氯气是一种重要的化工原料,在生产和生活中应用十分广泛。地康法制取氯气的反应为:4HCl(g)+O2(g)
2Cl2(g)+2H2O(g)△H= -120kJ/mol 该反应分两步进行,其基本原理如下图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/13/e34c456f-1f08-4a29-b5b3-fd5785f937e2.png?resizew=288)
过程 I 的反应为, 2HCl(g)+CuO(s)
CuCl2(s)+H2O(g)△H= -132kJ/mol
(1)该原理中起到催化剂作用物质的化学式为_______________________ ;
(2)过程 II 反应的热化学方程式为____________________ ;
(3)压强为p1时,地康法中HCl 的平衡转化率aHCl 随温度变化曲线如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/13/b1fa8dcb-8efd-4691-8335-5c707c68edee.png?resizew=238)
①比较 a、b 两点的平衡常数大小 K(a)=_______________ K(b)(填“>”“<”或“=”),解释原因为________________ ;
②c 点表示投料不变, 350℃、压强为p2时,地康法中HCl 的平衡转化率,则p2_________________ p1(填“>”“<”或“=”)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
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过程 I 的反应为, 2HCl(g)+CuO(s)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
(1)该原理中起到催化剂作用物质的化学式为
(2)过程 II 反应的热化学方程式为
(3)压强为p1时,地康法中HCl 的平衡转化率aHCl 随温度变化曲线如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/13/b1fa8dcb-8efd-4691-8335-5c707c68edee.png?resizew=238)
①比较 a、b 两点的平衡常数大小 K(a)=
②c 点表示投料不变, 350℃、压强为p2时,地康法中HCl 的平衡转化率,则p2
更新时间:2020-07-03 15:18:28
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐1】羰基硫是一种粮食熏蒸剂,能防治某些害虫和真菌的危害。
(1)利用
和
制备羰基硫气体的反应原理为:
。
已知:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/739f417d8d381d4a8f770c29c695c120.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/774c278eb3d4f01244d18d80d7674f85.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3a744218d1ac46c13944fc8b04fa9f5d.png)
则反应![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/58bd7603fa52d2504b3677d8cc6e1b50.png)
_______ 。
(2)在容积不变的密闭容器中,使
与
反应达到平衡。若反应前
的物质的量为
,达到平衡时
的物质的量为
,且化学平衡常数为0.1,则反应前
的物质的量为_______ mol。若保持温度不变,再向容器中加入
和
,平衡移动的方向为_______ (填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
(3)已知240℃时,反应
的平衡常教
。在一密闭容器中,当进料浓度比
时,保持温度不变,反应达到平衡。
①240℃时,下列选项表明该反应一定达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A.
的值不再变化
B.
的值不再变化
C.
的值不再变化
D.混合气体的平均相对分子质量不变
E.断裂
键的同时断裂
键
②由上述条件,经计算可得
的平衡转化率![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9251dff989f7d60db751b73033dee269.png)
_______ 。
③进一步提高反应速率,同时提高
平衡转化率的方法是_______ 。
(1)利用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0966d3c2b74854ab0211a0fcdef3abd2.png)
已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/739f417d8d381d4a8f770c29c695c120.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f9a06b6605b77ce2683d0743feb5ddd3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/774c278eb3d4f01244d18d80d7674f85.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3a744218d1ac46c13944fc8b04fa9f5d.png)
则反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/58bd7603fa52d2504b3677d8cc6e1b50.png)
(2)在容积不变的密闭容器中,使
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/624cfde5889eb5269fdac20cb1b2753b.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f3f4771c01de940bbbe5592725ef665e.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e6ec8586d1f95b10acb8a0ec13693325.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3d160feffd25b6bb53d236412a93592b.png)
(3)已知240℃时,反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2a5211374728d3a01647d7c887eb9d93.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a841eab5308db32a7c75be58be0f084e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c1d7ee14e31762a1b6b40a8ede584c03.png)
