【題目】氨和甲烷等原料在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。
Ⅰ.我國(guó)科學(xué)家以MoS2 為催化劑,通過調(diào)節(jié)催化劑/電解質(zhì)的表界面相互作用,在不同電解質(zhì)溶液中實(shí)現(xiàn)常溫電催化合成氨,其反應(yīng)歷程與相對(duì)能量模擬計(jì)算結(jié)果如圖所示。
(1)將Na2SO4 溶液換成Li2SO4 溶液后,反應(yīng)速率明顯加快的主要原因是加快了下列____________轉(zhuǎn)化的反應(yīng)速率(填標(biāo)號(hào))。
A.N2→*N2 B.*N2→*N2H C.*N2H3→*N D.*NH→*NH2
Ⅱ. 甲烷水蒸氣的重整反應(yīng)是工業(yè)制備氫氣的重要方式,其化學(xué)反應(yīng)方程式為CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。回答下列問題:
(2)已知:CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH1=akJ·mol—1,
2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) ΔH2=b kJ·mol—1,
2H2(g) +O2(g)=2 H2O (l) ΔH3=c kJ·mol—1
CO(g)+ H2O(g)= CO2(g)+ H2 (g) ΔH4=d kJ·mol—1
則甲烷水蒸氣重整反應(yīng)的ΔH=____________kJ·mol—1(用字母a、b、c、d表示)通過計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn),對(duì)400~1200℃、操作壓強(qiáng)為0.1MPa條件下,不同水碳比(1~10)進(jìn)行了熱力學(xué)計(jì)算,反應(yīng)平衡體系中H2物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與水碳比、平衡溫度的關(guān)系如圖所示:
①結(jié)合如圖回答:當(dāng)平衡溫度一定時(shí),H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與水碳比(1~10)的關(guān)系是________,其原因是_____________。
②若密閉容器中僅發(fā)生CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),平衡溫度為750℃,水碳比為1.0時(shí),H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)0.5,甲烷的轉(zhuǎn)化率為___________,其壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp為________;用氣體分壓表示反應(yīng)速率方程為v=k p(CH4)·p—1(H2),則此時(shí)反應(yīng)速率v=_________。(已知:氣體分壓=氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)×總壓,速率方程中k 為速率常數(shù))。
Ⅲ.利用天然氣合成氨,并生產(chǎn)尿素的流程如下:
(3)“電化學(xué)轉(zhuǎn)化與分離”裝置如圖,混合氣中CO轉(zhuǎn)化成CO2的電極反應(yīng)式為______。
【答案】B (a+d-b-c) 水碳水比大時(shí),H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越大 水碳水比較大時(shí),CO會(huì)與H2O進(jìn)一步反應(yīng)生成H2,使H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大 50.0% 7.5×10-3(MPa) CO-2e-+H2O=CO2+2H+
【解析】
(1)由圖可知,需要吸收的能量最高,是該反應(yīng)過程中的決定反應(yīng)速率的步驟,將Na2SO4 溶液換成Li2SO4 溶液后,需要的能量降低,反應(yīng)速率加快,故選B;
(2)設(shè)CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH1=akJ·mol—1,為反應(yīng)①;
2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) ΔH2=b kJ·mol—1,為反應(yīng)②;
2H2(g) +O2(g)=2 H2O (l) ΔH3=c kJ·mol—1,為反應(yīng)③;
CO(g)+ H2O(g)= CO2(g)+ H2 (g) ΔH4=d kJ·mol—1為反應(yīng)④;
根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)可由①+④-②-③得到,故該反應(yīng)的ΔH= (a+d-b-c) kJ·mol—1;
①根據(jù)曲線走勢(shì)可知,水碳比越大,H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越大;根據(jù)題(2)中的反應(yīng)可知,當(dāng)水碳比較大時(shí),甲烷水解重整反應(yīng)體系中會(huì)存在CO與H2O的反應(yīng)CO(g)+ H2O(g)= CO2(g)+ H2 (g),會(huì)使H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大;
②由于水碳比為1.0,設(shè)開始加入的CH4和H2O的物質(zhì)的量都為,轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為。
,解得=0.5mol,故CH4的轉(zhuǎn)化率為;
反應(yīng)后的總物質(zhì)的量為3mol,所以CH4、H2O、CO、H2的分壓分別為:、、、,;
