德国化学家哈伯(F. Haber, 1868-1930)发明的合成氨技术使大气中的氮气变成了生产氮肥的永不枯竭的廉价来源,从而使农业生产依赖土壤的程度减弱,解决了地球上因粮食不足导致的饥饿和死亡问题。因此这位解救世界粮食危机的化学天才获得了1918年诺贝尔化学奖。现在我们在实验室模拟工业制氨的过程,以探究外界条件对平衡的影响。
查阅资料,获得以下键能数据:
(1)计算工业合成氨反应的反应热:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=________ kJ/mol
(2)一定温度下,向一个恒压容器中充入N20.6mol,H20.5mol,在一定温度下进行反应:N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g),达到平衡时,N2的转化率为,此时容器的体积为1L。
该温度时容器中平衡体系的平衡常数是______________ 。
(3)合成氨工业会产生大量副产物CO2,工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法K2CO3溶液再生,其装置如图所示:
①在阳极区发生的反应包括____________________ 和H++HCO3- ═H2O+CO2↑。
②简述CO32-在阴极区再生的原理__________ 。
③再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇,工业上利用该反应合成甲醇。
已知:25 ℃,101 KPa下:
2H2(g)+ O2(g)═2H2O(g) Δ H1═-484kJ/mol
2CH3OH(g)+ 3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g) Δ H2═-1352kJ/mol
写出CO2和H2生成CH3OH(g)和H2O(g)的热化学方程式__________ 。
查阅资料,获得以下键能数据:
化学键 | N≡N | H-H | N-H |
键能/(kJ/mol) | 946 | 436 | 391 |
(1)计算工业合成氨反应的反应热:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=
(2)一定温度下,向一个恒压容器中充入N20.6mol,H20.5mol,在一定温度下进行反应:N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g),达到平衡时,N2的转化率为,此时容器的体积为1L。
该温度时容器中平衡体系的平衡常数是
(3)合成氨工业会产生大量副产物CO2,工业上常用高浓度的K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法K2CO3溶液再生,其装置如图所示:
①在阳极区发生的反应包括
②简述CO32-在阴极区再生的原理
③再生装置中产生的CO2和H2在一定条件下反应生成甲醇,工业上利用该反应合成甲醇。
已知:25 ℃,101 KPa下:
2H2(g)+ O2(g)═2H2O(g) Δ H1═-484kJ/mol
2CH3OH(g)+ 3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g) Δ H2═-1352kJ/mol
写出CO2和H2生成CH3OH(g)和H2O(g)的热化学方程式
更新时间:2019-12-06 18:40:39
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【推荐1】NO、NO2是空气中的污染物,将NO、NO2转化为N2(g)是化学工作者的重要研究课题,回答下列问题:
(1)已知反应Ⅰ: △H1=-180.5 kJ/mol
反应Ⅱ: △H2=+566 kJ/mol
反应Ⅲ: △H3=-1200 kJ/mol
则反应Ⅳ: △H4=___________ kJ/mol。
(2)已知NO和O2经反应a和反应b转化为NO2,其能量随反应进程的变化如图所示。
反应a: K1
反应b: K2
下列说法正确的是___________ (填标号)。
A.反应b的速率大小决定了NO2(g)的生成速率
B.2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常数K=K1+K2
C.从热力学角度分析,2NO(g)+O2(g)2NO2(g)能自发进行的原因是熵变的影响大于焓变的影响
(3)已知 。T℃时,将一定量的NO2(g)、N2O4(g)充入一个容积为2 L的恒容密闭容器中,各物质浓度随时间变化的关系如下表所示:
①下列说法可以说明反应达到平衡状态的是___________ (填标号)。
A.混合气体的密度不再发生变化
B.NO2的体积分数不再发生变化
C.
