用甲醇(CH3OH)制备一些高附加值产品,是目前研究的热点。
(1)甲醇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. CH3OH(g)+H2O(g)
3H2(g)+CO2(g) △H1
反应Ⅱ. H2(g)+CO2(g)
H2O(g)+CO(g) △H2= a kJ·mol-1
反应Ⅲ. CH3OH(g)
2H2(g)+CO(g) △H3= b kJ·mol-1
反应Ⅳ. 2CH3OH(g)
2H2O(g)+C2H4(g) △H4= c kJ·mol-1
①△H1=______ kJ·mol-1 。
②工业上采用CaO吸附增强制氢的方法,可以有效提高反应Ⅰ氢气的产率,如图1,请分析加入CaO提高氢气产率的原因:______ 。
③在一定条件下用氧气催化氧化甲醇制氢气,原料气中
对反应的选择性影响如题图2所示(选择性越大表示生成的该物质越多)。制备H2时最好控制
=______ ,当
= 0.25时,CH3OH和O2发生的主要反应方程式为______ 。
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(2)以V2O5为原料,采用微波辅热-甲醇还原法可制备VO2,在微波功率1000kW下,取相同质量的反应物放入反应釜中,改变反应温度,保持反应时间为90min,反应温度对各钒氧化物质量分数的影响曲线如图3所示,温度高于250℃时,VO2的质量分数下降的原因是______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/1/17/2379181818560512/2380706734268416/STEM/4f82201f-f745-4fb9-badb-119568b7e3c4.png?resizew=261)
(3)以甲醇为原料,可以通过电化学方法合成碳酸二甲酯[(CH3O)2CO],工作原理如图4所示。
①电源的负极为______ (填“A”或“B”)。
②阳极的电极反应式为______ 。
(1)甲醇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. CH3OH(g)+H2O(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/1/17/2379181818560512/2380706734268416/STEM/1990202fa6d447f89de9786917298c2a.png?resizew=28)
反应Ⅱ. H2(g)+CO2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/1/17/2379181818560512/2380706734268416/STEM/1990202fa6d447f89de9786917298c2a.png?resizew=28)
反应Ⅲ. CH3OH(g)
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反应Ⅳ. 2CH3OH(g)
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①△H1=
②工业上采用CaO吸附增强制氢的方法,可以有效提高反应Ⅰ氢气的产率,如图1,请分析加入CaO提高氢气产率的原因:
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③在一定条件下用氧气催化氧化甲醇制氢气,原料气中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dc7322335d12127d46e6f2c178fbe116.png)
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(2)以V2O5为原料,采用微波辅热-甲醇还原法可制备VO2,在微波功率1000kW下,取相同质量的反应物放入反应釜中,改变反应温度,保持反应时间为90min,反应温度对各钒氧化物质量分数的影响曲线如图3所示,温度高于250℃时,VO2的质量分数下降的原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/1/17/2379181818560512/2380706734268416/STEM/4f82201f-f745-4fb9-badb-119568b7e3c4.png?resizew=261)
(3)以甲醇为原料,可以通过电化学方法合成碳酸二甲酯[(CH3O)2CO],工作原理如图4所示。
①电源的负极为
②阳极的电极反应式为
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更新时间:2020-01-19 23:43:09
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相似题推荐
【推荐1】NOx是形成雾霾天气的主要原因之一,以NOx为主的污染综合治理是当前重要的研究课题。
(1)通常可采用氢气进行催化还原,消除NO造成的污染。
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H=akJ·mol-1;
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆H=bkJ·mol-1;
③H2O(g)=H2O(l) ∆H=ckJ·mol-1。
写出H2与NO反应生成N2和水蒸气的热化学方程式:___________ 。
(2)用NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是常见的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示。当NO2与NO的物质的量之比为1∶1时,与足量氨气在一定条件下发生反应。当有15mol电子发生转移时,则参与反应的NO的物质的量为___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/20/2768362148298752/2768538233520128/STEM/5c673985-5ddf-4725-8f88-97023b385eeb.png?resizew=286)
(3)可用电解法将硝酸工业的尾气NO转变为NH4NO3,其工作原理如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/20/2768362148298752/2768538233520128/STEM/c55fba76-2c9a-4f06-8eb3-afbac1ca0b80.png?resizew=216)
M极接电源的___________ 极,N极的电极反应式为___________ 。
(4)汽车尾气中的NO、以NO为主,净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)
2CO2(g)+N2(g)∆H=akJ·mol-1,在500℃时,向恒容密闭体系中通入5mol的NO和5mol的CO进行反应时,体系中压强与时间的关系如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/20/2768362148298752/2768538233520128/STEM/c7393c51-1064-4079-9472-68ed46708cc0.png?resizew=201)
