乙醇是一种重要的化工原料和燃料,常见合成乙醇的途径如下:
(1)乙烯气相直接水合法:C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g) ΔH1=akJ·mol-1
已知:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-1323.0kJ·mol-1
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=-1278.5kJ·mol-1,则a=__ 。
(2)工业上常采用CO2和H2为原料合成乙醇,某实验小组将CO2(g)和H2(g)按1:3的比例置于一恒容密闭容器中发生反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) ΔH=bkJ·mol-1。在相同的时间内,容器中CO2的浓度随温度T的变化如图1所示,上述反应的pK(pK=-lgK,K表示反应平衡常数)随温度T的变化如图2所示。
①由图1可知,b=__ (填“”“”或“<”)0。
②在T1~T2及T4~T5两个温度区间内,容器中CO2(g)的浓度呈现如图1所示的变化趋势,其原因是___ 。
③图1中点1、2、3对应的逆反应速率v1、v2、v3中最大的是___ (填“v1”“v2”或“v3”);要进一步提高H2(g)的转化率,可采取的措施有___ (任答一条)。
④图2中当温度为T1时,pK的值对应A点,则B、C、D、E四点中表示错误的是__ 。
⑤乙烯气相直接水合法过程中会发生乙醇的异构化反应:C2H5OH(g)CH3OCH3(g) ΔH=+50.7kJ·mol-1,该反应的速率方程可表示为v正=k正c(C2H5OH)和v逆=k逆c(CH3OCH3),k正和k逆只与温度有关。该反应的活化能Ea(正)__ (填“”“”或“<”) Ea(逆),已知:T℃时,k正=0.006s-1,k逆=0.002s-1,该温度下向某恒容密闭容器中充入1.5mol乙醇和4mol甲醚,此时反应__ (填“正向”或“逆向”)进行。
(1)乙烯气相直接水合法:C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g) ΔH1=akJ·mol-1
已知:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-1323.0kJ·mol-1
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=-1278.5kJ·mol-1,则a=
(2)工业上常采用CO2和H2为原料合成乙醇,某实验小组将CO2(g)和H2(g)按1:3的比例置于一恒容密闭容器中发生反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) ΔH=bkJ·mol-1。在相同的时间内,容器中CO2的浓度随温度T的变化如图1所示,上述反应的pK(pK=-lgK,K表示反应平衡常数)随温度T的变化如图2所示。
①由图1可知,b=
②在T1~T2及T4~T5两个温度区间内,容器中CO2(g)的浓度呈现如图1所示的变化趋势,其原因是
③图1中点1、2、3对应的逆反应速率v1、v2、v3中最大的是
④图2中当温度为T1时,pK的值对应A点,则B、C、D、E四点中表示错误的是
⑤乙烯气相直接水合法过程中会发生乙醇的异构化反应:C2H5OH(g)CH3OCH3(g) ΔH=+50.7kJ·mol-1,该反应的速率方程可表示为v正=k正c(C2H5OH)和v逆=k逆c(CH3OCH3),k正和k逆只与温度有关。该反应的活化能Ea(正)
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更新时间:2020-06-02 15:44:33
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名校
【推荐1】氨基甲酸铵(H2NCOONH4)为尿素生产过程的中间产物,易分解。某小组对氨基甲酸铵的分解实验进行探究。
已知:I.
II.
III.
回答下列问题:
(1)写出 H2NCOONH4 分解生成 NH3 与 CO2 气体的热化学方程式:___________ 。
(2)在一定温度下,向 0.5L 密闭容器中,加入 0.1mol H2NCOONH4,实验测得 CO2 物质的量变化如下表所示:
从反应开始到 2min,用 NH3 的浓度变化表示的化学反应速率为___________ ;平衡后,H2NCOONH4 的转化率为___________ 。
(3)若在恒温恒压条件下进行反应,下列能够说明该反应已达到化学平衡状态的是___________。
(4)对该反应,改变某一条件,对化学反应速率的影响及解释不正确的是___________。
已知:I.
II.
III.
