利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。请回答下列问题:
(1)反应过程的能量变化如图所示,则该反应为_______ (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)恒温恒容时,下列措施能使该反应速率增大的是_______ (填字母)。
a.增加O2的浓度 b.选择高效催化剂 c.充入氦气 d.适当降低温度
(3)下列情况能够说明该反应达到化学平衡状态的是_______ (填字母)。
a. 2v正(O2)= v逆(SO2)
b.恒温恒容时,混合气体的密度不再随时间变化
c.SO3的物质的量不再变化
d.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2
(4)某次实验中,在容积为2 L的恒温密闭容器中通入10 mol SO2和a mol O2,反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图所示。
①2 min时,v正(SO2)_______ (填“>”、“<”或“=”) v逆(SO2)。
②用SO3的浓度变化表示0~5 min内反应的平均速率是_______ mol·L-1·min-1。
③反应达到平衡时,O2的体积分数为20%,则a=_______ mol。
(5)下图是利用原电池原理,将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图,催化剂a表面发生反应的电极反应式为_________ 。
(1)反应过程的能量变化如图所示,则该反应为
(2)恒温恒容时,下列措施能使该反应速率增大的是
a.增加O2的浓度 b.选择高效催化剂 c.充入氦气 d.适当降低温度
(3)下列情况能够说明该反应达到化学平衡状态的是
a. 2v正(O2)= v逆(SO2)
b.恒温恒容时,混合气体的密度不再随时间变化
c.SO3的物质的量不再变化
d.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2
(4)某次实验中,在容积为2 L的恒温密闭容器中通入10 mol SO2和a mol O2,反应过程中部分物质的物质的量随反应时间的变化如图所示。
①2 min时,v正(SO2)
②用SO3的浓度变化表示0~5 min内反应的平均速率是
③反应达到平衡时,O2的体积分数为20%,则a=
(5)下图是利用原电池原理,将SO2转化为重要的化工原料H2SO4的原理示意图,催化剂a表面发生反应的电极反应式为
更新时间:2020-09-04 17:27:34
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解题方法
【推荐1】合理的利用吸收工业产生的废气CO2可以减少污染,变废为宝。
(1)用CO2可以生产燃料甲醇。
①写出甲醇的官能团名称____________ 。
已知:CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(l) △H=-49.0kJ•mol-1;一定条件下,向体积固定为1 L的密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2 ,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如下图所示。
②反应开始至第3分钟时,反应速率v(H2)=________ mol/(L·min)。
③该条件下,该反应的平衡常数表达式为________ ,CO2的平衡转化率是________ ;
(2)用CO2合成二甲醚(CH3OCH3)。
①CO2 催化加氢合成二甲醚的过程中主要发生下列反应:
反应I:CO2(g) + H2(g)⇌CO(g) + H2O(g) ∆H= +41.2 kJ·mol-1
反应II: 2CO2(g) + 6H2(g)⇌CH3OCH3(g) + 3H2O(g) ∆H = - 122.5 kJ·mol-1
其中,反应II 分以下a、b两步完成,请写出反应a的热化学方程式。
a._________
b.2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g) + H2O(g) ∆H = -23.5 kJ·mol-1
②L(L1、L2)、X分别代表压强或温度,下图表示L一定时,反应II中二甲醚的平衡产率随X变化的关系,其中X代表的物理量是______ 。判断L1、L2的大小,并简述理由:________ 。
(3) 恒压时,在CO2和H2起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性(CH3OCH3的选择性=)随温度变化如下图。
①t℃时,起始投入a molCO2,b mol H2,达到平衡时反应II消耗的H2的物质的量为______ mol。
②温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是_________ 。
(1)用CO2可以生产燃料甲醇。
①写出甲醇的官能团名称
已知:CO2(g)+3H2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(l) △H=-49.0kJ•mol-1;一定条件下,向体积固定为1 L的密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2 ,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如下图所示。
②反应开始至第3分钟时,反应速率v(H2)=
③该条件下,该反应的平衡常数表达式为
(2)用CO2合成二甲醚(CH3OCH3)。
①CO2 催化加氢合成二甲醚的过程中主要发生下列反应:
反应I:CO2(g) + H2(g)⇌CO(g) + H2O(g) ∆H= +41.2 kJ·mol-1
反应II: 2CO2(g) + 6H2(g)⇌CH3OCH3(g) + 3H2O(g) ∆H = - 122.5 kJ·mol-1
其中,反应II 分以下a、b两步完成,请写出反应a的热化学方程式。
a.