①240℃时,下列选项表明该反应一定达到平衡状态的是
A.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f05adcf0863d11661b644a052199cae.png)
B.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d94206509eeda200e08f41e44284255e.png)
C.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3a528018a570ec6d5756c344b7b0f53e.png)
D.混合气体的平均相对分子质量不变
E.断裂
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9748ac29444a6afba3631f60a9c85178.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0503c88f20c5804a255536b9e89cf22f.png)
②由上述条件,经计算可得
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9251dff989f7d60db751b73033dee269.png)
③进一步提高反应速率,同时提高
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e5a122e25cf4eb9f03ffe5ec823bfc31.png)
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【推荐2】“绿水青山就是金山银山”,习近平总书记历来看重生态文明建设。十九届五中全会展望二O三五年:届时广泛形成绿色生产生活方式,碳排放达峰后稳中有降,生态环境根本好转,美丽中国建设目标基本实现。
(1)中国作为发展中大国,一直致力于推动绿色、低碳、可持续发展。请写出二氧化碳的电子式:___ ;二氧化碳气体具有一定的氧化性,科学家利用这一性质开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺,该催化剂工艺可采用铬的氧化物作催化剂,已知C3H8(g)+CO2(g)
C3H6(g)+CO(g)+H2O(l),该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭,维持催化剂的活性,其原因是___ ,相对于丙烷直接裂解脱氢制丙烯的缺点是___ 。
(2)已知:甲醇与水蒸气重整制氢可直接用于燃料电池。
反应:CH3OH(g)
CO(g)+2H2(g) ΔH1=+90.64kJ·mol-1
反应:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH2=+41.20kJ·mol-1
则CH3OH(g)+H2O(g)
CO2(g)+3H2(g) ΔH3=___ kJ·mol-1
(3)电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH-
FeO
+3H2↑,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色FeO
,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/3/2/2669042806579200/2669162949869568/STEM/f1acb43746b44d5f9396b650e2607014.png?resizew=408)
①电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在___ (填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因为___ ;
③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:___ 。
(1)中国作为发展中大国,一直致力于推动绿色、低碳、可持续发展。请写出二氧化碳的电子式:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2b3cf68a083f697b90e2ad8e3cb3037e.png)
(2)已知:甲醇与水蒸气重整制氢可直接用于燃料电池。
反应:CH3OH(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
反应:CO(g)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
则CH3OH(g)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d30bd52fbc729100498b5300daf60350.png)
(3)电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH-
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c14c950a9b55e8c8aa67eff8c78af524.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18816f9b3f9fde6e6b87d5ca93476073.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/18816f9b3f9fde6e6b87d5ca93476073.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/3/2/2669042806579200/2669162949869568/STEM/f1acb43746b44d5f9396b650e2607014.png?resizew=408)
①电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因为
③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:
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【推荐3】I .光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业上有许多用途。制备光气的方法很多, 下列两种方法常用。
(1)方法一:工业上制备光气的原理:CO+Cl2
COCl2,其中原料气CO可利用天然气在氧气中不完全燃烧生产,已知:
CH4(g)+2O2(g) =CO2(g)+2H2O(1) △H = - 890.3 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) △H =-566 kJ·mol-1
每生产224LCO (标准状况)所放出的热量约为________ kJ。
(2)方法二:实验室可用氯仿(CHCl3)与双氧水反应制备光气,同时还有一种酸性溶液生成。写出实验室制备光气的化学方程式__________ 。
II.COCl2的分解反应为:COCl2(g)