回答下列问题:
(1)写出 H2NCOONH4 分解生成 NH3 与 CO2 气体的热化学方程式:
(2)在一定温度下,向 0.5L 密闭容器中,加入 0.1mol H2NCOONH4,实验测得 CO2 物质的量变化如下表所示:
t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
n/mol | 0 | a | b | c | c |
(3)若在恒温恒压条件下进行反应,下列能够说明该反应已达到化学平衡状态的是___________。
A.NH3 的浓度不再改变 | B. |
C.容器体积不再改变 | D.容器内密度不再改变 |
A.升高温度,使单位体积内活化分子百分数增加,反应速率加快 |
B.增加反应物的量,使活化分子百分数增加,有效碰撞增多,反应速率加快 |
C.使用催化剂能降低反应活化能,使单位体积内活化分子百分数增加,反应速率加快 |
D.反应达平衡后,压缩体积增大压强,v 正 仍等于 v逆 |
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解答题-原理综合题
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【推荐2】2017年冬季全国大部分地区出现雾霾现象,汽车尾气是造成雾霾的原因之一,汽车尾气含CO、NO等有毒气体。为了减少CO对大气的污染,某研究性学习小组拟研究CO和H2O反应转化为绿色能源H2。已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g); ΔH = -566kJ·moL-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); ΔH = -483.6kJ·moL-1
H2O (g)=H2O(l); ΔH = -44.0kJ·moL-1
(1)氢气燃烧热ΔH=__________ ;
(2)写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式______________ 。
(3)往1L体积不变的容器中加入0.200mol CO和1.00mol H2O(g),在t℃时反应并达到平衡,若该反应的化学平衡常数K=1(方程式中各物质前化学计量数为最简整数比),则t℃时CO 的转化率为________ ;(保留一位小数)反应达到平衡后,升高温度,此时平衡常数将____ (填“变大”、“不变”或“变小”)。
(4)从汽车尾气中分离出CO与O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池,同时采用电解法制备N2O5,装置如图所示,其中Y为CO2。石墨I电极的名称为______________ (填“正极”“负极”“阴极”“阳极”)。在电解池中生成N2O5的电极反应式为__________________________________ 。
(5)在一定条件下,用NH3处理汽车尾气中的NO。已知NO与NH3发生反应生成N2和H2O,现有NO和NH3的混合物1mol,充分反应后得到的还原产物比氧化产物多1.4 g,则原反应混合物中NO的物质的量可能是_____________ 。
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); ΔH = -483.6kJ·moL-1
H2O (g)=H2O(l); ΔH = -44.0kJ·moL-1
(1)氢气燃烧热ΔH=
(2)写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式
(3)往1L体积不变的容器中加入0.200mol CO和1.00mol H2O(g),在t℃时反应并达到平衡,若该反应的化学平衡常数K=1(方程式中各物质前化学计量数为最简整数比),则t℃时CO 的转化率为
(4)从汽车尾气中分离出CO与O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池,同时采用电解法制备N2O5,装置如图所示,其中Y为CO2。石墨I电极的名称为
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(0.65)
解题方法
【推荐3】甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。
I.利用甲醇(CH3OH)制备甲醛
脱氢法:CH3OH(g)⇌HCHO(g)+H2(g) △H1=+92.09kJ·mol-1
氧化法:CH3OH(g)+1/2O2(g)⇌HCHO(g)+H2O(g) △H2
(1)脱氢法制甲醛,有利于提高平衡产率的条件有____________ 。
A.低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
(2)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-483.64kJ·mol-1,则△H2=________ 。
(3)750K下,在恒容密闭容器中,充入一定量的甲醇,发生反应CH3OH(g)⇌HCHO(g)+H2(g),若起始压强为101kPa,达到平衡转化率为50.0%,则反应的平衡常数Kp=__________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,忽略其它反应)。
