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：

   

開始沉淀

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(yīng)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，表示H2燃燒熱的熱化學方程式是__________________________ 。

（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在一定條件下通過下圖的循環(huán)流程制取太陽能材料高純硅。

   （5）上圖中，假設(shè)在每一輪次的投料生產(chǎn)中，硅元素沒有損失，反應(yīng)①中HCl的利用率和反應(yīng)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___________________。

【小題1】2：1

【小題2】10.4

【小題3】

【小題4】A、B 、C

【小題5】3：1

練習冊系列答案
相關(guān)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(yīng)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(yīng)，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(yīng)，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(yīng)所得的產(chǎn)物還有一種單質(zhì)；與水反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)，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(yīng)所得的產(chǎn)物還有一種單質(zhì)；與水反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)室（容積為100L），在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：

CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）……Ⅰ，CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)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(yīng)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(yīng)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(yīng)生成甲醇：CO（g）+2H2（g）  CH3OH（g） ……Ⅱ。

④該反應(yīng)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(shè)計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)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  _       _

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(yīng)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(yīng)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(yīng)室（容積為100L），在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：

CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）……Ⅰ，CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)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(yīng)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(yīng)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(yīng)生成甲醇：CO（g）+2H2（g）  CH3OH（g） ……Ⅱ。

④該反應(yīng)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(shè)計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)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(yīng)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(yīng)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(yīng)室（容積為100L），在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：

CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)……Ⅰ，CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)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(yīng)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(yīng)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(yīng)生成甲醇：CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g) ……Ⅱ。

④該反應(yīng)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(shè)計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中。

實驗編號

T(℃)

n (CO)/n(H2)

P(MPa)

ⅰ

150

1/3

0.1

ⅱ

 

 

5

ⅲ

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(yīng)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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