含氮物质被广泛应用于化肥、制药、合成纤维等化工行业造福人类,但如果使用或处理不当,也会对环境造成影响。如何合理地使用含氮物质,是化学学科肩负的重要社会责任。请根据所学知识解答下列问题:
(1)利用甲烷催化还原氮氧化物。已知:
Ⅰ:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4cca8b54a1a651af61426fcb6b45067f.png)
Ⅱ.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a70e2849c424945d7141c3d65b8dd5ba.png)
则CH4将NO还原为N2的热化学方程式为____________________________ 。
(2)在
密闭容器中通入
和
,在一定温度下进行反应Ⅱ,反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
由表中数据计算,
内![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bd03112372199414d5bd961480f15e72.png)
_________
,该温度下的浓度平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b5375356905c61c1e720e8b900be76ab.png)
___________ 。
(3)在一密闭的恒容容器中,若按
投料进行反应Ⅱ,下列说法正确的是_______ 。
A.使用催化剂可以提高CH4的平衡转化率
B.若反应Ⅱ在400℃和500℃的平衡常数分别为Ka和Kb,则Ka>Kb
C.投料比不变,温度越低,反应一定时间后CH4的转化率越高
D.投料比不变,增加反应物的浓度,达到新平衡后CH4的转化率减小
E.若
,说明反应达到平衡状态
(4)SCR(选择性催化还原)脱硝法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为:
。其他条件相同,在甲、乙两种催化剂作用下,相同时间时NO转化率与温度的关系如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/20/c7f1b26c-1ecf-497c-b983-d8d72b85f108.png?resizew=207)
①工业上选择催化剂__________ (填“甲”或“乙”)
②在催化剂甲作用下,温度高于210℃时,NO转化率降低的原因可能是_______ (写一条即可)。
(5)工业合成尿素的反应如下:
,在恒定温度下,将NH3和CO2按2∶1的物质的量之比充入一体积为10L的密闭容器中(假设容器体积不变,生成物的体积忽略不计),经
达到平衡,各物质的浓度变化曲线如图所示,若保持平衡时的温度和体积不变,25min时再向容器中充入2mol的NH3和1molCO2,在40min时重新达到平衡,请在图中画出
内NH3的浓度变化曲线。__________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/20/f921b4bd-ce66-46c0-85e1-6c97bc0feb17.png?resizew=276)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/20/4445d1cf-1b6f-4ef8-bb6d-ba49a3b4c5b0.png?resizew=280)
(6)工业上利用NH3进一步制备联氨(N2H4)等。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式_________ 。
(1)利用甲烷催化还原氮氧化物。已知:
Ⅰ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4cca8b54a1a651af61426fcb6b45067f.png)
Ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a70e2849c424945d7141c3d65b8dd5ba.png)
则CH4将NO还原为N2的热化学方程式为
(2)在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f0f848bac5cc0ef44af55c121dcc9a6c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d3d9f51bd8ebd7fa113ee2c4acfd2c8b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/548506321ce59bdef0b9465d81fbcefe.png)
反应时间t/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
总压强P/100kPa | 4.80 | 5.44 | 5.76 | 5.92 | 6.00 | 6.00 |
由表中数据计算,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e400a015af3d6ea2c807273cb2056050.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bd03112372199414d5bd961480f15e72.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5547f6339f968a7af10c5c0c781308a9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b5375356905c61c1e720e8b900be76ab.png)
(3)在一密闭的恒容容器中,若按
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7264711288f2b1fccc50ae8efe97e823.png)
A.使用催化剂可以提高CH4的平衡转化率
B.若反应Ⅱ在400℃和500℃的平衡常数分别为Ka和Kb,则Ka>Kb
C.投料比不变,温度越低,反应一定时间后CH4的转化率越高
D.投料比不变,增加反应物的浓度,达到新平衡后CH4的转化率减小
E.若
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5f32c20d70a928ddf7267db9ca4ebc71.png)
(4)SCR(选择性催化还原)脱硝法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/367317811ce769063dfff29ac5dba11b.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/20/c7f1b26c-1ecf-497c-b983-d8d72b85f108.png?resizew=207)
①工业上选择催化剂
②在催化剂甲作用下,温度高于210℃时,NO转化率降低的原因可能是
(5)工业合成尿素的反应如下:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7197592b0cdba809329e90d539d1bc0b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dfd07f501fcc85d9b4689cf3323f6c3f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e9dfdf618cd5d91d3de1db15799017e2.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/20/f921b4bd-ce66-46c0-85e1-6c97bc0feb17.png?resizew=276)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/20/4445d1cf-1b6f-4ef8-bb6d-ba49a3b4c5b0.png?resizew=280)
(6)工业上利用NH3进一步制备联氨(N2H4)等。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式
19-20高二·浙江·期末 查看更多[2]
更新时间:2020-02-28 13:15:38
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】氮的氧化物是严重的大气污染物,可以通过以下方法处理:
Ⅰ.催化还原法:如在汽车排气管上安装一个催化转化器,发生如下反应:2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)
