燃煤烟气的脱硫脱硝是目前研究的热点。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574 kJ•mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160 kJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-44 kJ•mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l) 的热化学方程式_________ 。
(2)某科研小组研究臭氧氧化--碱吸收法同时脱除SO2和NO工艺,氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下:
反应Ⅰ:NO(g)+ O3(g) ⇌NO2(g)+O2(g) △H1 = -200.9 kJ•mol-1 Ea1 = 3.2 kJ•mol-1
反应Ⅱ:SO2(g)+ O3(g) ⇌SO3(g)+O2(g) △H2 = -241.6 kJ•mol-1 Ea2 = 58 kJ•mol-1
已知该体系中臭氧发生分解反应:2O3(g) ⇌3O2(g)。请回答:
其它条件不变,每次向容积为2L的反应器中充入含1.0 mol NO、1.0 mol SO2的模拟烟气和2.0 mol O3,改变温度,反应相同时间t后体系中NO和SO2的转化率如图所示:
①由图可知相同温度下NO的转化率远高于SO2,结合题中数据分析其可能原因_______ 。
②下列说法正确的是____________ 。
A.P点一定为平衡状态点
B.温度高于200℃后,NO和SO2的转化率随温度升高显著下降、最后几乎为零
C.其它条件不变,若缩小反应器的容积可提高NO和SO2的转化率
③假设100℃时P(NO转化率为85%)、Q(SO2转化率为30%)均为平衡点,此时反应时间为10分钟,发生分解反应的臭氧占充入臭氧总量的10%,则体系中剩余O3的物质的量是_______ mol;NO的平均反应速率为_______________ ;反应Ⅱ在此时的平衡常数为_______________ 。
(3)用电化学法模拟工业处理SO2。将硫酸工业尾气中的SO2通入如图装置(电极均为惰性材料)进行实验,可用于制备硫酸,同时获得电能:
①M极发生的电极反应式为____________ 。
②当外电路通过0.2 mol电子时,质子交换膜左侧的溶液质量_____ (填“增大”或“减小”)_______ 克。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574 kJ•mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160 kJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-44 kJ•mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l) 的热化学方程式
(2)某科研小组研究臭氧氧化--碱吸收法同时脱除SO2和NO工艺,氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下:
反应Ⅰ:NO(g)+ O3(g) ⇌NO2(g)+O2(g) △H1 = -200.9 kJ•mol-1 Ea1 = 3.2 kJ•mol-1
反应Ⅱ:SO2(g)+ O3(g) ⇌SO3(g)+O2(g) △H2 = -241.6 kJ•mol-1 Ea2 = 58 kJ•mol-1
已知该体系中臭氧发生分解反应:2O3(g) ⇌3O2(g)。请回答:
其它条件不变,每次向容积为2L的反应器中充入含1.0 mol NO、1.0 mol SO2的模拟烟气和2.0 mol O3,改变温度,反应相同时间t后体系中NO和SO2的转化率如图所示:
①由图可知相同温度下NO的转化率远高于SO2,结合题中数据分析其可能原因
②下列说法正确的是
A.P点一定为平衡状态点
B.温度高于200℃后,NO和SO2的转化率随温度升高显著下降、最后几乎为零
C.其它条件不变,若缩小反应器的容积可提高NO和SO2的转化率
③假设100℃时P(NO转化率为85%)、Q(SO2转化率为30%)均为平衡点,此时反应时间为10分钟,发生分解反应的臭氧占充入臭氧总量的10%,则体系中剩余O3的物质的量是
(3)用电化学法模拟工业处理SO2。将硫酸工业尾气中的SO2通入如图装置(电极均为惰性材料)进行实验,可用于制备硫酸,同时获得电能:
①M极发生的电极反应式为
②当外电路通过0.2 mol电子时,质子交换膜左侧的溶液质量
更新时间:2019-11-20 09:39:08
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【推荐1】将甘油(C3H8O3)转化成高附加值产品是当前热点研究方向,甘油和水蒸气经催化重整可制得氢气,反应主要过程如下:
反应Ⅰ: C3H8O3(l)+3H2O(g)3CO2(g)+7H2(g) ΔH1
反应Ⅱ: 2C3H8O3(l)+3O2(g)⇌6CO2(g)+8H2(g) ΔH2=a kJ·mol-1
