氢能源是最具应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点。
甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2,其物质的量之比为4∶1,甲烷和水蒸气反应的方程式是______ 。
②已知反应器中还存在如下反应:
i.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1
ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2
iii.CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH3
……
iii为积炭反应,利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时,还需要利用______ 反应的ΔH。
甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2,其物质的量之比为4∶1,甲烷和水蒸气反应的方程式是
②已知反应器中还存在如下反应:
i.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1
ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2
iii.CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH3
……
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更新时间:2019-06-21 11:26:17
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(0.4)
名校
【推荐1】有机物催化脱氢制备氢气和化工原料是当前石化工业研究的重要课题之一、
(1)以甲烷、水蒸气为原料进行催化重整是制氢的常见方法之一,过程可能涉及反应:
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H1=+206.2 kJ∙mol−1
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2=−41.1 kJ∙mol−1
CH4(g)=C(g)+2H2(g) △H3=+74.8 kJ∙mol−1
①反应C(g)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H4=___________ kJ·mol-1
②向原料中添加正硅酸锂Li4SiO4作为CO2的吸附剂,除产生氢气外还生成两种盐,写出该反应的方程式___________ 。
(2)甲基环己烷催化脱氢(+3H2)是石油工业制氢常见方法,以Ni−Cu为催化剂,固定反应温度为650K,以氮气为载气,在不同载气流速情况下,甲基环己烷脱氢转化率如图1所示,b点转化率能与a点保持相当的原因是___________ 。
(3)以H2O、CaBr2、Fe3O4为原料进行气固相反应可以实现水的分解制得氢气,其反应原理如图2所示。反应“①”中生成3molHBr,生成氢气的物质的量为_______ ,从原料到O2的生成过程可描述为_______ 。
(1)以甲烷、水蒸气为原料进行催化重整是制氢的常见方法之一,过程可能涉及反应:
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H1=+206.2 kJ∙mol−1
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H2=−41.1 kJ∙mol−1
CH4(g)=C(g)+2H2(g) △H3=+74.8 kJ∙mol−1
①反应C(g)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H4=
②向原料中添加正硅酸锂Li4SiO4作为CO2的吸附剂,除产生氢气外还生成两种盐,写出该反应的方程式
(2)甲基环己烷催化脱氢(+3H2)是石油工业制氢常见方法,以Ni−Cu为催化剂,固定反应温度为650K,以氮气为载气,在不同载气流速情况下,甲基环己烷脱氢转化率如图1所示,b点转化率能与a点保持相当的原因是
(3)以H2O、CaBr2、Fe3O4为原料进行气固相反应可以实现水的分解制得氢气,其反应原理如图2所示。反应“①”中生成3molHBr,生成氢气的物质的量为
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【推荐2】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,工业上常以石油气中的乙烷为原料制备乙烯。回答下列问题:
(1)已知:
乙烷分解反应的___________ 。
(2)下列措施能提高乙烷分解反应中乙烯平衡产率的是___________(填字母)。
(3)某温度下,往体积为2L、初始压强为的恒容密闭容器中通入,测得时反应达到平衡,此时的体积分数为60%,从反应开始到平衡,的平均反应速率___________ ;该温度下的压强平衡常数___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,结果保留一位小数)。
(4)将乙烷以一定流速通过填充有催化剂的反应器,如图为乙烯的产率与反应温度的关系图,以后乙烯的产率随着温度的升高而降低的原因可能是___________ 。
(5)2021年来中国科学院谢奎团队研究电解乙烷制备乙烯并取得突破,相对乙烷分解法,电解法条件温和、不易发生积碳、效率更高,其原理如图所示。A为极___________ (填“阴”或“阳”);生成乙烯的电极反应式为___________ 。
(1)已知:
乙烷分解反应的
(2)下列措施能提高乙烷分解反应中乙烯平衡产率的是___________(填字母)。
A.降低温度 | B.保持温度体积不变,通入乙烷 |
C.保持温度压强不变,通入氩气 | D.采用分子筛膜选择性分离出 |
(4)将乙烷以一定流速通过填充有催化剂的反应器,如图为乙烯的产率与反应温度的关系图,以后乙烯的产率随着温度的升高而降低的原因可能是
(5)2021年来中国科学院谢奎团队研究电解乙烷制备乙烯并取得突破,相对乙烷分解法,电解法条件温和、不易发生积碳、效率更高,其原理如图所示。A为极
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填空题
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较难
(0.4)
【推荐3】研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知:1molCO(g)与适量的SO2(g)反应生成S(s)和CO2(g)时,放出135kJ的热量,则此反应的热化学方程式为______________ 。