(1)已知:N2(g)+O2(g)
2NO(g) △H=+180kJ/mol
则反应:2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g) △H=________ kJ/mol。
(2)在一定温度下,向体积为1L的密闭容器中充入2molNO、1molCO,10分钟时反应2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)达到平衡状态,反应过程中反应物浓度随时间变化情况如图1所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/2/23/1888683920736256/1890642536693760/STEM/162d1324cd124e989ff3b1c413cb57c6.png?resizew=561)
①该反应的平衡常数K的计算式为___________________ ;前10分钟内用氮气表示的反应速率为____________________ 。
②若保持温度不变,15分钟时再向该容器中充入1.6molNO、0.4molCO2,则此时反应的
ν正________ ν逆(填“>”、“=”或“<”) 。
③若保持其他条件不变,15min时压缩容器的体积至0.5L,20分钟时反应重新达到平衡,NO的浓度对应的点应是图1中的________ (填字母)。
④某科研小组研究发现以Ag-ZSM-5为催化剂,NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图2所示。若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低,其可能的原因是_________________________________________ 。
Ⅱ.利用电化学原理,将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池,其原理如图3,该电池在工作过程中NO2转变成绿色硝化剂Y,Y是一种氧化物,可循环使用,石墨Ⅱ是电池的___ 极,石墨Ⅰ附近发生的反应电极反应式为______________________ 相同条件下,消耗的O2和 NO2的体积比为__________ 。
Ⅰ.催化还原法:如在汽车排气管上安装一个催化转化器,发生如下反应:2NO(g)+2CO(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/2/23/1888683920736256/1890642536693760/STEM/9a35e1ee707b40a0ba8840aba84dd8c4.png?resizew=23)
(1)已知:N2(g)+O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/2/23/1888683920736256/1890642536693760/STEM/9a35e1ee707b40a0ba8840aba84dd8c4.png?resizew=23)
化学键 | O=O | C=O | C≡O |
键能(kJ/mol) | 497 | 803 | 1072 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/2/23/1888683920736256/1890642536693760/STEM/9a35e1ee707b40a0ba8840aba84dd8c4.png?resizew=23)
(2)在一定温度下,向体积为1L的密闭容器中充入2molNO、1molCO,10分钟时反应2NO(g)+2CO(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/2/23/1888683920736256/1890642536693760/STEM/9a35e1ee707b40a0ba8840aba84dd8c4.png?resizew=23)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/2/23/1888683920736256/1890642536693760/STEM/162d1324cd124e989ff3b1c413cb57c6.png?resizew=561)
①该反应的平衡常数K的计算式为
②若保持温度不变,15分钟时再向该容器中充入1.6molNO、0.4molCO2,则此时反应的
ν正
③若保持其他条件不变,15min时压缩容器的体积至0.5L,20分钟时反应重新达到平衡,NO的浓度对应的点应是图1中的
④某科研小组研究发现以Ag-ZSM-5为催化剂,NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图2所示。若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低,其可能的原因是
Ⅱ.利用电化学原理,将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池,其原理如图3,该电池在工作过程中NO2转变成绿色硝化剂Y,Y是一种氧化物,可循环使用,石墨Ⅱ是电池的
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
【推荐2】NH3作为一种重要化工原料,被大量应用于工业生产,与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。
(1)催化剂常具有较强的选择性,即专一性。已知:
反应I:4NH3(g) +5O2(g)
4NO(g) +6H2O(g) △H= -905.0 kJ·mol-1
反应II:4NH3(g)+3O2(g)
2N2(g) +6H2O(g) △H= -1266.6 kJ·mol-1
写出NO分解生成N2与O2的热化学方程式_____ 。
(2)在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2,在某催化剂的作用下进行反应I ,测得不同时间的NH3和O2,的浓度如下表:
则下列有关叙述中正确的是_____________ 。
A.使用催化剂时,可降低该反应的活化能,加快其反应速率
B.若测得容器内4v正(NH3) =6v逆(H2O)时,说明反应已达平衡
C.当容器内
=1时,说明反应已达平衡
D.前10分钟内的平均速率v( NO)=0.088 mol·L-1·min-1
(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1 mol NH3和2mol O2,测得有关物质的量关系如下图:
①该催化剂在低温时选择反应_______ (填“ I ”或“ II”)。
②52℃时,4NH3+3O2
2N2+6H2O的平衡常数K=_______ (不要求得出计算结果,只需列出数字计算式)。
③C点比B点所产生的NO的物质的量少的主要原因________ 。
(4)制备催化剂时常产生一定的废液,工业上常利用氢硫酸检测和除去废液中的Cu2+。
已知:25℃时,K1(H2S) =1.3×10-7,K1(H2S) =7.1×10-15,Ksp(CuS) =8.5×10-45
①在计算溶液中的离子浓度时,涉及弱酸的电离通常要进行近似处理。则0.lmol •L-1氢硫酸的pH≈______ (取近似整数)。
②某同学通过近似计算发现0.lmol •L-1氢硫酸与0.0lmol •L-1氢硫酸中的c(S2-)相等,而且等于_____ mol·L-1
③已知,某废液接近于中性,若加入适量的氢硫酸,当废液中c(Cu2+) >_____ mol·L-1(计算结果保留两位有效数字),就会产生CuS沉淀。
(1)催化剂常具有较强的选择性,即专一性。已知:
反应I:4NH3(g) +5O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/3/8/1639601175715840/1643072481468416/STEM/d76d723d42e543e1b41b058709f004ff.png?resizew=45)
反应II:4NH3(g)+3O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/3/8/1639601175715840/1643072481468416/STEM/7cc8d9fa43414bdb9e992343ae884cb5.png?resizew=49)
写出NO分解生成N2与O2的热化学方程式
(2)在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2,在某催化剂的作用下进行反应I ,测得不同时间的NH3和O2,的浓度如下表:
时间(min) | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
c(NH3)/mol·L-1 | 1.00 | 0.36 | 0.12 | 0.08 | 0.072 | 0.072 |