b.2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g) + H2O(g) ∆H = -23.5 kJ·mol-1
②L(L1、L2)、X分别代表压强或温度,下图表示L一定时,反应II中二甲醚的平衡产率随X变化的关系,其中X代表的物理量是
(3) 恒压时,在CO2和H2起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性(CH3OCH3的选择性=)随温度变化如下图。
①t℃时,起始投入a molCO2,b mol H2,达到平衡时反应II消耗的H2的物质的量为
②温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而增大的原因是
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【推荐2】在2 L密闭容器中,加入等物质的量的NO和O2,800℃时发生反应:2NO(g)+O2(g)→2NO2(g),其中n(NO)随时间的变化如表:
(1)上述反应________ (填“是”或“不是”)可逆反应。
(2)如图所示,表示NO2变化曲线的是______ 。
(3)用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=________ ,5s时O2的转化率为_____________ 。
(4)NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化如图所示。写出该反应的热化学方程式:_______________________ 。
(5)以N2和H2为反应物,盐酸酸化的NH4Cl溶液为电解质的原电池,工作原理如下图所示,下列说法不正确的是___________ 。
A.b电极为负极
B.反应过程中,溶液中的Cl-向a电极移动
C.a电极的电极反应式为:N2+6e-+8H+=2NH4+
D.电池反应为N2+3H2+2HCl=2NH4Cl
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)/mol | 0.020 | 0.010 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
(1)上述反应
(2)如图所示,表示NO2变化曲线的是
(3)用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=
(4)NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化如图所示。写出该反应的热化学方程式:
(5)以N2和H2为反应物,盐酸酸化的NH4Cl溶液为电解质的原电池,工作原理如下图所示,下列说法不正确的是
A.b电极为负极
B.反应过程中,溶液中的Cl-向a电极移动
C.a电极的电极反应式为:N2+6e-+8H+=2NH4+
D.电池反应为N2+3H2+2HCl=2NH4Cl
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【推荐3】SO2、NOx的含量是衡量大气污染的一个重要指标。工业上常采用催化还原法或吸收法处理SO2,催化还原SO2不仅可以消除SO2污染,而且可以得到有价值的中单质硫,采取氨水吸收NOx的方法去除NOx的污染,生成硝酸铵。
(1)已知CH4和S的燃烧热分别为a kJ/mol和bkJ/mol。在复合组分催化剂作用下,甲烷可使SO2转化为S,同时生成CO2和液态水,该反应的热化方程式为___________ 。
(2)用H2还原SO2生成S的反应分两步完成,如图甲所示,该过程中相关物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图乙所示:
分析可知X为____________ (写化学式);0-t1时间段的反应温度为____________ ,0-t1时间段用SO2表示的化学反应速率为______________________ 。
(3)焦炭催化还原SO2生成S2的化学方程式为 2C(s)+2SO2 (g)=S2(g)+2CO2(g)。在恒容容器中,浓度为1mol/L的SO2与足量焦炭反应,SO2的转化率随温度的变化如图丙所示。700℃时该反应的平衡常数为____________ 。
(4)25℃时,用1mol/L的Na2SO3溶液吸收SO2,当溶液的pH=7时,溶液中各离子浓度的大小关系为_____________ 。(已知:H2SO3的电离常数Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.2×10-8)
(5)利用双离子交换膜电解法可以从含硝酸铵的工业废水里生产硝酸和氨。阳极室得到的物质是______ ,写出阳极反应方程式_______________________ ;阴极室得到的物质是_____________ ,写出阴极反应及获得相应物质的方程式______________ 、________________ 。
(1)已知CH4和S的燃烧热分别为a kJ/mol和bkJ/mol。在复合组分催化剂作用下,甲烷可使SO2转化为S,同时生成CO2和液态水,该反应的热化方程式为
(2)用H2还原SO2生成S的反应分两步完成,如图甲所示,该过程中相关物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图乙所示:
分析可知X为
(3)焦炭催化还原SO2生成S2的化学方程式为 2C(s)+2SO2 (g)=S2(g)+2CO2(g)。在恒容容器中,浓度为1mol/L的SO2与足量焦炭反应,SO2的转化率随温度的变化如图丙所示。700℃时该反应的平衡常数为
(4)25℃时,用1mol/L的Na2SO3溶液吸收SO2,当溶液的pH=7时,溶液中各离子浓度的大小关系为
(5)利用双离子交换膜电解法可以从含硝酸铵的工业废水里生产硝酸和氨。阳极室得到的物质是
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【推荐1】回答下列问题:
(1)已知反应:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间,研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下:
其他条件不变时:探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验___________ (填实验编号); 若同时选择实验①②、实验②③,测定混合液变浑浊的时间,可分别探究Na2S2O3浓度和H2SO4的浓度对化学反应速率的影响,则表中a和b分别为___________ 和___________ 。