用氣體分壓表示反應(yīng)速率方程為v=k p(CH4)·p—1(H2)== ;
(3)CO轉(zhuǎn)化成CO2時(shí)CO失電子,電極反應(yīng)為:CO-2e-+H2O=CO2+2H+。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列離子方程式書寫正確的是
A. 向苯酚鈉溶液中通入少量CO2:2C6H5O+CO2+H2O→2C6H5OH+CO32-
B. NH4HSO3溶液與足量NaOH溶液反應(yīng):HSO+OH-=SO32-+H2O
C. Fe(OH)2溶于稀HNO3:Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
D. H218O2中加入H2SO4酸化的KMnO4:5H218O2+2MnO+6H+= 518O2+2Mn2++8H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列實(shí)驗(yàn)裝置、操作正確,且能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵?/span>
實(shí)驗(yàn)裝置 | 實(shí)驗(yàn)操作 | 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span> | |
A | 用標(biāo)準(zhǔn)KMNO4溶液滴定Na2S2O3溶液 | 測(cè)定Na2S2O3溶液濃度 | |
B | 蒸發(fā)AlCl3溶液 | 得到AlCl3固體 | |
C | 逐滴滴加 AgNO3 溶液 | 根據(jù)沉淀產(chǎn)生的先后順序確定Ksp(A gCl)和Ksp(AgI)的大小 | |
D | 加熱 NH4Cl 固體 | 制備 NH3 |
A.AB.BC.CD.D
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】2018 年 11 月《Nature Energy》報(bào)道了中科院大連化學(xué)物理研究所科學(xué)家用 Ni-BaH2/Al2O3、Ni-LiH 等作催化劑,實(shí)現(xiàn)了在常壓、100~300℃的條件下合成氨。
(1)在元素周期表中,Li、O、H 三種元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span>___________;Al 原子核外電子空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有 8 種,則該原子處于____(填“基態(tài)”或“激發(fā)態(tài)”)。
(2)氨在糧食生產(chǎn)、國(guó)防中有著無可替代的地位,也是重要的化工原料,可用于合成氨基酸、硝酸、TNT等。甘氨酸(NH2CH2COOH)是組成最簡(jiǎn)單的氨基酸,熔點(diǎn)為 182℃,沸點(diǎn)為 233℃。
①硝酸溶液中 NO3的空間構(gòu)型為__________ 。
②甘氨酸中 N 原子的雜化類型為 ________,分子中σ鍵與π鍵的個(gè)數(shù)比為_________;其熔點(diǎn)、沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于相對(duì)分子質(zhì)量幾乎相等的丙酸(熔點(diǎn)為-21℃,沸點(diǎn)為 141℃)的主要原因:一是甘氨酸能形成內(nèi)鹽,二是______________。
(3)[Cu(NH3)4]2+在實(shí)驗(yàn)室中制備方法如下:向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入氨水,首先形成藍(lán)色沉淀,繼續(xù)添加氨水,沉淀溶解,得到深藍(lán)色的透明溶液,請(qǐng)寫出藍(lán)色沉淀溶解得到深藍(lán)色溶液的離子方程式___________________。
(4)X-射線衍射分析表明,由 Ni 元素形成的化合物 Mg2NiH4 的立方晶胞如圖所示,其面心和頂點(diǎn)均被 Ni 原子占據(jù),所有 Mg 原子的 Ni 配位數(shù)都相等。則 Mg 原子填入由 Ni 原子形成的 ___空隙中(填“正四面體”或“正八面體”),填隙率是____。
(5)已知 Mg2NiH4 晶體的晶胞參數(shù)為 646.5 pm,液氫的密度為0.0708 gcm-3。若以材料中氫的密度與液氫密度之比定義為儲(chǔ)氫材料的儲(chǔ)氫能力,在 Mg2NiH4 的儲(chǔ)氫能力為____________(列出計(jì)算式即可)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】25 ℃時(shí),向Na2CO3溶液中滴入鹽酸,混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。已知:lg X=lg或lg,下列敘述正確的是
A.25 ℃時(shí),CO32-+H2OHCO3-+OH-的平衡常數(shù)為1.0×10-7.6
B.當(dāng)溶液呈中性時(shí),c(Na+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)
C.曲線m表示pH與 -lg 的變化關(guān)系
D.Ka1(H2CO3)的數(shù)量級(jí)為10-7
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】甲醇來源豐富,價(jià)格低廉,是一種重要的化工原料,有著非常重要、廣泛的用途。工業(yè)上常用水煤氣在恒容、催化劑和加熱的條件下生產(chǎn)甲醇,其熱化學(xué)方程式為:2H2(g)+CO(g) CH3OH(g);ΔH=-90.8kJ/mol。
(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為:K=____,如升高溫度,K值將______(填:增大、減小或不變)。
(2)以下各項(xiàng)能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是____________.