D.混合气体的颜色不再发生变化
②5min时,v正(NO2)___________ (填“>”或“<”)v逆(NO2);0~10 min内,v(N2O4)___________ mol/(L·min);N2O4的平衡转化率为___________ 。
③在该温度下,K=___________ mol/L。
(1)已知反应Ⅰ: △H1=-180.5 kJ/mol
反应Ⅱ: △H2=+566 kJ/mol
反应Ⅲ: △H3=-1200 kJ/mol
则反应Ⅳ: △H4=
(2)已知NO和O2经反应a和反应b转化为NO2,其能量随反应进程的变化如图所示。
反应a: K1
反应b: K2
下列说法正确的是
A.反应b的速率大小决定了NO2(g)的生成速率
B.2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常数K=K1+K2
C.从热力学角度分析,2NO(g)+O2(g)2NO2(g)能自发进行的原因是熵变的影响大于焓变的影响
(3)已知 。T℃时,将一定量的NO2(g)、N2O4(g)充入一个容积为2 L的恒容密闭容器中,各物质浓度随时间变化的关系如下表所示:
时间/min | 0 | 5 | 10 | 20 | 50 |
c(NO2)/(mol/L) | 0.2 | c | 0.6 | 0.7 | 0.7 |
c(N2O4)/(mol/L) | 0.6 | c | 0.4 | 0.35 | 0.35 |
A.混合气体的密度不再发生变化
B.NO2的体积分数不再发生变化
C.
D.混合气体的颜色不再发生变化
②5min时,v正(NO2)
③在该温度下,K=
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【推荐2】Cu2O是一种半导体材料,同时纳米级Cu2O又具有优良的催化性能。
(1)用炭粉在高温条件下还原CuO可得到Cu2O,已知:
2Cu(s)+O2(g)=Cu2O(s) △H=−169kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO(g) △H=−110.5kJ/mol
Cu(s)+O2(g)=CuO(s) △H=−157kJ/mol
则该反应的热化学方程式为_______________ 。
(2)利用电解装置也可以制取Cu2O。
①铜是_______ 极,其电极反应式为_______ 。
②电池的总反应为_______ 。
③石墨电极附近的pH_______ 。(增大、减小、不变)
④当电路中有0.1mol电子通过时,生成Cu2O_______ g。
(1)用炭粉在高温条件下还原CuO可得到Cu2O,已知:
2Cu(s)+O2(g)=Cu2O(s) △H=−169kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO(g) △H=−110.5kJ/mol
Cu(s)+O2(g)=CuO(s) △H=−157kJ/mol
则该反应的热化学方程式为
(2)利用电解装置也可以制取Cu2O。
①铜是
②电池的总反应为
③石墨电极附近的pH
④当电路中有0.1mol电子通过时,生成Cu2O
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【推荐3】煤燃烧后的主要产物是CO、CO2。
(1)已知: ①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H1=+131.3kJ·mol-1
②C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H2=+90.0kJ·mol-1
③CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(g) △H3=________ 。
⑵以CO2为原料可制备甲醇:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g) + H2O(g) △H =-49.0 kJ·mol-1,向1 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO2 (g)和3 mol H2(g),测得CO2 (g)和CH3OH(g)浓度随时间的变化如图1所示。
①0〜8 min内,以氢气表示的平均反应速率v(H2)=_____ mol • L-1• min-1。
②在一定条件下,体系中CO2的平衡转化率(a)与L和X的关系如图2所示,L和X分别表示温度或压强。X表示的物理量是______ (填“温度”或“压强”),L1____ (填“〉”或“ <”)L2。
(3)向一体积为20 L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2发生反应:2 CO2(g)⇌2CO(g)+ O2 (g),在不同温度下各物质的体积分数变化如图3所示。
1600℃时反应达到平衡,则此时反应的平衡常数K=_______ 。
(1)已知: ①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H1=+131.3kJ·mol-1
②C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H2=+90.0kJ·mol-1
③CO2(g)+H2(g) = CO(g)+H2O(g) △H3=
⑵以CO2为原料可制备甲醇:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g) + H2O(g) △H =-49.0 kJ·mol-1,向1 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO2 (g)和3 mol H2(g),测得CO2 (g)和CH3OH(g)浓度随时间的变化如图1所示。
①0〜8 min内,以氢气表示的平均反应速率v(H2)=
②在一定条件下,体系中CO2的平衡转化率(a)与L和X的关系如图2所示,L和X分别表示温度或压强。X表示的物理量是
(3)向一体积为20 L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2发生反应:2 CO2(g)⇌2CO(g)+ O2 (g),在不同温度下各物质的体积分数变化如图3所示。
1600℃时反应达到平衡,则此时反应的平衡常数K=
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【推荐1】请回答下列问题:
(1)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ·mol-1、497 kJ·mol-1 N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H=+180.0 kJ·mol-1.则相同条件下破坏1mol NO的化学键需要吸收的能量为___________ kJ。
(2)25℃时,pH=5的CH3COOH溶液中,由水电离出的c(H+)=___________ mol/L;往溶液中加入少量NaOH固体(不考虑温度变化),则溶液中___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)常温下,0.1 mol/L的CH3COOH溶液加水稀释过程,下列表达式的数据一定增大的是___________ 。
A.c(H+) B. C.c(H+)·c(OH-) D.
