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(15分)工业上为了使原料和能量得到充分的利用,常常采用循环操作。

    Ⅰ、利用热化学循环制氢能缓解能源矛盾。最近研究发现,复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)可用于热化学循环分解水制氢。

MnFe2O4的制备:

   

 

开始沉淀

完全沉淀

Fe3+

2.7

3.7

Mn2+

8.3

10.4

 

已知Fe3+、Mn2+沉淀的pH如右表所示。

   (1)此工艺中理论上投入原料Fe(NO3)3和Mn(NO3)2的物质

的量之比应为 __________。

   (2)控制pH的操作中m的值为         。

Ⅱ、用MnFe2O4热化学循环制取氢气:

(3)由上可知,表示H2燃烧热的热化学方程式是__________________________ 。

(4)该热化学循环制取氢气的优点是_______________(填字母编号)。

A.过程简单、无污染     

B.物料可循环使用

C.氧气和氢气在不同步骤生成,安全且易分离

Ⅲ、工业上可用H2、HCl在一定条件下通过下图的循环流程制取太阳能材料高纯硅。

   (5)上图中,假设在每一轮次的投料生产中,硅元素没有损失,反应①中HCl的利用率和反应②中H2的利用率均为75%。则在下一轮次的生产中,需补充投入HCl和H2的体积比是___________________。

 

【答案】

 

 2:1

 10.4

 

 A、B 、C

 3:1

【解析】

 

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

未来的交通工具将采用新一代无机非金属材料制成的无水冷发动机,这类材料中被研究得较多的是化合物G.
(1)化合物G的相对分子质量为140,G中硅元素的质量分数为60%,另有元素Y.G可以由化合物E(含两种元素)与NH3反应而生成,同时产生HCl.请推断:①化合物G的化学式为
Si3N4
Si3N4
,②由1mol NH3和0.75mol E恰好完全反应,化合物E的分子式为
SiCl4
SiCl4

(2)粉末状G能够与空气中的氧气和水反应,所得的产物中都有一种酸性氧化物,它是工业上生产玻璃、水泥、陶瓷的主要原料.与氧气反应所得的产物还有一种单质;与水反应生成的另一种产物是该种单质元素的氢化物.请写出化合物G与水反应的化学方程式:
Si3N4+6H2O=3SiO2+4NH3
Si3N4+6H2O=3SiO2+4NH3

(3)为了使化合物G能成为新一代汽车发动机材料,现采用常压下在G中添加氧化铝,经高温烧结制成一种高强度、超硬度、耐磨损、抗腐蚀的陶瓷材料,它的商品名叫“赛伦”,化学通式可表达为Si6-xAlxOxN8-x.在接近1700℃时x的极限值约为4.0,在1400℃时x为2.0,以保持整个化合物呈电中性.则赛伦中各元素的化合价为Si
+4
+4
、Al
+3
+3
、O
-2
-2
、N
-3
-3

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科目:高中化学 来源: 题型:

未来的交通工具将采用新一代无机非金属材料制成的无水冷发动机。这类材料中研究得较多的是化合物G。

(1)化合物G的相对分子质量为140,G中硅元素的质量分数为60%,另有元素Y。G可以由化合物E(含两种元素)与NH3反应而生成,同时产生HCl气体。请推断:①化合物G的化学式为__________________。②由1 mol NH3和0.75 mol E恰好完全反应,化合物E的分子式为_______________________。

(2)粉末状G能够与空气中的氧气和水作用,所得产物中都有一种酸性氧化物,它是工业上生产玻璃、水泥、陶瓷的主要原料。与氧反应所得的产物还有一种单质;与水反应生成另一种产物是该种单质元素的氢化物。请写出化合物G与水反应的化学方程式_______________________________________________________________________________。

(3)为了使化合物G能成为新一代汽车发动机材料,现采用常压下在G中添加氧化铝,经高温烧结制成一种高强度、超硬度、耐磨损、抗腐蚀的陶瓷材料,它的商品名叫“赛伦”,化学通式可表示为Si6-xAlxOxY8-x。在接近于1 700 ℃时x的极限值约为4.0,在1 400 ℃时x为2.0,以保持整个化合物呈电中性。试问:①赛伦中各元素的化合价为Si_________,Al_________,O_________,Y_________。赛伦的晶体类型为_________。

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。

(1)将1.0 mol CH4和2.0 molH2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:

CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的转化率与温度、压强的关系如右图。

已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,

①则用H2表示的平均反应速率为_        

②图中的P1_     _P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数为_                   _

③在其它条件不变时降低温度,逆反应速率将                                _        _(填“增大” “减小”或“不变”)。

(2)在压强为0.1 MPa条件下,将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g) ……Ⅱ。

④该反应的△H_        _0,△S_      _0(填“<”、“>”或“=”)。

⑤若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是_                   _

A.升高温度                             

B.将CH3OH(g)从体系中分离出来

C.充入He,使体系总压强增大              

D.再充入1mol CO和3mol H2

⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计的表中。

l  实验编号

l  T(℃)

l  n (CO)/n(H2

l  P(MPa)

l  ⅰ

l  150

l  1/3

l  0.1

l  ⅱ

_       _

_       _

l  5

l  ⅲ

l  350

_       _

l  5

 

 

 

 

 

 

 

 

A.请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。

B.根据反应Ⅱ的特点,在给出的坐标图中,画出其在0.1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明各条曲线的压强。

 

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。

(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:

CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的转化率与温度、压强的关系如右图。

①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,

②则用H2表示的平均反应速率为_         。图中的P1_     _P2(填“<”、“>”或“=”),

100℃时平衡常数为_                   _

③在其它条件不变时降低温度,逆反应速率将_        _(填“增大” “减小”或“不变”)。

(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g) ……Ⅱ。

④该反应的△H_         _0,△S_       _0(填“<”、“>”或“=”)。

⑤若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是_                   _

           A.升高温度                                               

B.将CH3OH(g)从体系中分离出来

           C.充入He,使体系总压强增大                                

D.再充入1mol CO和3molH2

⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计的表中。

l  实验编号

l  T(℃)

l  n (CO)/n(H2

l  P(MP)

l  ⅰ

l  150

l  1/3

l  0.1

l  ⅱ

l  __

l  __

l 5

l  ⅲ

l  350

l  __

l  5

 

 

 

 

 

 

           A.请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。

           B.根据反应Ⅱ的特点,在给出的坐标图中,画出其在0.1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明各条曲线的压强。

 

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科目:高中化学 来源:2010年江苏省高三第四次模拟考试化学试题 题型:填空题

(12分)甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。

(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:

CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的转化率与温度、压强的关系如右图。

①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为      

②图中的P1     P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数为     。

③在其它条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将        (填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)在压强为0.1 MPa条件下, 将a mol CO与 3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g) ……Ⅱ。

④该反应的△H     0,△S      0(填“<”、“>”或“=”)。

⑤若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是     

A.升高温度                    B.将CH3OH(g)从体系中分离

C.充入He,使体系总压强增大   D.再充入1mol CO和3mol H2

⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。

实验编号

T(℃)

n (CO)/n(H2)

P(MPa)

150

1/3

0.1

 

 

5

350

 

5

A.请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。

B.根据反应Ⅱ的特点,在给出的坐标图中,画出其在0.1MPa和5MPa条件下CO的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明各条曲线的压强。

 

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