CH3OH是一种无色有刺激性气味的液体,在生产生活中有重要用途,同时也是一种重要的化工原料。
(1)已知CH3OH(g)+
O2(g) ⇌CO2(g)+2H2(g)的能量变化如图所示,下列说法正确的是________ (填字母)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/15/4b085dd7-aa51-453d-ae55-8eaa388952e9.png?resizew=174)
a.CH3OH转变成H2的过程是一个吸收能量的过程
b.H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为1∶2
c.化学变化不仅有新物质生成,同时也一定有能量变化
d.1 mol H—O键断裂的同时2 mol C=O键断裂,则反应达最大限度
(2)某温度下,将5 mol CH3OH和2 mol O2充入2 L的密闭容器中,经过4 min反应达到平衡,测得c(O2)=0.2 mol·L-1,4 min内平均反应速率v(H2)=________ ,则CH3OH的转化率为_______________ 。
(3)CH3OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。则下列说法正确的是________ (填序号)。
①电池放电时通入空气的电极为负极
②电池放电时,电解质溶液的碱性逐渐减弱
③电池放电时每消耗6.4 g CH3OH转移1.2 mol电子
(4)写出CH3OH燃料电池在酸性条件下负极的反应式______________
(1)已知CH3OH(g)+
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3cfa1e7ffae662aefb49a44c52d4954d.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/15/4b085dd7-aa51-453d-ae55-8eaa388952e9.png?resizew=174)
a.CH3OH转变成H2的过程是一个吸收能量的过程
b.H2的生成速率与CH3OH的消耗速率之比为1∶2
c.化学变化不仅有新物质生成,同时也一定有能量变化
d.1 mol H—O键断裂的同时2 mol C=O键断裂,则反应达最大限度
(2)某温度下,将5 mol CH3OH和2 mol O2充入2 L的密闭容器中,经过4 min反应达到平衡,测得c(O2)=0.2 mol·L-1,4 min内平均反应速率v(H2)=
(3)CH3OH燃料电池是目前开发最成功的燃料电池之一,这种燃料电池由甲醇、空气(氧气)、KOH(电解质溶液)构成。则下列说法正确的是
①电池放电时通入空气的电极为负极
②电池放电时,电解质溶液的碱性逐渐减弱
③电池放电时每消耗6.4 g CH3OH转移1.2 mol电子
(4)写出CH3OH燃料电池在酸性条件下负极的反应式
更新时间:2019-12-11 18:15:42
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解题方法
【推荐1】以CO2和H2为原料合成甲醇(CH3OH)对减少碳排放具有重要意义。CO2加氢制备甲醇的路线如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/23/6d34e4f0-3cec-4ef7-860e-d832fe60b405.png?resizew=377)
(1)乙醇胺(HOCH2CH2NH2)可用作CO2捕集剂。乙醇胺溶液能够吸收和释放CO2的原因是_______ 。
(2)氢气和二氧化碳在Cu/ZrO2催化剂作用下,在180-280℃温度条件下合成甲醇。该反应为放热反应。催化过程可解释为“吸附-活化-解离”的过程。催化反应机理如题图1所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/23/321271aa-4950-4c20-864c-a03ae1883df7.png?resizew=672)
①合成甲醇的副反应是_______ 。
②根据元素电负性的变化规律,题图1中步骤(Ⅰ)可描述为_______ 。
③CO2的转化率和CH3OH的选择性随反应温度的变化如题图2所示。实验测得反应过程中CH3OH产率随温度升高先增大后减小,其原因可能是_______ 。
(3)甲醇作为一种高能量密度的能源载体,具有广阔的发展前景。
燃料的能量密度=![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0fb7c5ca16b901b3c33e9913fb979d40.png)
①甲醇作为燃料电池的燃料。某甲醇直接燃料单电池的部分结构如题图3所示。该电池的负极反应式为_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/23/c3e8ee64-37a3-42a0-a0bc-9820dc5783b2.png?resizew=250)
②甲醇催化重整制氢。在一定温度和催化剂作用下,车载甲醇可直接转变为氢气,从而为氢氧燃料电池提供氢源。已知氢气和甲醇的热值分别为143 kJ/g和23 kJ/g,与车载氢气供能模式相比,车载甲醇供能模式的优势是_______ 。
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(1)乙醇胺(HOCH2CH2NH2)可用作CO2捕集剂。乙醇胺溶液能够吸收和释放CO2的原因是
(2)氢气和二氧化碳在Cu/ZrO2催化剂作用下,在180-280℃温度条件下合成甲醇。该反应为放热反应。催化过程可解释为“吸附-活化-解离”的过程。催化反应机理如题图1所示。
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①合成甲醇的副反应是
②根据元素电负性的变化规律,题图1中步骤(Ⅰ)可描述为
③CO2的转化率和CH3OH的选择性随反应温度的变化如题图2所示。实验测得反应过程中CH3OH产率随温度升高先增大后减小,其原因可能是
(3)甲醇作为一种高能量密度的能源载体,具有广阔的发展前景。
燃料的能量密度=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0fb7c5ca16b901b3c33e9913fb979d40.png)
①甲醇作为燃料电池的燃料。某甲醇直接燃料单电池的部分结构如题图3所示。该电池的负极反应式为
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②甲醇催化重整制氢。在一定温度和催化剂作用下,车载甲醇可直接转变为氢气,从而为氢氧燃料电池提供氢源。已知氢气和甲醇的热值分别为143 kJ/g和23 kJ/g,与车载氢气供能模式相比,车载甲醇供能模式的优势是
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【推荐2】某实验小组设计了下图所示的5组实验,探究化学能与热能的转化。___________ ,反应的化学方程式是___________ 。
(2)实验②中反应的能量变化可用下图中的_______ (填序号A或B)表示_______ (填序号)