500℃时的平衡常数Kp=___________ Mpa-1,(Kp为以平衡分压表示的平衡常数,平衡分压=总压×物质的量分数)。若在4min改变的条件为升高温度,Kp减小,则a___________ 0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(1)通常可采用氢气进行催化还原,消除NO造成的污染。
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H=akJ·mol-1;
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆H=bkJ·mol-1;
③H2O(g)=H2O(l) ∆H=ckJ·mol-1。
写出H2与NO反应生成N2和水蒸气的热化学方程式:
(2)用NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是常见的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示。当NO2与NO的物质的量之比为1∶1时,与足量氨气在一定条件下发生反应。当有15mol电子发生转移时,则参与反应的NO的物质的量为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/20/2768362148298752/2768538233520128/STEM/5c673985-5ddf-4725-8f88-97023b385eeb.png?resizew=286)
(3)可用电解法将硝酸工业的尾气NO转变为NH4NO3,其工作原理如图:
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M极接电源的
(4)汽车尾气中的NO、以NO为主,净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)
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500℃时的平衡常数Kp=
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】某种制取纯碱的生产流程如下图所示:
(1)N原子核外有_______ 种不同运动状态的电子,它的最外层电子排布式是________ ;组成纯碱的元素原子半径从大到小 依次为___________________ 。
(2)氨水是常用氮肥,用氨水施肥时要避开高温、大风天气,原因是_______________ 。
(3)用离子方程式表示碳酸钠被称为“碱”的原因_____________________________ 。
(4)结合下图用溶解平衡理论解释反应II的反应原理____________________________________ 。________ 。
(6)上述流程中可以循环利用的物质有________ ,副产物是______________ 。
(7)利用化工生产遵循的一般原则分析上述纯碱生产流程,指出不足之处____________________ (写一条)。
(1)N原子核外有
(2)氨水是常用氮肥,用氨水施肥时要避开高温、大风天气,原因是
(3)用离子方程式表示碳酸钠被称为“碱”的原因
(4)结合下图用溶解平衡理论解释反应II的反应原理
(6)上述流程中可以循环利用的物质有
(7)利用化工生产遵循的一般原则分析上述纯碱生产流程,指出不足之处
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【推荐3】碳和氮的化合物在生产、生活中广泛存在。请回答下列问题:
(1)资料显示,可用次氯酸钠处理废水中的氨氮
,使其转化为氮气除去。其主要反应如下
I.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/653db3338b49691b116f46ce9489841d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0bea2637b8d9ce6c34bf0ca7105d326c.png)
①以上反应中HClO的来源用化学用语解释是______ 。
②实验测得。废水中pH与氨氮去除率的关系如图所示。pH较高时,氨氮去除率下降的原因是___ 。
来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关反应的化学方程式及其在不同温度下的化学平衡常数如下表所示。
①下列措施能使反应
的平衡体系中
增大的是______
填字母代号
。
A.将
从体系中分离出去
充入
,使体系压强增大
C.升高温度
恒容时再充入1mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fe0258d13f1c425fbfca379af5d5ed32.png)
②500℃时测得反应
在某时刻
、
、
、
的浓度分别为
、
、
、
,则此时
正![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/987517758fad59f6f695761deb2a5ebd.png)
______
填“
”“
”或“
”
v
逆
。
(3)常温下,在
溶液中,反应
的化学平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/adc6aa655d196e40932974c876442a12.png)
______ 。
已知:常温下,
的电离平衡常数
,
的电离衡常数
、![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bb5af45ddf3f677f69a12e40e21b219a.png)
(4)电解硝酸工业的尾气NO可制备
,其工作原理如图所示:______ 。
②将电解生成的
全部转化为
,则通入的
与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为___ 。
(1)资料显示,可用次氯酸钠处理废水中的氨氮
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/752e0d2737f8eac2ca0308c52b38de13.png)
I.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/93369e208292a034059367673d10e31d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/653db3338b49691b116f46ce9489841d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c88b27faf30063352c276a17663e78e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0bea2637b8d9ce6c34bf0ca7105d326c.png)
