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解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷436
氢氰酸(HCN)是一种具有苦杏仁气味的无色液体，易溶于水。回答下列问题：
(1)一定的温度和催化剂作用下，利用甲烷、氨气为原料氧化合成氢氰酸。
①氨气的电子式为______________。
②合成氢氰酸的化学方程式为________。
(2)已知25℃时HCN和H2CO3的电离常数(Ka)如下表：
物质电离常数(Ka)
HCNKa=5×10-10
H2CO3Ka1=4. 5×10-7 Ka2=4.7×10-11
25 ℃时，物质的量浓度均为0.1 mol • L-1的NaCN、NaHCO3和Na2CO3三种溶液，其pH最大的是________ (填化学式）。
(3)—定条件下，HCN与H2和H2O反应如下：
I. HCN(g)+3H2(g)⇌NH3(g)+CH4(g) △H1
Ⅱ.HCN(g) + H2O(g)⇌NH3(g)+CO(g) △H2
①反应Ⅲ，CO(g)+3H2(g)⇌CH4(g)+H2O(g)的△H=__________(用△H1、△H2表示）。
②对于反应Ⅱ，减小压强，HCN的转化率______(填“提高”、“不变”或“降低”)。
③反应I、Ⅱ的平衡常数对数值(lgK)与温度的关系如图甲所示，则T1K时，反应Ⅲ的平衡常数对数值lgK=_________。
   
(4)电解法处理含氰废水的原理如图乙所示，阳极CN-先发生电极反应：CN-+2OH--2e-= CNO-+H2O，CNO-在阳极上进一步氧化的电极反应式为________________。
2017·福建宁德·三模
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知识点：盖斯定律的应用转化率的相关计算及判断盐类水解的原理电解池电极反应式及化学方程式的书写与判断 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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回答下列问题：
(1)用H2还原CO2在一定条件下合成CH3OH(不考虑副反应)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0。恒压下，CO2和H2的起始物质的量比为1：3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图1所示，其中分子筛膜能选择性分离出H2O。

①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为____。
②P点甲醇平衡产率高于T点的原因为____。
③根据如图，在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为____℃。
(2)已知部分弱酸的电离平衡常数如表，根据表中数据回答下列问题。
弱酸HCOOHHCNH2CO3
电离平衡常数(25℃)Ka=1.77×10-4Ka=5.0×10-10Ka1=5.0×10-7
Ka2=5.6×10-11
①体积相同、pH相同的三种酸溶液a.HCOOHb.HCNc.HCl分别与同浓度的NaOH溶液完全中和，消耗NaOH溶液的体积由大到小的顺序是____(用序号表示)。
②25℃知某浓度的HCOONa溶液pH=9，原因是____(用离子方程式表示)，该溶液中由水电离出OH-的浓度为____。
③浓度相同的四种溶液HCOONa、NaCN、NaHCO3、Na2CO3，其碱性由强到弱的顺序是____。
“低碳经济”是建设美丽中国的发展方向。
(1)已知：①CH4(g)+H2O(g)====CO(g)+3H2(g)       △H=+206.1kJ/mol
②2H2(g)+CO(g)====CH3OH(l)     △H2=－128.31kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)====2H2O(g)       △H3=－481.9kJ/mol
常温下，在合适催化剂的作用下，采用CH4和O2一步合成液态CH3OH的热化学方程式为____________________。反应①的正反应的活化能__________(填“大于”“小于”或“等于”)206.1kJ/mol。
(2)二甲醚(CH3OCH3)是清洁能源。利用合成气合成二甲醚的原理是2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3+H2O(g)     △H<0。在一定条件下，该反应中CO的平衡转化率α(CO)与温度(T)、投料比n(H2)/n(CO)的关系如图1所示，平衡常数K与温度(T)的关系如图2所示。

①图1中，X代表__________；Y1__________ Y 2(填“＞”“＜”或“=”)
②图2中，曲线__________(填“I”或“Ⅱ”)符合平衡常数变化规律。
(3)在1L恒容密闭容器中充入2a(a>0)molH2和 a mol CO，在一定条件下合成甲醇，CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)，达到平衡时各物质的量总和为1.8amol。
①在该温度下，平衡常数K=__________(用含a的代数式表示)。
②下列情况表明反应达到平衡状态的是__________。
A.c(CH3OH)/[c(CO)·c2(H2)]不再改变
B.CO的消耗速率等于CH3OH的生成速率
C.混合气体的平均摩尔质量不再改变
D.混合气体的密度不再改变
(4)通过人工光合作用可将CO转变成 HCOOH。
①已知：常温下，HCOOH的电离常数Ka=2×10－4。浓度均为0.1mo/L的 HCOOH和HCOONa的混合溶液pH=__________。(1g2=0.3)
②用电化学法消除废水中 HCOOH，其原理是，用情性材料作电极，电解CoSO4稀硫酸和HCOOH的混合溶液，用电解产生的Co3+将HCOOH氧化成CO2，离子方程式为2Co3++HCOOH====2Co2++CO2+2H+。则阳极反应式为__________。
甲烷、二氧化碳重整制合成气CO和H2，是一种有效实现碳达峰、碳中和的关键技术，也是近几年研究的热点之一。回答下列问题：
(1)已知：甲烷、二氧化碳重整工艺的相关反应如下：
①H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g) ∆H1=+41kJ·mol−1
②2CO(g)⇌CO2(g)+C(s) ∆H2=−172kJ·mol−1
③CH4(g)⇌C(s)+2H2(g) ∆H3=+75kJ·mol−1
④CO(g)+H2(g)⇌C(s)+H2O(g) ∆H4=−131kJ·mol−1
则甲烷、二氧化碳重整制合成气的热化学方程式为CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g) ∆H=_______；为了提高平衡时合成气的产率，反应条件应选择_______(填标号)。
A.高压　　　　B.低压　　　　C.低温　　　　D.高温
(2)一定条件下，CH4分解生成碳的反应历程如图1所示。该历程分4步进行，其中第_______步为放热反应，正反应活化能最大一步的反应方程式为_______。

(3)CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)，一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图2所示(不考虑副反应)，则T1_______T2(填“>”或“<”)，A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC)的大小关系为_______。

(4)在恒压p=100kPa、初始投料n(CO2)/n(CH4)=1的条件下，甲烷、二氧化碳重整制合成气的过程中各平衡组分的物质的量随温度的变化如图3所示。

①随温度升高，产率增加，n(H2)/n(CO)减小，积碳含量_______(填“增大”或“减小”)。
②在630℃时，反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)的平衡常数Kp=_______kPa2(Kp是以分压表示的平衡常数，已知分压=总压×物质的量分数)。

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