解答题-原理综合题 较难0.4 引用1 组卷161
工业上大量排放的NOx、SO2、CO2都会污染环境, 如何治理环境和利用资源是科学研究中的重要课题。
(1)利用活性炭的还原性可处理汽车尾气, 发生如下反应: C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g) ΔH> 0,一定条件下,密闭容器中的有关物质的浓度时间的变化如表所示 :
①0~20min 内的平均反应速率 v(CO2) =________ mol/ ( L• min ) 。
②30min 时只改变某一条件, 则可能的变化是________ (填字母编号)。
a.升高温度 b. 降低温度 c. 再通入一定量的 NO d.缩小容器的体积 e. 加入合适的催化剂 f. 增大容器体积
(2)焦炭催化还原二氧化硫的化学方程式 为 2C(s)+2SO2 (g)
S2(g)+2CO2(g)。一定压强下,向 IL 密闭容器中充入足量的焦炭和l molSO2发生反应 ,测得SO2的反应速率与S2 ( g ) 的生成速率随温度变化的关系如图所示: A、B、C、D四点对应的状态中,达到平衡状态的有____ ( 填字母)。
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(3)高温下碳可将难溶的重晶石转化为 BaS:
反应1:BaSO4(s)+4C(s)
4CO(g)+BaS(s)ΔH=+57 l.2 kJ·moJ-1
反应2:BaSO4(s)+4C(g)
4CO2(g)+BaS(s)ΔH =-188 k.J·mol-1。
①保持温度不变, 若t2时刻将容器体积减小为一半,t3时刻达到新的平衡, 请在下图继续画出t2~ t4区间 c ( CO ) 的变化曲线____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/8/16bd3a2c-26d6-4416-9e33-7ca8d39ff62c.png?resizew=302)
② 科学家将大量排放的CO2作为新碳源的研究引起国际关注, 以新型的二氧化钛为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。催化剂的催化效率与乙酸的生成速率随温度的 变化关系如图所示。 250 ~300℃时, 温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/8/f65a5063-9776-4917-8e49-dd1e7df82189.png?resizew=311)
(1)利用活性炭的还原性可处理汽车尾气, 发生如下反应: C(s)+2NO(g)
时间/min 浓度/(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 2.0 | 1.16 | 0.40 | 0.40 | 0.60 | 0.60 |
N2 | 0 | 0.42 | a | b | 1.20 | 1.20 |
CO2 | 0 | 0.42 | a | b | 1.20 | 1.20 |
①0~20min 内的平均反应速率 v(CO2) =
②30min 时只改变某一条件, 则可能的变化是
a.升高温度 b. 降低温度 c. 再通入一定量的 NO d.缩小容器的体积 e. 加入合适的催化剂 f. 增大容器体积
(2)焦炭催化还原二氧化硫的化学方程式 为 2C(s)+2SO2 (g)
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(3)高温下碳可将难溶的重晶石转化为 BaS:
反应1:BaSO4(s)+4C(s)
反应2:BaSO4(s)+4C(g)
①保持温度不变, 若t2时刻将容器体积减小为一半,t3时刻达到新的平衡, 请在下图继续画出t2~ t4区间 c ( CO ) 的变化曲线
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/8/16bd3a2c-26d6-4416-9e33-7ca8d39ff62c.png?resizew=302)
② 科学家将大量排放的CO2作为新碳源的研究引起国际关注, 以新型的二氧化钛为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。催化剂的催化效率与乙酸的生成速率随温度的 变化关系如图所示。 250 ~300℃时, 温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是
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19-20高二下·浙江绍兴·期末
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减少氮的氧化物和碳的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。合理应用和处理碳、氮及其化合物,在生产生活中有重要意义。
(1)对温室气体CO2的研究一直是科技界关注的重点。在催化剂存在下用H2还原CO2是解决温室效应的重要手段之一。
已知:①H2和CH4的燃烧热分别为285.5kJ/mol和890.0kJ/mol。
②H2O(1)=H2O(g) ΔH=+44kJ/mol
试写出H2还原CO2生成CH4和H2O(g)的热化学方程式__ 。
(2)CO2在Cu−ZnO催化下,可同时发生如下的反应I、II,可作为解决温室效应及能源短缺的重要手段。
I.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-57.8kJ/mol
II.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ/mol
在Cu−ZnO存在的条件下,保持温度T不变,在一刚性密闭容器中,充入一定量的CO2及H2,起始及达平衡时,容器内各气体物质的量如下表:
若反应I、II均达平衡时,p0=1.2p,则表中n1=__ ,此时n2=3.则反应I的平衡常数Kp=__ (无需带单位,用含总压p的式子表示。已知:气体各组分的分压p(B),等于总压乘以其体积分数)。
(3)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸,CO2(g)+CH4(g)
CH3COOH(g)。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~300℃时,乙酸的生成速率降低的主要原因是__ ;300~400℃时,乙酸的生成速率升高的主要原因是__ 。
