【题目】CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:
(1)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=+247kJ/mol;
①有利于提高CH4平衡转化率的条件是____
A. 高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
②某温度下,在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应,达到平衡时CO2的转化率是50%,其平衡常数为_______mol2·L2。
(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表:
积碳反应CH4(g)= C(s)+2H2(g) | 消碳反应CO2(g)+ C(s)= 2CO(g) | ||
ΔH/(kJ·mol1) | 75 | 172 | |
活化能/(kJ·mol1) | 催化剂X | 33 | 91 |
催化剂Y | 43 | 72 |
①由上表判断,催化剂X____Y(填“优于”或“劣于”),理由是_________________。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下,某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时,下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是________
A.K积、K消均增加
B.v积减小,v消增加
C.K积减小,K消增加
D.v消增加的倍数比v积增加的倍数‘
②在一定温度下,测得某催化剂上沉积碳的生成速率方v=k·p(CH4)· (k为速率常数)。在p(CH4)一定时,不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为________________。
【答案】A 劣于 相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大,积碳反应的速率小;而消碳反应活化能相对小,消碳反应速率大 AD 、、
【解析】
(1)根据盖斯定律计算;根据反应特点结合温度和压强对平衡状态的影响解答;根据转化率利用三段式计算平衡常数;
(2)①根据活化能对反应的影响分析;根据反应热结合温度对平衡状态的影响以及图像曲线变化趋势解答;
②根据反应速率方程式分析影响其因素结合图像解答。
(1)①该反应的正反应是反应前后气体体积增大的吸热反应,要使甲烷的转化率增大,可以通过减小压强、升高温度实现,故答案为A;
②
其平衡常数==;
(2)①消碳反应所需活化能越低,消碳反应越容易进行,催化剂活性越好,根据表中数据知,催化剂X较催化剂Y,积碳反应时,活化能低,反应速率快,消碳反应时,活化能高,反应速率慢,综合考虑,催化剂X较催化剂Y更利于积碳反应,不利于消碳反应,会降低催化剂活性;
A.积碳反应和消碳反应的正反应都是吸热反应,升高温度平衡正向移动,则K积、K消均增加,故正确;
B.升高温度化学反应速率都增大,V积增加、V消增加,故错误;
C.积碳反应和消碳反应的正反应都是吸热反应,升高温度平衡正向移动,则K积、K消均增加,故错误;
D.积碳量达到最大值以后再升高温度积碳量降低,V消增加的倍数比V积增加的倍数大,故正确;
故答案为AD;
②在一定温度下,相同时间内,沉积的碳越多,则沉积碳生成速率越快,根据v=kp(CH4)[p(CO2)]-0.5(k为速率常数)知,p(CH4)一定时,沉积碳生成速率与二氧化碳压强成反比,根据图知,积碳量a>b>c,则pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)。
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【题目】镁、铝的混合物共0.2mol,溶于200mL4mol·L-1的盐酸溶液中,然后再滴加2 mol·L-1的NaOH 溶液。若在滴加NaOH溶液的过程中,沉淀质量m 随加入NaOH溶液的体积V变化情况如图所示。请回答下列问题:
(1)当V1=160mL时,则金属粉末中n(Al)=_____________mol。
(2)V2~V3段发生反应的离子方程式为_____________________________________________________。
(3))若镁、铝的混合物仍为0.2mol,其中镁粉的物质的量分数为a,改用200mL4 mol·L-1的硫酸溶解此混合物后,再加入840mL 2 mol·L-1的NaOH溶液,所得沉淀中无Al(OH)3,则a的取值范围为_______________________。
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【题目】海水是巨大的资源宝库,从海水中提取I2的流程如图:
请回答下列问题:
(1)灼烧的目的是______。
(2)操作1的名称为_______
(3)滤液中加入H+、H2O2后发生反应的离子方程式为_________
(4)操作2所使用的玻璃仪器为______
(5)若加入NaOH溶液后生成的氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:5,则该反应的化学方程式为________
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【题目】在一定温度下,当过量的Mg(OH)2固体在水溶液中达到平衡时:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),要使Mg(OH)2固体增加,c(OH-)增加,可采取的措施是
A.加适量的水B.通入少量HCl气体
C.加少量NaOH固体D.加少量MgSO4固体
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【题目】如图所示,试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物),当倒扣在盛有水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中水柱继续上升,经过多次重复后,试管内完全被水充满,原来试管中盛装的可能是什么气体
A.可能是N2与NO2的混合气体B.可能是O2与NO2的混合气体
C.可能是NO与N2的混合气体D.只能是NO2一种气体
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【题目】一种新型动力电池( LiFePO4电池)总反应式为Li1-xFePO4+LixC6C6+LiFePO4,内部结构如图1所示,只有Li+通过聚合物隔膜。以此电池电解Na2SO4溶液(电极材料为石墨),可制得NaOH和H2SO4,其原理如图2所示。下列说法错误的是
A. 电池放电时,LixC6在负极发生氧化反应
B. 电池放电时,正极反应式为 Lil-xFePO4+xLi-+xe-= LiFePO4
C. 电解时,图2的b电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+
D. 电解时,当转移0.2mol电子,A口产生气体的质量1.6g
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【题目】以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分Na2Cr2O7·2H2O),其主要工艺流程如图:
查阅资料得知:
ⅰ.常温下,NaBiO3不溶于水,有强氧化性,在碱性条件下,能将Cr3+转化为CrO42-。
ⅱ.
金属离子 | Fe3+ | Al3+ | Cr3+ | Fe2+ | Bi3+ |
开始沉淀的pH | 2.7 | 3.4 | 5.0 | 7.5 | 0.7 |
沉淀完全的pH | 3.7 | 4.9 | 5.9 | 9.7 | 4.5 |
回答下列问题:
(1)反应之前先将矿石粉碎的目的是___。
(2)步骤③加的试剂为___,目的是将溶液pH要调到5使Fe3+、Al3+均完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去。
(3)写出反应④的离子反应方程式___。
(4)⑤中酸化是使CrO42-转化为Cr2O72-,写出该反应的离子方程___。
(5)将溶液H经过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥即得红矾钠粗晶体,精制红矾钠则对粗晶体需要采用的操作是___(填操作名称)。
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【题目】如图所示,A、B、C、D、E、F、G均为有机物,它们之间有如下转化关系(部分产物和反应条件已略去)。已知B分子中含有苯环,其蒸气密度是同温同压下H2密度的59倍,1molB最多可以和4molH2发生加成反应,B的苯环上的一个氢原子被硝基取代所得的产物有三种。E和G都能够发生银镜反应。F分子中含有羟基和羧基,在一定条件下可以聚合生成高分子化合物。
请回答下列问题:
(1)A的结构简式____________。
(2)反应①的反应类型是________。
(3)E与银氨溶液反应的化学方程式为_______。
(4)等物质的量的A与F发生酯化反应,所生成有机物的结构简式为________。
(5)A的一种同分异构体与浓H2SO4共热,也生成B和水,该同分异构体的结构简式为________。
(6)E有多种同分异构体,其中属于酯类且具有两个对位取代基的同分异构体共有_____种。
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