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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:99 题号:9622507
人类的生存与发展都和能源有密切关系,其中煤炭的能源利用是人类最早开发的能源之一。在现代化工业中,煤炭的气化是以煤炭为原料,在高温高压下使煤炭中的有机物质和气化剂发生一系列的化学反应,使固体的煤炭转化成可燃性气体的生产过程。生要反应如下:
Ⅰ.C(s)+CO2(g)=2CO(g) ∆H1=+172.8kJ·mol-1
Ⅱ.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ∆H2=+131.8kJ·mol-1
Ⅲ.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ∆H3=-41.0kJ·mol-1
Ⅳ.C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) ∆H4
回答下列问题:
(1)CO2的电子式是___;∆H4=___kJ·mol-1
(2)分别向初始温度为T℃,体职为2L的两个刚性密闭容器中,各充入足量的C(a)和1molH2O(g),一个容器为恒温容器,一个容器为绝热容器,若只发生反应II。两容器中压强随时间的变化关系如图所示:

①图中代表恒温容器的曲线是___(填“L1,"或“L2”)。
②绝热容器中,从反应开始至达到平衡,平均反应速率v(H2O)=__mol·L-1·min-1
③恒温容器中,T°C时,该反应的平衡常数Kp=__kPa(Kp是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。用含P1的代数式表示)
(3)若在恒温容器中,同时发生以上四个反应,其中C(s)足量。下列说法正确的是__(填序号)。
a.当CO浓度不再发生变化时,容器中所有反应均达到平衡状态
b.缩小容器容积,反应I正反应速率降低,逆反应速率升高,平衡初逆方向移动
c.根据平衡常数公式,若从密闭容器中分离出所有C(s),各气体的浓度保持不变
(4)煤炭是不可再生资源,而在固态金属氧化物电解池中,高温电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。X是电源的___极,阴极的电极反应式有:__

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(1)①已知:CH4、H2的燃烧热(△H)分别为﹣890.3kJ/mol、﹣285.8kJ/mol,则CO2和H2反应生成CH4的热化学方程式是__________________________
②有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图所示,电池正极的电极反应式是________,A是____

(2)甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上可用合成气制备甲醇,反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),某温度下在容积为2L的密闭容器中进行该反应,其相关数据见图:

①从反应开始至平衡时,用CO表示化学反应速率为________,该温度下的平衡常数为__
②5min至10min时速率变化的原因可能是__________________
(3)①常温下,将V mL、0.1000mol/L氢氧化钠溶液逐滴加入到20.00mL、0.1000mol/L醋酸溶液中,充分反应(忽略溶液体积的变化);如果溶液pH=7,此时V的取值___20.00(填“>”、“=”或“<”),溶液中c(Na+)、c(CH3COO)、c(H+)、c(OH)的大小关系是_____________________
②常温下,将a mol/L的醋酸与b mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合,反应后,溶液呈中性,则醋酸的电离常数为_______(用含有a、b字母的代数式表示)。
2018-12-18更新 | 108次组卷
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【推荐2】氮、碳氧化物的排放会对环境造成污染。多年来化学工作者对氮、碳的氧化物做了广泛深入的研究并取得一些重要成果。
I.已知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步:
第一步:2NO(g)N2O2(g) (快) ∆H1<0;
v1=k1c2(NO) ;v1=k1c(N2O2
第二步:N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) (慢) ∆H2< 0;
v2=k2c(N2O2)c(O2);v2=k2c2(NO2
①在两步的反应中,哪一步反应的活化能更大___(填“第一步”或“第二步”)。
②一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态,请写出用k1、k1、k2、k2表示的平衡常数表达式K=____________
II.(1)利用CO2和CH4重整不仅可以获得合成气(主要成分为CO、H2),还可减少温室气体的排放。已知重整过程中部分反应的热化方程式为:
① CH4(g)=C(s)+2H2(g)       ΔH1>0
② CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)       ΔH2>0
③ CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g)       ΔH3<0
则反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的ΔH=______________________(用含 ΔH1 、ΔH2 ΔH3的代数式表示)若固定n(CO2)=n(CH4),改变反应温度,CO2和CH4的平衡转化率见图甲。


同温度下CO2的平衡转化率大于CH4的平衡转化率,原因是_________
(2)在密闭容器中通入物质的量均为0.1mol的CH4和CO2,在一定条件下发生反应CO2(g) + CH4(g) 2CO(g) + 2H2(g),CH4的平衡转化率与温度及压强(单位Pa)的关系如图乙所示。y点:v(正)_____v(逆)(填 “大于”“小于”或“等于”)。已知气体分压(p )=气体总压(p )× 气体的物质的量分数。用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数Kp,求x 点对应温度下反应的平衡常数Kp=__________________
III.根据2CrO42+2H+ Cr2O72+H2O设计如图丙装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7,图丙中左侧电极连接电源的_________极,电解制备过程的总反应化学方程式为_________。测定阳极液中Na和Cr的含量,若Na与Cr的物质的量之比为a:b,则此时Na2CrO4的转化率为_________。若选择用熔融K2CO3作介质的甲烷(CH4)燃料电池充当电源,则负极反应式为________________
2020-04-05更新 | 222次组卷
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Ⅰ.氮元素的化合物种类繁多,研究氮氧化物的反应机理对于消除污染有重要指导作用。
(1)NO2有较强的氧化性,能将SO2氧化成SO3,自身被还原为NO。
已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)   ΔH1=-196.6 kJ·mol1
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)       ΔH2=-113.0 kJ·mol1
则NO2氧化SO2的热化学方程式为___________
(2)利用现代传感技术探究压强对2NO2 (g)N2O4(g)平衡移动的影响。在恒定温度和标准压强条件下,往针筒中充入一定体积的NO2气体后密封并保持活塞位置不变。分别在t1、t2时迅速移动活塞后并保持活塞位置不变,测定针筒内气体压强变化如下图所示。

①B、E两点对应的正反应速率大小为vB_____vE(填“>” 或“<”)。
②E、F、H三点对应气体的平均相对分子质量最大的点为_____(填字母序号)。
(3)可用下图装置将雾霾中的NO、SO2转化为(NH4)2SO4,则阴极的电极反应式为_________

Ⅱ.利用CO2制取甲醛可以缓解温室效应,反应方程式为CO2(g)+2H2(g)HCHO(g)+H2O(g)。请回答下列问题:
(4)T1℃时,将体积比为1: 2的CO2和H2混合气体充入恒容密闭容器中,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

①已知:vp(B)=。前10 min,用H2的压强变化表示该反应的平均反应速率为__________kPa∙min-1
②T1℃时,反应的平衡常数Kp______kPa-1(Kp为用各气体分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数;结果保留三位有效数字)。
2020-11-01更新 | 365次组卷
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