Cl2(g)+CO(g) △H =+108 kJ·mol-1,反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化情况如下图所示(第l0min到14 min的COCl2浓度变化曲线未画出):
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/17/047efb50-e9b4-4396-980d-0e8bb002efb8.png?resizew=335)
(3)先计算第8 min时CO的浓度,再计算平衡数K=________ 。
(4)比较第2 min反应温度与第8 min反应温度T8的高低:T2_____ T8(选填“ >”、“< ”或“=”)。
(5)若12 min时反应于温度T8下重新达到平衡,则此时c(COCl2)=_____ mol·L-1(结果保留两位小数)。
(1)方法一:工业上制备光气的原理:CO+Cl2
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bd87b891cffdf1454015f7c950ca8494.png)
CH4(g)+2O2(g) =CO2(g)+2H2O(1) △H = - 890.3 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) △H =-566 kJ·mol-1
每生产224LCO (标准状况)所放出的热量约为
(2)方法二:实验室可用氯仿(CHCl3)与双氧水反应制备光气,同时还有一种酸性溶液生成。写出实验室制备光气的化学方程式
II.COCl2的分解反应为:COCl2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/17/047efb50-e9b4-4396-980d-0e8bb002efb8.png?resizew=335)
(3)先计算第8 min时CO的浓度,再计算平衡数K=
(4)比较第2 min反应温度与第8 min反应温度T8的高低:T2
(5)若12 min时反应于温度T8下重新达到平衡,则此时c(COCl2)=
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(0.65)
【推荐1】随着低碳钢等洁净钢技术的发展,Al2O3-C耐火材料和钢水之间的相互作用已成为当前的一个研究重点。请回答下列问题:
(1)将镁片、铝片平行插入一定浓度的NaOH溶液中,用导线连接成闭合回路,如图所示。写出铝电极的电极反应式:_____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/20/2768317961994240/2769198701690880/STEM/22c99d0e23be4a77abcbde3d54d8be8b.png?resizew=162)
(2)在埋炭实验条件下,不同碳素材料的Al2O3-C耐火材料与铁液之间的可能反应如下:
①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b74c5192f07f25f3b777232bc4a07762.png)
②![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/01af1c4664cdaa620f104ade3f831a2f.png)
③![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2f0a0cf9795e0a9a50923e4246af4eb2.png)
④
则
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c907be56e75f681b5e195a5294f7c05.png)
______
。
(3)直接碳热还原氧化铝法除需要高温外,系统中生成的碳化铝、碳氧化铝等会与生成的铝混合在一起,难以分离。实际生产中,至今仍未用直接碳热还原氧化铝法来炼铝。氧化铝碳热还原氯化法炼铝是生产铝的一种可行性新方法,其反应过程如下:
⑤![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b4d0be7006f45994ef173355729bf7a3.png)
⑥![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/577023405f8d4f846173b97f96a489f3.png)
反应⑤、反应⑥中自由能(
)与温度(T)的变化关系如图所示,由此判断反应⑤对应图中的曲线____ (填“I”或“II”),试分析氧化铝碳热还原氯化法炼铝的可行性:______
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/20/2768317961994240/2769198701690880/STEM/56c5a8d25f4740e7af8b95e5cd419449.png?resizew=204)
(4)在埋炭情况下,碳过剩时,碳的氧化反应主要考虑:
。在实验室研究该反应,一定温度下,向某体积可变的恒压密闭容器(总压强为p总)中加入足量的碳和2 molCO2(g),平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/20/2768317961994240/2769198701690880/STEM/b434ba778dd149d7a4a9fecfcde96a71.png?resizew=230)
①650℃反应达到平衡时,容器体积为10L,则平衡时c(CO)=___________ 。
②T℃时,若向平衡体系中再充入一定量n(CO):n(CO2)=3:2的混合气体,则平衡___________ (填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动。
③800℃时,如图CO的体积分数为92%,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=___________ [用含p总的代数式表示,气体分压(p分)=气体总压(p总)
体积分数]。
(1)将镁片、铝片平行插入一定浓度的NaOH溶液中,用导线连接成闭合回路,如图所示。写出铝电极的电极反应式:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/20/2768317961994240/2769198701690880/STEM/22c99d0e23be4a77abcbde3d54d8be8b.png?resizew=162)
(2)在埋炭实验条件下,不同碳素材料的Al2O3-C耐火材料与铁液之间的可能反应如下:
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b74c5192f07f25f3b777232bc4a07762.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/01af1c4664cdaa620f104ade3f831a2f.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2f0a0cf9795e0a9a50923e4246af4eb2.png)
④