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(4)用活性炭还原法可以处理氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应:C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g) ΔH>0在T℃时,反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下:
30min后,只改变某一条件,根据上表的数据判断改变的条件可能是__ 填字母)。
A.通入一定量的CO2
B.加入合适的催化剂
C.适当缩小容器的体积
D.通入一定量的NO
E.加入一定量的活性炭
F.适当升高温度
(1)对温室气体CO2的研究一直是科技界关注的重点。在催化剂存在下用H2还原CO2是解决温室效应的重要手段之一。
已知:①H2和CH4的燃烧热分别为285.5kJ/mol和890.0kJ/mol。
②H2O(1)=H2O(g) ΔH=+44kJ/mol
试写出H2还原CO2生成CH4和H2O(g)的热化学方程式
(2)CO2在Cu−ZnO催化下,可同时发生如下的反应I、II,可作为解决温室效应及能源短缺的重要手段。
I.CO2(g)+3H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/3/20/2423654699253760/2459022097825792/STEM/e3fe7138c9c145afaa1d063f537ffa22.png?resizew=30)
II.CO2(g)+H2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/3/20/2423654699253760/2459022097825792/STEM/e3fe7138c9c145afaa1d063f537ffa22.png?resizew=30)
在Cu−ZnO存在的条件下,保持温度T不变,在一刚性密闭容器中,充入一定量的CO2及H2,起始及达平衡时,容器内各气体物质的量如下表:
CO2 | H2 | CH3OH | CO | H2O(g) | 总压/kPa | |
起始/mol | 5.0 | 7.0 | 0 | 0 | 0 | p0 |
平衡/mol | n1 | n2 | p |
若反应I、II均达平衡时,p0=1.2p,则表中n1=
(3)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸,CO2(g)+CH4(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/3/20/2423654699253760/2459022097825792/STEM/7729c9dfc8b54c158c066fe95566f1af.png?resizew=43)
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(4)用活性炭还原法可以处理氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应:C(s)+2NO(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/3/20/2423654699253760/2459022097825792/STEM/e3fe7138c9c145afaa1d063f537ffa22.png?resizew=30)
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
c(NO)/mol•L−1 | 1.0 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
c(N2)/mol•L−1 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
c(CO2)/mol•L−1 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
30min后,只改变某一条件,根据上表的数据判断改变的条件可能是
A.通入一定量的CO2
B.加入合适的催化剂
C.适当缩小容器的体积
D.通入一定量的NO
E.加入一定量的活性炭
F.适当升高温度
CO2既是温室气体,也是重要的化工原料,二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
(1)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+ 2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g) ∆H,在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如表:
①根据图表数据分析T1 ℃时,该反应在0~10 min内的平均反应速率v(NO)=_____ mol·L-1·min-1;计算该反应的平衡常数K=_______ 。
②若30 min后只改变某一条件,据表中的数据判断改变的条件可能是_____ (填字母编号)。
A.通入一定量的NO B.适当缩小容器的体积
C.加入合适的催化剂 D.加入一定量的活性炭
③若30 min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2:3:3,则达到新平衡时NO的转化率_______ (填“升高”或“降低”),∆H______ 0(填“>”或“<”)。
(2)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.1 kJ·mol-1
2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-24.5 kJ·mol-1
写出CH3OCH3(g)和H2O(g)转化为CO2(g)和H2(g)的热化学方程式_______
(3)二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用,一种二甲醚氧气电池(电解质为KOH溶液)的负极反应式为:_______ 。
(4)常温下,用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工产品Na2CO3。
①若某次捕捉后得到pH=10的溶液,则溶液中c(HCO
)∶c(CO
) =______ 。[常温下K1(H2CO3)=4.4×10-7、K2(H2CO3)=5×10-11]。
②欲用1LNa2CO3溶液将4.66 g BaSO4(233 g/moL)固体全都转化为BaCO3,则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为_____ 。[已知:常温下Ksp(BaSO4)=1×10-11,Ksp (BaCO3)=1×10 -10]。(忽略溶液体积的变化)