A.混合氣體的密度保持不變 B.甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持不變
C.CO的濃度保持不變 D.2v逆(H2)=v正(CH3OH)
(3)在210°C、240°C和270°C三種不同溫度、2 L恒容密閉容器中研究合成甲醇的規(guī)律。
如圖是上述三種溫度下不同的H2和CO的起始組成比(起始時(shí)CO的物質(zhì)的量均為1 mol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系,則曲線Z對(duì)應(yīng)的溫度是_____。由起始達(dá)到a點(diǎn)所需時(shí)間為5min,則H2的反應(yīng)速率為:_______________mol/(L·min)。
(4)某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的甲醇燃料電池裝置。
①該電池工作時(shí),正極是____________極(填“a”或 “b”);
②該電池負(fù)極反應(yīng)的離子方程式為____________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某化學(xué)小組采用如圖所示裝置,對(duì)濃硝酸與木炭的反應(yīng)進(jìn)行探究(已知:4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O)。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)檢查裝置氣密性后,將燃燒匙中的木炭在酒精燈上加熱至熾熱狀態(tài),伸入三頸燒瓶中,生成的氣體的顏色為__,產(chǎn)生該氣體的反應(yīng)的化學(xué)方程式是__。
(2)裝置C中盛有足量Ba(OH)2溶液,熾熱的木炭與濃硝酸反應(yīng)后可觀察到C中出現(xiàn)白色沉淀,該白色沉淀為__(填化學(xué)式)。
(3)裝置B的作用是__。
(4)裝置D中收集到了無色氣體,有同學(xué)認(rèn)為是NO,還有同學(xué)認(rèn)為是O2。
①下列對(duì)該氣體的檢驗(yàn)方法合適的是__(填字母)。
A.敞口觀察裝置D中集氣瓶?jī)?nèi)氣體的顏色變化
B.將濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙伸入集氣瓶?jī)?nèi),觀察藍(lán)色石蕊試紙是否變紅
C.將帶火星的木條伸入集氣瓶中,觀察木條是否復(fù)燃
②如果D中集氣瓶?jī)?nèi)收集到的無色氣體是氧氣,則氧氣的來源是__。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在固態(tài)金屬氧化物電解池中,高溫電解H2OCO2混合氣體制備H2和CO是一種新的能源利用方式,基本原理如圖所示。下列說法不正確的是( )
A.X是電源的負(fù)極
B.陰、陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比是1∶1
C.總反應(yīng)可表示為H2O+CO2H2+CO+O2
D.陰極的電極反應(yīng)式是H2O+2e-=H2+O2-、CO2+2e-=CO+O2-
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】關(guān)于化學(xué)能與其他能量相互轉(zhuǎn)化的說法正確的是( )
A. 圖1所示的裝置能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/span>
B. 圖2所示的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
C. 中和反應(yīng)中,反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量低
D. 化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因是化學(xué)鍵的斷裂與形成
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