶液中c():c()=2:1时,则溶液pH=
(3)利用NaOH溶液喷淋捕捉空气中的CO2,反应过程如图所示。下列说法错误的是_____。
A.捕捉室中NaOH溶液喷成雾状有利于吸收CO2 |
B.环节a中物质分离的操作是过滤 |
C.反应过程中CaO和NaOH是可循环的物质 |
D.高温反应炉中的物质是Ca(HCO3)2 |
(4)CaO可在较高温度下捕集CO2,在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4·H2O热分解可制备CaO,CaC2O4·H2O加热过程中固体的质量变化如图。
①写出CaC2O4·H2O在400~600℃范围内分解反应的化学方程式:
②与CaCO3热分解制备的CaO相比,CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因可能是
利用CO2加氢制备CH3OH是人工固碳的途径之一、已知:
反应I:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+ H2O(g) ΔH2=41 kJ·mol-1
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3=-90 kJ·mol-1
(5)反应I的化学平衡常数的表达式K=
(6)有利于提高反应Ⅱ中 CO2的平衡转化率的措施有_____。
A.使用催化剂 | B.加压 |
C.升温 | D.增大CO2和H2的初始投料比 |
(7)若将含等物质的量CO和H2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中进行反应Ⅲ,下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是_____。
A.容器内气体密度保持不变 |
B.混合气体的平均相对分子质量不变 |
C.生成CH3OH的速率与生成H2的速率相等 |
D.CO的体积分数保持不变 |
(8)保持压强、CO2和H2的初始投料比不变,将混合气体按一定流速通过催化剂,经相同时间测得如下实验数据(反应未达到平衡状态):
T(K) | CO2实际转化率(%) | 甲醇选择性(%)(即转化的CO2中生成甲醇的百分比) |
543 | 12.3 | 42.3 |
553 | 15.3 | 39.1 |
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解题方法
【推荐3】二甲醚(CH3OCH3)常用作溶剂冷冻剂、喷雾剂等,易燃烧。
(1)25℃、101 kPa时,69 g气态二甲醚完全燃烧生成CO2(g)、H2O(l)放出2184 kJ热量,则表示气态二甲醚燃烧热的热化学方程式为______ ;当CH3OCH3(g)完全燃烧生成CO2(g)、H2O(l)放出728 kJ热量时,转移的电子数为______ (用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(2)已知H2(g)和CO(g)的燃烧热分别是285.8 kJ·mol-1、283.0 kJ·mol-1,则反应2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(l)的反应热△H=______ 。
(3)在一个体积不变的密闭容器中,用3 mol H2和1 mol CO2合成二甲醚,其反应为6H2(g)+2CO2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g),在不同温度下,反应相同时间时二甲醚的体积分数如图所示。
①该反应的△H______ 0(填“>”“<”或“=”,下同)。
②A点CO2的逆反应速率______ B点CO2的逆反应速率;D点二甲醚的正反应速率______ D点二甲醚的逆反应速率。
③B点的平衡常数______ C点的平衡常数。
(4)以CH3OCH3和空气作为碱性燃料电池的反应物,总反应为CH3OCH3+3O2+4OH-=2CO+5H2O,则负极的电极反应式是______ 。
(1)25℃、101 kPa时,69 g气态二甲醚完全燃烧生成CO2(g)、H2O(l)放出2184 kJ热量,则表示气态二甲醚燃烧热的热化学方程式为
(2)已知H2(g)和CO(g)的燃烧热分别是285.8 kJ·mol-1、283.0 kJ·mol-1,则反应2CO(g)+4H2(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(l)的反应热△H=
(3)在一个体积不变的密闭容器中,用3 mol H2和1 mol CO2合成二甲醚,其反应为6H2(g)+2CO2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g),在不同温度下,反应相同时间时二甲醚的体积分数如图所示。
①该反应的△H
②A点CO2的逆反应速率
③B点的平衡常数
(4)以CH3OCH3和空气作为碱性燃料电池的反应物,总反应为CH3OCH3+3O2+4OH-=2CO+5H2O,则负极的电极反应式是
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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】目前,“低碳经济”备受关注,的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题.
(1)向浓溶液中通入和,可以制得纳米级碳酸钙(粒子直径在之间)①向浓溶液中通入和气体制纳米级碳酸钙时,应先通入,后通 入。制备纳米级碳酸钙的离子方程式为______ ②判断产品中是否含有纳米级碳酸钙的实验方法为______ .
定条件下,和反应,能生成和将和分别 加入甲、乙两个密闭容器中,发生反应:,其相关数 据如下表所示:
①时,该反应的平衡常数______
②乙容器中,当反应进行到时,的物质的量浓度______ 填选项字母.
A.
③丙容器的容积为1L,时,起始充入a mol 和b mol ,反应达到平衡时,测得的转化率大于的转化率,则的值需满足的条件为______ ;
④丁容器的容积为1L,时,按下列配比充入、、和,达到平衡时各气体的体积分数与甲容器完全相同的是______ 填选项字母.
A.、、、
B.、、O mol、O mol
C.、、、
D.、、、
在一定条件下可转化为甲醚用甲醚燃料电池做电源,用惰性电极电 解饱和溶液可制取和KOH,实验装置如图所示
①甲醚燃料电池的负极反应式为______
②口导出的物质为______ 填化学式.
③若燃料电池通入的速率为,2min时,理论上C口收集 到标准状况下气体的体积为______ .