(4)从微观角度分析实验⑤化学反应中能量变化的原因:___________ 、___________ (填“吸收”或“释放”)。氢气与氧气反应生成1mol水蒸气时,释放___________ kJ能量。
(5)当前,很多地区倡导用天然气替代煤作为家用燃料,从尽可能多的角度分析其原因是___________ 。已知:
(2)实验②中反应的能量变化可用下图中的
(4)从微观角度分析实验⑤化学反应中能量变化的原因:
(5)当前,很多地区倡导用天然气替代煤作为家用燃料,从尽可能多的角度分析其原因是
燃料 | 燃烧释放的能量(每1千克) |
天然气 | 55812kJ |
煤 | 20908kJ |
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名校
【推荐3】合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径。回答下列问题:
(1)德国化学家F. Haber从1902年开始研究
和
直接合成
。在
、250℃时,将1![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
和1![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
加入aL刚性容器中充分反应,测得
体积分数为0.04;其他条件不变,温度升高至450℃,测得
体积分数为0.025,则可判断合成氨反应为_______ (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)在
250℃时,将2![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
和2![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
加入aL密闭容器中充分反应,
平衡转化率可能为_______(填字母)。
(3)我国科学家结合实验与计算机模拟结果,研究了在铁掺杂W18049纳米反应器催化剂表面上实现常温低电位合成氨,获得较高的氨产量和法拉第效率。反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/2/ab5c9a09-41bb-4158-97af-f6bca34e231d.png?resizew=488)
需要吸收能量最大的能垒(活化能)E=_______
,该步骤的化学方程式为_______ 。
(4)T℃时,在恒温恒容的密闭条件下发生反应
,反应过程中各物质浓度的变化曲线如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/2/098a2356-272a-4716-b597-85ed4129f3fd.png?resizew=227)
①表示
浓度变化的曲线是_______ (填“A”、“B”或“C”)。
②在0~25min内
的平均反应速率为_______ 。在该条件下反应的平衡常数为_______ (保留两位有效数字)。
(1)德国化学家F. Haber从1902年开始研究
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3d21731c26811a3c52324dd01cb3ff0b.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
(2)在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3d21731c26811a3c52324dd01cb3ff0b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28d2bac56d876662d223f34aca2d5c95.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
A.![]() | B.11.5% | C.4%~11.5% | D.![]() |
(3)我国科学家结合实验与计算机模拟结果,研究了在铁掺杂W18049纳米反应器催化剂表面上实现常温低电位合成氨,获得较高的氨产量和法拉第效率。反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/2/ab5c9a09-41bb-4158-97af-f6bca34e231d.png?resizew=488)
需要吸收能量最大的能垒(活化能)E=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c51332f49e5247bb22a9bf9125271cc6.png)
(4)T℃时,在恒温恒容的密闭条件下发生反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e91778fa94055d80a04917bf5350ac0.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/2/098a2356-272a-4716-b597-85ed4129f3fd.png?resizew=227)
①表示
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f5547e0098754a8e3f31bae5d5bcb4dd.png)
②在0~25min内
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】I.将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)
2C(g)+2D(g),反应进行到10s末,达到平衡,测得A的物质的量为1.8mol,B的物质的量为0.6mol,C的物质的量为0.8mol。
(1)用C表示10s内反应的平均反应速率为___________ 。
(2)反应前A的物质的量浓度是___________ 。
(3)10s末,生成物D的浓度为___________ 。
(4)反应过程中容器内气体的平均相对分子质量变化情况是___________ (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),气体的密度变化情况是___________ 。
(5)平衡后,若改变下列条件,生成D的速率如何变化(填“增大”、“减小”或“不变”):
①降低温度___________ ;
②恒容下充入氖气___________ 。
II.某化学反应:3A(g)
2B(g)+D(g)在四种不同条件下进行,B、D的起始浓度为0,反应物A的浓度c随时间t的变化情况如表:
根据上述数据,完成下列填空:
(1)c2=___________ mol·L-1。
(2)在实验1和2中,有一个实验使用了催化剂,根据表中数据判断,使用催化剂的实验为___________ (填实验序号),理由是___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
(1)用C表示10s内反应的平均反应速率为
(2)反应前A的物质的量浓度是