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4bec6c0fd9ded2b964bcfbe0d4066318.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c907be56e75f681b5e195a5294f7c05.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4b2a6bc4b5ef80a57a78c144749392c.png)
(3)直接碳热还原氧化铝法除需要高温外,系统中生成的碳化铝、碳氧化铝等会与生成的铝混合在一起,难以分离。实际生产中,至今仍未用直接碳热还原氧化铝法来炼铝。氧化铝碳热还原氯化法炼铝是生产铝的一种可行性新方法,其反应过程如下:
⑤
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b4d0be7006f45994ef173355729bf7a3.png)
⑥
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/577023405f8d4f846173b97f96a489f3.png)
反应⑤、反应⑥中自由能(
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8008affb4b8c50554dd61f5618167327.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/20/2768317961994240/2769198701690880/STEM/56c5a8d25f4740e7af8b95e5cd419449.png?resizew=204)
(4)在埋炭情况下,碳过剩时,碳的氧化反应主要考虑:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4076f3462ced490664ea9356130fb110.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/20/2768317961994240/2769198701690880/STEM/b434ba778dd149d7a4a9fecfcde96a71.png?resizew=230)
①650℃反应达到平衡时,容器体积为10L,则平衡时c(CO)=
②T℃时,若向平衡体系中再充入一定量n(CO):n(CO2)=3:2的混合气体,则平衡
③800℃时,如图CO的体积分数为92%,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2468403b3eba9e40bfa36f464e927738.png)
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解答题-实验探究题
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【推荐2】某实验小组想探究实验室用MnO2与盐酸反应制取氯气的反应条件,实验装置及药品如下。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/14/d8f637d1-85da-486c-a1df-1396f097f97f.png?resizew=370)
(1)写出实验室制氯气的离子方程式_______ 。
(2)结合平衡移动原理,解释饱和食盐水的作用是_______ 。
(3)已知:不同温度下MnO2与盐酸反应的平衡常数
MnO2与盐酸的反应是_______ 反应(填“放热”或“吸热”)。
(4)为探究条件对该反应的影响,小组同学设计并完成以下实验:
①根据上述实验可知MnO2与盐酸产生氯气的反应条件为_______ 。
②针对实验1和实验3的现象,小组同学从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
写出实验中制氯气反应的电极反应式:
i.还原反应:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
ii.氧化反应:_______ 。
提出假设:
ⅰ.增大c(H+),可以_______ 。
ⅱ.增大c(Cl-),可以增大Cl-的还原性。
③补充实验,实验II、III分别证实了②中的分析。
(固液混合物A为一定浓度的盐酸和MnO2混合物;加热装置已略去)
较浓a溶液是_______ ,固体b是_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/14/d8f637d1-85da-486c-a1df-1396f097f97f.png?resizew=370)
(1)写出实验室制氯气的离子方程式
(2)结合平衡移动原理,解释饱和食盐水的作用是
(3)已知:不同温度下MnO2与盐酸反应的平衡常数
温度t/℃ | 50 | 80 | 110 |
平衡常数K | 3.104×10-4 | 2.347×10-3 | 1.293×10-2 |
(4)为探究条件对该反应的影响,小组同学设计并完成以下实验:
序号 | 试剂 | 实验操作 | 现象 |
实验1 | 4 mol/L盐酸、MnO2 | 加热 | 无明显现象 |
实验2 | 7 mol/L浓盐酸、MnO2 | 不加热 | 无明显现象 |
实验3 | 7 mol/L浓盐酸、MnO2 | 加热 | 产生黄绿色气体 |
②针对实验1和实验3的现象,小组同学从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
写出实验中制氯气反应的电极反应式:
i.还原反应:MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O
ii.氧化反应:
提出假设:
ⅰ.增大c(H+),可以
ⅱ.增大c(Cl-),可以增大Cl-的还原性。
③补充实验,实验II、III分别证实了②中的分析。
实验序号 | 实验操作 | 试剂 | 产物 |
I | ![]() | 没有添加新的试剂 | 无氯气生成 |
II | 较浓a溶液 | 有氯气生成 | |
III | 固体b | 有氯气生成 |
较浓a溶液是
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
【推荐3】以黄铁矿为原料,采用接触法生产硫酸的流程可简示如图1:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/7/15/1576203602829312/1576203603116032/STEM/bac6b12be6404ab0a4e74847d9dc4209.png?resizew=554)
请回答下列问题:
(1)在炉气制造中,生成SO2的化学方程式为;_____
(2)炉气精制的作用是将含SO2的炉气、和干燥,如果炉气不经过精制,对SO2催化氧化的影响是_____ ;
(3)精制炉气(含SO2体积分数为7%、O2为11%、N2为82%)中SO2平衡转化率与温度及压强关系如图2所示.在实际生产中,SO2催化氧化反应的条件选择常压、450℃左右(对应图中A点),而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件,其原因分别是_____ ;
(4)在SO2催化氧化设备中设置热交换器的目的是,从而充分利用能源。_____