反应Ⅲ: 2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(g) ΔH3=b kJ·mol-1
(1)ΔH1=__________ 。
(2)酸性条件下,甘油可在纳米TiO2Pt复合膜阳极上转化为甘油醛(C3H6O3),该电极方程式为________________________________ 。
(3)硝化甘油(C3H5O9N3)是治疗心绞痛的速效药,也可用作开采矿物的炸药。
①硝化甘油能治疗心绞痛的原理是在人体中释放NO,实验室中也可通过干法制备NO,方程式为3KNO2+KNO3+Cr2O32K2CrO4+4NO↑。若有1 mol NO生成,则被KNO3氧化的Cr2O3的物质的量为________ mol。
②硝化甘油爆炸时会彻底分解为N2、O2、CO2和H2O,反应的化学方程式为__________________________________________ 。
(4)①反应Ⅰ制备H2时的副产物很多,主要有CH4、C2H4等,生产过程中必须采取措施抑制副产物产生,目的是__________________________________________________________ 。
②为了有效提高反应Ⅰ氢气的产率,研究人员还采用CaO吸附增强制氢的方法。如图1所示,请分析加入CaO提高氢气产率的原因_________________________________________ 。
(5)高效的催化剂是这种制氢方法能大规模应用的重要因素。图2为三种不同催化剂在一段时间内与甘油转化率的关系,则Ni/SiC催化剂的优点是________________________________________________________________________ 。
反应Ⅰ: C3H8O3(l)+3H2O(g)3CO2(g)+7H2(g) ΔH1
反应Ⅱ: 2C3H8O3(l)+3O2(g)⇌6CO2(g)+8H2(g) ΔH2=a kJ·mol-1
反应Ⅲ: 2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(g) ΔH3=b kJ·mol-1
(1)ΔH1=
(2)酸性条件下,甘油可在纳米TiO2Pt复合膜阳极上转化为甘油醛(C3H6O3),该电极方程式为
(3)硝化甘油(C3H5O9N3)是治疗心绞痛的速效药,也可用作开采矿物的炸药。
①硝化甘油能治疗心绞痛的原理是在人体中释放NO,实验室中也可通过干法制备NO,方程式为3KNO2+KNO3+Cr2O32K2CrO4+4NO↑。若有1 mol NO生成,则被KNO3氧化的Cr2O3的物质的量为
②硝化甘油爆炸时会彻底分解为N2、O2、CO2和H2O,反应的化学方程式为
(4)①反应Ⅰ制备H2时的副产物很多,主要有CH4、C2H4等,生产过程中必须采取措施抑制副产物产生,目的是
②为了有效提高反应Ⅰ氢气的产率,研究人员还采用CaO吸附增强制氢的方法。如图1所示,请分析加入CaO提高氢气产率的原因
(5)高效的催化剂是这种制氢方法能大规模应用的重要因素。图2为三种不同催化剂在一段时间内与甘油转化率的关系,则Ni/SiC催化剂的优点是
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解题方法
【推荐2】目前,汽车尾气系统中均安装了催化转化器。在催化转化器中,汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下发生反应:
(1)已知:①
②
则_______ kJ/mol。
(2)将CO和NO以一定流速通过两种不同的催化剂发生反应,相同时间内测量逸出气体中的含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果下图所示。
①a点的_______ b点的(填“>”“<”或“=”)。
②c点_______ (填“是”或“否”)一定是平衡状态,理由是_______ 。
③研究表明氧气的存在对于NO的还原有抑制作用,原因是_______ 。
(3)对于反应,实验测得:,,、分别是正、逆反应速率常数,且只是温度的函数。下列说法中正确的是_______ 。
A.反应余热可以进入温差发电器为电能汽车提供动力
B.使用不同的催化剂反应的活化能随之改变
C.其他条件不变,随1/T增大而增大
(4)T℃,将2molNO(g)和2molCO(g)通入体积为1L的恒容密闭容器发生上述反应,时达到平衡,测得反应过程中CO的转化率与时间的关系如下图,则a点处对应的_______ 。
(1)已知:①
②
则
(2)将CO和NO以一定流速通过两种不同的催化剂发生反应,相同时间内测量逸出气体中的含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果下图所示。
①a点的
②c点
③研究表明氧气的存在对于NO的还原有抑制作用,原因是
(3)对于反应,实验测得:,,、分别是正、逆反应速率常数,且只是温度的函数。下列说法中正确的是
A.反应余热可以进入温差发电器为电能汽车提供动力
B.使用不同的催化剂反应的活化能随之改变
C.其他条件不变,随1/T增大而增大