(4)常温下0.1 mol/L醋酸溶液的pH=a,下列能使溶液pH=(a+1)的措施是___________ 。
A.将溶液稀释到原体积的2倍
B.加入适量的醋酸钠固体
C.加入等体积0.2 mol·L-1盐酸
D.加少量冰醋酸
(1)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ·mol-1、497 kJ·mol-1 N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H=+180.0 kJ·mol-1.则相同条件下破坏1mol NO的化学键需要吸收的能量为
(2)25℃时,pH=5的CH3COOH溶液中,由水电离出的c(H+)=
(3)常温下,0.1 mol/L的CH3COOH溶液加水稀释过程,下列表达式的数据一定增大的是
A.c(H+) B. C.c(H+)·c(OH-) D.
(4)常温下0.1 mol/L醋酸溶液的pH=a,下列能使溶液pH=(a+1)的措施是
A.将溶液稀释到原体积的2倍
B.加入适量的醋酸钠固体
C.加入等体积0.2 mol·L-1盐酸
D.加少量冰醋酸
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【推荐2】请按要求完成下列问题。
(1)用盐酸与溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
①从实验装置上看,图中仪器a的名称___________ 。
②烧杯间填满碎泡沬塑料的作用是___________ 。
③如果用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,所求中和热___________ (填“相等、不相等”)。
④用相同浓度和体积的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,测得的中和热会___________ 。(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)
(2)①可用于汽车催化剂,汽车尾气中含有CO与NO气体,试解释产生NO的原因:___________ 。
②汽车排气管内安装了钒(V)及其化合物的催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的气体排出。已知:
尾气转化的反应之一:___________ 。
(3)如图是和反应生成和过程中能量变化示意图,请写出和反应的热化学方程式:___________ 。
(4)已知:
则:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)的反应热___________ (已知中含有。
(1)用盐酸与溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
①从实验装置上看,图中仪器a的名称
②烧杯间填满碎泡沬塑料的作用是
③如果用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,所求中和热
④用相同浓度和体积的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,测得的中和热会
(2)①可用于汽车催化剂,汽车尾气中含有CO与NO气体,试解释产生NO的原因:
②汽车排气管内安装了钒(V)及其化合物的催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的气体排出。已知:
尾气转化的反应之一:
(3)如图是和反应生成和过程中能量变化示意图,请写出和反应的热化学方程式:
(4)已知:
化学键 | Si-O | Si-Cl | H-H | H-Cl | Si-Si | Si-C |
键能/(kJ/mol) | 460 | 360 | 436 | 431 | 176 | 347 |
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【推荐3】生产、生活中的化学反应都伴随着能量的变化。回答下列问题:
(1)分子可形成单斜硫和斜方硫,转化过程如下: ,则常温下,(单斜)与(斜方)中较稳定的是______ [填“(单斜)”或“(斜方)”]
(2)丙烷()常用作运动会火炬燃料。如图是一定量丙烷完全燃烧生成和过程中的能量变化图。写出丙烷燃烧的热化学方程式:______ ,丙烷的燃烧热()为_____ 。
(3)水煤气是由和组成的混合气体,在工业上常用作燃料。已知:;。现取(标准状况)水煤气,使其完全燃烧生成和,测得反应共放热,则水煤气中与的物质的量之比是___ 。
(4)盖斯定律:不管化学过程是一步完成或分多步完成,整个过程的总热效应相同。
①反应分两步进行:
(ⅰ)
(ⅱ)