(4)Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂,有研究指出,催化反应的部分机理如下:
历程i:CH3OH→·H+·CH2OH
历程ⅱ:·CH2OH→·H+HCHO
历程ⅲ:·CH2OH→3·H+CO
历程iv:·H+·H→H2
如图所示为在体积为1L的恒容容器中,投入1molCH3OH,在碳酸钠催化剂作用下,经过5min反应,测得甲醇的转化率(X)与甲醛的选择性(S)与温度的关系(甲醛的选择性:转化的CH3OH中生成HCHO的百分比),回答下列问题:
①600℃时,5min内甲醛的反应速率为____________ 。
②650℃-750℃甲醛选择性随温度下降,而甲醇转化率随温度升高的可能原因为________ ;
③700℃时,历程iii能量~反应过程如图所示,在答卷纸上绘制历程ii的“能量~反应过程”示意图。___________
II.室内甲醛超标会危害人体健康,通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理所示,则工作电极的电极反应式为_____________ 。
I.利用甲醇(CH3OH)制备甲醛
脱氢法:CH3OH(g)⇌HCHO(g)+H2(g) △H1=+92.09kJ·mol-1
氧化法:CH3OH(g)+1/2O2(g)⇌HCHO(g)+H2O(g) △H2
(1)脱氢法制甲醛,有利于提高平衡产率的条件有
A.低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
(2)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-483.64kJ·mol-1,则△H2=
(3)750K下,在恒容密闭容器中,充入一定量的甲醇,发生反应CH3OH(g)⇌HCHO(g)+H2(g),若起始压强为101kPa,达到平衡转化率为50.0%,则反应的平衡常数Kp=
(4)Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂,有研究指出,催化反应的部分机理如下:
历程i:CH3OH→·H+·CH2OH
历程ⅱ:·CH2OH→·H+HCHO
历程ⅲ:·CH2OH→3·H+CO
历程iv:·H+·H→H2
如图所示为在体积为1L的恒容容器中,投入1molCH3OH,在碳酸钠催化剂作用下,经过5min反应,测得甲醇的转化率(X)与甲醛的选择性(S)与温度的关系(甲醛的选择性:转化的CH3OH中生成HCHO的百分比),回答下列问题:
①600℃时,5min内甲醛的反应速率为
②650℃-750℃甲醛选择性随温度下降,而甲醇转化率随温度升高的可能原因为
③700℃时,历程iii能量~反应过程如图所示,在答卷纸上绘制历程ii的“能量~反应过程”示意图。
II.室内甲醛超标会危害人体健康,通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理所示,则工作电极的电极反应式为
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【推荐1】CO、NOx、SO2等有毒气体会危害人体健康,破坏环境,对其进行无害处理研究一直是科技界关注的重点。请回答以下问题:
(1)研究表明N2O与CO在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示。
①Fe++N2O→FeO++N2的反应为_______ (填“吸热”或“放热”)反应。
②若反应在恒容密闭容器中进行,温度越高,反应速率是否越快_______ (填“是”或“否”),原因是_______ 。
(2)利用反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g),可实现汽车尾气的无害化处理。一定条件下进行该反应,测得CO的平衡转化率与温度、起始投料比m[m=]的关系如图所示。
①比较m1、m2、m3的大小:_______ 。
②若m=2,反应达平衡时,NO的转化率为60%,N2的体积分数为_______ 。
③若反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)的正、逆反应速率可表示为v正=k正·c2(NO)·c2(CO);v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,仅与温度有关。一定温度下,在体积为1L的容器中加入2 mol NO和2 mol CO发生上述反应,测得CO和CO2物质的量浓度相等时v正:v逆=160:1,平衡常数K为_______ 。
(3)若将NO2与O2通入如图所示甲装置,D电极上有红色物质析出,则A极通入的气体是_______ ,B电极的电极反应式为_______ ,经过一段时间后,若乙中C、D两电极产生的气体体积相等(相同条件下),则加入下列_______ 物质可使溶液复原。
A.CuO B.CuCO3 C.Cu(OH)2
(4)研究表明,氮氧化物和二氧化硫等气体与雾霾的形成有关(如图所示)。