c(O2)/mol• L-1 | 2.00 | 1.20 | 0.90 | 0.85 | 0.84 | 0.84 |
则下列有关叙述中正确的是
A.使用催化剂时,可降低该反应的活化能,加快其反应速率
B.若测得容器内4v正(NH3) =6v逆(H2O)时,说明反应已达平衡
C.当容器内
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/3/8/1639601175715840/1643072481468416/STEM/f4f0d443a9cf48e3aa9f77e9e5f3fcb1.png?resizew=48)
D.前10分钟内的平均速率v( NO)=0.088 mol·L-1·min-1
(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1 mol NH3和2mol O2,测得有关物质的量关系如下图:
①该催化剂在低温时选择反应
②52℃时,4NH3+3O2
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/3/8/1639601175715840/1643072481468416/STEM/35338a0e7f1f46edb81e926fbc358554.png?resizew=33)
③C点比B点所产生的NO的物质的量少的主要原因
(4)制备催化剂时常产生一定的废液,工业上常利用氢硫酸检测和除去废液中的Cu2+。
已知:25℃时,K1(H2S) =1.3×10-7,K1(H2S) =7.1×10-15,Ksp(CuS) =8.5×10-45
①在计算溶液中的离子浓度时,涉及弱酸的电离通常要进行近似处理。则0.lmol •L-1氢硫酸的pH≈
②某同学通过近似计算发现0.lmol •L-1氢硫酸与0.0lmol •L-1氢硫酸中的c(S2-)相等,而且等于
③已知,某废液接近于中性,若加入适量的氢硫酸,当废液中c(Cu2+) >
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关,充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。
Ⅰ.已知:①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH=a kJ·mol-1
②CO(g)+l/2O2(g)=CO2(g) ΔH=b kJ·mol-1
③C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH=c kJ·mol-1
则反应4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)的焓变ΔH=______________ kJ·mol-1。
Ⅱ.依据原电池的构成原理,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是_____ (填序号)。
C(s)+CO2(g)=2CO(g) ΔH>0
B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH<0
C.2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH>0
D.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH<0
若以稀硫酸为电解质溶液,则该原电池的正极反应式为______________________ 。
Ⅲ.金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,充分燃烧时生成二氧化碳,反应中放出的热量如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/4/26/1673944028987392/1681236474503168/STEM/7d2bf3ddd85142429522192f99ec0e9e.png?resizew=375)
①在通常状况下,金刚石和石墨中________ (填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热为________ 。
②12 g石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36 g,该过程放出的热量________ 。
Ⅰ.已知:①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH=a kJ·mol-1
②CO(g)+l/2O2(g)=CO2(g) ΔH=b kJ·mol-1
③C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH=c kJ·mol-1
则反应4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)的焓变ΔH=
Ⅱ.依据原电池的构成原理,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是
C(s)+CO2(g)=2CO(g) ΔH>0
B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH<0
C.2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH>0
D.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH<0
若以稀硫酸为电解质溶液,则该原电池的正极反应式为
Ⅲ.金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,充分燃烧时生成二氧化碳,反应中放出的热量如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/4/26/1673944028987392/1681236474503168/STEM/7d2bf3ddd85142429522192f99ec0e9e.png?resizew=375)
①在通常状况下,金刚石和石墨中
②12 g石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36 g,该过程放出的热量
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
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解题方法
【推荐1】完成下列小题
(1)页岩气不仅能用作燃料,还可用于生产合成气(CO和
)。
与
通入聚集太阳能反应器,发生反应
。
已知:Ⅰ.
、
、CO的燃烧热(
)分别为
、
、
;
Ⅱ.
。
则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/14d7083610c69e55d959b9b8678e8543.png)
_____
(用含字母a、b、c、d的代数式表示)。
(2)用合成气生成甲醇的反应为
,在10L恒容密闭容器中按物质的量之比1:2充入CO和
,200℃时
随时间的变化如表所示:
①0~3min内用
表示的反应速率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/988f2744b901578905f563e4947260a0.png)
_____ 。
②200℃时,该反应的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09b51ee6fe038c30ffb16019af67a9fe.png)
_____ 。向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入5molCO、
、
,保持温度不变,则反应_____ (填“正向”“逆向”或“不”)进行。
③上述反应如果在绝热恒容的密闭环境下进行,下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是_____ (填字母)。
A.混合气体密度不再变化
B.容器内的温度保持不变
C.CO和
的物质的量之比保持不变
D.CO的消耗速率与
的生成速率之比为1:1
(3)汽车尾气是雾霾形成的原因之一、研究氮氧化物的处理方法可有效减少雾霾的形成,可采用在催化剂作用下氧化还原法脱硝:
。根据图示判断提高脱硝效率的最佳条件是_____ ;氨氮物质的量之比一定时,在400℃时,脱硝效率最大,其可能的原因是_____ 。
(1)页岩气不仅能用作燃料,还可用于生产合成气(CO和
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6fbb5d519f981a09188dc18a765e8c43.png)
已知:Ⅰ.