(4)T℃,将2molNO(g)和2molCO(g)通入体积为1L的恒容密闭容器发生上述反应,时达到平衡,测得反应过程中CO的转化率与时间的关系如下图,则a点处对应的
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【推荐3】以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)反应I、II的1nK(K代表化学平衡常数)随(温度的倒数)的变化如图所示。据图判断,升高温度时,反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的化学平衡常数将___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,若在恒温恒压下充入氦气,反应Ⅱ的平衡将___________ (填“正向”“逆向”或“不”)移动;若将反应体系体积压缩至原来一半,重新达到平衡时两反应所需时间tI___________ tII(填“>”“<”或“=”)。
(3)恒压条件下,将CO2和H2按体积比1:3混合,初始压强为P0,在不同催化剂作用下发生反应I和反应Ⅱ,在相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图。
已知:CH3OH的选择性=
①在上述条件下合成甲醇的工业条件是___________ 。
A.210℃ B.230℃ C.催化剂CZT D.催化剂CZ(Zr—1)T
②在230℃以上,升高温度CO2的转化率增大,但甲醇的产率降低,原因是___________ 。
③已知反应Ⅱ的速率方程可表示为,,其中分别为正、逆反应的速率常数,1gk与的关系如图所示,①、②、③、④四条斜线中,表示1gk正的是___________ ;230℃下,图中A、B、C、D点的纵坐标分别为,达到平衡时,测得体系中,以物质的分压表示的反应I的平衡常数___________ 。(已知:10-0.48=0.33,10-0.52=0.30)
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)反应I、II的1nK(K代表化学平衡常数)随(温度的倒数)的变化如图所示。据图判断,升高温度时,反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的化学平衡常数将
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,若在恒温恒压下充入氦气,反应Ⅱ的平衡将
(3)恒压条件下,将CO2和H2按体积比1:3混合,初始压强为P0,在不同催化剂作用下发生反应I和反应Ⅱ,在相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图。
已知:CH3OH的选择性=
①在上述条件下合成甲醇的工业条件是
A.210℃ B.230℃ C.催化剂CZT D.催化剂CZ(Zr—1)T
②在230℃以上,升高温度CO2的转化率增大,但甲醇的产率降低,原因是
③已知反应Ⅱ的速率方程可表示为,,其中分别为正、逆反应的速率常数,1gk与的关系如图所示,①、②、③、④四条斜线中,表示1gk正的是
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【推荐1】我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。CO2捕获与CO2重整是CO2利用的研究热点。其中CH4与CO2重整反应体系主要涉及以下反应:
a.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H1
b.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
c.CH4(g)C(s)+2H2(g) △H3
d.2CO(g)CO2(g)+C(s) △H4
e.CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) △H5
(1)根据盖斯定律,反应a的△H1=_______ (写出一个代数式即可)。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_______。
(3)雨水中含有来自大气的CO2,溶于水中的CO2会进一步和水反应,发生电离:
①CO2(g)CO2(aq)
②CO2(aq)+H2O(l)H+(aq)+(aq)
25°C时,反应②的平衡常数为K2。溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数),比例系数为ymol·L-1kPa-1,当大气压强为pkPa,大气中CO2(g)的物质的量分数为x时,溶液中H+浓度为_______ mol·L-1(写出表达式,考虑水的电离,忽略的电离)。
