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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:211 题号:10351073
羰基硫(COS)广泛存在于煤、石油和天然气为原料的化工生产中,不经处理直接排放会引起大气污染,石油化工中产生的羰基硫可通过以下方法脱除。
Ⅰ.干法脱除:在催化剂存在下,COS和H2可发生两个平行反应:
i. COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)△H1=-17kJ/mol
ii. COS(g)+4H2(g)H2S(g)+CH4(g)+H2O(g) △H2
(1)已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H=+206kJ/mol,则△H2=______________
(2)T1℃时,向10L恒容密闭容器中充人1molCOS和4molH2,发生反应i和ii。5min时达到平衡,测得体系压强减少了20%,CO的体积分数为10%且其平衡分压为P1
①0-5min内,v(COS)=______________
②反应i的平衡常数K=______________
③若在起始温度为T1℃的绝热容器中重复上述实验,H2的平衡分压P2______________P1(填“>”“=”或“<”),理由为______________
Ⅱ.湿法脱除:原理为COS+4OH-=S2-+CO32-+2H2O。温度为293K时,将COS以固定流速匀速通入一定浓度的NaOH溶液中,测得体系内c(S2-)随时间(t)的变化如图所示:

(3)由图可知,增大NaOH溶液的初始浓度,COS的吸收速率______________(填“增大”“减小”或“不变”),判断依据为______________
(4)在上述反应体系中同时加入少量溴水,也能吸收COS并得到澄清溶液,发生反应的化学方程式为______________

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I.H2S是石油化工行业广泛存在的污染性气体,但同时也是重要的氢源和硫源,工业上可以采取多种方式处理。
(1)已知:2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l);ΔH1=akJ·mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g);ΔH2=bkJ·mol-1
则空气氧化脱除H2S反应2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l)的ΔH=___________kJ·mol-1.
(2)H2S与CO2在高温下发生反应:。在340℃时,将1molCO2与1molH2S充入2L的空钢瓶中。该反应平衡后的物质的量分数为,反应平衡常数K=___________
(3)若将H2S和CO2按不同比例投入一密闭容器中发生上述反应,反应达到平衡时,COS的体积分数随H2S和CO2的投料比的变化曲线如图所示,则b点时,平衡体系中S、C原子个数比接近___________;a、b、c三点CO2的转化率最大的是___________

II.下图是一个电化学过程的示意图。请回答下列问题:

(4)写出通入CH3OH的电极的电极反应式:___________
(5)乙池中反应的化学方程式___________
(6)当乙池中B(Ag)极质量增加10.8g,甲池中理论上消耗标准状况O2的体积为___________,此时丙池中某电极析出某金属,则丙池中的某盐溶液可能是___________
A.MgSO4B.CuSO4C.NaClD.AgNO3
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(1)已知下列热化学方程式:
反应I:   
反应II:   
则反应_______
(2)在T℃时,将加入容积不变的密闭容器中,发生反应I:,能判断反应达到平衡的是_______(填字母)。
A.的消耗速率和的生成速率相等
B.容器内气体压强不再发生变化
C.混合气体的密度不再发生变
D.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
(3)将的混合气体充入密闭容器中发生上述反应I、II,在不同温度和压强时,的平衡转化率如图所示。0.1MPa时,的转化率在600℃之后随温度升高而增大的主要原因是____

(4)加氢制备的一种催化机理如图,下列说法正确的是_______。
A.催化过程使用的催化剂为
B.可以释放出*(活化分子)
C.经过Ni活性中心断键裂解产生活化态H*的过程为放热过程
D.加氢制备的过程需要和Ni共同完成
(5)一定温度和压强为1MPa条件下,将按物质的量之比为1:4通入密闭弹性容器中发生催化反应,假设只发生反应:
I.
II.
10min时两个反应均达到平衡,平衡转化率为80%,选择性为50%[的选择性]。该温度下,反应II的_______(已知是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数,即将K表达式中平衡浓度用平衡分压代替),用的分压变化表示反应I在10分钟内达平衡的平均速率为_______(保留两位有效数字)
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【推荐3】我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和.研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点.以为原料合成甲醇的过程主要涉及以下反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(1)根据盖斯定律,反应Ⅰ的_____________
(2)一定条件下,的反应历程如图1所示.该反应的反应速率由第__________(填“1”或“2”)步决定。

(3)在一定温度下的固定容积的密闭容器中,通入,发生反应,测得的浓度随时间变化如图2所示。

①不能说明该反应已达平衡状态的是_____________(填标号)。
A.的体积分数在混合气体中保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗,同时消耗
D.反应中的物质的量浓度之比为,且保持不变
,用的浓度变化表示平均反应速率_____________
③计算该温度下此反应的平衡常数_____________(保留两位有效数字);
(4)将设计成双液电池,正极烧杯中盛放的溶液为_____,电池负极的电极反应式为_____________
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