(2)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体,用CO(g)处理NO2(g)的能量转化关系如图所示。
标准状况下,22.4LCO和NO2发生上述反应。整个过程中,转移电子的物质的量为___________ mol,放出的热量为___________ kJ(用含有a的代数式表示)。
(3)用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1="-574kJ/mol"
② CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2
若1molCH4(g)直接将NO2(g)还原至N2(g),整个过程中放出的热量为867kJ,则△H2=_____________ 。
(1)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知:1molCO(g)与适量的SO2(g)反应生成S(s)和CO2(g)时,放出135kJ的热量,则此反应的热化学方程式为
(2)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体,用CO(g)处理NO2(g)的能量转化关系如图所示。
标准状况下,22.4LCO和NO2发生上述反应。整个过程中,转移电子的物质的量为
(3)用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1="-574kJ/mol"
② CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2
若1molCH4(g)直接将NO2(g)还原至N2(g),整个过程中放出的热量为867kJ,则△H2=
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【推荐1】碳、氮是中学化学重要的非金属元素,在生产、生活中有广泛的应用。
(1)治理汽车尾气中NO和CO的一种方法是:在汽车的排气管道上安装一个催化转化装置,使NO与CO反应,产物都是空气中的主要成分。写出该反应的热化学方程式___ 。
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+179.5kJ/mol
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-112.3kJ/mol
③NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234kJ/mol
(2)已知植物光合作用发生的反应如下:
6CO2(g)+6H2O(l)C6H12O6(s)+6O2(g)△H=+669.62 kJ/mol
该反应达到化学平衡后,若改变下列条件,CO2转化率增大的是___ 。
a.增大CO2的浓度b.取走一半C6H12O6c.加入催化剂d.适当升高温度
(3)N2O5的分解反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),由实验测得在67℃时N2O5的浓度随时间的变化如下:
计算在0~2min时段,化学反应速率v(NO2)=___ mol•L-1•min-1。
(4)新的研究表明,可以将CO2转化为炭黑进行回收利用,反应原理如图所示。
①在转化过程中起催化作用的物质是___ ;
②写出总反应的化学方程式___ 。
(5)工业上以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2),反应的化学方程式如下:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)
根据上述反应,填写下列空白
①已知该反应可以自发进行,则△H___ 0。(填“>”、“<”或“=”);
②一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比=x,如图是x与CO2的平衡转化率(α)的关系。α随着x增大而增大的原因是___ ;B点处,NH3的平衡转化率为___ 。
③一定温度下,在3L定容密闭容器中充入NH3和CO2,若x=2,当反应后气体压强变为起始时气体压强的时达到平衡,测得此时生成尿素90g。该反应的平衡常数K=___ 。
(1)治理汽车尾气中NO和CO的一种方法是:在汽车的排气管道上安装一个催化转化装置,使NO与CO反应,产物都是空气中的主要成分。写出该反应的热化学方程式
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+179.5kJ/mol
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-112.3kJ/mol
③NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234kJ/mol
(2)已知植物光合作用发生的反应如下:
6CO2(g)+6H2O(l)C6H12O6(s)+6O2(g)△H=+669.62 kJ/mol
该反应达到化学平衡后,若改变下列条件,CO2转化率增大的是
a.增大CO2的浓度b.取走一半C6H12O6c.加入催化剂d.适当升高温度
(3)N2O5的分解反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),由实验测得在67℃时N2O5的浓度随时间的变化如下:
时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
C(N2O5)/(mol·L-1) | 1.00 | 0.71 | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.17 |
(4)新的研究表明,可以将CO2转化为炭黑进行回收利用,反应原理如图所示。
①在转化过程中起催化作用的物质是
②写出总反应的化学方程式
(5)工业上以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2),反应的化学方程式如下:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)
根据上述反应,填写下列空白
①已知该反应可以自发进行,则△H
②一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比=x,如图是x与CO2的平衡转化率(α)的关系。α随着x增大而增大的原因是
③一定温度下,在3L定容密闭容器中充入NH3和CO2,若x=2,当反应后气体压强变为起始时气体压强的时达到平衡,测得此时生成尿素90g。该反应的平衡常数K=
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(0.4)
解题方法
【推荐2】(1)4克硫粉完全燃烧时放出37kJ热量,该反应的热化学方程式是:________ ;