(3)10s末,生成物D的浓度为
(4)反应过程中容器内气体的平均相对分子质量变化情况是
(5)平衡后,若改变下列条件,生成D的速率如何变化(填“增大”、“减小”或“不变”):
①降低温度
②恒容下充入氖气
II.某化学反应:3A(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98feedde5546db26eb490641ba3a817.png)
实验序号 | t/min C/mol·L-1 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
1 | 800℃ | 1.0 | 0.80 | 0.67 | 0.57 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
2 | 800℃ | C2 | 0.65 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
3 | 820℃ | 1.0 | 0.40 | 0.25 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
根据上述数据,完成下列填空:
(1)c2=
(2)在实验1和2中,有一个实验使用了催化剂,根据表中数据判断,使用催化剂的实验为
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【推荐2】氢能源是公认的环境友好型二次能源,对其开发和利用是科研领域研究的热点。
回答下列问题:
(1)甲烷与水蒸气的催化反应可制备
和
合成气
。
已知:Ⅰ![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/66596b72a7ef6d7e217fbdc5e934b18c.png)
;
Ⅱ![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/02af73fa74cde30bfbaa8791bf27453a.png)
。
①制备合成气反应的热化学方程式为_________ 。
②制备合成气时,会因副反应![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/448214d120a423ca1014cde0d1eaefc8.png)
而使合成气产率降低。有利于降低副反应的反应条件为________
任写一点
;有利于提高制备合成气反应选择性的关键因素为_____ 。
③一定温度下,向5L恒容密闭容器中充入
和
,只发生反应Ⅱ。10min达到平衡时测得CO的体积分数为
。则0—10min内,用
浓度变化表示的平均反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a90835bae435a71d4a623898539fc390.png)
______ ;下列事实能说明该反应达到平衡状态的是____
填选项字母
。
A 混合气体密度不再改变
混合气体的平均相对分子质量不再改变
C 容器内气体压强不再改变
断裂
键同时断裂
键
(2)部分合金可用于氢能源的存储。一定温度下,某储氢合金
的储氢效率
固相中氢原子与金属原子的数目之比
与温度
和氢气的平衡压强
的关系如图所示。在OA段,氢溶解于M中形成固溶体
;在AB段,发生氢化反应的化学方程式为
。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/18/be94e28c-3cab-4a57-a62d-578c5501a949.png?resizew=349)
①
时,该反应的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/75bbf44099ea991d7a0538e2c3b1ec99.png)
__________
用含
的代数式表示,
为用分压表示的平衡常数
。
②![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2922ae637886073827dff8c97681427.png)
_________________
填“
”“
”或“
”
。
③当反应处于图中a点时,保持温度不变,向恒容体系中通入少量氢气,达到平衡后反应可能处于图中的______________ 点
填“b”“c”或“d”
。
(3)氢能源在电化学领域的一种存储和应用的原理为![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fb64bf9987ae2a187ba9ee76affe6af9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6c182b2856a9ae1a0bef4f9f470e0cb4.png)
,充电时的阳极反应式为_____________ 。
回答下列问题:
(1)甲烷与水蒸气的催化反应可制备
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ca8537cc598aadb02418b1de2dbecac3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/04582116cd765fcc5a52f44279ad6c94.png)
已知:Ⅰ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/66596b72a7ef6d7e217fbdc5e934b18c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5667bd218ddcaef7a26da5e787a1403f.png)
Ⅱ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/02af73fa74cde30bfbaa8791bf27453a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/299bb0689dfc346c3dda7509520be498.png)
①制备合成气反应的热化学方程式为
②制备合成气时,会因副反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/448214d120a423ca1014cde0d1eaefc8.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd995178601c2ad7b40f973d268c7bb7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/04582116cd765fcc5a52f44279ad6c94.png)