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2015/7/15/1576203602829312/1576203603116032/STEM/bac6b12be6404ab0a4e74847d9dc4209.png?resizew=554)
请回答下列问题:
(1)在炉气制造中,生成SO2的化学方程式为;
(2)炉气精制的作用是将含SO2的炉气、和干燥,如果炉气不经过精制,对SO2催化氧化的影响是
(3)精制炉气(含SO2体积分数为7%、O2为11%、N2为82%)中SO2平衡转化率与温度及压强关系如图2所示.在实际生产中,SO2催化氧化反应的条件选择常压、450℃左右(对应图中A点),而没有选择SO2转化率更高的B或C点对应的反应条件,其原因分别是
(4)在SO2催化氧化设备中设置热交换器的目的是,从而充分利用能源。
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】甲醇是重要的化工原料,也是目前推广的车用燃料。
已知:①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/458933d39d1d57728c3554129cd56dcc.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/faa632c5d7d9d5bb62e5d9688a7ed9dc.png)
(1)反应
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
___________
。
(2)在某温度下,向体积为1 L的恒容密闭容器中充入CO与
的混合气体,发生反应②。测
得平衡混合物中
的体积分数
与起始投料比
的关系如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/26/3ac3ed4e-9e40-4b3c-854e-20aaf4c6a30b.png?resizew=146)
①当Z=2时,CO的平衡转化率α=___________ 。
②当Z=2,平衡时压强为1MPa,该温度下平衡常数Kp=___________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压
总压×物质的量分数)。
③当Z=3时,反应达到平衡状态后,CH3OH的体积分数可能是图中的___________ (填“C”“D”或“E”)点。
(3)CH4在新型铱基电催化剂作用下,转化为甲醇。其工作原理如图所示,写出生成甲醇的电极反应式___________ ,维持电流强度为4.288A,电池工作
,理论上消耗CH4的质量为___________ 。(已知
)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/26/03785b5d-6262-4a0a-8671-bd9b6902d291.png?resizew=203)
(4)研究表明,CO2和H2在一定条件下也可以合成甲醇,涉及的主要反应为
反应I:
;
反应Ⅱ:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f2229d7b8643aa85d8f2efc3ba15c466.png)
①维持压强不变,按固定初始投料比将CO2和H2按一定流速通过该催化剂,经过相同时间测得实验数据:(
)
表中数据说明,升高温度,CO2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低,其原因是___________ 。
②向V L恒容密闭容器中充入amol CO2和bmol H2,在一定温度和催化剂作用下合成甲醇,达到平衡时测得CO2的转化率为x,甲醇的选择性为y,则该温度下,反应I的平衡常数为________ 。(列出计算表达式)
已知:①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f2ca3aa149307414767fda97437f62f0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/458933d39d1d57728c3554129cd56dcc.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ad9b00614c450d38075e47d5bb2bcbc8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/faa632c5d7d9d5bb62e5d9688a7ed9dc.png)
(1)反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/570dbe489d2fcf76946113802ab5d18e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9bd5ee2be851888a2f9a34eb2ed75e4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/361f59abc7521c880d24d7eb47015b61.png)
(2)在某温度下,向体积为1 L的恒容密闭容器中充入CO与
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
得平衡混合物中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eb0b78840e6c6cb1c2d615c05aaadabc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/57a6c32077e276bff840345c382d81cf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cbbc32a4dc8012755663bb4ef032fe76.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/26/3ac3ed4e-9e40-4b3c-854e-20aaf4c6a30b.png?resizew=146)
①当Z=2时,CO的平衡转化率α=
②当Z=2,平衡时压强为1MPa,该温度下平衡常数Kp=
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6706fe00b4e231e62d9ecbec567d526b.png)
③当Z=3时,反应达到平衡状态后,CH3OH的体积分数可能是图中的
(3)CH4在新型铱基电催化剂作用下,转化为甲醇。其工作原理如图所示,写出生成甲醇的电极反应式
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a628160b971aca3528d447882fa45fe.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9371ad0ea6183a8e9d9939abb068f145.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/26/03785b5d-6262-4a0a-8671-bd9b6902d291.png?resizew=203)