(2)0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5千焦热量,其热化学方程式是____________________ ,又已知:H2O(g) == H2O(l);ΔH=-44kJ/mol,则11.2升(标准状况下)乙硼烷完全燃烧时生成气态水时放出的热量为______________ 千焦;
(3)发射卫星用N2H4为燃料,NO2为氧化剂,反应生成N2和水蒸气,已知:
N2(g)+2O2(g) == 2NO2(g),ΔH1=+67.7kJ/mol
N2H4(g)+O2(g) == N2(g)+2H2O(g),ΔH2=-534kJ/mol
2H2(g)+O2(g) == 2H2O(g),ΔH3=-484kJ/mol
H2(g)+F2(g) == 2HF(g),ΔH4=-538kJ/mol
试写出N2H4与NO2反应的热化学方程式_____________________________ ,
写出N2H4与F2反应的热化学方程式_________________________________ 。
(2)0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5千焦热量,其热化学方程式是
(3)发射卫星用N2H4为燃料,NO2为氧化剂,反应生成N2和水蒸气,已知:
N2(g)+2O2(g) == 2NO2(g),ΔH1=+67.7kJ/mol
N2H4(g)+O2(g) == N2(g)+2H2O(g),ΔH2=-534kJ/mol
2H2(g)+O2(g) == 2H2O(g),ΔH3=-484kJ/mol
H2(g)+F2(g) == 2HF(g),ΔH4=-538kJ/mol
试写出N2H4与NO2反应的热化学方程式
写出N2H4与F2反应的热化学方程式
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(0.4)
名校
解题方法
【推荐3】“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。
(1)已知:
①CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1
②C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH=-73 kJ·mol-1
③2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH=-171 kJ·mol-1
写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式:__________________________ 。
(2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,在容积为2 L密闭容器中,充入1 mol CO2和3.25 mol H2在一定条件下发生反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如右图所示:
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=________ 。
②下列措施一定不能使CO2的转化率增大的是________ 。
A.在原容器中再充入1 mol CO2 B.在原容器中再充入1 mol H2
C.在原容器中充入1 mol氦气 D.使用更有效的催化剂
E.缩小容器的容积 F.将水蒸气从体系中分离
(3)高温下,CO2与足量的碳在密闭容器中实现反应:C(s)+CO2(g)2CO(g)。
向容积为1 L的恒容容器中加入0.2 mol CO2,在不同温度下达到平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示。则该反应为________ (填“放热”或“吸热”)反应,某温度下,若向该平衡体系中再通入0.2 mol CO2,平衡________ (填“正向”“逆向”或“不”)移动,达到新平衡后,体系中CO的百分含量________ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)在T1时,向体积为2 L的恒容容器中充入物质的量之和为3 mol的CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数(φ)与的关系如下图所示。
①当=2时,经过5 min达到平衡,CO的转化率为0.6,则该反应的化学平衡常数K=____________ (保留一位小数)。若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4 mol,达到新平衡时H2的转化率将________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
②当=3.5时,达到平衡后,CH3OH的体积分数可能是图象中的________ (填“D”“E”或“F”)点。
(1)已知:
①CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1
②C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH=-73 kJ·mol-1
③2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH=-171 kJ·mol-1
写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式:
(2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理,在容积为2 L密闭容器中,充入1 mol CO2和3.25 mol H2在一定条件下发生反应,测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如右图所示:
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=
②下列措施一定不能使CO2的转化率增大的是
A.在原容器中再充入1 mol CO2 B.在原容器中再充入1 mol H2
C.在原容器中充入1 mol氦气 D.使用更有效的催化剂
E.缩小容器的容积 F.将水蒸气从体系中分离
(3)高温下,CO2与足量的碳在密闭容器中实现反应:C(s)+CO2(g)2CO(g)。
向容积为1 L的恒容容器中加入0.2 mol CO2,在不同温度下达到平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示。则该反应为
(4)在T1时,向体积为2 L的恒容容器中充入物质的量之和为3 mol的CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数(φ)与的关系如下图所示。
①当=2时,经过5 min达到平衡,CO的转化率为0.6,则该反应的化学平衡常数K=
②当=3.5时,达到平衡后,CH3OH的体积分数可能是图象中的
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