(1)向浓溶液中通入和,可以制得纳米级碳酸钙(粒子直径在之间)①向浓溶液中通入和气体制纳米级碳酸钙时,应先通入,后通 入。制备纳米级碳酸钙的离子方程式为
定条件下,和反应,能生成和将和分别 加入甲、乙两个密闭容器中,发生反应:,其相关数 据如下表所示:
容器 | 容积 | 温度 | 起始量 | 平衡量 | 达到平衡所需时间 | |
甲 | 2 | 2 | 4 | 8 | ||
乙 | 1 | 1 | 2 | 3 |
②乙容器中,当反应进行到时,的物质的量浓度
A.
③丙容器的容积为1L,时,起始充入a mol 和b mol ,反应达到平衡时,测得的转化率大于的转化率,则的值需满足的条件为
④丁容器的容积为1L,时,按下列配比充入、、和,达到平衡时各气体的体积分数与甲容器完全相同的是
A.、、、
B.、、O mol、O mol
C.、、、
D.、、、
在一定条件下可转化为甲醚用甲醚燃料电池做电源,用惰性电极电 解饱和溶液可制取和KOH,实验装置如图所示
①甲醚燃料电池的负极反应式为
②口导出的物质为
③若燃料电池通入的速率为,2min时,理论上C口收集 到标准状况下气体的体积为
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
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【推荐2】丙烯腈(C3H3N)是一种重要的化工原料,以丙烯(C3H6)、NH3、O2为原料,选择合适的催化剂合成丙烯腈的主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)℃时,向恒压容器中充入0.2mol 、0.6mol 和0.6mol ,发生反应Ⅲ,达到平衡时,放出94.1kJ能量;若向相同容器中充入1.5mol HCN(g)和3mol (g),达平衡时吸收235.25kJ能量,则_______ ;两种情况下反应物的转化率_______ 。
(2)200℃,160Pa时,向恒压容器中充入、和的混和气体制取丙烯腈,发生上述三个反应。平衡后,测得(g)、(g)、HCN(g)的体积分数分别为6%、10%、6%,其中三种反应物的体积分数相等。则(g)的体积分数为_______ ,丙烯腈(g)的产率为_______ (保留3位有效数字),反应Ⅱ的_______ 。(已知:)
(3)反应时间相同、反应物起始投料相同时,丙烯腈产率与反应温度的关系如图所示(图中虚线表示相同条件下丙烯腈平衡产率随温度的变化)。Y点丙烯腈产率比X点高的原因是_______ 。Z点正反应速率_______ X点正反应速率(填“>”、“<”或“无法比较”),理由是_______ 。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)℃时,向恒压容器中充入0.2mol 、0.6mol 和0.6mol ,发生反应Ⅲ,达到平衡时,放出94.1kJ能量;若向相同容器中充入1.5mol HCN(g)和3mol (g),达平衡时吸收235.25kJ能量,则
(2)200℃,160Pa时,向恒压容器中充入、和的混和气体制取丙烯腈,发生上述三个反应。平衡后,测得(g)、(g)、HCN(g)的体积分数分别为6%、10%、6%,其中三种反应物的体积分数相等。则(g)的体积分数为
(3)反应时间相同、反应物起始投料相同时,丙烯腈产率与反应温度的关系如图所示(图中虚线表示相同条件下丙烯腈平衡产率随温度的变化)。Y点丙烯腈产率比X点高的原因是
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【推荐3】Ⅰ.氨的用途十分广泛,如其可作为制备硝酸和氮肥的重要化工原料.工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,目前已有三位科学家因其获得诺贝尔化学奖,反应为.请回答下列问题:
(1)实验室中模拟合成氨过程,在一定温度下,将和充入一个体积为的刚性密闭容器中反应,达平衡时,的转化率为;如果在相同条件下充入,反应达平衡时,的转化率为,则的值________(填标号).
(2)在容积为的恒容容器中,充入,其压强随温度变化规律如图1曲线b所示.如改为充入和,其对应平衡曲线为________ ;在温度下,的平衡常数________ (列出计算式即可,为以分压表示的平衡常数,分压总压物质的量分数).(3)工厂废气的处理是环境保护的重要环节之一,工业上可利用电解法除尾气NO,并通入一定量,制得产品,其工作原理如图2所示.①电极M应该连接电源的________ 极.
②电极N的电极反应式为____________ .
③当通入充分反应后,溶液中只有一种溶质,此时M极消耗的NO物质的量为________ .
Ⅱ.元素周期表中第ⅤA族元素及其化合物应用广泛,砷可以用于制备新型半导体材料GaAs,其晶胞结构如图所示.(4)中配位键的数目是________ .
(5)晶胞中与As距离最近且相等的As有________ 个.
(1)实验室中模拟合成氨过程,在一定温度下,将和充入一个体积为的刚性密闭容器中反应,达平衡时,的转化率为;如果在相同条件下充入,反应达平衡时,的转化率为,则的值________(填标号).
A.大于1 | B.等于1 | C.小于1 | D.无法确定 |
(2)在容积为的恒容容器中,充入,其压强随温度变化规律如图1曲线b所示.如改为充入和,其对应平衡曲线为
②电极N的电极反应式为
③当通入充分反应后,溶液中只有一种溶质,此时M极消耗的NO物质的量为
Ⅱ.元素周期表中第ⅤA族元素及其化合物应用广泛,砷可以用于制备新型半导体材料GaAs,其晶胞结构如图所示.(4)中配位键的数目是
(5)晶胞中与As距离最近且相等的As有
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