①下列说法中不正确的是_______ 。
a.化石燃料的燃烧与雾霾的形成有关 b.A是形成无机颗粒物的催化剂
c.雾霾中只有颗粒物 d.涉及的6个反应中只有2个氧化还原反应
②农村家庭常用燃料蜂窝煤,在制备蜂窝煤时常加CaO,请简述加CaO的作用:_______ 。
(1)研究表明N2O与CO在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示。
①Fe++N2O→FeO++N2的反应为
②若反应在恒容密闭容器中进行,温度越高,反应速率是否越快
(2)利用反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g),可实现汽车尾气的无害化处理。一定条件下进行该反应,测得CO的平衡转化率与温度、起始投料比m[m=]的关系如图所示。
①比较m1、m2、m3的大小:
②若m=2,反应达平衡时,NO的转化率为60%,N2的体积分数为
③若反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)的正、逆反应速率可表示为v正=k正·c2(NO)·c2(CO);v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,仅与温度有关。一定温度下,在体积为1L的容器中加入2 mol NO和2 mol CO发生上述反应,测得CO和CO2物质的量浓度相等时v正:v逆=160:1,平衡常数K为
(3)若将NO2与O2通入如图所示甲装置,D电极上有红色物质析出,则A极通入的气体是
A.CuO B.CuCO3 C.Cu(OH)2
(4)研究表明,氮氧化物和二氧化硫等气体与雾霾的形成有关(如图所示)。
①下列说法中不正确的是
a.化石燃料的燃烧与雾霾的形成有关 b.A是形成无机颗粒物的催化剂
c.雾霾中只有颗粒物 d.涉及的6个反应中只有2个氧化还原反应
②农村家庭常用燃料蜂窝煤,在制备蜂窝煤时常加CaO,请简述加CaO的作用:
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【推荐2】CO2的回收及综合利用越来越受到国际社会的重视,将CO2转化为高附加值化学品已成为有吸引力的解决方案。
I.例如可以用CO2、H2为原料合成CH3OH反应:CO2(g) + 3H2(g)=CH3OH(g) + H2O(g) ΔH。CO2和H2在某催化剂表面上合成甲醇的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。
(1)反应的ΔH_______ 0(填“>”或“<”):该历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为_______ 。
II.已知研究CO2与CH4反应使之转化为CO和H2,对减缓燃料危机和减弱温室效应具有重要的意义。
工业上CO2与CH4发生反应I:CH4(g) + CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g) ΔH=+234.0 kJ/mol
在反应过程中还发生反应II:H2(g) + CO2(g) H2O(g)+CO(g) ΔH2
(2)已知部分化学键的键能数据如下表所示:
则ΔH2=_______ kJ/mol。
(3)在密闭容器中充入CO2与CH4,下列能够判断反应I达到平衡状态的是_______ 。
A.容积固定的绝热容器中,温度保持不变
B.一定温度和容积固定的容器中,混合气体的密度保持不变
C.一定温度和容积固定的容器中,混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)工业上将CH4与CO2按物质的量1:1投料制取CO和H2时,CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。
①923K时CO2的平衡转化率大于CH4的原因是_______ 。
②计算923K时反应II的化学平衡常数K=_______ (计算结果保留小数点后两位)。
(5)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~400℃,乙酸的生成速率先减小后增大的原因______ 。
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是_______ (只答一条即可)。
I.例如可以用CO2、H2为原料合成CH3OH反应:CO2(g) + 3H2(g)=CH3OH(g) + H2O(g) ΔH。CO2和H2在某催化剂表面上合成甲醇的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。
(1)反应的ΔH
II.已知研究CO2与CH4反应使之转化为CO和H2,对减缓燃料危机和减弱温室效应具有重要的意义。
工业上CO2与CH4发生反应I:CH4(g) + CO2(g) 2CO(g) + 2H2(g) ΔH=+234.0 kJ/mol
在反应过程中还发生反应II:H2(g) + CO2(g) H2O(g)+CO(g) ΔH2
(2)已知部分化学键的键能数据如下表所示:
化学键 | H-O | H-H | C=O | C≡O |