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f773fd7befbd64307907ac493b7a81fb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2a8ca2236570d5ba69b96121a066b534.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/42de7ca5b9de3eadec0f464d4a0014cc.png)
Ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/21c3387045b7f47da66821cc728e98dd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0990239433c6b95e5a4fc9e1286a8977.png)
则
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/14d7083610c69e55d959b9b8678e8543.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(2)用合成气生成甲醇的反应为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5e0baff98cc55e3793fc1702ef178fba.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7e3396e9e066adc1d6e03779938058a9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/34ff3d913ce7389422f45dd15b65e9aa.png)
t/min | 0 | 1 | 3 | 5 |
![]() | 8.0 | 5.4 | 4.0 | 4.0 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50a5c6d26e9821c59de16c928dcb79f0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/988f2744b901578905f563e4947260a0.png)
②200℃时,该反应的平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09b51ee6fe038c30ffb16019af67a9fe.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/503ab749014a7297c27ad323567f5756.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d8c04737df26bdddf636398d8cab1a45.png)
③上述反应如果在绝热恒容的密闭环境下进行,下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是
A.混合气体密度不再变化
B.容器内的温度保持不变
C.CO和
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
D.CO的消耗速率与
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50a5c6d26e9821c59de16c928dcb79f0.png)
(3)汽车尾气是雾霾形成的原因之一、研究氮氧化物的处理方法可有效减少雾霾的形成,可采用在催化剂作用下氧化还原法脱硝:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd0d0eed7d035e63e6592548399d530b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c523e50f790218235eae777f95a8a724.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/25/d8555cac-0b6b-4439-aa86-e367abc7c96b.png?resizew=272)
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(0.4)
【推荐2】I.已知2A2(g)+B2(g)⇌2C(g) ΔH=-akJ·mol-1(a>0),在一个2L固定容积的容器中加入4molA2和2molB2,在500℃时充分反应达到平衡后C的浓度为wmol·L-1。
(1)若在500℃时,反应在第5min时达平衡,且w=1,计算此5min内A2的平均反应速率为_______ ,反应达平衡时B2的转化率为_______ ,若达平衡时测得容器内压强为10MPa,则平衡常数为Kp=_______ (用平衡分压代替浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)若将反应温度升高到700℃,该反应的平衡常数将_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若在原来的容器中,只加入4molC,500℃时充分反应达到平衡后,吸收热量bkJ,C的浓度_______ wmol·L-1(填“>”“=”或“<”)。
II.一定温度下,在容积固定的VL密闭容器中加入nmolA、2nmolB,发生反应:A(g)+2B(g)⇌2C(g) ΔH<0。该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/22/2941624183062528/3133716054081536/STEM/c482630d1f4a4e439fdd4818d7e4f592.png?resizew=247)
(4)由图可知,反应在t1、t3、t7时都达到了平衡状态,而t2时改变了一种条件,试判断改变的条件是_______ 。
(5)t2时平衡向_______ 方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。
(6)若t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系线_______ 。
(1)若在500℃时,反应在第5min时达平衡,且w=1,计算此5min内A2的平均反应速率为
(2)若将反应温度升高到700℃,该反应的平衡常数将
(3)若在原来的容器中,只加入4molC,500℃时充分反应达到平衡后,吸收热量bkJ,C的浓度
II.一定温度下,在容积固定的VL密闭容器中加入nmolA、2nmolB,发生反应:A(g)+2B(g)⇌2C(g) ΔH<0。该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/22/2941624183062528/3133716054081536/STEM/c482630d1f4a4e439fdd4818d7e4f592.png?resizew=247)
(4)由图可知,反应在t1、t3、t7时都达到了平衡状态,而t2时改变了一种条件,试判断改变的条件是
(5)t2时平衡向
(6)若t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系线
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(0.4)
名校
解题方法
【推荐3】氟化学在现代无机化学中占有相当重要的地位。请回答下列问题:
(1)1886年法国化学家莫瓦桑首次通过电解熔融的氟氢化钾(
)制备
,两极均有气体产生。装置如图所示,钢电极与电源的_____ (填“正极”或“负极”)相连,阳极反应式为______ ,两极产生的气体产物必须隔开的原因是________ 。
;F-Cl(ClF中)的键能为248kJ/mol,F-Cl(
中)的键能为172kJ/mol,F-F的键能为157kJ/mol。计算:Cl-Cl的键能为_______ kJ/mol。
(3)氟单质的氧化性很强,可与稀有气体氙(Xe)同时发生如下三个反应。
已知:分压=总压×该组分物质的量分数,对于反应
,
,其中
kPa,
、
、
、
为各组分的平衡分压。
①在恒温、恒容条件下,向密闭容器中通入一定量的Xe和
,下列有关说法不正确的是_______ (填序号)。
A.当混合气体的密度不变时,体系达到平衡
B.当Xe与
的投料比为1∶1时,
的平衡转化率大于Xe
C.达到平衡后将
从体系中移除,反应ⅰ、ⅱ、ⅲ均正向移动
D.反应ⅰ、ⅱ、ⅲ均为放热反应
②在600K条件下,向体积为2L的密闭容器中通入30.0mol Xe和60.0mol
,10min时,产物的物质的量(n)如表所示。10min内,Xe的平均反应速率为_____
,
的转化率为______ 。
③523K时,以Xe和
制取
。反应达到平衡时,欲使产物
,
的分压为______ kPa。
