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【题目】氢气作为清洁能源有着广泛的应用前景,采用天然气制备氢气的流程如下。

请回答下列问题:

Ⅰ.蒸汽转化:在催化剂的作用下,水蒸气将CH4氧化,结合图表信息回答问题。

(1)该过程的热化学方程式是__________。

(2)平衡混合物中CO的体积分数与压强的关系如图所示,判断T1和T2的大小关系:T1_______T2(填“>”“<”或“=”),并说明理由__________。

(3)一定温度下,在1L恒容的密闭容器中充入1mol CH4和1mol水蒸气充分反应达平衡后,测得反应前后容器中气体的物质的量之比是3:4,计算该条件下反应的平衡常数为______________。

Ⅱ.CO变换:500℃时,CO进一步与水反应生成CO2和H2。

Ⅲ.模拟H2提纯工艺:将CO2和H2分离得到H2的过程如下:

依据图示信息回答:

(4)吸收池中发生反应的离子方程式是_________。

(5)写出电解池中阳极发生的电极反应式________;结合化学用语说明K2CO3溶液再生的原因_________。

【答案】 > 根据热化学方程式可知,升高温度,平衡正向移动, CO的体积分数增大;再对应图像,压强一定时,则T1>T2 0.75 阴极放电发生反应:产生的OH-与电解液中的碳酸氢根发生反应:,实现了K2CO3溶液的再生

【解析】

Ⅰ.(1)由图可知,反应为吸热反应,△H=2582kJ/mol-2378kJ/mol=+204kJ/mol,据此书写热化学方程式;

(2)根据压强和温度对化学平衡的影响分析;

(3)由三段式分析,计算该条件下反应的平衡常数;

Ⅲ. 由图可知,吸收池中二氧化碳与碳酸钾溶液的反应得到碳酸氢钾,据此书写离子方程式。

Ⅰ.(1) 由图可知,1mol甲烷、1mol水蒸气生成1molCO和3mol氢气吸收热量(25822378)kJ=204kJ,故热化学方程式为:,故答案为:;

(2)该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,所以相同压强下,温度越高,CO的体积分数越大,故T1>T2,故答案为:>;根据热化学方程式可知,升高温度,平衡正向移动, CO的体积分数增大,再对应图像,压强一定时,则T1>T2;

(3) 一定温度下,在1L恒容的密闭容器中充入1molCH4和1mol的水蒸气充分反应达平衡后,测得反应前后容器中气体的物质的量之比是3:4,设消耗甲烷物质的量x,据此计算:

,x=mol,则平衡时各物质的浓度分别为:c(CH4)=c(H2O)=mol/L,c(CO)=mol/L,c(H2)=1mol/L,则该反应的平衡常数K==0.75,故答案为:0.75;

Ⅲ.(4)由图可知,吸收池中氢气并未反应,二氧化碳被吸收进入惰性电极电解池,即吸收池中为二氧化碳与碳酸钾溶液的反应,离子方程式为:CO32-+CO2+H2O=2HCO3-,故答案为:CO32-+CO2+H2O=2HCO3-;

(5)HCO3存在电离平衡:HCO3H++CO32,阴极H+放电浓度减小平衡右移,CO32-再生,阴极反应:2H2O+2e-=H2↑+OH-,阳极反应:;HCO3-+OH-═CO32-+H2O,使碳酸钾溶液得以再生,故答案为:;阴极放电发生反应:产生的OH-与电解液中的碳酸氢根发生反应:,实现了K2CO3溶液的再生。

练习册系列答案
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【题目】已知X、Y、Z、W、M均为短周期元素。25℃时,其最高价氧化物对应的水化物(浓度均为0.01mol/L)溶液的pH和原子半径的关系如图所示。下列说法不正确的是( )

A.X、M简单离子半径大小顺序:X>M

B.Z的最高价氧化物水化物的化学式为H2ZO4

C.X、Y、Z、W、M五种元素中只有一种是金属元素

D.X的最简单氢化物与Z的氢化物反应后生成的化合物中既含离子键又含共价键

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【题目】某高分子化合物的结构简式如下:

下列有关的说法正确的是( )