(4)105°C时,将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容容器中,存在如下平衡:2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)。上述反应达平衡时体系的总压为46kPa.保持温度不变,开始时在体系中先通入一定量的CO2(g),再加入足量MHCO3(s),欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa,CO2(g)的初始压强应大于_______ kPa。
(5)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为_______ (写离子符号);若所得溶液c():c()=2:1,溶液pH=_______ 。(室温下,H2CO3的K1=4×10-7;K2=5×10-11)
(6)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。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,其原因是_______ 。
a.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H1
b.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
c.CH4(g)C(s)+2H2(g) △H3
d.2CO(g)CO2(g)+C(s) △H4
e.CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) △H5
(1)根据盖斯定律,反应a的△H1=
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_______。
A.增大CO2与CH4的浓度,反应a、b、c的正反应速率都增加 |
B.移去部分C(s),反应c、d、e的平衡均向右移动 |
C.加入反应a的催化剂,可提高CH4的平衡转化率 |
D.降低反应温度,反应a~e的正、逆反应速率都减小 |
①CO2(g)CO2(aq)
②CO2(aq)+H2O(l)H+(aq)+(aq)
25°C时,反应②的平衡常数为K2。溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数),比例系数为ymol·L-1kPa-1,当大气压强为pkPa,大气中CO2(g)的物质的量分数为x时,溶液中H+浓度为
(4)105°C时,将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容容器中,存在如下平衡:2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)。上述反应达平衡时体系的总压为46kPa.保持温度不变,开始时在体系中先通入一定量的CO2(g),再加入足量MHCO3(s),欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa,CO2(g)的初始压强应大于
(5)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为
(6)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。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,其原因是
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【推荐2】尽管NOx、SO2、CO都是有毒气体,但是它们在生产、医学领域中都有重要应用。合理利用或转化CO、NOx等污染性气体是人们共同关注的课题。回答下列问题:
(1)已知:①CO(g)+ H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H=-41.0kJ·mol-1
②N2(g)+ O2(g)=2NO(g) H=+ 180.0kJ· mol-1
③H2(g)+ O2 (g)=H2O(g) H=- 241.8kJ·mol-l
CO和NO按一定比例混合,在适当催化剂作用下可生成无毒气体实现安全排放,该反应的热化学方程式为___________ 。
(2)利用NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时对NO、SO2进行氧化得到硝酸和硫酸而除去。在温度一定时,、 溶液pH对脱硫脱硝的影响如图所示:①由图所示可知脱硫脱硝最佳条件是___________ 。
②根据图示SO2的去除率随pH的增大而增大,而NO的去除率在pH>5.5时反而减小,请解释NO去除率减小的可能原因是___________ 。
(1)已知:①CO(g)+ H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H=-41.0kJ·mol-1
②N2(g)+ O2(g)=2NO(g) H=+ 180.0kJ· mol-1
③H2(g)+ O2 (g)=H2O(g) H=- 241.8kJ·mol-l
CO和NO按一定比例混合,在适当催化剂作用下可生成无毒气体实现安全排放,该反应的热化学方程式为