下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是___ (填字母)。
A. B. C. D.
②已知:
若将液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出的热量为___ (用含的代数式表示)。
(5)下表中的数据表示断裂化学键需消耗的能量(即键能,单位为):
热化学方程式:,则键的键能为______ 。
(1)分子可形成单斜硫和斜方硫,转化过程如下: ,则常温下,(单斜)与(斜方)中较稳定的是
(2)丙烷()常用作运动会火炬燃料。如图是一定量丙烷完全燃烧生成和过程中的能量变化图。写出丙烷燃烧的热化学方程式:
(3)水煤气是由和组成的混合气体,在工业上常用作燃料。已知:;。现取(标准状况)水煤气,使其完全燃烧生成和,测得反应共放热,则水煤气中与的物质的量之比是
(4)盖斯定律:不管化学过程是一步完成或分多步完成,整个过程的总热效应相同。
①反应分两步进行:
(ⅰ)
(ⅱ)
下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是
A. B. C. D.
②已知:
若将液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出的热量为
(5)下表中的数据表示断裂化学键需消耗的能量(即键能,单位为):
化学键 | ||
键能 | 436 | 431 |
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【推荐1】以为原料合成乙酸,是综合开发温室气体资源的新方向。回答下列问题:
I.两步法制乙酸
(1)反应不能自发进行。将该反应拆分成两个连续的步骤进行,可在高温的条件下实现上述转化,具体过程如下:
①写出第二步的化学反应方程式:___________ 。
②为增大的平衡产率,下列说法正确的是___________ (填标号)。
A.第一步反应在高温下进行,第二步反应在低温进行
B.第一步减小氢气的压强,第二步增大氢气的压强
C.其他条件不变,使用更高效的催化剂
II.催化重整间接制乙酸
用催化重整制合成气,再利用合成气制乙酸,涉及的反应如下:
反应1:
反应2:
反应3:
已知:反应1为快速平衡,可认为不受慢反应2、3的影响;
(2)在、盛有催化剂的刚性密闭容器中,分别以和或和为初始原料进行反应1。反应1达到平衡时,以和为原料,体系从环境吸热;以和为原料,体系向环境放热。忽略慢反应2、3热效应,则“反应1”的___________ 。
(3)初始条件同上。最终所有反应都达到平衡时,容器中为,为,此时的浓度为___________ (用含a、b的代数式表示,下同),反应2的平衡常数为___________ 。
(4)“反应1”的化学反应速率,k为速率常数。和时,分别保持或不变,测得速率v与、的关系如图所示:
①图可知,下列叙述正确的是___________ (填标号)。
A.a、b、c三点速率常数的大小关系为:
B.当时,
C.其他条件不变,增大,速率常数k可能增大
②若初始时按进气,且b点的速率常数为,则b点的化学反应速率___________ 。
I.两步法制乙酸
(1)反应不能自发进行。将该反应拆分成两个连续的步骤进行,可在高温的条件下实现上述转化,具体过程如下:
①写出第二步的化学反应方程式:
②为增大的平衡产率,下列说法正确的是
A.第一步反应在高温下进行,第二步反应在低温进行
B.第一步减小氢气的压强,第二步增大氢气的压强
C.其他条件不变,使用更高效的催化剂
II.催化重整间接制乙酸
用催化重整制合成气,再利用合成气制乙酸,涉及的反应如下:
反应1:
反应2:
反应3:
已知:反应1为快速平衡,可认为不受慢反应2、3的影响;
(2)在、盛有催化剂的刚性密闭容器中,分别以和或和为初始原料进行反应1。反应1达到平衡时,以和为原料,体系从环境吸热;以和为原料,体系向环境放热。忽略慢反应2、3热效应,则“反应1”的
(3)初始条件同上。最终所有反应都达到平衡时,容器中为,为,此时的浓度为
(4)“反应1”的化学反应速率,k为速率常数。和时,分别保持或不变,测得速率v与、的关系如图所示:
①图可知,下列叙述正确的是
A.a、b、c三点速率常数的大小关系为:
B.当时,
C.其他条件不变,增大,速率常数k可能增大
②若初始时按进气,且b点的速率常数为,则b点的化学反应速率
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【推荐2】温室气体的利用是当前环境和能源领域的研究热点,合理利用燃料废气中的CO2,也是实现“碳中和”的途径之一、回答下列问题:
(1)CO2与CH4重整可以同时利用两种温室气体,其工艺过程中涉及如下反应:
I.CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+ 2H2(g) ΔH1=+247.4 kJ·mol-1
II.CO2(g)+H2 (g) CO(g)+H2O(g) ΔH2
III.CH4(g)+ O2(g)CO(g)+2 H2(g) ΔH3=-35.6 kJ·mol-1
①已知: O2(g)+H2(g)= H2O(g) ∆H= -241.8 kJ·mol-1,则ΔH2=_______ kJ·mol-1
②一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1 mol CH4(g)、2mol CO2(g)、1 molH2(g)和适量O2(g),平衡时,容器中CH4(g)为a mol,CO2(g)为b mol,H2O(g)为c mol,此时CO(g)的浓度为_______ mol·L-1(用含a、b、c、V的代数式表示,下同) ,反应I的平衡常数为_______ (mol·L-1)2
(2)在催化剂作用下CO2和H2合成甲酸涉及到以下反应:
I. CO2(g)+H2 (g) HCOOH(g) ΔH1<0
II. CO2(g)+H2 (g) CO(g)+ H2O(g) ΔH2
刚性容器中CO2(g)和H2(g)按物质的量1:1投料,平衡时HCOOH和CO的选择性随温度变化如图所示
①曲线a随温度升高而下降的原因是_______ ,为同时提高CO2的平衡转化率和平衡时HCOOH的选择性,应选择的反应条件为_______ (填标号)。
A.低温、低压 B.低温、高压 C.高温、低压 D. 高温、高压
②240 °C时,容器内压强随温度的变化如表:
反应I的速率可表示为v=k·p (CO2)·p (H2) (k为常数) ,则反应在60min时v值为_______ (用含p0、 k的式子表示)。
(1)CO2与CH4重整可以同时利用两种温室气体,其工艺过程中涉及如下反应:
I.CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+ 2H2(g) ΔH1=+247.4 kJ·mol-1
II.CO2(g)+H2 (g) CO(g)+H2O(g) ΔH2
III.CH4(g)+ O2(g)CO(g)+2 H2(g) ΔH3=-35.6 kJ·mol-1
①已知: O2(g)+H2(g)= H2O(g) ∆H= -241.8 kJ·mol-1,则ΔH2=
②一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1 mol CH4(g)、2mol CO2(g)、1 molH2(g)和适量O2(g),平衡时,容器中CH4(g)为a mol,CO2(g)为b mol,H2O(g)为c mol,此时CO(g)的浓度为
(2)在催化剂作用下CO2和H2合成甲酸涉及到以下反应:
I. CO2(g)+H2 (g) HCOOH(g) ΔH1<0
II. CO2(g)+H2 (g) CO(g)+ H2O(g) ΔH2
刚性容器中CO2(g)和H2(g)按物质的量1:1投料,平衡时HCOOH和CO的选择性随温度变化如图所示
①曲线a随温度升高而下降的原因是
A.低温、低压 B.低温、高压 C.高温、低压 D. 高温、高压
②240 °C时,容器内压强随温度的变化如表:
时间/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
压强/MPa | p0 | 0.91 p0 | 0.85 p0 | 0.80 p0 | 0.80 p0 |
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【推荐3】“碳中和”引起社会的高度重视,正成为科学家研究的重要课题。CO2催化加氢合成二甲醚(CH3OCH3)涉及的反应如下:
反应Ⅰ:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ/mol
回答下列问题:
(1)二甲醚也可通过煤液化过程获得,该过程是_______ (填“物理”或“化学”)变化。
(2)已知2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH3=-205.4kJ/mol,则ΔH1=_______ 。
(3)在恒温恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,发生上述反应。下列能说明反应Ⅰ达到平衡状态的是_______ 。
a.2v正(CO2)=v逆(CH3OCH3)b.容器内气体的密度不再发生变化
c.容器内的压强不再发生变化d.容器内气体平均相对分子质量不再变化