①以上反应中HClO的来源用化学用语解释是
②实验测得。废水中pH与氨氮去除率的关系如图所示。pH较高时,氨氮去除率下降的原因是
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35b30004a4010ca4f64f616dc649899e.png)
化学反应 | 平衡常数 | 温度/℃ | ||
500 | 700 | 800 | ||
![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
![]() | ![]() |
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/11d71379442f28c038d367d49422cf90.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/987517758fad59f6f695761deb2a5ebd.png)
A.将
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1bb31828903412916fc755beb9687224.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/12fbba8cadc0dde03ef7bf03b0281fb3.png)
C.升高温度
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a16736cc2de4aaa74d39cf51271fc145.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fe0258d13f1c425fbfca379af5d5ed32.png)
②500℃时测得反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f82e415812cca9545611c0faa0c01b1c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/efd9740221b5c3f564a345ade19502a9.png)
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(3)常温下,在
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(4)电解硝酸工业的尾气NO可制备
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/df28510ae018dcd1c0df3d077019e60b.png)
②将电解生成的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e806535721724631d0f7a42454e49349.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/df28510ae018dcd1c0df3d077019e60b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1c33bc61040178c3282e2e7c0bea6a2c.png)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
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【推荐1】甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料,还可以作为燃料电池的原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
③CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
由此计算ΔH1=______ kJ·mol-1,已知ΔH2=-58kJ·mol-1,则ΔH3=________ kJ·mol-1。
(2)以CH4和H2O为原料,通过下列反应也可以制备甲醇。
I:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.0kJ·mol-1
II:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-129.0kJ·mol-1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为___________ 。
(3)工业上在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H。下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
①由表中数据判断△H___________ 0(填“>”、“=”或“<”)
②某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应后,4min达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,此时的温度为___________ ,则反应速率v(H2)=___________ 。
①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
③CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H—H | C—O | C≡O(CO) | H—O | C—H |
E/kJ·mol-1 | 436 | 343 | 1076 | 465 | 413 |
(2)以CH4和H2O为原料,通过下列反应也可以制备甲醇。
I:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.0kJ·mol-1
II:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-129.0kJ·mol-1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为
(3)工业上在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) △H。下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度/℃ | 250 | 300 | 350 |
K/L2∙mol-2 | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
②某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应后,4min达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,此时的温度为
