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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷81
氢气是一种清洁能源。在冶金、电力、材料等领域应用广泛。请回答下列问题:
(1)某科研团队利用透氧膜获得N2、H2的工作原理如图所示(空气中N2和O2的物质的量之比为4:1)。上述过程中,膜I侧所得气体的物质的量之比为n(H2):n(N2)=3:1,则氧化作用的物质为_______________,膜Ⅱ侧发生的电极反应式为_________________

(2)用CO和H2合成甲醇的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
已知CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-49.0kJ/mol
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=-41.1kJ/mol
则△H1=________________
(3)向体积可变的密闭容器中充入1molCO和2.2molH2,在恒温恒压条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),平衡时,CO的转化率α(CO)随温度、压强的变化情况如图1所示。

①压强p1_____(填“>”、“<”或“=”)p2;M点时,该反应的平衡常数Kp______(用平衡分压表示,分压=总压×物质的量分数)
②不同温度下,该反应的平衡常数的对数值lgK如图2,其中A点为506K时平衡常数的对数值,则B、C、D、E四点中能正确表示该反应的lgK与温度(T)的关系的是_____________
(4)H2还原NO的反应为2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(l),实验测得反应速率的表达式为v=k·cm(NO)·cn(H2)(k是速率常数,只与温度有关)。
①某温度下,反应速率与反应物浓度的变化关系如下表所示。
编号c(H2)/(mol·L-1c(NO)/(mol·L-1v/(mol·L-1·min-1
10.100.100.414
20.100.201.656
30.500.102.070

由表中数据可知,m=_______,n=_______
②上述反应分两步进行:ⅰ2NO(g)+2H2(g)N2(g)+H2O2(l)(慢反应)
ⅱH2O2(l)+H2(g)2H2O(l)(快反应)。下列说法正确的是_______
A. H2O2是该反应的催化剂                 B. 总反应速率由反应ⅱ的速率决定
C. 反应ⅰ的活化能较高                      D.反应ⅰ中NO和H2的碰撞仅部分有效
20-21高三上·甘肃天水·期末
知识点:盖斯定律与热化学方程式化学平衡常数的有关计算化学反应条件的控制及其应用燃料电池 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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H2是一种重要的清洁能源。
(1)已知:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0kJ/mol,
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.1kJ/mol,H2还原CO反应合成甲醇的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1,则ΔH1=___kJ/mol,该反应自发进行的条件为_____
A.高温                 B.低温               C.任何温度条件下
(2)恒温恒压下,在容积可变的密闭容器中加入1molCO和2.2molH2,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),实验测得平衡时CO的转化率随温度、压强的变化如图所示。

①压强:p1____p2。(填“>”<”或“=”)
②M点时,H2的转化率为_____(计算结果精确到0.1%), 该反应的平衡常数Kp=____(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
③下列各项能作为判断该反应达到平衡标志的是______(填字母);
A.容器内压强保持不变                                                    B.2v(H2)=v(CH3OH)
C.混合气体的相对分子质量保持不变            D.混合气体的密度保持不变
(3)H2还原NO的反应为2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(1),实验测得反应速率的表达式为v=kcm(NO)·cn(H2)(k是速率常数,只与温度有关)
①某温度下,反应速率与反应物浓度的变化关系如下表所示。
编号c(NO)/(mol/L)c(H2)/(mol/L)v/(mol·L-1·min-1)
10.100.100.414
20.100.201.656
30.500.102.070

由表中数据可知,m=_____,n=_____
②上述反应分两步进行:i.2NO(g)+H2(g)=N2(g)+H2O2(1)(慢反应);ii.H2O2(1)+H2(g)=2H2O(1)(快反应)。下列叙述正确的是_______(填字母)
A.H2O2是该反应的催化剂                                 B.反应i的活化能较高
C.总反应速率由反应ii的速率决定        D.反应i中NO和H2的碰撞仅部分有效
(4)2018年我国某科研团队利用透氧膜,一步即获得合成氨原料和合成液态燃料的原料。其工作原理如图所示(空气中N2与O2的物质的量之比按4:1计)。工作过程中,膜I侧所得=3,则膜I侧的电极方程式为________
H2是一种清洁能源,在冶金、电力、材料等领域应用广泛。请回答下列问题:

                                                                                                                                                                                                             
(1)向容积可变的密闭容器中充入2molCO和4.4molH2,在恒温恒压条件下发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)平衡时,CO的转化率α(CO)随温度、压强的变化情况如图甲所示。
①以下叙述能说明该反应达到平衡状态的是________
A.CO和H2的物质的量浓度之比是1:2
B.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍
C.容器中混合气体的体积保持不变 
D.容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变
E.容器中混合气体的密度保持不变
②图甲中压强:p1 _______p2(填大于或小于)。
③M点时H2的转化率为________(计算结果精确到0.1%),该反应用气体分压表示的平衡常数Kp=________(用含p1的表达式表示,分压=总压×物质的量分数)。
④不同温度下,该反应的平衡常数的对数值(lgK)如图乙所示。其中,A点为506K时平衡常数的对数值,则B、C、D、E四点中能正确表示该反应的lgK与温度(T)的关系的是________
(2) H2还原NO的反应为2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(l),请回答以下问题:
①该反应分两步进行:
i.2NO(g)+H2(g)N2(g)+H2O2(l)(慢反应);
ii.H2O2(l)+H2(g)2H2O(l)(快反应)。下列叙述正确的是________(填字母)。
A. H2O2是该反应的催化剂
B.反应ii的活化能较高
C.总反应速率由反应i的速率决定
D.反应i中NO和H2的碰撞仅部分有效
②在T1K 100kPa下,等物质的量的NO和H2混合气体发生反应,反应速率v=v-v=kp2(NO)p 2(H2)- kp(N2), k、k分别为正逆反应的速率常数,p为气体分压(气体分压=气体总压×物质的量分数)。用气体分压表示的平衡常数Kp=1.25×10-5(kPa)-3,则H2转化率为50%时,v/v=________

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