(2)利用NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时对NO、SO2进行氧化得到硝酸和硫酸而除去。在温度一定时,、 溶液pH对脱硫脱硝的影响如图所示:①由图所示可知脱硫脱硝最佳条件是
②根据图示SO2的去除率随pH的增大而增大,而NO的去除率在pH>5.5时反而减小,请解释NO去除率减小的可能原因是
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【推荐3】I、的资源化可以推动经济高质量发展和生态环境质量的持续改善,回答下列问题:
(1)和都是主要的温室气体。发生催化重整反应
已知时,相关物质的燃烧热数据如下表:
反应的___________
(2)在恒温恒容装置中通入等体积和,发生上述反应,起始压强为p,的平衡转化率为。达平衡时,容器内总压为___________ 。该反应的平衡常数___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压×物质的量分数,用、表达,并化为最简式)。
(1)和都是主要的温室气体。发生催化重整反应
已知时,相关物质的燃烧热数据如下表:
物质 | |||
燃烧热 |
(2)在恒温恒容装置中通入等体积和,发生上述反应,起始压强为p,的平衡转化率为。达平衡时,容器内总压为
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【推荐1】合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破,研究表明液氨是一种良好的储氢物质。
(1) 氨气分解反应的热化学方程式如下:2NH3(g) N2(g)+3H2(g) ΔH
若:N≡N键、H-H键和N-H键的键能分别记作a、b和c(单位:kJ·mol−1)则上述反应的ΔH=________ kJ·mol−1。
(2) 研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。下表为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率(mmol·min−1)。
①不同催化剂存在下,氨气分解反应活化能最大的是________ (填写催化剂的化学式)。
②温度为T,在一体积固定的密闭容器中加入2 mol NH3,此时压强为P0,用Ru催化氨气分解,若平衡时氨气分解的转化率为50%,则该温度下反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=________ 。[已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数]
(3) 关于合成氨工艺的理解,下列正确的是________ 。
A.合成氨工业常采用的反应温度为500℃左右,可用勒夏特列原理解释
B.使用初始反应速率更快的催化剂Ru,不能提高平衡时NH3的产量苇
C.合成氨工业采用10 MPa~30 MPa,是因常压下N2和H2的转化率不高
D.采用冷水降温的方法可将合成后混合气体中的氨液化
(4) 在1 L 1 mol·L−1的盐酸中缓缓通入2 mol氨气,请在图中画出溶液中水电离出的OH−浓度随氨气通入变化的趋势图。______________________________
(5) 电化学法也可合成氨。下图是用低温固体质子导体作为电解质,用Pt−C3N4作阴极催化剂电解H2(g)和N2(g)合成NH3的原理示意图:
①Pt−C3N4电极反应产生NH3的电极反应式________ 。
②实验研究表明,当外加电压超过一定值以后,发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小,分析其可能原因________ 。
(1) 氨气分解反应的热化学方程式如下:2NH3(g) N2(g)+3H2(g) ΔH
若:N≡N键、H-H键和N-H键的键能分别记作a、b和c(单位:kJ·mol−1)则上述反应的ΔH=
(2) 研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。下表为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率(mmol·min−1)。
催化剂 | Ru | Rh | Ni | Pt | Pd | Fe |
初始速率 | 7.9 | 4.0 | 3.0 | 2.2 | 1.8 | 0.5 |
①不同催化剂存在下,氨气分解反应活化能最大的是
②温度为T,在一体积固定的密闭容器中加入2 mol NH3,此时压强为P0,用Ru催化氨气分解,若平衡时氨气分解的转化率为50%,则该温度下反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=
(3) 关于合成氨工艺的理解,下列正确的是
A.合成氨工业常采用的反应温度为500℃左右,可用勒夏特列原理解释
B.使用初始反应速率更快的催化剂Ru,不能提高平衡时NH3的产量苇
C.合成氨工业采用10 MPa~30 MPa,是因常压下N2和H2的转化率不高
D.采用冷水降温的方法可将合成后混合气体中的氨液化