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【推荐2】甲醇是重要的化工原料,又可作为燃料。工业上利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
①CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-58 kJ/mol
③CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH=+41 kJ/mol
回答下列问题:
(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
则x=_________ 。
(2)若将lmol CO2和2mol H2充入容积为2L的恒容密闭容器中,在两种不同温度下发生反应②。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/11/3/2067504601235456/2068504997036033/STEM/2292aefe-8be0-4e53-b891-e49087c477d0.png?resizew=160)
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KI_____ KⅡ(填“>”或“=”或“<”);
②一定温度下,能判断该反应达到化学平衡状态的是_____________ 。
a.容器中压强不变 b.甲醇和水蒸气的体积比保持不变
c.v正(H2)=3v逆(CH3OH) d.2个C=O断裂的同时有6个H—H断裂
③若5min后反应达到平衡状态,H2的转化率为90%,则用CO2表示的平均反应速率________ ;该温度下的平衡常数为______ ;若保持容器温度不变,下列措施可增加甲醇产率的________ 。
a.缩小反应容器的容积 b.使用合适的催化剂
c.充入He d.按原比例再充入CO2和H2
①CO(g)+2H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/11/3/2067504601235456/2068504997036033/STEM/70563dfd24464a918bd8e2b29803447a.png?resizew=33)
②CO2(g)+3H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/11/3/2067504601235456/2068504997036033/STEM/70563dfd24464a918bd8e2b29803447a.png?resizew=33)
③CO2(g)+H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/11/3/2067504601235456/2068504997036033/STEM/70563dfd24464a918bd8e2b29803447a.png?resizew=33)
回答下列问题:
(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H-H | C-O | C ![]() | H-O | C-H |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 343 | 1076 | 465 | x |
(2)若将lmol CO2和2mol H2充入容积为2L的恒容密闭容器中,在两种不同温度下发生反应②。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/11/3/2067504601235456/2068504997036033/STEM/2292aefe-8be0-4e53-b891-e49087c477d0.png?resizew=160)
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KI
②一定温度下,能判断该反应达到化学平衡状态的是
a.容器中压强不变 b.甲醇和水蒸气的体积比保持不变
c.v正(H2)=3v逆(CH3OH) d.2个C=O断裂的同时有6个H—H断裂
③若5min后反应达到平衡状态,H2的转化率为90%,则用CO2表示的平均反应速率
a.缩小反应容器的容积 b.使用合适的催化剂
c.充入He d.按原比例再充入CO2和H2
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【推荐3】(1)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH=-238.6kJ/mol,CH3OH(l)+
O2(g) =CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-a kJ/mol,则a___ 238.6(填“>”、“<”或“=”)。
(2)如图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过分析,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为_______ 、________ 。
(3)反应mA(g)+nB(g)
pC(g) +qD(g)过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。
该反应ΔH=____ kJ/mol(用含E1、E2式子表示);在反应体系中加入催化剂,E1___ ,E2___ ,(填增大、减小、不变)。
(4)已知:CO (g) +H2O (g)
H2 (g) +CO2 (g) K,C(s)+CO2(g)
2CO(g) K1,C(s) +H2O(g)
CO(g) +H2(g) K2 ,则K、K1、K2之间的关系是 ___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b075058bc25f1045a6137aa0576e911f.png)
(2)如图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过分析,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为
(3)反应mA(g)+nB(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
该反应ΔH=
(4)已知:CO (g) +H2O (g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
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【推荐1】利用甲醇水蒸气重整制氢法是获得氢气的重要方法,涉及的主要反应如下:
Ⅰ.CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g) ∆H1=+49kJ·mol-1
Ⅱ.CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g) ∆H2=+90kJ·mol-1
Ⅲ.H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ∆H3
回答下列问题:
(1) ∆H3=______ kJ·mol-1
(2)一定条件下,测得CH3OH的转化率及CO、CO2的选择性随温度变化情况分别如下图所示(CO、CO2的选择性:转化的CH3OH中生成CO、CO2的百分比)。由图可知,反应的适宜温度为:______
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/4/2650648880922624/2650893471227904/STEM/b13e8978-9108-47d4-864e-5c2e217ef63c.png?resizew=330)
(3)一定条件下,向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)发生上述反应,达到平衡时,容器中CO2和CO的物质的量分别为a mol和b mol,此时容器中H2O(g)的浓度为______ mol·L-l(用含V、a或b的代数式表示),该条件下,反应Ⅲ的平衡常数为______ (用含a、b的代数式表示)。
(4)反应产生的副产物CO2,可在酸性水溶液中用TiO2纳米电极电解生成甲醇,则生成甲醇的电极为______ 极,该极的电极反应式为______ 。
Ⅰ.CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g) ∆H1=+49kJ·mol-1
Ⅱ.CH3OH(g)⇌CO(g)+2H2(g) ∆H2=+90kJ·mol-1
Ⅲ.H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ∆H3
回答下列问题:
(1) ∆H3=
(2)一定条件下,测得CH3OH的转化率及CO、CO2的选择性随温度变化情况分别如下图所示(CO、CO2的选择性:转化的CH3OH中生成CO、CO2的百分比)。由图可知,反应的适宜温度为:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/4/2650648880922624/2650893471227904/STEM/b13e8978-9108-47d4-864e-5c2e217ef63c.png?resizew=330)
(3)一定条件下,向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)发生上述反应,达到平衡时,容器中CO2和CO的物质的量分别为a mol和b mol,此时容器中H2O(g)的浓度为
(4)反应产生的副产物CO2,可在酸性水溶液中用TiO2纳米电极电解生成甲醇,则生成甲醇的电极为
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【推荐2】课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法,是德国诺贝尔化学奖获得者哈伯发明的。其合成原理为:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H<0,△S<0。
(1)下列关于工业合成氨的说法不正确的是___
A.因为△H<0,所以该反应一定能自发进行
B.因为△S<0,所以该反应一定不能自发进行
C.在高温下进行是为了提高反应物的转化率
D.使用催化剂加快反应速率是因为催化剂降低了反应的活化能
(2)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨的反应,下列能说明该反应已达到平衡状态的是___ 。
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2
b.v(N2)正=3 v(H2)逆
c.容器内压强保持不变
d.混合气体的密度保持不变
(3)工业上合成氨的部分工艺流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/14/b03bb566-512e-4988-a8d8-1e6ecb68a482.png?resizew=435)
请用平衡移动原理来解释在流程中及时分离出氨气和循环使用气体的原因___ 。
(4)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响。实验结果如图所示(图中T表示温度,n表示H2物质的量)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/14/81a09254-712f-4a41-aed8-fe7b635af907.png?resizew=188)
①图像中T2和T1的关系是:T2__ T1(填“>,<或=”)
②a、b、c、d四点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是__ (填字母)。
(5)恒温下,往一个4L的密闭容器中充入5.2molH2和2molN2,反应过程中对NH3的浓度进行检测,得到的数据如下表所示:
①此条件下该反应的化学平衡常数K=__ 。
②若维持容器体积不变,温度不变,往原平衡体系中加入H2、N2和NH3各4mol,化学平衡将向___ 反应方向移动(填“正”或“逆”)。
③N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H=-92kJ/mol。在恒温恒容的密闭容器中充入1molN2和一定量的H2发生反应。达到平衡后,测得反应放出的热量为18.4kJ,容器内的压强变为原来的90%,则起始时充入的H2的物质的量为__ mol。
(6)已知:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H=-92kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+181kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-484kJ/mol
写出氨气催化氧化生成NO和水蒸气的热化学方程式__ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(1)下列关于工业合成氨的说法不正确的是
A.因为△H<0,所以该反应一定能自发进行
B.因为△S<0,所以该反应一定不能自发进行
C.在高温下进行是为了提高反应物的转化率
D.使用催化剂加快反应速率是因为催化剂降低了反应的活化能
(2)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨的反应,下列能说明该反应已达到平衡状态的是
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2
b.v(N2)正=3 v(H2)逆
c.容器内压强保持不变
d.混合气体的密度保持不变
(3)工业上合成氨的部分工艺流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/14/b03bb566-512e-4988-a8d8-1e6ecb68a482.png?resizew=435)
请用平衡移动原理来解释在流程中及时分离出氨气和循环使用气体的原因