键能(kJ/mol) | 413 | 436 | 803 | 1076 |
则ΔH2=
(3)在密闭容器中充入CO2与CH4,下列能够判断反应I达到平衡状态的是
A.容积固定的绝热容器中,温度保持不变
B.一定温度和容积固定的容器中,混合气体的密度保持不变
C.一定温度和容积固定的容器中,混合气体的平均相对分子质量保持不变
(4)工业上将CH4与CO2按物质的量1:1投料制取CO和H2时,CH4和CO2的平衡转化率随温度变化关系如图所示。
①923K时CO2的平衡转化率大于CH4的原因是
②计算923K时反应II的化学平衡常数K=
(5)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~400℃,乙酸的生成速率先减小后增大的原因
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐3】聚硅酸铁是目前无机高分子絮凝剂研究的热点,一种用钢管厂的废铁渣(主要成分Fe3O4,少量碳及二氧化硅)为原料制备的流程如下:
(1)为了提高废铁渣的浸出率,应该采用___________ (至少写一项)。
(2)“酸浸”需适宜的酸浓度、液固比、酸浸温度、氧流量等,其中酸浸温度对铁浸取率的影响如图所示:
①加热条件下酸浸时,Fe3O4与硫酸反应的化学方程式为___________ 。
②酸浸时,通入O2的目的是___________ ,该反应的离子方程式为___________ 。
③当酸浸温度超过100℃时,铁浸取率反而减小,其原因是___________ 。
(3)滤渣的主要成分为___________ (填化学式)。
(4)“Fe3+浓度检测”是先用SnCl2将Fe3+还原为Fe2+;在酸性条件下,再用K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+(被还原为Cr3+),该滴定反应的离子方程式为___________ 。
(1)为了提高废铁渣的浸出率,应该采用
(2)“酸浸”需适宜的酸浓度、液固比、酸浸温度、氧流量等,其中酸浸温度对铁浸取率的影响如图所示:
①加热条件下酸浸时,Fe3O4与硫酸反应的化学方程式为
②酸浸时,通入O2的目的是
③当酸浸温度超过100℃时,铁浸取率反而减小,其原因是
(3)滤渣的主要成分为
(4)“Fe3+浓度检测”是先用SnCl2将Fe3+还原为Fe2+;在酸性条件下,再用K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+(被还原为Cr3+),该滴定反应的离子方程式为
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】将资源化利用有利于碳中和目标的实现。
(1)资源化利用的途径之一是,某科研机构测出了不同温度下,分别使用I、II两种催化剂,反应进行到第10min时的转化率,如图所示。
①a点,___________ (填“>”“=”或“<”);导致c点的转化率低于b点的可能原因有(写出两条)___________ 、___________ 。
②若反应是在刚性容器中进行的,开始时,则从反应开始到b点时___________ ,若仅考虑图中信息,甲烷化适宜的生产条件是___________ 。
(2)将2mol和6mol充入密闭容器中发生反应: ,测得的平衡转化率随着温度、压强的变化如图所示。
①Y表示___________ (填“温度”或“压强”),___________ (填“>”“=”或“<”)。
②若M点对应平衡压强为10MPa,对应的___________ (为以平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数,分压总压×物质的量分数,保留2位小数),M、Q、N三点对应的平衡常数大小关系是___________ 。
(1)资源化利用的途径之一是,某科研机构测出了不同温度下,分别使用I、II两种催化剂,反应进行到第10min时的转化率,如图所示。
①a点,
②若反应是在刚性容器中进行的,开始时,则从反应开始到b点时
(2)将2mol和6mol充入密闭容器中发生反应: ,测得的平衡转化率随着温度、压强的变化如图所示。
①Y表示
②若M点对应平衡压强为10MPa,对应的
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适中
(0.65)
【推荐2】含SO2废气的治理可以变废为宝,使硫资源得以利用。
(1)按每年全国发电燃煤8亿吨,煤中含硫质量分数以2%计,若不经过脱硫处理,则会有_______ 亿吨SO2排放到大气中(假设S全部转化为SO2)。
(2)下列物质中,能吸收SO2的有_____ (填序号)。
a.氨水 b.酸性KMnO4溶液 c.生石灰 d.Na2CO3溶液
(3)某工厂采用(NH4)2SO3和NH4HSO3的混合溶液A吸收烟气中的SO2并制备(NH4)2SO3 ·H2O过程如下:
已知:
①“吸收”过程中,溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3的物质的量之比变____ (填 “大”或“小”)。
②(NH4)2SO3溶液呈碱性的原因是_____ 。
③用不同的溶液A吸收SO2时,SO2吸收率和放空废气含NH3量的变化如下图。解释图中放空废气含NH3量增大的原因:随(NH4)2SO3的物质的量之比增大,_______ 。