(1)1886年法国化学家莫瓦桑首次通过电解熔融的氟氢化钾(
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1d2052fcda8042ac5f3805245b2bab45.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/195a7dca9e2f7e7f29b46b22b17d7772.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d24b3c7f9f9d41f123c478f7c74c2821.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7a3ef83b18d078f65743855b69be9b28.png)
(3)氟单质的氧化性很强,可与稀有气体氙(Xe)同时发生如下三个反应。
标准平衡常数 | ![]() | ![]() |
ⅰ.![]() | ![]() | ![]() |
ⅱ.![]() | ![]() | ![]() |
ⅲ.![]() | ![]() | 36 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/687a828cc052fd81c000769f9a310183.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd144df86a796fe9b627b0b777d5fbce.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/49f9a8cf38b76b3a30f36a6f00faa7d9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/961cd6f66b6fc958cf1339093187226c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41ba17ed40aff8adde81a96cbcbd9d9e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f40cca05e13b92c614cab2ebdacaf489.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c0ff268533991daa1da169c9fc290130.png)
①在恒温、恒容条件下,向密闭容器中通入一定量的Xe和
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/195a7dca9e2f7e7f29b46b22b17d7772.png)
A.当混合气体的密度不变时,体系达到平衡
B.当Xe与
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/195a7dca9e2f7e7f29b46b22b17d7772.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/195a7dca9e2f7e7f29b46b22b17d7772.png)
C.达到平衡后将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4143ee865b891efcaf94aa62a18ddcdb.png)
D.反应ⅰ、ⅱ、ⅲ均为放热反应
②在600K条件下,向体积为2L的密闭容器中通入30.0mol Xe和60.0mol
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/195a7dca9e2f7e7f29b46b22b17d7772.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d3f02c8ff62fd18b2c36b2ab362c10b6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/195a7dca9e2f7e7f29b46b22b17d7772.png)
物质 | ![]() | ![]() | ![]() |
n/mol | 3.6 | 17.4 | 0.4 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/195a7dca9e2f7e7f29b46b22b17d7772.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ed118aaa6baeebad4db251fb96d23847.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ec557a405ad08a62d0ffce6a5569b3f0.png)
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(0.4)
解题方法
【推荐1】甲醇可用于制造甲醛和农药,工业上可由碳的氧化物和氢气反应制得反应制得。
I.CO和H2在一定条件下能发生反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)+Q(Q>0)。523K时,在容积为2L的恒容密闭容器中充入1molCO和2molH2发生反应,反应进行至5min时达到平衡状态,此时测得H2的体积分数为50%。
(1)在0~5min内,H2的平均反应速率v(H2)=_______ 。
(2)在523K时,上述反应的平衡常数K=_______ ,若反应的平衡K值变大,下列说法正确的是_______ (填编号)。
A.一定向正反应方向移动 B.平衡移动时,逆反应速率始终增大
C.一定向逆反应方向移动 D.平衡移动时,正反应速率始终减小
(3)下列说法能判断上述恒容密闭容器中的反应已达到化学平衡状态的是_______ (填编号)。
A.容器内气体密度保持不变 B. CH3OH的体积分数保持不变
C.v(CO)=v(CH3OH) D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
Ⅱ.用CO2和H2制备CH3OH,可实现CO2的资源化利用,涉及的反应如下:
主反应:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3e3a61d6c5c347e5f798acc16651478c.png)
副反应:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/33c76fc8c7002b0ee34cbd3f0ff83235.png)
将反应物混合气体按进料比n(CO):n(H2)=1:3通入反应装置中,选择合适的催化剂,发生上述反应。
(4)不同温度下,CO2的平衡转化率如图①所示,温度高于503K时,CO2的平衡转化率随温度的升高而增大的原因是_______ 。实际生产中,保持压强不变,相对反应时间内不同温度下CH3OH的产率如图②所示,由图可知,523K时CH3OH的产率最大,可能的原因是_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/5/8fd8952f-29da-4dc7-824a-2aad86274dfe.png?resizew=464)
合成氨工厂常用碳酸钾溶液吸收混合气中的CO2,从而实现CO2的减排。
(5)碳酸钾溶液吸收CO2的离子反应方程式为_______ ,某研究小组用200mL 1.5mol/LK2CO3溶液吸收了3.36L的CO2 (标准状况),形成溶液中的溶质是_______ (填化学式),各离子的浓度关系正确的是_______ (填编号)。
a. c(K+)+c(H+)=c(CO
)+c(HCO
)+c(OH-)
b. 3c(K+)=4c(CO
)+4c(HCO
)+4c(H2CO3)
c. c(K+)>c(OH-)>c(HCO
)>c(CO
)>c(H+)
I.CO和H2在一定条件下能发生反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)+Q(Q>0)。523K时,在容积为2L的恒容密闭容器中充入1molCO和2molH2发生反应,反应进行至5min时达到平衡状态,此时测得H2的体积分数为50%。
(1)在0~5min内,H2的平均反应速率v(H2)=
(2)在523K时,上述反应的平衡常数K=
A.一定向正反应方向移动 B.平衡移动时,逆反应速率始终增大
C.一定向逆反应方向移动 D.平衡移动时,正反应速率始终减小
(3)下列说法能判断上述恒容密闭容器中的反应已达到化学平衡状态的是
A.容器内气体密度保持不变 B. CH3OH的体积分数保持不变
C.v(CO)=v(CH3OH) D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
Ⅱ.用CO2和H2制备CH3OH,可实现CO2的资源化利用,涉及的反应如下:
主反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3e3a61d6c5c347e5f798acc16651478c.png)