(4)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响。实验结果如图所示(图中T表示温度,n表示H2物质的量)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/14/81a09254-712f-4a41-aed8-fe7b635af907.png?resizew=188)
①图像中T2和T1的关系是:T2
②a、b、c、d四点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是
(5)恒温下,往一个4L的密闭容器中充入5.2molH2和2molN2,反应过程中对NH3的浓度进行检测,得到的数据如下表所示:
时间/min | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
c(NH3)/mol·L-1 | 0.08 | 0.14 | 0.18 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
①此条件下该反应的化学平衡常数K=
②若维持容器体积不变,温度不变,往原平衡体系中加入H2、N2和NH3各4mol,化学平衡将向
③N2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(6)已知:N2(g)+3H2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+181kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-484kJ/mol
写出氨气催化氧化生成NO和水蒸气的热化学方程式
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【推荐3】实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物)为原料制备MgCO3·3H2O。实验过程如如:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/16/eae0da7d-66f6-49fe-b9bb-99618bbd4b01.png?resizew=645)
(1)酸溶过程中主要反应的热化学方程式为
MgCO3(s)+2H+(aq)=Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O(l) ΔH=-50.4kJ·mol–1
Mg2SiO4(s)+4H+(aq)=2Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(l) ΔH=-225.4kJ·mol–1
酸溶需加热的目的是__ ;所加H2SO4不宜过量太多的原因是__ 。
(2)加入H2O2氧化时发生发应的离子方程式为__ 。
(3)用如图所示的实验装置进行萃取分液,以除去溶液中的Fe3+。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/16/46eb28af-b481-4581-a1c2-4ec11585aea9.png?resizew=149)
①实验装置图中仪器A的名称为__ 。
②为使Fe3+尽可能多地从水相转移至有机相,采取的操作:向装有水溶液的仪器A中加入一定量的有机萃取剂,__ 、静置、分液,并重复多次。
(4)请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO3·3H2O的实验方案:边搅拌边向溶液中滴加氨水,___ ,过滤、用水洗涤固体2~3次,在50℃下干燥,得到MgCO3·3H2O。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/16/eae0da7d-66f6-49fe-b9bb-99618bbd4b01.png?resizew=645)
(1)酸溶过程中主要反应的热化学方程式为
MgCO3(s)+2H+(aq)=Mg2+(aq)+CO2(g)+H2O(l) ΔH=-50.4kJ·mol–1
Mg2SiO4(s)+4H+(aq)=2Mg2+(aq)+H2SiO3(s)+H2O(l) ΔH=-225.4kJ·mol–1
酸溶需加热的目的是
(2)加入H2O2氧化时发生发应的离子方程式为
(3)用如图所示的实验装置进行萃取分液,以除去溶液中的Fe3+。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/16/46eb28af-b481-4581-a1c2-4ec11585aea9.png?resizew=149)
①实验装置图中仪器A的名称为
②为使Fe3+尽可能多地从水相转移至有机相,采取的操作:向装有水溶液的仪器A中加入一定量的有机萃取剂,
(4)请补充完整由萃取后得到的水溶液制备MgCO3·3H2O的实验方案:边搅拌边向溶液中滴加氨水,
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【推荐1】在2020年中央经济工作会议上,我国明确提出“碳达峰”与“碳中和”目标,因此利用煤炭或
合成其它高价值化学品的工业生产显得更加重要。
(1)工业上以煤和水为原料通过一系列转化可获得清洁能源氢气。
已知:①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e9f47476b2310b85f5ec06230b512e10.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/69c932225423b5716f16f7fee7abcfdd.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5f9f6e4987060e1f4be2df51a380b3a7.png)
则碳与水蒸气反应
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41a0c6971b36d0629239b4e185ecad3a.png)
___________ 。
(2)工业。上也可以仅利用上述反应得到的
和
进一步合成甲醇:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/feb30ef033c9c51eb5ebe6822422b5c7.png)
①在某恒温恒容密闭容器中充入1mol
和3mol
发生反应,测得
和
(g)浓度随时间变化如下图1所示。则平衡时
(g)的转化率为___________ ,该温度下的平衡常数为___________
。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/22/2769615625478144/2770020921868288/STEM/a8806799-5bce-4e72-8b25-ce46f1aece37.png?resizew=505)
②该反应在催化剂Cu—ZnO—
表面进行,主反应历程如图2所示(催化剂表面吸附的物种用·标注),下列说法不正确的是___________ 。
A.该反应的原子利用率为100%
B.催化剂可以降低反应活化能
C.反应②中,断裂和形成的共价键至少有2种
D.使用催化剂可以提高反应的转化率
(3)将合成的甲醇进行水蒸气重整是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源。该制氢(SRM)系统简单,产物中
