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氨是一种重要的化工原料,氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一.
(1)以天然气为原料制H2是合成氨的一条重要的路线.甲烷的部分氧化,其反应式如下:
①CH4(g)+1/2O2(g)
CO(g)+2H2(g) ΔH1=-35.6 kJ·mol-1
试判断常温下,上述反应能否自发进行________(填“能”或“否”),有研究认为甲烷部分氧化的机理为:
②CH4(g)+2O2(g)
CO2(g)+2H2O(g)
③CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)
试结合反应①,确定下面热化学反应方程式中的ΔH值
CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)
(2)
恒温下,向一个2 L的密闭容器中充入1 mol N2和2.6 mol H2,反应过程中对NH3的浓度进行检测,得到的数据如下表所示:
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此条件下,该反应达到化学平衡时,氮气的浓度为________.
(3)希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides用一种特殊的电解方法合成氨.即在常压下把氢气和用氦气稀释的氮气,分别通入到570℃的电解池中,用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,金属钯多晶薄膜做电极,转化率高达78%.其实验装置如图.阴极的电极反应式________.
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(4)用标准盐酸标定某氨水的浓度时应该选择下列哪种指示剂最好________.
A.甲基橙
B.石蕊
C.酚酞
Ⅰ.工业上一般以CO和H2为原料在密闭容器中合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-90.8KJ/mol
(1)在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律.如图1是上述三 种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质 的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系,则曲线X对应的 温度是
(2)某温度下,将1mol CO和3mol H2充入1L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时 c(CO)=0.1mol/L.若保持温度和体积不变,将起始物质的物质的量改为a mol CO、b mol H2,c mol CH3OH,欲使开始时该反应向逆反应方向进行,c的取值范围是
Ⅱ.图2是甲醇燃料电池工作的示意图,其中A、B、D均为石墨电极,C为铜电极.工作一段时间后,断开K,此时A,B两极上产生的气体体积相同.
(3)甲中负极的电极反应式为
(4)乙中A极析出的气体在标准状况下的体积为
(5)丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如图3,则图中②线表示的是
(1) 工业生产甲醇的常用方法是:CO(g)+ 2H2(g)
CH3OH(g) ;△H=-90.8 kJ·mol-1
已知: 2H2(g)+ O2(g)
2H2O (l) ;△H=-571.6 kJ·mol-1
H2(g) + 1/2O2(g)
H2O (g) ;△H=-241.8 kJ·mol-1
①H2的燃烧热为_________。
②CH3OH(g) + O2(g)
CO(g) + 2H2O(g) 的反应热△H=_________。
③若在恒温恒容的容器内进行反应CO(g)+ 2H2(g)
CH3OH(g),则可用来判断该反应达到平衡状态的标志有_________(填字母)
A.CO百分含量保持不变
B.容器中H2浓度与CO浓度相等
C.容器中混合气体的密度保持不变
D.CO的生成速率与CH3OH的生成速率相等
(2) 工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种:
①甲醇蒸汽重整法。主要反应为CH3OH(g)
CO(g) + 2H2(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol CH3OH(g),体系压强为P1,在一定条件下达到平衡时,体系压强为P2,且P1/P2 =2.2,计算该条件下CH3OH的平衡转化率。(要求写出计算过程)
②甲醇部分氯化法。在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)影响关系如下图所示。 则当n(O2)/n(CH3OH)=0.25时。CH3OH与O2发生的主要反应方程式为:________。在制备H2时最好控制n(O2)/n(CH3OH) = ______。
(1)以天然气为原料制H2是合成氨的一条重要的路线.甲烷的部分氧化,其反应式如下:
①CH4(g)+1/2O2 (g)=CO (g)+2H2(g)△H1=-35.6kJ?molˉ1
试判断常温下,上述反应能否自发进行______(填“能”或“否”),有研究认为甲烷部分氧化的机理为:
②CH4(g)+2O2 (g)=CO 2(g)+2H2O(g)△H2=-890.3kJ?molˉ1
③CH4(g)+CO2 (g)=2CO (g)+2H2(g)△H3=247.3kJ?molˉ1
试结合反应①,确定下面热化学反应方程式中的△H值
CH4(g)+H2O (g)=CO (g)+3H2(g)△H=______kJ?molˉ1
(2)恒温下,向一个2L的密闭容器中充入1mol N2和2.6mol H2,反应过程中对NH3的浓度进行检测,得到的数据如下表所示:
| 时间/min | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| c(NH3)/( mol?Lˉ1) | 0.08 | 0.14 | 0.18 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
此条件下,该反应达到化学平衡时,氮气的浓度为______.
(3)希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides用一种特殊的电解方法合成氨.即在常压下把氢气和用氦气稀释的氮气,分别通入到570℃的电解池中,用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,金属钯多晶薄膜做电极,转化率高达78%.其实验装置如右图.阴极的电极反应式______.
(4)用标准盐酸标定某氨水的浓度时应该选择下列哪种指示剂最好______.
A.甲基橙 B.石蕊 C.酚酞
(Ⅱ) pC类似pH,是指极稀溶液中溶质物质的量浓度的常用对数负值,如溶液中某溶质的浓度为:1×10ˉ3mol?Lˉ1,则pC=-lg(1×10ˉ3)=3.某温度下,H2CO3溶液的pC-pH关系如图.
请回答下列问题:
(1)pH=2~4时,H2CO3溶液中主要存在的离子为______;
(2)求此温度下H2CO3
H++HCO3ˉ 的电离平衡常数______;
(3)能够抵抗外来少量酸碱的影响、保持自身 pH变化不大的溶液,称之为缓冲溶液.如浓度均为0.1mol?Lˉ1的NaHCO3和Na2CO3混合溶液就是一种缓冲溶液,加入少量酸或碱,由于平衡HCO3ˉ
H++CO32ˉ移动,溶液中H+浓度变化不大.根据上述信息,确定氨水和氯化铵的混和溶液能不能形成缓冲溶液______.
-90. 8 kJ/mol
(1)该热化学方程式表达的意义是_______________。
(2)在一定条件下,上述反应在一密闭容器中达到平衡。该反应平衡常数的表达式为________________;结合该表达式分析,在保证H2浓度不变的情况下,增大容器的体积,平衡________(填字母)。
A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动 C.不移动
(3)如图表示该反应在某一时间段中反应速率与反应过程的关系图(t2、t4、t5时刻改变的条件都只有一个,且各不相同)。
(4)原料气的加工过程中常常混有一些CO2,为了研究温度及CO2含量对该反应的影响,以CO2、CO和H2
的混合气体为原料在一定条件下进行实验。实验数据见下表
结论一:在一定条件下,反应温度越高,生成CH3OH的碳转化率_________________。
结论二:________________ 。