(4) 在1 L 1 mol·L−1的盐酸中缓缓通入2 mol氨气,请在图中画出溶液中水电离出的OH−浓度随氨气通入变化的趋势图。
(5) 电化学法也可合成氨。下图是用低温固体质子导体作为电解质,用Pt−C3N4作阴极催化剂电解H2(g)和N2(g)合成NH3的原理示意图:
①Pt−C3N4电极反应产生NH3的电极反应式
②实验研究表明,当外加电压超过一定值以后,发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小,分析其可能原因
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(0.15)
【推荐2】将甘油(C3H8O3)转化成高附加值产品是当前热点研究方向,甘油和水蒸气经催化重整可制得氢气,反应主要过程如下:
反应Ⅰ: C3H8O3(l)+3H2O(g)3CO2(g)+7H2(g) ΔH1
反应Ⅱ: 2C3H8O3(l)+3O2(g)⇌6CO2(g)+8H2(g) ΔH2=a kJ·mol-1
反应Ⅲ: 2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(g) ΔH3=b kJ·mol-1
(1)ΔH1=__________ 。
(2)酸性条件下,甘油可在纳米TiO2Pt复合膜阳极上转化为甘油醛(C3H6O3),该电极方程式为________________________________ 。
(3)硝化甘油(C3H5O9N3)是治疗心绞痛的速效药,也可用作开采矿物的炸药。
①硝化甘油能治疗心绞痛的原理是在人体中释放NO,实验室中也可通过干法制备NO,方程式为3KNO2+KNO3+Cr2O32K2CrO4+4NO↑。若有1 mol NO生成,则被KNO3氧化的Cr2O3的物质的量为________ mol。
②硝化甘油爆炸时会彻底分解为N2、O2、CO2和H2O,反应的化学方程式为__________________________________________ 。
(4)①反应Ⅰ制备H2时的副产物很多,主要有CH4、C2H4等,生产过程中必须采取措施抑制副产物产生,目的是__________________________________________________________ 。
②为了有效提高反应Ⅰ氢气的产率,研究人员还采用CaO吸附增强制氢的方法。如图1所示,请分析加入CaO提高氢气产率的原因_________________________________________ 。
(5)高效的催化剂是这种制氢方法能大规模应用的重要因素。图2为三种不同催化剂在一段时间内与甘油转化率的关系,则Ni/SiC催化剂的优点是________________________________________________________________________ 。
反应Ⅰ: C3H8O3(l)+3H2O(g)3CO2(g)+7H2(g) ΔH1
反应Ⅱ: 2C3H8O3(l)+3O2(g)⇌6CO2(g)+8H2(g) ΔH2=a kJ·mol-1
反应Ⅲ: 2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(g) ΔH3=b kJ·mol-1
(1)ΔH1=
(2)酸性条件下,甘油可在纳米TiO2Pt复合膜阳极上转化为甘油醛(C3H6O3),该电极方程式为
(3)硝化甘油(C3H5O9N3)是治疗心绞痛的速效药,也可用作开采矿物的炸药。
①硝化甘油能治疗心绞痛的原理是在人体中释放NO,实验室中也可通过干法制备NO,方程式为3KNO2+KNO3+Cr2O32K2CrO4+4NO↑。若有1 mol NO生成,则被KNO3氧化的Cr2O3的物质的量为
②硝化甘油爆炸时会彻底分解为N2、O2、CO2和H2O,反应的化学方程式为
(4)①反应Ⅰ制备H2时的副产物很多,主要有CH4、C2H4等,生产过程中必须采取措施抑制副产物产生,目的是
②为了有效提高反应Ⅰ氢气的产率,研究人员还采用CaO吸附增强制氢的方法。如图1所示,请分析加入CaO提高氢气产率的原因
(5)高效的催化剂是这种制氢方法能大规模应用的重要因素。图2为三种不同催化剂在一段时间内与甘油转化率的关系,则Ni/SiC催化剂的优点是
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【推荐3】锌及其化合物用途广泛。火法炼锌以闪锌矿(主要成分是ZnS)为主要原料,涉及的主要反应有: 2ZnS(s) + 3O2(g) = 2ZnO(s) + 2SO2(g) H1=-930 kJ·mol-1
2C(s) + O2(g) = 2CO(g) H2=-221 kJ·mol-1
ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2(g) H3= +198 kJ·mol-1
(1)反应ZnS(s) + C(s) + 2O2(g) =Zn(g) + CO2(g) + SO2(g)的H4=________ kJ·mol-1。
反应中生成的CO2与NH3混合,在一定条件下反应合成尿素:
若该反应在一恒温、恒容密闭容器内进行,判断反应达到平衡状态的标志是________ 。
