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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:78 题号:9248598
习近平主席在《中央城镇化工作会议》发出号召:“让居民望得见山、看得见水、记得住乡愁”。消除含氮、硫、氯等化合物对大气和水体的污染对建设美丽家乡,打造宜居环境具有重要意义。
(1)以HCl为原料,用O2氧化制取Cl2,可提高效益,减少污染。反应为:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ∆H=−115.4kJ·mol−1,通过控制合适条件,分两步循环进行,可使HCl转化率接近100%。原理如图所示:

过程I的反应为:2HCl(g)+CuO(s)CuCl2(s)+H2O(g) ∆H1=−120.4kJ·mol−1,过程II反应的热化学方程式为___
(2)容积均为1L的甲、乙两个容器,其中甲为绝热容器,乙为恒温容器。相同温度下,分别充入0.2mol的NO2,发生反应:2NO2(g)N2O4(g) ∆H<0,甲中NO2的相关量随时间变化如图所示。

①0~3s内,甲容器中NO2的反应速率增大的原因是___
②甲达平衡时,温度若为T℃,此温度下的平衡常数K=__
③平衡时,K__K,P__P(填“>”、“<”或“=”)。
(3)水体中过量氨氮(以NH3表示)会导致水体富营养化。可用次氯酸钠除去氨氮,同时产生一种大气组成的气体。写出总反应化学方程式:__
(4)工业上可用Na2SO3溶液吸收法处理SO2,25℃时用1mol·L-1的Na2SO3溶液吸收SO2,当溶液pH=7时,溶液中各离子浓度的大小关系为___。(已知25℃时:H2SO3的电离常数Ka1=1.3×10−2,Ka2=6.2×10−8

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
解题方法
【推荐1】(1)工业上利用N2和H2合成NH3,NH3又可以进一步制备联氨(N2H4)等。由NH3制备N2H4的常用方法是NaClO氧化法,其离子反应方程式为______________________,有学者探究用电解法制备的效率,装置如图,试写出其阳极电极反应_________________________

(2)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料,工业生产乙醇(CH3CH2OH)的一种反应原理为:2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=-akJ/mol,已知:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-bkJ/mol,以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成气态乙醇及水蒸气,并放出热量,写出该反应的热化学反应方程式:_______________________________
(3)如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应为_______________。此时通过阴离子交换膜的离子数_____(填“大于”“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
②制得的氢氧化钾溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或“D”)_______导出。
③电解过程中阴极区碱性明显增强,用平衡移动原理解释原因______________________
2019-12-31更新 | 63次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】甲醇(CH3OH)是重要的有机化工原料,可用于制取氢气、甲酸甲酯(HCOOCH3)。(1) 在一定条件下用氧气催化氧化甲醇制氢气,原料气中n(O2)/n(CH3OH)对反应的选择性影响如图所示(选择性越大表示生成的该物质越多)。当n(O2)/n(CH3OH)=0.25 时,主要反应的化学方程式为____________,制备H2 时最好控制n(O2)/n(CH3OH)=___________

(2)甲醇催化脱氢制甲酸甲酯的反应为:2CH3OH(g)HCOOCH3(g)+2H2(g)       H =a kJ·mol-1
①已知 :CO(g)+ l/2O2(g)=CO2(g)     H1 =-283kJ·mol-1
2CH3OH(g)+O2(g)=2CO2(g)+4 H2(g)     H2 =-386kJ·mol-1
2CO(g)+2 H2(g)=HCOOCH3(g )        H3 =-134kJ·mol-1
a=_________________
②在310℃下,将2mol 甲醇置于VL恒容密闭容器中,反应20 分钟后到达平衡,平衡时甲醇和氢气的分压相等。从开始到平衡时甲醇的平均反应速率为____ mol·L-1·min-1,若平衡时气体总压为P=5×104Pa,Kp=_______。(已知: Kp是用平衡气体分压代替平衡浓度求得的平衡常数。气体分压=气体总压×气体的物质的量分数)。若在310℃下,将2mol 甲醇置于VL恒压密闭容器中,反应到达平衡时甲醇的分压______氢气的分压(填“>”,“=”或“<”)。
(3) 电解法可消除甲醇对水质造成的污染,原理是: 通电将Co2+ 氧化成Co3+,然后Co3+将甲醇氧化成CO2和H+(用石墨烯吸附除去Co2+)。现用如图所示装置模拟上述过程,请写出:
①阴极的电极反应式_______________________________________
②除去甲醇的离子方程式为_________________________
2018-05-09更新 | 294次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
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【推荐3】党的十九大报告中多次提及“绿色环保”、“生态文明”,而 CO2 的有效利用可以缓解温室效应,解决能源短缺问题。
(1)CO2催化合成甲醇是一种回收利用CO2很有前景的方法。如图所示为该反应在无催化剂及有催化剂时的能量变化。

①由图可知,有催化剂存在的是过程_______。(填“I”或“II”)
②一定条件下,在恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1=-571.6 kJ·mol-1
2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(1) ΔH2=-1523.4 kJ·mol-1
H2O(1)=H2O(g) ΔH3=+44 kJ·mol-1
则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=_______kJ·mol-1
(2)回收利用的CO2还可用于制取甲醛,反应的化学方程式为CO2(g)+2H2(g)CH2O(g)+H2O(g),实验室在2 L密闭容器中进行模拟上述合成CH2O的实验。T1℃时,将体积比为1:2的CO2和H2混合气体充入容器中,每隔一定时间测得容器内气体压强如表所示:
时间/min0102030405060
压强/kPa1.080.960.880.820.800.800.80

已知:vp(B)=,则反应开始10 min内,用H2的压强变化表示该反应的平均反应速率为_______kPa∙min-1
(3)近年来,有研究人员用 CO2 通过电催化生成多种燃料,实现CO2的回收利用,其工作原理如图所示。

①请写出Cu电极上产生HCOOH的电极反应式:_______
②H+在电解池内部的移动方向为_______(填“从左到右”或“从右到左”)。
③如果Cu 电极上只生成 0.15 mol C2H4和0.30 mol CH3OH,则 Pt 电极上产生O2的物质的量为_______mol。
2022-01-12更新 | 103次组卷
共计 平均难度:一般