含量高、CO含量低(CO会损坏燃料电池的交换膜),反应如下:
反应Ⅰ(主):
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ecd19f9e39b7639c637c92eb8cb8cbdb.png)
反应Ⅱ(副):
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6cb1adb9842fd33fd87c25fa7d6d06dd.png)
温度高于300℃会同时发生反应Ⅲ:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/955790bea9d1fe6c8d41b0431611f6d2.png)
①反应1能够自发进行的原因是___________ 。
②升温有利于提高
转化率,但也存在一个明显的缺点是___________ 。
③写出一条能提高
转化率而降低CO生成率的措施___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(1)工业上以煤和水为原料通过一系列转化可获得清洁能源氢气。
已知:①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5d94d7d2be7a67173b81a3c77294144e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e9f47476b2310b85f5ec06230b512e10.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c44b0a3cf77c37c10eaa3daa0ae303d5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/69c932225423b5716f16f7fee7abcfdd.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f511509c8194bd01ba8e8b55b09176d6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5f9f6e4987060e1f4be2df51a380b3a7.png)
则碳与水蒸气反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e03f23e9efff4acc08d2d48cddc097e7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41a0c6971b36d0629239b4e185ecad3a.png)
(2)工业。上也可以仅利用上述反应得到的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/feb30ef033c9c51eb5ebe6822422b5c7.png)
①在某恒温恒容密闭容器中充入1mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/efbd7c58e0510814da3d21c331d00e81.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/22/2769615625478144/2770020921868288/STEM/a8806799-5bce-4e72-8b25-ce46f1aece37.png?resizew=505)
②该反应在催化剂Cu—ZnO—
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8e26ee35e356fb7b4700345b48bfd96a.png)
A.该反应的原子利用率为100%
B.催化剂可以降低反应活化能
C.反应②中,断裂和形成的共价键至少有2种
D.使用催化剂可以提高反应的转化率
(3)将合成的甲醇进行水蒸气重整是电动汽车氢氧燃料电池理想的氢源。该制氢(SRM)系统简单,产物中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
反应Ⅰ(主):
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/61ac4876dfe1f2d2ecb7d29c1ab4136f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ecd19f9e39b7639c637c92eb8cb8cbdb.png)
反应Ⅱ(副):
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f0c3f508fd0a6f5cceb6264ae3aa91c6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6cb1adb9842fd33fd87c25fa7d6d06dd.png)
温度高于300℃会同时发生反应Ⅲ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/955790bea9d1fe6c8d41b0431611f6d2.png)
①反应1能够自发进行的原因是
②升温有利于提高
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
③写出一条能提高
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐2】“共生系统”是指为提高经济效益,人类生产活动尽可能多功能化,共生工程将会大大促进化学工业的发展。现以硫酸工业的SO2尾气处理为例,研究二氧化硫尾气优化方案的初步研究。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/23/1930326381363200/1931035162542080/STEM/498b86d383c9469b8d463c7fa8a5b2ce.png?resizew=423)
已知:①![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/23/1930326381363200/1931035162542080/STEM/1f1b8b9d732b4219a1d332405066d31f.png?resizew=345)
②已知CaSO4的摩尔体积大于CaCO3
(1)已知反应III中A物质是二元化合物,元素质量比为5∶4,则反应III在540~700℃时发生反应的化学方程式为:_____________________________________ 。
(2)在反应II中,固体投料比、反应温度的控制等对反应产生有很大影响,下图1是不同温度下反应后所得固体成分的物质的量如图所示。高于800 ℃时A减少的原因是_________________________ (用化学方程式表示)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/23/1930326381363200/1931035162542080/STEM/a196b1ec77f74d498317c9a586928de7.png?resizew=462)