③一定温度下,向5L恒容密闭容器中充入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd22b38b2826d9ea0c76f5ffd300c1a5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0937584012ba14c6dc2d8e8e8fe1b3d8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/57f9fd62e62750b30638385031737f89.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a90835bae435a71d4a623898539fc390.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd995178601c2ad7b40f973d268c7bb7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/04582116cd765fcc5a52f44279ad6c94.png)
A 混合气体密度不再改变
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f9ca6e15c159769f2317afdf5f3a0755.png)
C 容器内气体压强不再改变
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7cf61156156497ddef9b079693906b60.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a78af9d7690658b03ccfd7e72df1866.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c52e724cef7af4c0edb5d88a0f065277.png)
(2)部分合金可用于氢能源的存储。一定温度下,某储氢合金
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de673c1d8b53bb7e969c225449cde210.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd995178601c2ad7b40f973d268c7bb7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/04582116cd765fcc5a52f44279ad6c94.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/527da44e8ef98433f931bb3d23b0706b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/55de9beda38084ce641bb7c75658661a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ed599cc839f50b61e53488888eff9913.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fae835d63031330a665d3cbaf08ffa94.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/18/be94e28c-3cab-4a57-a62d-578c5501a949.png?resizew=349)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/75fdaa192f0623277463886f15a815c2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/75bbf44099ea991d7a0538e2c3b1ec99.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd995178601c2ad7b40f973d268c7bb7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4a0d6a39870b3530fb8d83b4758dbcb2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/febe6ae46e15c2df1772464535e1ce23.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/04582116cd765fcc5a52f44279ad6c94.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2922ae637886073827dff8c97681427.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd995178601c2ad7b40f973d268c7bb7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/392cdb9d30684cce244bef94b8d861b9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4ff7942da6c3fc4005256fb1458557c0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6706fe00b4e231e62d9ecbec567d526b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aa887d255e3b290b74b3722a4f861c3b.png)
③当反应处于图中a点时,保持温度不变,向恒容体系中通入少量氢气,达到平衡后反应可能处于图中的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd995178601c2ad7b40f973d268c7bb7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/04582116cd765fcc5a52f44279ad6c94.png)
(3)氢能源在电化学领域的一种存储和应用的原理为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fb64bf9987ae2a187ba9ee76affe6af9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6c182b2856a9ae1a0bef4f9f470e0cb4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ccb1e91c7a0147f57e6b510225c7536d.png)
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
【推荐3】汽车尾气的氮氧化物是大气污染物的主要来源,研究汽车尾气处理是环境保护的重要课题。试回答下列问题:
(1)有关汽车尾气的生成
