工業(yè)上為了使原料和能量得到充分的利用,常常采用循環(huán)操作。
I、利用熱化學循環(huán)制氫能緩解能源矛盾。最近研究發(fā)現(xiàn),復合氧化物鐵酸錳(MnFe2O4)可用于熱化學循環(huán)分解水制氫。MnFe2O4的制備
已知Fe3+、Mn2+沉淀的pH如下表所示。
(1)此工藝中理論上投入原料Fe(NO3)3和Mn(NO3)2的物質(zhì)的量之比應為_________________。
(2)控制pH的操作中m的值為_________________。
II、用MnFe2O4熱化學循環(huán)制取氫氣:
(3)由上可知,H2燃燒的熱化學方程式是_______________________。
(4)該熱化學循環(huán)制取氫氣的優(yōu)點是____________(填字母編號)。
A.過程簡單、無污染 B.物料可循環(huán)使用 C.氧氣和氫氣在不同步驟生成,安全且易分離
III、工業(yè)上可用H2、HCl通過下圖的循環(huán)流程制取太陽能材料高純硅。
反應①:
反應②:
(5)上圖中,假設在每一輪次的投料生產(chǎn)中,硅元素沒有損失,反應①中HCl的利用率和反應②中H2的利用率均為75%。則在下一輪次的生產(chǎn)中,需補充投入HCl和H2的體積比是______________。
(1)2:1
(2)10.4
(3)
(4)ABC
(5)3:1
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

未來的交通工具將采用新一代無機非金屬材料制成的無水冷發(fā)動機,這類材料中被研究得較多的是化合物G.
(1)化合物G的相對分子質(zhì)量為140,G中硅元素的質(zhì)量分數(shù)為60%,另有元素Y.G可以由化合物E(含兩種元素)與NH3反應而生成,同時產(chǎn)生HCl.請推斷:①化合物G的化學式為
Si3N4
Si3N4
,②由1mol NH3和0.75mol E恰好完全反應,化合物E的分子式為
SiCl4
SiCl4

(2)粉末狀G能夠與空氣中的氧氣和水反應,所得的產(chǎn)物中都有一種酸性氧化物,它是工業(yè)上生產(chǎn)玻璃、水泥、陶瓷的主要原料.與氧氣反應所得的產(chǎn)物還有一種單質(zhì);與水反應生成的另一種產(chǎn)物是該種單質(zhì)元素的氫化物.請寫出化合物G與水反應的化學方程式:
Si3N4+6H2O=3SiO2+4NH3
Si3N4+6H2O=3SiO2+4NH3

(3)為了使化合物G能成為新一代汽車發(fā)動機材料,現(xiàn)采用常壓下在G中添加氧化鋁,經(jīng)高溫燒結(jié)制成一種高強度、超硬度、耐磨損、抗腐蝕的陶瓷材料,它的商品名叫“賽倫”,化學通式可表達為Si6-xAlxOxN8-x.在接近1700℃時x的極限值約為4.0,在1400℃時x為2.0,以保持整個化合物呈電中性.則賽倫中各元素的化合價為Si
+4
+4
、Al
+3
+3
、O
-2
-2
、N
-3
-3

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科目:高中化學 來源: 題型:

未來的交通工具將采用新一代無機非金屬材料制成的無水冷發(fā)動機。這類材料中研究得較多的是化合物G。

(1)化合物G的相對分子質(zhì)量為140,G中硅元素的質(zhì)量分數(shù)為60%,另有元素Y。G可以由化合物E(含兩種元素)與NH3反應而生成,同時產(chǎn)生HCl氣體。請推斷:①化合物G的化學式為__________________。②由1 mol NH3和0.75 mol E恰好完全反應,化合物E的分子式為_______________________。

(2)粉末狀G能夠與空氣中的氧氣和水作用,所得產(chǎn)物中都有一種酸性氧化物,它是工業(yè)上生產(chǎn)玻璃、水泥、陶瓷的主要原料。與氧反應所得的產(chǎn)物還有一種單質(zhì);與水反應生成另一種產(chǎn)物是該種單質(zhì)元素的氫化物。請寫出化合物G與水反應的化學方程式_______________________________________________________________________________。