(3)脱硫率受反应温度、Ca/S比例、气体速率等因素影响,上图2表示的是不同温度、Ca/S不同比例下脱硫效率的分布图,则最佳脱硫的工艺条件是__________________ 。
(4)脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构若小于临界尺寸时发生扬析,并非越小越好,孔隙结构应有适当的孔径大小,既保证一定孔隙容积,又保证孔隙不易堵塞。实践研究表示,煅烧温度对脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构起到关键性影响,试说明需要最佳脱硫温度范围的原因是_____________ 。
(5)为了改变因脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构对脱硫效率的因素,现常用湿法石灰石法,同时加入己二酸,其作用之一是己酸钙的存在。(NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮,将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种氮肥,二氧化氮增加了二氧化硫的反应能力;另一作用是_______________ 。
(6)工业上用Na2SO3吸收尾气中的SO2,再用如图装置电解(惰性电极)NaHSO3制取H2SO4,阳极区逸出气体的成分为___________________ (填化学式)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/23/1930326381363200/1931035162542080/STEM/498b86d383c9469b8d463c7fa8a5b2ce.png?resizew=423)
已知:①
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/23/1930326381363200/1931035162542080/STEM/1f1b8b9d732b4219a1d332405066d31f.png?resizew=345)
②已知CaSO4的摩尔体积大于CaCO3
(1)已知反应III中A物质是二元化合物,元素质量比为5∶4,则反应III在540~700℃时发生反应的化学方程式为:
(2)在反应II中,固体投料比、反应温度的控制等对反应产生有很大影响,下图1是不同温度下反应后所得固体成分的物质的量如图所示。高于800 ℃时A减少的原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/23/1930326381363200/1931035162542080/STEM/a196b1ec77f74d498317c9a586928de7.png?resizew=462)
(3)脱硫率受反应温度、Ca/S比例、气体速率等因素影响,上图2表示的是不同温度、Ca/S不同比例下脱硫效率的分布图,则最佳脱硫的工艺条件是
(4)脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构若小于临界尺寸时发生扬析,并非越小越好,孔隙结构应有适当的孔径大小,既保证一定孔隙容积,又保证孔隙不易堵塞。实践研究表示,煅烧温度对脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构起到关键性影响,试说明需要最佳脱硫温度范围的原因是
(5)为了改变因脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构对脱硫效率的因素,现常用湿法石灰石法,同时加入己二酸,其作用之一是己酸钙的存在。(NH4)2SO3可用于电厂等烟道气中脱氮,将氮氧化物转化为氮气,同时生成一种氮肥,二氧化氮增加了二氧化硫的反应能力;另一作用是
(6)工业上用Na2SO3吸收尾气中的SO2,再用如图装置电解(惰性电极)NaHSO3制取H2SO4,阳极区逸出气体的成分为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/4/23/1930326381363200/1931035162542080/STEM/2fbb17e4e01549c7b070e0b13941320d.png?resizew=204)
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐3】煤燃烧排放的烟气含有
和
,形成酸雨、污染大气,采用
溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝,回答下列问题:
的化学名称为______ 。
在鼓泡反应器中通入含有
和NO的烟气,反应温度323K,
溶液浓度为
反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表
写出
溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式______ 。增加压强,NO的转化率______
填“提高”“不变”或“降低”
。
随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐______
填“提高”“不变”或“降低”
。
由实验结果可知,脱硫反应速率______ 脱硝反应速率
填“大于”或“小于”
。原因是除了
和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是______ 。
在不同温度下,
溶液脱硫、脱硝的反应中,
和NO的平衡分压
如图所示。
由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均______
填“增大”“不变”或“减小”
。
反应
的平衡常数K表达式为______ 。
如果采用NaClO、
替代
,也能得到较好的烟气脱硫效果。从化学平衡原理分析,
相比NaClO具有的优点是______ 。
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离子 | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3bf79abc19b893162d3857c2a99d3ddd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/78391e2817bcb78e106c6702b4401748.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3bf79abc19b893162d3857c2a99d3ddd.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/1/21/2382042718765056/2384778329350144/STEM/81fc4fd7a6c34ed4be0a3d65566c944d.png?resizew=208)
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