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180.50kJ•mol-1
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH2=-144.14kJ•mol-1
③2N2O(g)⇌2N2(g)+O2(g) ΔH3=-244.10kJ•mol-1
则3NO(g)=N2O(g)+NO2(g) ΔH=_____ 。
(2)用CO消除汽车尾气
在催化剂a作用下将尾气转化为无污染的气体而除去。向密闭容器中充入10molCO(g)和8molNO(g)发生反应2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g) ΔH,测得平衡时NO体积分数与温度、压强的关系如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/11/a0655d1f-34a2-43dd-87f9-865d0f80a3f9.png?resizew=310)
①已知T2>T1,则反应ΔH______ 0(填“>”、“=”或“<”)。
②该反应达到平衡后,为了同时提高反应速率和NO的平衡转化率,可采取的措施______ (填字母序号)。
a.改用高效催化剂
b.恒温恒容条件下,按投料比增大反应物浓度
c.移去CO2
d.升高温度
e.缩小反应容器的体积
③在温度为T1、容器体积为4L的条件下,反应进行到10min时恰好在D点达到平衡。则从反应开始到平衡时,NO平均反应速率v(NO)=_____ ;若其他条件不变,升高温度,用分压表示的平衡常数Kp_____ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
④在X点,对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小,重新达到平衡状态可能为图中_____ 点(填A~F)。
(3)用NH3消除汽车尾气
新型催化剂b在含有少量O2条件下,能催化NH3,和NOx,反应生成N2,且高温下活性很强。在盛有催化剂b的管式反应容器[如图(一)]中按一定比例匀速通入NH3、NOx、O2发生反应。NOx的除去率随反应温度变化曲线如图(二)所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/11/26696e9b-8012-481a-b6fb-d9959d216309.png?resizew=503)
①在50℃之前,NOx的除去率随温度升高而缓慢上升的原因是_____ 。
②当温度高于300℃时,NOx除去率迅速下降的原因是_____ 。
(1)有关汽车尾气的生成
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180.50kJ•mol-1
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH2=-144.14kJ•mol-1
③2N2O(g)⇌2N2(g)+O2(g) ΔH3=-244.10kJ•mol-1
则3NO(g)=N2O(g)+NO2(g) ΔH=
(2)用CO消除汽车尾气
在催化剂a作用下将尾气转化为无污染的气体而除去。向密闭容器中充入10molCO(g)和8molNO(g)发生反应2NO(g)+2CO(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b88c3b19935a78783f103fb39a4d40a5.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/11/a0655d1f-34a2-43dd-87f9-865d0f80a3f9.png?resizew=310)
①已知T2>T1,则反应ΔH
②该反应达到平衡后,为了同时提高反应速率和NO的平衡转化率,可采取的措施
a.改用高效催化剂
b.恒温恒容条件下,按投料比增大反应物浓度
c.移去CO2
d.升高温度
e.缩小反应容器的体积
③在温度为T1、容器体积为4L的条件下,反应进行到10min时恰好在D点达到平衡。则从反应开始到平衡时,NO平均反应速率v(NO)=
④在X点,对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小,重新达到平衡状态可能为图中
(3)用NH3消除汽车尾气
新型催化剂b在含有少量O2条件下,能催化NH3,和NOx,反应生成N2,且高温下活性很强。在盛有催化剂b的管式反应容器[如图(一)]中按一定比例匀速通入NH3、NOx、O2发生反应。NOx的除去率随反应温度变化曲线如图(二)所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/11/26696e9b-8012-481a-b6fb-d9959d216309.png?resizew=503)
①在50℃之前,NOx的除去率随温度升高而缓慢上升的原因是
②当温度高于300℃时,NOx除去率迅速下降的原因是
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐1】掺杂硒的纳米氧化亚铜催化剂可用于工业上合成甲醇,其反应为
。已知:
,
,其中k正、k逆为速率常数,c为各组分的物质的量浓度。回答下列问题:
(1)若按
的投料比将
与CO充入VL的刚性恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测定CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/1/5cad8935-44ee-4ad2-be48-10972bb7e82b.png?resizew=302)
①压强P1、P2、P3由小到大的顺序是_______ 。
②T1℃,若向该容器中充入3.0 mol
和3.0 mol CO发生上述反应,5 min后反应达到平衡(M点),则0~5 min内,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1dfab411f0ce80ee4eb5cdb1617cf5a5.png)
_______
,则N点的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f4ea64c785d1266b385f48d56c7cbf78.png)
_______ 。
③X、Y、M、N四点,平衡常数从大到小关系是_______ 。
(2)若向起始温度为325℃的10 L刚性恒容密闭容器中充入2 mol CO和3 mol
,发生反应,体系总压强
与时间
的关系如图中曲线Ⅰ所示;曲线Ⅱ为只改变某一条件的变化曲线,曲线中平衡温度与起始温度相同。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/1/0bacc2ed-d90e-49bc-90ac-22815ac9e591.png?resizew=266)
①曲线Ⅱ所对应的改变的条件可能为_______ 。
②体系总压强先增大后减小的原因为_______ 。
③该条件下