(3)為了使化合物G能成為新一代汽車發(fā)動機材料,現(xiàn)采用常壓下在G中添加氧化鋁,經(jīng)高溫燒結(jié)制成一種高強度、超硬度、耐磨損、抗腐蝕的陶瓷材料,它的商品名叫“賽倫”,化學通式可表示為Si6-xAlxOxY8-x。在接近于1 700 ℃時x的極限值約為4.0,在1 400 ℃時x為2.0,以保持整個化合物呈電中性。試問:①賽倫中各元素的化合價為Si_________,Al_________,O_________,Y_________。賽倫的晶體類型為_________。

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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

甲醇被稱為2l世紀的新型燃料,工業(yè)上通過下列反應Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O為原料來制備甲醇。

(1)將1.0 mol CH4和2.0 molH2O(g)通入反應室(容積為100L),在一定條件下發(fā)生反應:

CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關系如右圖。

已知100℃時達到平衡所需的時間為5min,

①則用H2表示的平均反應速率為_        

②圖中的P1_     _P2(填“<”、“>”或“=”),100℃時平衡常數(shù)為_                   _。

③在其它條件不變時降低溫度,逆反應速率將                                _        _(填“增大” “減小”或“不變”)。

(2)在壓強為0.1 MPa條件下,將a mol CO與 3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應生成甲醇:CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g) ……Ⅱ。

④該反應的△H_        _0,△S_      _0(填“<”、“>”或“=”)。

⑤若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是_                   _

A.升高溫度                             

B.將CH3OH(g)從體系中分離出來

C.充入He,使體系總壓強增大              

D.再充入1mol CO和3mol H2

⑥為了尋找合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件,某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計的表中。

l  實驗編號

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.請在上表空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。

B.根據(jù)反應Ⅱ的特點,在給出的坐標圖中,畫出其在0.1MPa和5MPa條件下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的趨勢曲線示意圖,并標明各條曲線的壓強。

 

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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

甲醇被稱為2l世紀的新型燃料,工業(yè)上通過下列反應Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O為原料來制備甲醇。

(1)將1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反應室(容積為100L),在一定條件下發(fā)生反應:

CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關系如右圖。

①已知100℃時達到平衡所需的時間為5min,

②則用H2表示的平均反應速率為_         。圖中的P1_     _P2(填“<”、“>”或“=”),

100℃時平衡常數(shù)為_                   _

③在其它條件不變時降低溫度,逆反應速率將_        _(填“增大” “減小”或“不變”)。

(2)在壓強為0.1 MPa條件下, 將a mol CO與 3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應生成甲醇:CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g) ……Ⅱ。

④該反應的△H_         _0,△S_       _0(填“<”、“>”或“=”)。

⑤若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是_                   _。

           A.升高溫度                                               

B.將CH3OH(g)從體系中分離出來

           C.充入He,使體系總壓強增大                                

D.再充入1mol CO和3molH2

⑥為了尋找合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件,某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計的表中。

l  實驗編號

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.請在上表空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。

           B.根據(jù)反應Ⅱ的特點,在給出的坐標圖中,畫出其在0.1MPa和5MPa條件下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的趨勢曲線示意圖,并標明各條曲線的壓強。

 

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科目:高中化學 來源:2010年江蘇省高三第四次模擬考試化學試題 題型:填空題

(12分)甲醇被稱為2l世紀的新型燃料,工業(yè)上通過下列反應Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O為原料來制備甲醇。

(1)將1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反應室(容積為100L),在一定條件下發(fā)生反應:

CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關系如右圖。

①已知100℃時達到平衡所需的時間為5min,則用H2表示的平均反應速率為      。

②圖中的P1     P2(填“<”、“>”或“=”),100℃時平衡常數(shù)為     。

③在其它條件不變的情況下降低溫度,逆反應速率將        (填“增大”、“減小”或“不變”)。

(2)在壓強為0.1 MPa條件下, 將a mol CO與 3a mol H2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應生成甲醇:CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g) ……Ⅱ。

④該反應的△H     0,△S      0(填“<”、“>”或“=”)。

⑤若容器容積不變,下列措施可增加甲醇產(chǎn)率的是      。

A.升高溫度                    B.將CH3OH(g)從體系中分離

C.充入He,使體系總壓強增大   D.再充入1mol CO和3mol H2

⑥為了尋找合成甲醇的溫度和壓強的適宜條件,某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計表中。

實驗編號

T(℃)

n (CO)/n(H2)

P(MPa)

150

1/3

0.1

 

 

5

350

 

5

A.請在上表空格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)。

B.根據(jù)反應Ⅱ的特點,在給出的坐標圖中,畫出其在0.1MPa和5MPa條件下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的趨勢曲線示意圖,并標明各條曲線的壓強。

 

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