(4)一定温度下,向体积为1L的恒容密闭容器中通入1molCO2和2molH2发生上述反应。当反应均达到平衡时,CO2的转化率为50%,CH3OCH3选择性为80%,则此时H2O(g)的浓度为_______ mol·L-1,反应Ⅱ的平衡常数为_______ 。(CH3OCH3选择性=)
(5)在恒压、CO2和H2的起始量一定时,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如下图所示。
CH3OCH3的选择性随温度升高而降低的原因是_______ 。
(6)二甲醚可用作燃料电池,若电解质溶液呈碱性,二甲醚燃料电池的负极电极反应式为_______ 。
反应Ⅰ:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ/mol
回答下列问题:
(1)二甲醚也可通过煤液化过程获得,该过程是
(2)已知2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH3=-205.4kJ/mol,则ΔH1=
(3)在恒温恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,发生上述反应。下列能说明反应Ⅰ达到平衡状态的是
a.2v正(CO2)=v逆(CH3OCH3)b.容器内气体的密度不再发生变化
c.容器内的压强不再发生变化d.容器内气体平均相对分子质量不再变化
(4)一定温度下,向体积为1L的恒容密闭容器中通入1molCO2和2molH2发生上述反应。当反应均达到平衡时,CO2的转化率为50%,CH3OCH3选择性为80%,则此时H2O(g)的浓度为
(5)在恒压、CO2和H2的起始量一定时,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如下图所示。
CH3OCH3的选择性随温度升高而降低的原因是
(6)二甲醚可用作燃料电池,若电解质溶液呈碱性,二甲醚燃料电池的负极电极反应式为
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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1】“低碳经济”是建设美丽中国的发展方向。
已知:①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H1=+206kJ/mol
②2H2(g)+CO(g)=CH3OH(l) ∆H2=-128kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-482kJ/mol
(1)常温下,在合适催化剂的作用下,采用CH4和O2一步合成液态CH3OH的热化学方程式为CH4(g)+1/2O2(g)= CH3OH(l) △H=_______ kJ/mol 。
(2)二甲醚(CH3OCH3)是清洁能源。利用合成气合成二甲醚的原理是2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3+H2O(g) △H<0。在一定条件下,该反应中CO 的平衡转化率α(CO)与温度(T)、投料比n(H2)/n(CO)的关系如图1所示,平衡常数K与温度(T)的关系如图2所示。
①图1中,X代表_______ ;Y1_______ Y 2(填“>”“<”或“=”)
②图2中,曲线_______ (填“I”或“Ⅱ”)符合平衡常数变化规律。
(3)在1L恒容密闭容器中充入2a(a>0)molH2和 a mol CO,在一定条件下合成甲醇,反应为: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),达到平衡时各物质的量总和为1.8amol。
①在该温度下,平衡常数K=_______ (用含a的代数式表示)。
②下列情况表明反应达到平衡状态的是_______ 。
A.c(CH3OH)/[c(CO)·c2(H2)]不再改变
B.CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率
C.混合气体的平均摩尔质量不再改变
D.混合气体的密度不再改变
(4)通过人工光合作用可将CO 转变成 HCOOH,可用电化学法消除废水中 HCOOH,其原理是用惰性材料作电极,电解CoSO4稀硫酸和HCOOH的混合溶液,用电解产生的Co3+将HCOOH氧化成CO2,离子方程式为2Co3++HCOOH=2Co2++CO2+2H+。则阳极反应式为_______ 。
已知:①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H1=+206kJ/mol
②2H2(g)+CO(g)=CH3OH(l) ∆H2=-128kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-482kJ/mol