a.CO2与H2O(g)浓度相等 b.容器中气体的压强不再改变
c.2v(NH3)正 = v(H2O)逆 d.容器中混合气体的密度不再改变
(2)硫酸锌可广泛用作印染媒染剂和木材防腐剂。ZnSO4受热分解过程中各物质物质的量随温度变化关系如图所示。
① 写出700℃~980℃时发生反应的化学方程式:_______ ,物质B的化学式是______ 。
② 硫酸锌分解生成的SO2经下图中的两个循环可分别得到S和H2SO4。写出循环I中反应2的化学方程式:______ ;循环II中电解过程阳极反应式是________ 。
2C(s) + O2(g) = 2CO(g) H2=-221 kJ·mol-1
ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2(g) H3= +198 kJ·mol-1
(1)反应ZnS(s) + C(s) + 2O2(g) =Zn(g) + CO2(g) + SO2(g)的H4=
反应中生成的CO2与NH3混合,在一定条件下反应合成尿素:
若该反应在一恒温、恒容密闭容器内进行,判断反应达到平衡状态的标志是
a.CO2与H2O(g)浓度相等 b.容器中气体的压强不再改变
c.2v(NH3)正 = v(H2O)逆 d.容器中混合气体的密度不再改变
(2)硫酸锌可广泛用作印染媒染剂和木材防腐剂。ZnSO4受热分解过程中各物质物质的量随温度变化关系如图所示。
① 写出700℃~980℃时发生反应的化学方程式:
② 硫酸锌分解生成的SO2经下图中的两个循环可分别得到S和H2SO4。写出循环I中反应2的化学方程式:
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【推荐1】硫酸铅(PbSO4)广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。利用方铅矿精矿(PbS)直接制备硫酸铅粉末的流程如下:
已知:(ⅰ)PbCl2(s)+2Cl-(aq) (aq) △H>0
(ⅱ)Ksp(PbSO4)=1.08×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5
(ⅲ)Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、7.04
(1)步骤Ⅰ中FeCl3溶液与PbS反应生成PbCl2和S的离子方程式为_____________________ ,步骤Ⅰ中另一个反应是H2O2与FeCl2、盐酸反应生成FeCl3,实现FeCl3的重复利用,其离子方程式为__________ ,加入盐酸的另一个目的是为了控制pH在0.5~1.0,原因是_____________________________ 。
(2)用化学平衡移动的原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因___________________________ 。
(3)写出PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀的离子方程式__________________________________ 。
(4)滤液3是_______________ 。
(5)铅蓄电池的电解液是稀硫酸(22%~28%),充电后两个电极上沉积的PbSO4分别转化为PbO2和Pb,铅蓄电池充电时阴极的电极反应式为________________________________ 。
已知:(ⅰ)PbCl2(s)+2Cl-(aq) (aq) △H>0
(ⅱ)Ksp(PbSO4)=1.08×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5
(ⅲ)Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、7.04
(1)步骤Ⅰ中FeCl3溶液与PbS反应生成PbCl2和S的离子方程式为
(2)用化学平衡移动的原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因
(3)写出PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀的离子方程式
(4)滤液3是
(5)铅蓄电池的电解液是稀硫酸(22%~28%),充电后两个电极上沉积的PbSO4分别转化为PbO2和Pb,铅蓄电池充电时阴极的电极反应式为
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(0.15)
解题方法
【推荐2】含氮化合物的研发与绿色反展、经济可持续发展有着密切关联。
(1)氨是一种重要化工原料。合成氨原料气H2,可用天然气为原料制得,有关反应能量变化如下图所示。
则用CH4(g)和H2O(g)反应制得H2(g)和CO(g)的热化学方程式为:_______ 。
(2)氮的氧化物有着广泛用途,又是环境的污染物。
(i)在150℃时,将0.4mol NO2气体充入体积为2L的真空密闭容器中,发生反应:2NO2(g) N2O4(g)。
每隔一定时间测定容器内各物质的物质的量,数据如下表:
①当反应在1500C达到平衡时,该反应平衡常数K=________ 。(填数值)
②若最初通入N2O4,在相同条件下达到平衡时,各物质浓度仍然相同,则N2O4的起始浓度应为_______ 。
(ii)氨氧化制HNO3的尾气中含有NO和NO2,且n(NO):n(NO2) =1:1,可用尿素溶液除去,其作用原理是:NO2和NO与水反应生成亚硝酸,亚硝酸再与尿素反应生成对环境无污染的物质。若用1mol尿素吸收该尾气,则能吸收氮氧化物_______ g。
(3)氨气,CO2在一定条件下可合成尿素,其反应为:2NH3(g)+CO2(g)==CO( NH2)2(s)+H2O(g)
右图表示合成塔中氨碳比a与CO2转化率ω的关系。a为[n(NH3)/n(CO2)],b为水碳比[n(H2O)/n(CO2)]。则:①b应控制在________ ;
A.1.5. 1.6 B.1~1.1 C.0.6~0.7
②a应控制在4.0的理由是_______ 。
(1)氨是一种重要化工原料。合成氨原料气H2,可用天然气为原料制得,有关反应能量变化如下图所示。
则用CH4(g)和H2O(g)反应制得H2(g)和CO(g)的热化学方程式为:
(2)氮的氧化物有着广泛用途,又是环境的污染物。
(i)在150℃时,将0.4mol NO2气体充入体积为2L的真空密闭容器中,发生反应:2NO2(g) N2O4(g)。
每隔一定时间测定容器内各物质的物质的量,数据如下表:
时间 | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
n(NO2)/mol | 0.40 | n1 | 0.26 | n3 | n4 |
n(N2O4)/mol | 0 | 0.05 | n2 | 0.08 | 0.08 |
①当反应在1500C达到平衡时,该反应平衡常数K=
②若最初通入N2O4,在相同条件下达到平衡时,各物质浓度仍然相同,则N2O4的起始浓度应为
(ii)氨氧化制HNO3的尾气中含有NO和NO2,且n(NO):n(NO2) =1:1,可用尿素溶液除去,其作用原理是:NO2和NO与水反应生成亚硝酸,亚硝酸再与尿素反应生成对环境无污染的物质。若用1mol尿素吸收该尾气,则能吸收氮氧化物
(3)氨气,CO2在一定条件下可合成尿素,其反应为:2NH3(g)+CO2(g)==CO( NH2)2(s)+H2O(g)
右图表示合成塔中氨碳比a与CO2转化率ω的关系。a为[n(NH3)/n(CO2)],b为水碳比[n(H2O)/n(CO2)]。则:①b应控制在
A.1.5. 1.6 B.1~1.1 C.0.6~0.7
②a应控制在4.0的理由是
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解题方法
【推荐3】乙基环己烷常用作气相色谱对比样品,也用于有机合成。
(1)乙基环己烷(C8H16)脱氢制苯乙炔(C8H6)的热化学方程式如下:
①C8H16(l)C8H10(l)+3H2(g) ΔH1>0
②C8H10(l)C8H6(l)+2H2(g) ΔH2=a kJ·mol-1
③C8H6(l)+5H2(g)C8H16(l) ΔH3=b kJ·mol-1
则反应①的ΔH1为__________ (用含a、b的代数式表示),有利于提高上述反应①的平衡转化率的条件是____ (填字母)。
A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压
(2)不同压强和温度下乙基环己烷的平衡转化率如下图所示。
①在相同压强下升高温度,未达到新平衡前,v正____ (填“大于”“小于”或“等于”)v逆。
②研究表明,既升高温度又增大压强,C8H16(l)的转化率也升高,理由可能是____ 。
(3)t ℃,向恒容密闭反应器中充入1.00 mol C8H16(l)进行催化脱氢,测得液态C8H10(l)和C8H6(l)的产率x1和x2(以物质的量分数计)随时间变化关系如下图所示。
①在8 h时,反应体系内氢气的量为_____ mol(忽略其他副反应),液态C8H16(l)的转化率是_________ 。
②x1显著低于x2的原因是_____________ 。
(1)乙基环己烷(C8H16)脱氢制苯乙炔(C8H6)的热化学方程式如下:
①C8H16(l)C8H10(l)+3H2(g) ΔH1>0
②C8H10(l)C8H6(l)+2H2(g) ΔH2=a kJ·mol-1
③C8H6(l)+5H2(g)C8H16(l) ΔH3=b kJ·mol-1
则反应①的ΔH1为
A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压
(2)不同压强和温度下乙基环己烷的平衡转化率如下图所示。
①在相同压强下升高温度,未达到新平衡前,v正
②研究表明,既升高温度又增大压强,C8H16(l)的转化率也升高,理由可能是
(3)t ℃,向恒容密闭反应器中充入1.00 mol C8H16(l)进行催化脱氢,测得液态C8H10(l)和C8H6(l)的产率x1和x2(以物质的量分数计)随时间变化关系如下图所示。
①在8 h时,反应体系内氢气的量为
②x1显著低于x2的原因是
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