注:不同溶液A的体积相同,所含(NH4)2SO3和NH4HSO3的总物质的量相同。
④“制备”过程中,溶液B中发生的反应方程式是______ 。
(4)检验产品(NH4)2SO3 ·H2O中含有少量SO42-的方法如下:取少量产品加水溶解,_____ (将实验操作和现象补充完整〕。
(1)按每年全国发电燃煤8亿吨,煤中含硫质量分数以2%计,若不经过脱硫处理,则会有
(2)下列物质中,能吸收SO2的有
a.氨水 b.酸性KMnO4溶液 c.生石灰 d.Na2CO3溶液
(3)某工厂采用(NH4)2SO3和NH4HSO3的混合溶液A吸收烟气中的SO2并制备(NH4)2SO3 ·H2O过程如下:
已知:
①“吸收”过程中,溶液中(NH4)2SO3和NH4HSO3的物质的量之比变
②(NH4)2SO3溶液呈碱性的原因是
③用不同的溶液A吸收SO2时,SO2吸收率和放空废气含NH3量的变化如下图。解释图中放空废气含NH3量增大的原因:随(NH4)2SO3的物质的量之比增大,
注:不同溶液A的体积相同,所含(NH4)2SO3和NH4HSO3的总物质的量相同。
④“制备”过程中,溶液B中发生的反应方程式是
(4)检验产品(NH4)2SO3 ·H2O中含有少量SO42-的方法如下:取少量产品加水溶解,
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
【推荐3】煤和甲烷既是重要的常用燃料,又是重要的化工原料。根据题意,回答下列问题:
Ⅰ.煤制天然气过程中,存在多种化学反应,其中在煤气化装置中发生反应①,而在水气变换装置中发生反应②。
(1)煤气化前,需要通入一定量的氧气与碳发生燃烧反应,请利用平衡移动原理说明通入氧气的作用:_______ 。
(2)如图表示发生反应①后进入反应②装置的与反应②中平衡转化率、温度的变化关系。
若为0.8,一定量的煤和水蒸气经反应①和反应②后,得到与的物质的量之比为1∶3,则反应②所对应的温度是_______ (填“”“”或“”)。
Ⅱ.甲烷重整技术主要是利用甲烷和其他原料来制备合成气(和的混合气体)。现在常见的重整技术有甲烷—二氧化碳重整、甲烷—水蒸气重整,其反应分别为、。
(3)通过计算机模拟甲烷—水蒸气重整实验测得,在操作压强为、水碳比为1.0、温度为,反应达到平衡时,的物质的量分数为0.6,已知该反应的速率方程,式中k为速率常数,p为气体分压(气体分压=总压×气体物质的量分数),则此时该反应速率_______ (用含k的式子表示);时,该反应的压强平衡常数_______ (用平衡分压代替平衡浓度计算)。
Ⅰ.煤制天然气过程中,存在多种化学反应,其中在煤气化装置中发生反应①,而在水气变换装置中发生反应②。
(1)煤气化前,需要通入一定量的氧气与碳发生燃烧反应,请利用平衡移动原理说明通入氧气的作用:
(2)如图表示发生反应①后进入反应②装置的与反应②中平衡转化率、温度的变化关系。
若为0.8,一定量的煤和水蒸气经反应①和反应②后,得到与的物质的量之比为1∶3,则反应②所对应的温度是
Ⅱ.甲烷重整技术主要是利用甲烷和其他原料来制备合成气(和的混合气体)。现在常见的重整技术有甲烷—二氧化碳重整、甲烷—水蒸气重整,其反应分别为、。
(3)通过计算机模拟甲烷—水蒸气重整实验测得,在操作压强为、水碳比为1.0、温度为,反应达到平衡时,的物质的量分数为0.6,已知该反应的速率方程,式中k为速率常数,p为气体分压(气体分压=总压×气体物质的量分数),则此时该反应速率
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐1】近年来,碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛。
(1)在2L的密闭容器中,充有2mol CO与4mol 水蒸气,在催化剂作用下进行如下化学反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),CO的转化率和温度t的关系如下表:
1000℃时该反应的平衡常数为___________________ 。850℃时,向该容器中重新通入1mol CO、1.5mol H2O、0.5mol CO2和2molH2,此时反应___________ (填“向右进行”、“向左进行”或“处于平衡状态”)。
(2)已知:
C(s)+O2 (g) ===CO2(g) △H1=﹣393.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=== 2H2O(g) △H2=﹣483.6kJ·mol-1
C(s)+H2O(g)=== CO(g)+H2(g) △H3=+131.3kJ·mol-1
则CO和H2O生成CO2和H2的热化学方程式为_________________________ 。
(3)目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH=-49.0 kJ·mol-1。现向体积为1 L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=_________ 。
②若改变条件使平衡向正反应方向移动,则平衡常数_________ 。
a.不变 b.减小 c.增大 d.不变或减小 e.不变或增大