(1)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+ 2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g) ∆H,在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如表:
浓度/(mol/L)/\时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
NO | 2.0 | 1.16 | 0.40 | 0.40 | 0.6 |
N2 | 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 1.2 |
CO2 | 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 1.2 |
②若30 min后只改变某一条件,据表中的数据判断改变的条件可能是
A.通入一定量的NO B.适当缩小容器的体积
C.加入合适的催化剂 D.加入一定量的活性炭
③若30 min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2:3:3,则达到新平衡时NO的转化率
(2)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.1 kJ·mol-1
2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-24.5 kJ·mol-1
写出CH3OCH3(g)和H2O(g)转化为CO2(g)和H2(g)的热化学方程式
(3)二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用,一种二甲醚氧气电池(电解质为KOH溶液)的负极反应式为:
(4)常温下,用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工产品Na2CO3。
①若某次捕捉后得到pH=10的溶液,则溶液中c(HCO
②欲用1LNa2CO3溶液将4.66 g BaSO4(233 g/moL)固体全都转化为BaCO3,则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为
CO2既是温室气体,也是重要的化工原料,二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
(1)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+ 2NO(g)
N2(g)+CO2(g) △H,在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
①根据图表数据分析T1℃时,该反应在0~10min内的平均反应速率v(N2)=___ mol·L-1·min-1;计算该反应的平衡常数K=__ 。
②若30min后只改变某一条件,据上表中的数据判断改变的条件可能是__ (填字母编号)。
A.加入合适的催化剂 B.适当缩小容器的体积
C.通入一定量的NO D.加入一定量的活性炭
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2:3:3,则达到新平衡时NO的转化率___ (填“升高”或“降低”),△H__ 0(填“>”或“<”)。
(2)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.1kJ·mol-1
2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-24.5kJ·mol-1
写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式___ 。
(3)常温下,用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工产品Na2CO3。
①若某次捕捉后得到pH=10的溶液,则溶液中c(CO32-):c(HCO3-)=__ 。[常温下K1(H2CO3)=4.4×10-7、K2(H2CO3)=5×10-11]。
② 欲用5L Na2CO3溶液将23.3 g BaSO4固体全都转化为BaCO3,则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为_________ 。[已知:常温下Ksp(BaSO4)=1×10-7、Ksp(BaCO3)=2.5×10-6]。(忽略溶液体积积的变化)
(1)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+ 2NO(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/12/30/2366323516768256/2366990914019328/STEM/b9400ffa51fb4bd3b43ce6afbc5dc98e.png?resizew=50)
浓度/(mol/L)/时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
NO | 2.0 | 1.16 | 0.40 | 0.40 | 0.6 |
N2 | 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 1.2 |
CO2 | 0 | 0.42 | 080 | 0.80 | 1.2 |
①根据图表数据分析T1℃时,该反应在0~10min内的平均反应速率v(N2)=
②若30min后只改变某一条件,据上表中的数据判断改变的条件可能是
A.加入合适的催化剂 B.适当缩小容器的体积
C.通入一定量的NO D.加入一定量的活性炭
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2:3:3,则达到新平衡时NO的转化率
(2)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)
2CH3OH(g)
写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式
(3)常温下,用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工产品Na2CO3。
①若某次捕捉后得到pH=10的溶液,则溶液中c(CO32-):c(HCO3-)=
② 欲用5L Na2CO3溶液将23.3 g BaSO4固体全都转化为BaCO3,则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为
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