的平衡转化率为_______ %(结果保留一位小数)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f513870223f7ab907a58df5beba27ed0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1c415361823ab30fffa958855d38cfef.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/686728cc79e5080b23245a5f4e4f2e71.png)
(1)若按
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbc878e281589b7863c2935d9425226b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/1/5cad8935-44ee-4ad2-be48-10972bb7e82b.png?resizew=302)
①压强P1、P2、P3由小到大的顺序是
②T1℃,若向该容器中充入3.0 mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1dfab411f0ce80ee4eb5cdb1617cf5a5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/36e533d654a153e681b831fa9ccefb53.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f4ea64c785d1266b385f48d56c7cbf78.png)
③X、Y、M、N四点,平衡常数从大到小关系是
(2)若向起始温度为325℃的10 L刚性恒容密闭容器中充入2 mol CO和3 mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cd22b40d0c07d7169ea5ea0d9b10f9ed.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3b333f6caefdb6fb373da29bb3201b1c.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/1/0bacc2ed-d90e-49bc-90ac-22815ac9e591.png?resizew=266)
①曲线Ⅱ所对应的改变的条件可能为
②体系总压强先增大后减小的原因为
③该条件下
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
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解答题-工业流程题
|
适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】根据当地资源等情况,硫酸工业常用黄铁矿(主要成分为FeS2)作为原料。完成下列填空:
(1)将0.050mol SO2(g) 和0.030mol O2(g) 充入一个2L的密闭容器中,在一定条件下发生反应:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)+Q 。经2分钟反应达到平衡,测得n(SO3) = 0.040mol,则O2的平均反应速率为______________________ 。
(2)在容积不变时,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有________ (选填编号)。
a.移出氧气
b.降低温度
c.减小压强
d.再充入0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)
(3)在起始温度T1(673K)时SO2的转化率随反应时间(t)的变化如图。请在图中画出其他条件不变情况下,起始温度为T2(723K)时SO2的转化率随反应时间变化的示意图。________ 。
(1)将0.050mol SO2(g) 和0.030mol O2(g) 充入一个2L的密闭容器中,在一定条件下发生反应:2SO2(g)+O2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1b271c57ead3e70a4d551e29897bd28e.png)
(2)在容积不变时,下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有
a.移出氧气
b.降低温度
c.减小压强
d.再充入0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)
(3)在起始温度T1(673K)时SO2的转化率随反应时间(t)的变化如图。请在图中画出其他条件不变情况下,起始温度为T2(723K)时SO2的转化率随反应时间变化的示意图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/7/00fa3290-ab00-4c43-b346-e80a588fc43f.png?resizew=279)
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
名校
【推荐3】现代社会的一切活动都离不开能量,化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量变化,能量、速率与限度是认识和研究化学反应的重要视角。
(1)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。图为电池示意图,该电池电极表面镀了一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定。请回答:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/13/2828527132852224/2829308933029888/STEM/845dedc2-274f-444a-a8fc-42b843b049a8.png?resizew=228)
①电池的负极反应式为:_______ 。
②电池工作时
向_______ 移动(填“正极”或“负极”)。
③正极上消耗标况下
气体时,转移电子的数目为_______ 。
(2)在2L绝热密闭容器中投入
和
,图是部分反应物随时间的变化曲线。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/13/2828527132852224/2829308933029888/STEM/0dee9439-02b7-44b5-8ce8-03edb061b055.png?resizew=252)
①
时,![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c4c61e45d0474826b0cfd5b823b258d3.png)
_______ 。
②反应达到平衡时,
的转化率为_______ 。
③下列情况能说明该反应达到化学平衡的是_______ 。
A.