(1)在2L的密闭容器中,充有2mol CO与4mol 水蒸气,在催化剂作用下进行如下化学反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),CO的转化率和温度t的关系如下表:
t(℃) | 750 | 850 | 1000 |
CO% | 0.7 | 2/3 | 0.5 |
1000℃时该反应的平衡常数为
(2)已知:
C(s)+O2 (g) ===CO2(g) △H1=﹣393.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=== 2H2O(g) △H2=﹣483.6kJ·mol-1
C(s)+H2O(g)=== CO(g)+H2(g) △H3=+131.3kJ·mol-1
则CO和H2O生成CO2和H2的热化学方程式为
(3)目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH=-49.0 kJ·mol-1。现向体积为1 L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=
②若改变条件使平衡向正反应方向移动,则平衡常数
a.不变 b.减小 c.增大 d.不变或减小 e.不变或增大
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐2】在一定温度下,向一容积为5L的恒容密闭容器中充入2molSO2和1molO2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ∆H=-196 kJ∙mol-1;经5min后达到平衡,此时容器内压强与起始压强之比为0.7,请回答下列问题:
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是_______(填字母)。
(2)从反应开始到平衡的这段时间,SO2的平均反应速率v(SO2)=_______ mol·L-1·min-1。
(3)达平衡时SO2的转化率为_______ ,达到平衡时反应放出的热量为_______ kJ。
(4)从理论上分析,为了使二氧化硫尽可能多的转化为三氧化硫,应选择的条件是_______ (填“低温高压”“低温低压”“高温高压”或“高温低压”)。实际生产时选用温度400~500℃,压强采用常压的原因是_______ 。
(5)如图表示平衡时SO2的体积分数随压强和温度变化的曲线。
则温度关系:T1_______ T2(填“>”“<”或“=”),A、B、C三点的化学平衡常数的关系是_______ 。
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是_______(填字母)。
A.SO2的物质的量不再变化 |
B.容器内混合气体的密度保持不变 |
C.SO2的生成速率和SO3的生成速率相等 |
D.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为 |
(3)达平衡时SO2的转化率为
(4)从理论上分析,为了使二氧化硫尽可能多的转化为三氧化硫,应选择的条件是
(5)如图表示平衡时SO2的体积分数随压强和温度变化的曲线。
则温度关系:T1
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H1
②CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H2
③CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H3
回答下列问题:
(1)已知△H1=﹣99kJ·mol﹣1,已知△H2=﹣58kJ·mol﹣1,则△H3=______ kJ·mol﹣1。
(2)反应①的化学平衡常数K的表达式为______ ;图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为________ (填曲线标记字母)。
(3)合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时体系中的CO平衡转化率(a)与温度和压强的关系如图2所示。a(CO)值随温度升高而________ (填“增大”或“减小”)图2中的压强由大到小为________ 。
①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H1
②CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H2
③CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H3
回答下列问题:
(1)已知△H1=﹣99kJ·mol﹣1,已知△H2=﹣58kJ·mol﹣1,则△H3=
(2)反应①的化学平衡常数K的表达式为
(3)合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时体系中的CO平衡转化率(a)与温度和压强的关系如图2所示。a(CO)值随温度升高而
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