A.的一种单体的分子式可能为

B.完全水解后的生成物均为小分子有机物

C.可以通过加聚反应和缩聚反应合成

D.碱性条件下,完全水解消耗NaOH的物质的量为

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【题目】铜及其化合物的用途非常广泛,回答下列问题:

(1)铜原子有 _____种不同运动状态的电子,亚铜离子的价电子排布式为:_____。

(2)铜能与类卤素(CN)2 反应生成 Cu(CN)2,1 mol (CN)2 分子中含有π键的数目为____,C、N 两元素可形成的离子 CN-,该离子的结构式为_____,请写出 CN-的一种等电子体_____(写化学式)。

(3)CuCl2 溶液与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)可形成配离子[Cu(En)2 ]2+(En 是乙二胺的简写),结构如图所示

已知配合物的中心粒子的配位数指配位原子总数,则 Cu2+的配位数为_________, 该配离子中所含的非金属元素的电负性由小到大的顺序是_____;乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为____,乙二胺(En)和三甲胺 [N(CH3)3 ]均属于胺类,相对分子质量相近,但乙二胺的沸点却比三甲胺的沸点高得多,其原因是:_____。

(4)某 M 原子的外围电子排布式为 3s23p5,铜与 M 形成化合物的晶胞如图所示

①已知铜和 M 的电负性分别为 1.9 和 3.0,则铜与 M 形成的该种化合物属于__________(填“离子”或“共价”)化合物,其化学式为__________。

②铜和形成的晶体中每个 M 原子周围最近等距的铜原子数目为_____。

③已知该晶体的晶胞参数(即立方体晶胞的棱长)为 acm,则该晶体中两个相距最近的 M 原子之间的核间距为_____pm。

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【题目】下表为长式周期表的一部分其中的编号代表对应的元素.

请回答下列问题:

(1)表中属于 ds 区的元素是_____(填元素符号)它的基态原子的价电子排布式为_____。

(2)表中元素①的 6 个原子与元素③的 6 个原子形成的某种平面环状分子其分子式为________,其中元素③的原子的杂化类型为_____;①和⑥形成的一种常见四原子分子的化学式为______,其立体构型为_________。

(3)某元素原子的价电子排布式为 nsnnpn+1,该元素原子的电子层上未成对电子数为_____;该元素与元素①形成的最简单分子 X 的电子式为_____。

(4)元素⑤的电负性_____④元素的电负性(选填>、=、<下同);元素⑥的第一电离能_____原子序数为 16 的元素的第一电离能。

(5)用电子式表示元素④和⑦组成的化合物的形成过程_____。

(6)上表中元素⑤的氢氧化物为两性氢氧化物,请写出元素⑤的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式:_____。

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【题目】某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡、溶液pH影响的图像,其中图像和实验结论表达均正确的是

A.①是其他条件一定时,反应速率随温度变化的图像,正反应△H<0

B.②是在平衡体系的溶液中加入少量KCl晶体后化学反应速率随时间变化的图像

C.③是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图像,a是使用催化剂时的曲线

D.④是表示Cl2通入H2S溶液中pH变化

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【题目】废铅蓄电池的一种回收利用工艺流程如图所示:

部分难溶电解质的性质如下表:

请回答下列问题:

(1)铅蓄电池在生产、生活中使用广泛,铅蓄电池的缺点有___(写一条)。

(2)利用废铅蓄电池中的废硫酸与氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]反应,可以制化肥-过磷酸钙[有效成分是Ca(H2PO4)2],写出该反应的化学方程式:___。

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(5)已知Pb(OH)2是既能溶于稀硝酸又能溶于KOH溶液的两性氢氧化物。设计实验区别PbCrO4和BaCrO4:___。

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A.试剂a为NaOH溶液B.操作①为萃取

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A. 升高温度,气体颜色加深,则此反应为吸热反应

B. 慢慢压缩气体体积,平衡向正反应方向移动,混合气体的颜色变浅

C. 慢慢压缩气体体积,若体积减小一半,压强增大,但小于原来的两倍

D. 恒温恒容时,充入稀有气体,压强增大,平衡向正反应方向移动,混合气体的颜色变浅

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