(1)常温下,在合适催化剂的作用下,采用CH4和O2一步合成液态CH3OH的热化学方程式为CH4(g)+1/2O2(g)= CH3OH(l) △H=
(2)二甲醚(CH3OCH3)是清洁能源。利用合成气合成二甲醚的原理是2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3+H2O(g) △H<0。在一定条件下,该反应中CO 的平衡转化率α(CO)与温度(T)、投料比n(H2)/n(CO)的关系如图1所示,平衡常数K与温度(T)的关系如图2所示。
①图1中,X代表
②图2中,曲线
(3)在1L恒容密闭容器中充入2a(a>0)molH2和 a mol CO,在一定条件下合成甲醇,反应为: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),达到平衡时各物质的量总和为1.8amol。
①在该温度下,平衡常数K=
②下列情况表明反应达到平衡状态的是
A.c(CH3OH)/[c(CO)·c2(H2)]不再改变
B.CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率
C.混合气体的平均摩尔质量不再改变
D.混合气体的密度不再改变
(4)通过人工光合作用可将CO 转变成 HCOOH,可用电化学法消除废水中 HCOOH,其原理是用惰性材料作电极,电解CoSO4稀硫酸和HCOOH的混合溶液,用电解产生的Co3+将HCOOH氧化成CO2,离子方程式为2Co3++HCOOH=2Co2++CO2+2H+。则阳极反应式为
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】一种利用电化学方法同时脱除NO/SO2的工艺如图所示:
已知SO2水溶液中含硫微粒分布分数(Xi)与pH关系如图所示
(1)NaOH溶液吸收SO2时,溶液的pH由9→6时,主要发生反应的离子方程式为________ 。
(2)含Ce4+的溶液吸收NO,若高价氮中的NO2、N2O3、NO2-、NO3-各1mol,则消耗0.5mol·L-1的含Ce4+溶液的体积为________ L;其中NO转化NO3-的离子方程式为________ 。
(3)电解槽中,阴极电极反应式主要为________ ,阳极电极反应式为________ 。
(4)在“气液反应器”中高价氮中的N2O3化合为NH4NO3的化学方程式为________ 。
已知SO2水溶液中含硫微粒分布分数(Xi)与pH关系如图所示
(1)NaOH溶液吸收SO2时,溶液的pH由9→6时,主要发生反应的离子方程式为
(2)含Ce4+的溶液吸收NO,若高价氮中的NO2、N2O3、NO2-、NO3-各1mol,则消耗0.5mol·L-1的含Ce4+溶液的体积为
(3)电解槽中,阴极电极反应式主要为
(4)在“气液反应器”中高价氮中的N2O3化合为NH4NO3的化学方程式为
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【推荐3】四氯化钛是生产金属钛及其化合物的重要中间体,工业上以高钛渣(主要成分为)为原料生产的化学反应原理为 。请回答下列问题:
(1)已知: 、C(s)的燃烧热为,则CO的燃烧热为______ 。
(2)T℃时,将足量的、C加入某恒容密闭容器中,并通入一定量的和(不参与反应)只发生反应:,测得容器内总压强()和的转化率()随时间的变化关系如图所示:
①T℃时,反应的平衡常数______ kPa(为以各组分的平衡分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
②保持温度和起始总压相同,若向恒容密闭容器中通入的中不含氮气,与含有氮气相比,的平衡转化率______ (填“增大”“减小”或“不变”),其原因为____________ 。
(3)利用先制得,焙烧可获得纳米。用电解法生产钛的原理如图所示。电解过程中,被还原的Ca进一步还原得到钛,用化学用语表示制钛过程:______ 、____________ ;石墨电极需要定期更换的原因为______ 。
(1)已知: 、C(s)的燃烧热为,则CO的燃烧热为
(2)T℃时,将足量的、C加入某恒容密闭容器中,并通入一定量的和(不参与反应)只发生反应:,测得容器内总压强()和的转化率()随时间的变化关系如图所示:
①T℃时,反应的平衡常数
②保持温度和起始总压相同,若向恒容密闭容器中通入的中不含氮气,与含有氮气相比,的平衡转化率
(3)利用先制得,焙烧可获得纳米。用电解法生产钛的原理如图所示。电解过程中,被还原的Ca进一步还原得到钛,用化学用语表示制钛过程:
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