(4)研究表明,CO2和H2在一定条件下也可以合成甲醇,涉及的主要反应为
反应I:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e0f398deca20eebc61da1ef90c19d75f.png)
反应Ⅱ:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f2229d7b8643aa85d8f2efc3ba15c466.png)
①维持压强不变,按固定初始投料比将CO2和H2按一定流速通过该催化剂,经过相同时间测得实验数据:(
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e472b15384938d1506c9d49c7355a3b5.png)
T(K) | CO2实际转化率(%) | 甲醇选择性(%) |
543 | 12.3 | 42.3 |
553 | 15.3 | 39.1 |
②向V L恒容密闭容器中充入amol CO2和bmol H2,在一定温度和催化剂作用下合成甲醇,达到平衡时测得CO2的转化率为x,甲醇的选择性为y,则该温度下,反应I的平衡常数为
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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2】甲醇(
)既是重要的化工原料,也是性能优良的能源,利用
生产甲醇是实现“碳中和”的重要途径之一。在体积为2L的恒容密闭容器中,充入1.0mol
和3.0mol
,一定条件下发生反应
,测得
和
的物质的量随时间的变化如图所示。_______ 逆反应速率(填“>”“<”或“=”,下同),t=15 min时,正反应速率_______ 逆反应速率。
(2)反应达到平衡时,消耗
的物质的量为_______ mol,
的转化率为_______ ,
的体积分数为_______ 。
(3)下列事实能说明该反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
(4)若其他条件不变,反应开始充入2 mol氦气,反应达到最大限度所需时间t_______ 10 min(填“>”“<”或“=”)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50a5c6d26e9821c59de16c928dcb79f0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/71ad7f90be00f54361a7f0115253f58a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c299424fab47049e993bd886d5cd7a36.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eb0b78840e6c6cb1c2d615c05aaadabc.png)
(2)反应达到平衡时,消耗
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50a5c6d26e9821c59de16c928dcb79f0.png)
(3)下列事实能说明该反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.![]() | B.体系压强不再变化 |
C.容器内气体的密度不再变化 | D.容器内混合气体的平均摩尔质量不再变化 |
(4)若其他条件不变,反应开始充入2 mol氦气,反应达到最大限度所需时间t
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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3】大气环境中NOx的减量化排放受到国内外的广泛关注。利用碳还原NO的反应为:C(S)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g),△S较小。回答下列问题:
(1)该反应在常温下可以自发进行,则反应的△H_______ 0(填“>”“=”或“<”),有利于提高NO平衡转化率的条件是_______ (任写一条)。平衡后,若保持温度和容积不变,向体系中加入少量NO,NO的平衡转化率_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)以上反应可分为如下四步反应历程,写出其中第三步的反应:
第一步:2NO=(NO)2
第二步:C+(NO)2=C(O)+N2O
第三步:_______
第四步:2C(O)=CO2+C
(3)对比研究活性炭负载铜、镧的反应活性。在三个反应容器中分别加入La/C、Cu/C、C,通入NO使其浓度达到相同浓度。不同温度下,测得第3小时末(未到达平衡)NO去除率如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/20/2983397705596928/2983626298884096/STEM/58ac06a2-5b74-4bc7-ba0c-a5775dc2ac88.png?resizew=268)
①恒温恒容下C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)下列能说明反应达平衡状态的是_______ 。
A.总压强恒定不变。
B.气体的平均相对分子质量不再改变
C.气体的平均密度不再改变
D.Cu/C催化、200°C时NO去除率达50%
②据图分析,相同温度下La/C、Cu/C去除NO效果比C更好,可能的原因是_______ (写一条)。
③上述实验中,200℃时,若测得NO的去除率为80%,则可能采取的措施是_______ 。
A.及时分离出CO2 B.压缩体积
C.恒容下,向体系中通入氮气 D.寻找更好的催化剂
(1)该反应在常温下可以自发进行,则反应的△H
(2)以上反应可分为如下四步反应历程,写出其中第三步的反应:
第一步:2NO=(NO)2
第二步:C+(NO)2=C(O)+N2O
第三步:
第四步:2C(O)=CO2+C
(3)对比研究活性炭负载铜、镧的反应活性。在三个反应容器中分别加入La/C、Cu/C、C,通入NO使其浓度达到相同浓度。不同温度下,测得第3小时末(未到达平衡)NO去除率如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/20/2983397705596928/2983626298884096/STEM/58ac06a2-5b74-4bc7-ba0c-a5775dc2ac88.png?resizew=268)
①恒温恒容下C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)下列能说明反应达平衡状态的是
A.总压强恒定不变。
B.气体的平均相对分子质量不再改变
C.气体的平均密度不再改变
D.Cu/C催化、200°C时NO去除率达50%
②据图分析,相同温度下La/C、Cu/C去除NO效果比C更好,可能的原因是
③上述实验中,200℃时,若测得NO的去除率为80%,则可能采取的措施是
A.及时分离出CO2 B.压缩体积
C.恒容下,向体系中通入氮气 D.寻找更好的催化剂
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