副反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/33c76fc8c7002b0ee34cbd3f0ff83235.png)
将反应物混合气体按进料比n(CO):n(H2)=1:3通入反应装置中,选择合适的催化剂,发生上述反应。
(4)不同温度下,CO2的平衡转化率如图①所示,温度高于503K时,CO2的平衡转化率随温度的升高而增大的原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/5/8fd8952f-29da-4dc7-824a-2aad86274dfe.png?resizew=464)
合成氨工厂常用碳酸钾溶液吸收混合气中的CO2,从而实现CO2的减排。
(5)碳酸钾溶液吸收CO2的离子反应方程式为
a. c(K+)+c(H+)=c(CO
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cf380e43b0ab93e2dd67599430ec88e5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d7da75639d9df997d684f1d6d99692cd.png)
b. 3c(K+)=4c(CO
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cf380e43b0ab93e2dd67599430ec88e5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d7da75639d9df997d684f1d6d99692cd.png)
c. c(K+)>c(OH-)>c(HCO
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d7da75639d9df997d684f1d6d99692cd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cf380e43b0ab93e2dd67599430ec88e5.png)
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(0.4)
名校
解题方法
【推荐2】H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法对这些有害气体进行处理,回答下列问题。
(1)H2S的处理:H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)
COS(g)+H2O(g)。在610K时,将0.10molCO2与0.40molH2S充入2L的钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.1。
①H2S的平衡转化率α1=___________ %,反应平衡常数K=___________ 。
②在620K重复试验,平衡后水的物质的量分数为0.16,H2S的转化率α2___________ α1,该反应的ΔH___________ 0.(填“>”“<”或“=”)
(2)SO2的除去:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/4/c596a4af-3827-497f-99ed-b73e2ac1c280.png?resizew=215)
方法1(双碱法):用NaOH吸收SO2,并用CaO使NaOH再生:
①写出过程①的离子方程式:___________ 。CaO在水中存在如下转化:CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)
Ca2+(aq)+2OH-(aq),从平衡移动的角度,简述过程②NaOH再生的原理___________ 。
方法2:用氨水除去SO2
②已知25℃时,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.1×10-8.若氨水的浓度为2.0mol·L-1,溶液中的c(OH-)=___________ mol·L-1.将SO2通入该氨水中,当溶液呈中性时,溶液中的
=___________ 。
(1)H2S的处理:H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
①H2S的平衡转化率α1=
②在620K重复试验,平衡后水的物质的量分数为0.16,H2S的转化率α2
(2)SO2的除去:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/4/c596a4af-3827-497f-99ed-b73e2ac1c280.png?resizew=215)
方法1(双碱法):用NaOH吸收SO2,并用CaO使NaOH再生:
①写出过程①的离子方程式:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
方法2:用氨水除去SO2
②已知25℃时,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.1×10-8.若氨水的浓度为2.0mol·L-1,溶液中的c(OH-)=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a90d78ba03b07a57edf01a44bed94841.png)
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(0.4)
【推荐3】硅及其化合物在工业生产和科技领域有及其重要的作用。请回答:
(1)下列说法正确的是_______ 。
A.工业上用焦炭在高温下还原二氧化硅制粗硅时,只有在焦炭过量时才产生CO
B.二氧化硅与氢氟酸在常温常压下不能发生反应
C.许多硅酸盐具有多孔的结构,这些硅酸盐通常具有筛分分子的作用
D.古代的陶瓷、砖瓦,现代的玻璃、水泥都是硅酸盐产品
E.利用二氧化硅制作的光导纤维是一种半导体材料
F.在常温下单质硅比较稳定,与氧气、氯气、硝酸、NaOH溶液等都很难发生反应
(2)
在高温下用氢气还原可制备高纯度的多晶硅:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0638a5868ace449d551e8a6753cba66d.png)
①下列说法正确的是_______
A.加压有利于平衡正向移动
B.粗硅提纯过程中
进入还原炉之前需要经过蒸馏提纯
C.改进催化剂有利于提高反应中
的平衡转化率
D.可采取选择性膜技术吸收HCl提高
的转化率
②在0.1Mpa下,不同温度和氢气配比(H2/
)对平衡时
剩余量的影响如下表所示:
在温度、配比对剩余量的影响中,还原炉中的反应温度选择在1100℃,而不选择775℃,原因是_______ 。
(3)三氯氢硅(
)是制备硅烷(SiH4)的重要原料。在
体系中:
反应1:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/45848a152531f25da7ea32efce04deb8.png)
反应2:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a39f483455cac5adbefcd38ed9ad9496.png)
①对于反应1,采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323K和343K时
的转化率随时间变化的结果如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/11/2977115746590720/2977890090655744/STEM/d71c102c-8ca7-498e-9af0-34c7071c8a12.jpg?resizew=319)
反应速率
,
、
分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算a处![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/076a073c6bd53ac5878505f8ca84dedc.png)
_______ (保留1位小数)。
②在下图画出上述两个连续反应的能量和反应过程的变化示意图。_______
(1)下列说法正确的是
A.工业上用焦炭在高温下还原二氧化硅制粗硅时,只有在焦炭过量时才产生CO
B.二氧化硅与氢氟酸在常温常压下不能发生反应
C.许多硅酸盐具有多孔的结构,这些硅酸盐通常具有筛分分子的作用
D.古代的陶瓷、砖瓦,现代的玻璃、水泥都是硅酸盐产品
E.利用二氧化硅制作的光导纤维是一种半导体材料
F.在常温下单质硅比较稳定,与氧气、氯气、硝酸、NaOH溶液等都很难发生反应
(2)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ec389ba89ed1a331e7a5aaf24e2fcb40.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0638a5868ace449d551e8a6753cba66d.png)