B.混合气体的密度保持不变
C.t时刻,体系的温度不再发生改变
D.混合气体的总物质的量不再改变
(1)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。图为电池示意图,该电池电极表面镀了一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定。请回答:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/13/2828527132852224/2829308933029888/STEM/845dedc2-274f-444a-a8fc-42b843b049a8.png?resizew=228)
①电池的负极反应式为:
②电池工作时
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5287325d4052f981dd5f333f68c3f3d3.png)
③正极上消耗标况下
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8235f62f0a79ce4e635be00edc18df6d.png)
(2)在2L绝热密闭容器中投入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/daae6bf6abd0cc4905b83992e78745d8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b21f5644f5cb5961143e02e69d00fe6e.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/13/2828527132852224/2829308933029888/STEM/0dee9439-02b7-44b5-8ce8-03edb061b055.png?resizew=252)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09ef6b3d25dabd6304a6cb6294b61d0c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c4c61e45d0474826b0cfd5b823b258d3.png)
②反应达到平衡时,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/39208d1c3e640e796d76875beeb9fb04.png)
③下列情况能说明该反应达到化学平衡的是
A.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f94835ca99275d9834ff8a057b0b2039.png)
B.混合气体的密度保持不变
C.t时刻,体系的温度不再发生改变
D.混合气体的总物质的量不再改变
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
名校
【推荐1】目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/22/2619639505977344/2626678421733376/STEM/291d5dea-7023-461a-89b8-049e2581f466.png)
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是___ 。(填字母)
A.△H>0,△S>0 B.△H>0,△S<0 C.△H<0,△S<0 D.△H<0,△S>0
(2)为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为3L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH(g)的物质的量随时间变化如图所示。从反应开始到平衡,用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)为___ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/22/2619639505977344/2626678421733376/STEM/f7fdd163-2c40-45e8-b065-f26cb1529115.png)
(3)下列措施中能使(2)中
增大的有___ 。(填字母)
a.升高温度
b.加入催化剂
c.将H2O(g)从体系中分离
d.再充入1molCO2和3molH2
e.充入He(g),使体系总压强增大
(4)如图是甲醇燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)结构示意图,写出a处电极上发生的电极反应式___ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/22/2619639505977344/2626678421733376/STEM/6bbafce8-e9e1-428b-afb0-a7f1f6d61ee6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/22/2619639505977344/2626678421733376/STEM/291d5dea-7023-461a-89b8-049e2581f466.png)
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是
A.△H>0,△S>0 B.△H>0,△S<0 C.△H<0,△S<0 D.△H<0,△S>0
(2)为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为3L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH(g)的物质的量随时间变化如图所示。从反应开始到平衡,用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/22/2619639505977344/2626678421733376/STEM/f7fdd163-2c40-45e8-b065-f26cb1529115.png)
(3)下列措施中能使(2)中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1fe540daeac4d5eb748d9735d9273d27.png)
a.升高温度
b.加入催化剂
c.将H2O(g)从体系中分离
d.再充入1molCO2和3molH2
e.充入He(g),使体系总压强增大
(4)如图是甲醇燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)结构示意图,写出a处电极上发生的电极反应式
