题目内容

【题目】14分)新型洁净能源能够解决环境污染、能源短缺等问题,真正把绿水青山就是金山银山落实到我国的各个角落。氢气作为清洁高效、可持续零碳能源被广泛研究,而水煤气变换反应(WGSR)是一个重要的制氢手段。

1WGSR 的氧化还原机理和羧基机理如图所示。则热化学方程式CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH中,对ΔH表述错误的是________(填字母)。

A.氧化还原机理途径:ΔHH1H2H5aH7

B.羧基机理途径:ΔHH1H4H5dH7

C.氧化还原机理途径:ΔHH1H3H5aH7

D.羧基机理途径:ΔHH1H4H5cH7

EΔHH1+H7

2)水煤气变换反应在不同条件时CO的转化率不同,下图为压力、温度、不同温度时钾的化合物对CO的转化率的影响关系图,请认真观察图中信息,结合自己所学知识及生产实际,写出水煤气变换反应的条件:温度选择________;钾的化合物中_______催化效果最明显;压力选择______Mpa,选用此压力的原因为________

3)如图是Au12CuAu12PtAu12Ni三种催化剂在合金团簇上WGSR最佳反应路径的基元反应能量图,反应能垒(活化能)最_______(填)的步骤,为整个反应的速控步骤;三种催化剂催化反应的速控步骤__________(填相同不相同);三种催化剂中,___________在合金团簇上的WGSR各基元反应能垒较小,对 WGSR 表现出较好的催化活性。

4)已知某密闭容器中存在下列平衡:CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)CO的平衡物质的量浓度c(CO)与温度T的关系如图所示。若T1T2T3时的平衡常数分别为K1K2K3,则K1K2K3由小到大的关系为____________

【答案】CD2分) 6001分) KHCO31分) 251分) 23~25 MPa,随着压力的升高,CO 转化率先快速增加,但在压力达到 25 MPa之后,CO 转化率的增加减缓(2分) 高(1分) 不相同(1分) Au12Cu2分) K3K2K13分)

【解析】

1)根据盖斯定律可知①ΔHH1H2H5aH7;②ΔHH1H3H5bH7;③ΔHH1H4H5dH7;④ΔHH1H4H5cH6E项可由(①+③)÷2得出。

2)根据温度对CO转化率的影响图可知,600℃CO转化率最高,故温度选择600 ℃;根据不同温度时钾的化合物对CO转化率的影响图可知,相同温度时KHCO3CO转化率高,故选KHCO3;根据压力对CO转化率的影响图可知,在23~25 MPa,随着压力的升高,CO 转化率先快速增加,但在压力达到 25 MPa之后,CO 转化率的增加减缓,综合各种因素,25 MPa时比较经济实惠,故选择25 MPa

3)反应能垒(活化能)最高的步骤,是反应最慢的步骤,也是整个反应的速控步骤;由反应途径图可知,三种催化剂催化的反应能垒最高的步骤不一致,有前有后,速控步骤不相同;由反应途径图可知,Au12Cu在合金团簇上的 WGSR各基元反应能垒较小,对 WGSR 表现出较好的催化活性。

4)由题图可知,温度越高平衡时c(CO)越大,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,即ΔH<0,该反应正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数减小,故K3<K2<K1

练习册系列答案
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【题目】光卤石(组成为KCl·MgCl2·nH2O)是制取钾肥和冶炼金属镁的重要原料。为测定光卤石的组成,某化学小组在实验室进行如下实验。回答下列问题:

(一)光卤石中结晶水含量测定,所用装置如图所示。

1)装置A的作用是_____________,其中仪器 R的名称是_______。装置B盛放的试剂是______;装置D的作用是_____________________________

2)实验包括如下步骤,正确的先后顺序为____________(填序号)。

①点燃装置C中的酒精灯;②打开装置AR的活塞;③组装仪器,并检查装置的气密性;④装入药品;⑤关闭装置AR的活塞;⑥熄灭装置C中的酒精灯。

3)写出装置C中硬质玻璃管内发生反应的化学方程式:________________________(光卤石用“KCl·MgCl2·nH2O”表示)。

4)若装置C中硬质玻璃管的质量为ag,实验前称量得硬质玻璃管和样品的总质量为bg,充分反应并冷却后,称量得硬质玻璃管和剩余固体的总质量为cg。则KCl·MgCl2·nH2On=______(用含abc的代数式表示)。

(二)测定纯净的光卤石中Mg2+的质量分数。

wg纯净的光卤石溶于稍过量的稀硝酸中,再用水稀释,配制成250mL溶液。取25.00 mL溶液于锥形瓶中,滴几滴K2CrO4溶液(作指示剂),用c mol·L-1AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗V mL AgNO3标准溶液。

5)纯净的光卤石中所含镁元素的质量分数为_____%(用含wcV的代数式表示)。

6)其他操作均正确,若滴定开始时仰视读数,滴定终点时俯视读数,则测得的结果会_____(填“偏高”偏低”或“无影响”)。

【题目】15分).目前我国锅炉烟气脱硝技术有新发现,科学家对O3氧化烟气脱硝同时制硝酸进行了实验研究,其生产硝酸的机理如下:

回答下列问题:

1NO3分子内存在两个过氧键,且氧均满足8电子稳定结构,请写出NO3N的化合价______NO3极不稳定,常温下即可爆炸分解,试从电子成键角度解释NO3不稳定的原因:__________________

2N2O5O3作用也能生成NO3与氧气,根据反应前后同种元素,价态相同,不参与氧化还原反应的原则,请分析反应N2O5+O32NO3+O2中,N2O5的作用是__________________(填氧化剂”“还原剂既是氧化剂,又是还原剂)。

3)请写出在有水存在时,O3NO以物质的量之比为32完全反应的总化学方程式___________

.下图为某学习兴趣小组对Cu与稀硝酸反应的改进实验装置图:

4)按如图组装好仪器,检查气密性后,装药品,实验时,先关闭a,打开b,将装置B下移,使之与稀硝酸接触产生气体,当________________(填实验现象),立刻将之上提,并关闭b,这样操作的目的为________________________________

5)将铜丝下移,使之与稀硝酸接触,A中现象是________________,稍后将铜丝上拉,使之与稀硝酸分离;打开a,挤压E,使少量空气进入A中,A中现象是______________

6)打开b,交替挤压EF,至装置内氮氧化物气体被氢氧化钠溶液充分吸收,写出NO2气体与氢氧化钠溶液充分反应的离子方程式:______________________________

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