①下列说法正确的是
A.加压有利于平衡正向移动
B.粗硅提纯过程中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ec389ba89ed1a331e7a5aaf24e2fcb40.png)
C.改进催化剂有利于提高反应中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ec389ba89ed1a331e7a5aaf24e2fcb40.png)
D.可采取选择性膜技术吸收HCl提高
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ec389ba89ed1a331e7a5aaf24e2fcb40.png)
②在0.1Mpa下,不同温度和氢气配比(H2/
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ec389ba89ed1a331e7a5aaf24e2fcb40.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ec389ba89ed1a331e7a5aaf24e2fcb40.png)
配比 剩余量 温度 | 50 | 30 | 25 | 20 | 15 | 10 | 5 | 2 |
775℃ | 0.8286 | 0.8476 | 0.8519 | 0.8555 | 0.8579 | 0.8570 | 0.8456 | 0.8422 |
1100℃ | 0.2899 | 0.3860 | 0.4169 | 0.4512 | 0.4895 | 0.5312 | 0.5707 | 0.5710 |
在温度、配比对剩余量的影响中,还原炉中的反应温度选择在1100℃,而不选择775℃,原因是
(3)三氯氢硅(
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ec389ba89ed1a331e7a5aaf24e2fcb40.png)
反应1:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/769e5318bd2fe217f236fe287022cf22.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/45848a152531f25da7ea32efce04deb8.png)
反应2:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f29bfd0d869a827173b6d0659ecbec6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a39f483455cac5adbefcd38ed9ad9496.png)
①对于反应1,采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323K和343K时
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ec389ba89ed1a331e7a5aaf24e2fcb40.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/11/2977115746590720/2977890090655744/STEM/d71c102c-8ca7-498e-9af0-34c7071c8a12.jpg?resizew=319)
反应速率
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35117b96520e8e5ab974299a435091bb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7445eb9fb42dfeff8509078029b74fed.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1cc37e9d6b1d6e2e5ddd29b55ba483a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/076a073c6bd53ac5878505f8ca84dedc.png)
②在下图画出上述两个连续反应的能量和反应过程的变化示意图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/11/2977115746590720/2977890090655744/STEM/a5e89bf1-eff8-4fc0-97d2-6515665f678d.jpg?resizew=306)
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较难
(0.4)
【推荐1】锅炉水垢既会降低燃料的利用率、影响锅炉的使用寿命,还可能造成安全隐患。某锅炉水垢的主要成分有CaCO3、CaSO4、Mg(OH)2、Fe2O3,用酸洗法可除去该水垢,其基本原理如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/10/9/2049972181245952/2052001163542528/STEM/832207f1-9ca7-4988-a3e0-580a8b44f06a.jpg?resizew=531)
(1)“酸洗”时,一般不选用稀硫酸的原因是_______________________________ 。
(2)“不溶物”用碳酸钠溶液浸泡的目的是________________________________ (用离子方程式表示)。
(3)为防止洗出液中的Fe3+腐蚀铁质管道,常在洗出液中加入SnCl2溶液,反应中Sn2+转化为Sn4+,则Sn2+与Fe3+反应的物质的量之比为________ 。
(4)柠檬酸(用H3R表示)可用作酸洗剂,溶液中H3R、H2R-、HR2-、R3-的含量与pH的关系如图所示。图中a曲线所代表的微粒的百分含量随溶液pH的改变而变化的原因是_____________________ (用平衡移动原理解释)。HR2-电离常数为Ka3,请根据图示信息计算出pKa3=________ (pKa3=-lgKa3)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/10/9/2049972181245952/2052001163542528/STEM/09884767-e7c9-4388-973a-e10f52c96947.jpg?resizew=358)
(5)利用如图2所示装置对锅炉水(含Ca2+、Mg2+、
)进行预处理,可有效防止锅炉水垢的形成。写出电解过程中,Ca2+形成沉淀的电极反应方程式:__________________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/10/9/2049972181245952/2052001163542528/STEM/832207f1-9ca7-4988-a3e0-580a8b44f06a.jpg?resizew=531)
(1)“酸洗”时,一般不选用稀硫酸的原因是
(2)“不溶物”用碳酸钠溶液浸泡的目的是
(3)为防止洗出液中的Fe3+腐蚀铁质管道,常在洗出液中加入SnCl2溶液,反应中Sn2+转化为Sn4+,则Sn2+与Fe3+反应的物质的量之比为
(4)柠檬酸(用H3R表示)可用作酸洗剂,溶液中H3R、H2R-、HR2-、R3-的含量与pH的关系如图所示。图中a曲线所代表的微粒的百分含量随溶液pH的改变而变化的原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/10/9/2049972181245952/2052001163542528/STEM/09884767-e7c9-4388-973a-e10f52c96947.jpg?resizew=358)
(5)利用如图2所示装置对锅炉水(含Ca2+、Mg2+、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/990ea0fd806f2a823c908705100860e8.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/10/9/2049972181245952/2052001163542528/STEM/7ac3f325-0d7e-42de-959e-b13c172974b2.jpg?resizew=286)
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
名校
【推荐2】PbCl2是一种重要的化工材料,常用作助溶剂、制备铅黄等染料。工业生产中利用方铅矿精矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)制备PbCl2的工艺流程如下图所示。
已知:i.PbCl2微溶于水