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/12/22/2619639505977344/2626678421733376/STEM/6bbafce8-e9e1-428b-afb0-a7f1f6d61ee6.png)
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解答题-原理综合题
|
适中
(0.65)
【推荐2】甲醇是结构最为简单的饱和一元醇,又称“木醇”或“木精”。甲醇是一碳化学基础的原料和优质的燃料,主要应用于精细化工、塑料、能源等领域。已知甲醇制备的有关化学反应如下:
反应①:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1=﹣92kJ/mol
反应②:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2
反应③:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=﹣49kJ/mol
(1)反应②的ΔH2=___________ kJ/mol
(2)500℃时三个反应的平衡常数依次为K1、K2与K3,则K3=___________ (用K1、K2表示)。
已知500℃时,K1=2.5,K2=1.0,并测得该温度下反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol/L)分别为1.0、0.2、0.6、1.5,则此时 v正___________ v逆(填“>”、“=”或“<”)
(3)在2L密闭容器中充入8 mol CO2和7 mol H2发生反应②,10min后达到平衡,CO2的转化率为50%,则0~10 min内用CO表示该反应的速率v(CO)=___________ mol/(L• min),若要提高H2的平衡转化率可采取的措施___________ (写一点即可)
(4)甲醇燃料电池可能成为未来便携电子产品应用的主流。以甲醇燃料电池为电源电解足量的200 mL CuSO4溶液工作原理如下图所示(A、B均为石墨电极),则通甲醇一端的电极反应式为___________ ;当甲池消耗标况下112 mL的O2时,电解后乙池溶液的pH为___________ (忽略溶液体积变化)
反应①:CO(g)+2H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
反应②:CO2(g)+H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
反应③:CO2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(1)反应②的ΔH2=
(2)500℃时三个反应的平衡常数依次为K1、K2与K3,则K3=
已知500℃时,K1=2.5,K2=1.0,并测得该温度下反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol/L)分别为1.0、0.2、0.6、1.5,则此时 v正
(3)在2L密闭容器中充入8 mol CO2和7 mol H2发生反应②,10min后达到平衡,CO2的转化率为50%,则0~10 min内用CO表示该反应的速率v(CO)=
(4)甲醇燃料电池可能成为未来便携电子产品应用的主流。以甲醇燃料电池为电源电解足量的200 mL CuSO4溶液工作原理如下图所示(A、B均为石墨电极),则通甲醇一端的电极反应式为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/1/4/2628795156201472/2628837536120832/STEM/ad7d82849a9e46d9bd90bf775dadedc5.png?resizew=245)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】回答下列问题:
(1)一种燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇(CH3OH)与氧作用生成水和二氧化碳。该电池 负极发生的反应是_______ 。
(2)要实现铁上镀银,则阳极为_______ ,电极反应式为_______ ,阴极为_______ ,电极反应式为_______ ,电镀液为_______ 。
(3)电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,装有电解液a ;X、Y 是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/16/2873867326545920/2921070519746560/STEM/21f0442e93214bfe9ba3bea71bd69041.png?resizew=168)
①若X、Y 都是惰性电极,a 是饱和 NaCl 溶液,则电解池中 X 极上的电极反应 为_______ ,Y 电极上的电极反应式是_______ ,检验该电极反应产物的方法是 :_______ 。
③如果用电解方法精炼粗铜,电解液 a 选用 CuSO4溶液,则X 电极的材料是_______ ,电极反应式是_______ ,Y 电极的材料是_______ ,电极反应式是_______ 。(假设粗铜中含铁、锌、银、金)
(4)铅蓄电池是典型的可充型电池,它的正负极格板是惰性材料,电池总反应式为:Pb+PbO2+4H++2 SO![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1903287227f2e5af1aa48d3103239111.png)
2PbSO4+2H2O 请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原):放电时:正极的电极反应式是_______ ;电解液中 H2SO4的浓度将变_______ ;当外电路通过 1 mol 电子时,理论上负极板的质量增加_______ g。充电时:阴极的电极反应式是_______ 。
(1)一种燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇(CH3OH)与氧作用生成水和二氧化碳。该电池 负极发生的反应是
(2)要实现铁上镀银,则阳极为
(3)电解原理在化学工业中有广泛应用。如图表示一个电解池,装有电解液a ;X、Y 是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
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①若X、Y 都是惰性电极,a 是饱和 NaCl 溶液,则电解池中 X 极上的电极反应 为
③如果用电解方法精炼粗铜,电解液 a 选用 CuSO4溶液,则X 电极的材料是
(4)铅蓄电池是典型的可充型电池,它的正负极格板是惰性材料,电池总反应式为:Pb+PbO2+4H++2 SO
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