ii.PbCl2(s)+2Cl-(aq)
PbCl42-(aq)△H>0
(1)浸取过程中MnO2与PbS发生如下反应,请将离子反应补充完整并配平:_____
______+___Cl-+___PbS+___MnO2=___PbCl2+__SO42-+_____ +_____
(2)由于PbCl2微溶于水,容易附着在方铅矿表面形成“钝化层”使反应速率大大降低,浸取剂中加入饱和NaCl溶液可有效避免这一现象,原因是__________ 。
(3)调pH的目的是____________ 。
(4)沉降池中获得PbCl2采取的措施有_________ 。
(5)通过电解酸性废液可重新获得MnO2,装置示意图如下:
①在_____ 极(填“a”或“b”)获得MnO2,电极反应为_______________ 。
②电解过程中发现有Cl2产生,原因可能是_____________ (用化学用语表示)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/18/9b3efc38-e82e-4f34-b773-34dcc9e14517.png?resizew=396)
已知:i.PbCl2微溶于水
ii.PbCl2(s)+2Cl-(aq)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/6/14/2225354400800768/2225412899110912/STEM/fcbc5cf3baa64764af66ae6eb9c8b5fe.png?resizew=39)
(1)浸取过程中MnO2与PbS发生如下反应,请将离子反应补充完整并配平:
______+___Cl-+___PbS+___MnO2=___PbCl2+__SO42-+_____ +_____
(2)由于PbCl2微溶于水,容易附着在方铅矿表面形成“钝化层”使反应速率大大降低,浸取剂中加入饱和NaCl溶液可有效避免这一现象,原因是
(3)调pH的目的是
(4)沉降池中获得PbCl2采取的措施有
(5)通过电解酸性废液可重新获得MnO2,装置示意图如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/18/425a10ab-6b3f-4d3e-be8b-02cb5f0c7db8.png?resizew=168)
①在
②电解过程中发现有Cl2产生,原因可能是
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【推荐3】氢的热值高、无污染使其成为理想的能源。工业制取氢气的主要方法有煤转化、天然气转化等方法。
煤制取氢的主要原理可简化为如下反应:
反应①:C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g) △H1=-131.5kJ·mol-1![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/95614113b34389ab4932c987941b0571.png)
反应②:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H2=-41.2kJ·mol-1![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41ba01e4abcbca054608eda9b7f142aa.png)
反应③:CaO(s)+CO2(g)⇌CaCO3(s) △H3=-179.2kJ·mol-1![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6ae9abc7aceed87b1f5a272320a21edb.png)
对于反应:aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)其标准平衡常数:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/002c28091424d275cb039ce3bd01358c.png)
在温度恒定为1120K,压强恒定为16pΘ的反应炉内加入2molC(s)、2molH2O(g)、2molCaO(s),发生上述3个反应,平衡时CO的分压p(CO)=5pΘ。已知:PΘ=105Pa。该温度下
=20,
=1。
(1)写出反应③的标准平衡常数表达式:
=___________ 。
(2)反应④:C(s)+CO2(g)⇌2CO(g) △H4=___________ 。
(3)求该温度下反应②的标准平衡常数
=___________ 。
(4)平衡时H2的分压p(H2)=___________ Pa,平衡时剩余C(s)的质量=___________ g。
(5)简述CaO(s)的作用___________ 。平衡后再加入2molCaO(s)对最终氢气的产率有何影响___________ 。
A.增大 B.减小 C.无影响 D.无法判断
(6)利用CO2作为生产各种燃料和化学物质的来源,是实现碳中和的有效策略之一、其中,电催化还原CO2具有易于直接控制、以可再生的电能驱动、能将CO2转化为多种碳产物、通常在室温常压下进行等优点,受到广泛的研究。在铜电极上将CO2还原为CO的机理如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/1/2841793065000960/2841859476692992/STEM/84258140a7514796ba548e12d1eee870.png?resizew=350)
写出该机理过程总的电极方程式:___________ 。
煤制取氢的主要原理可简化为如下反应:
反应①:C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g) △H1=-131.5kJ·mol-1
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/95614113b34389ab4932c987941b0571.png)
反应②:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H2=-41.2kJ·mol-1
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41ba01e4abcbca054608eda9b7f142aa.png)
反应③:CaO(s)+CO2(g)⇌CaCO3(s) △H3=-179.2kJ·mol-1
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6ae9abc7aceed87b1f5a272320a21edb.png)
对于反应:aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)其标准平衡常数:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/002c28091424d275cb039ce3bd01358c.png)
在温度恒定为1120K,压强恒定为16pΘ的反应炉内加入2molC(s)、2molH2O(g)、2molCaO(s),发生上述3个反应,平衡时CO的分压p(CO)=5pΘ。已知:PΘ=105Pa。该温度下
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/95614113b34389ab4932c987941b0571.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6ae9abc7aceed87b1f5a272320a21edb.png)
(1)写出反应③的标准平衡常数表达式:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6ae9abc7aceed87b1f5a272320a21edb.png)
(2)反应④:C(s)+CO2(g)⇌2CO(g) △H4=
(3)求该温度下反应②的标准平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/41ba01e4abcbca054608eda9b7f142aa.png)
(4)平衡时H2的分压p(H2)=
(5)简述CaO(s)的作用
A.增大 B.减小 C.无影响 D.无法判断
(6)利用CO2作为生产各种燃料和化学物质的来源,是实现碳中和的有效策略之一、其中,电催化还原CO2具有易于直接控制、以可再生的电能驱动、能将CO2转化为多种碳产物、通常在室温常压下进行等优点,受到广泛的研究。在铜电极上将CO2还原为CO的机理如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/11/1/2841793065000960/2841859476692992/STEM/84258140a7514796ba548e12d1eee870.png?resizew=350)
写出该机理过程总的电极方程式:
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