(2)将H2S 和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图所示:
该循环过程中 Fe3+起的作用是:___________ 写出该该反应的化学方程式___________ 。
(3)用H2O2和硫酸共同浸泡印刷电路板制备硫酸铜,其热化学方程式是:
Cu(s)+H2O2(l)+H2SO4(aq)=CuSO4(aq)+2H2O(l) △H1=-320kJ/mol
又知:2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) △H2= -196kJ/mol
H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H3= -286kJ/mol
则反应Cu(s)+H2SO4(aq)=CuSO4(aq)+H2(g)的 △H=___________ 。
(1)已知反应:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间,研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下:
实验编号 | 实验温度/℃ | c(Na2S2O3)/(mol·L-1) | V(Na2S2O3)/mL | c(H2SO4)/(mol·L-1) | V(H2SO4)/mL | V(H2O)/mL |
① | 25 | 0.1 | 5.0 | 0.1 | 10.0 | a |
② | 25 | 0.1 | 10.0 | 0.1 | 10.0 | 0 |
③ | 25 | 0.2 | 5.0 | 0.1 | 5.0 | b |
④ | 50 | 0.2 | 5.0 | 0.1 | 10.0 | 5.0 |
(2)将H2S 和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图所示:
该循环过程中 Fe3+起的作用是:
(3)用H2O2和硫酸共同浸泡印刷电路板制备硫酸铜,其热化学方程式是:
Cu(s)+H2O2(l)+H2SO4(aq)=CuSO4(aq)+2H2O(l) △H1=-320kJ/mol
又知:2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) △H2= -196kJ/mol
H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H3= -286kJ/mol
则反应Cu(s)+H2SO4(aq)=CuSO4(aq)+H2(g)的 △H=
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【推荐2】I.用纯净的碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳气体,请回答:
(1)实验过程如图1所示,分析判断:___________ 段化学反应速率最快。
(2)为了减缓上述反应的速率,欲向溶液中加入下列物质,你认为可行的___________
A.蒸馏水 B.氯化钠固体 C.氯化钠溶液 D.浓盐酸
Ⅱ.某温度时,在2L容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化关系曲线如图2所示。
(3)反应开始至2minZ的平均反应速率为___________ 。
(4)5min后Z的生成速率比5min末Z的生成速率___________ (大、小、相等)。
Ⅲ.工业用硫铁矿制备硫酸的流程如下:
工业制备硫酸的第一阶段反应,
(5)粉碎矿石的目的___________ 。
(6)若尾气不经处理,直接排放空气中,会造成空气污染,产生___________ 。
(1)实验过程如图1所示,分析判断:
(2)为了减缓上述反应的速率,欲向溶液中加入下列物质,你认为可行的
A.蒸馏水 B.氯化钠固体 C.氯化钠溶液 D.浓盐酸
Ⅱ.某温度时,在2L容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化关系曲线如图2所示。
(3)反应开始至2minZ的平均反应速率为
(4)5min后Z的生成速率比5min末Z的生成速率
Ⅲ.工业用硫铁矿制备硫酸的流程如下:
工业制备硫酸的第一阶段反应,
(5)粉碎矿石的目的
(6)若尾气不经处理,直接排放空气中,会造成空气污染,产生
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【推荐3】氯氧化铋在汽车装饰,电子设备等生活方面有广泛的应用。利用铜转炉烟尘(主要为含铋的化合物,另外还含Cu、Pb、Bi的硫酸盐及CuS、Fe2O3)可生产氯氧化铋,其工艺流程如下:
(1)提高“酸浸”反应速率的措施有适当增加硫酸的浓度和_____________ 。
(2) “浸渣1”中除铋的化合物外,还有的物质是_______________ (填化学式)
(3) “浸液1”中加入过量锌粉,作用是____________________ ;反应完毕后,过滤,从滤液中得到ZnSO4·7H2O晶体的操作有________ 、________ 、过滤、洗涤、干燥。
(4)“浸铜”时,有单质硫生成,写出生成硫的离子方程式________________________
(5)“浸铋”时,在室温和液固比(盐酸、NaCl溶液组成的混合溶液的质量与“浸渣2”的质量的比值)固定的条件下,c(HCl)=1 mol·L-1时,铋的浸出率和Cl-浓度的关系如下图所示,其中NaCl的作用是_________ ,若升高温度,铋的浸出率反而下降,其可能的原因是__________________________________ 。
(6)“沉铋”时需要控制溶液的pH=3.0,此时BiCl3发生反应的化学方程式为___________
(1)提高“酸浸”反应速率的措施有适当增加硫酸的浓度和
(2) “浸渣1”中除铋的化合物外,还有的物质是
(3) “浸液1”中加入过量锌粉,作用是
(4)“浸铜”时,有单质硫生成,写出生成硫的离子方程式
(5)“浸铋”时,在室温和液固比(盐酸、NaCl溶液组成的混合溶液的质量与“浸渣2”的质量的比值)固定的条件下,c(HCl)=1 mol·L-1时,铋的浸出率和Cl-浓度的关系如下图所示,其中NaCl的作用是
(6)“沉铋”时需要控制溶液的pH=3.0,此时BiCl3发生反应的化学方程式为
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解题方法
【推荐1】H2S是生命体系气体信号分子,具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。
(1)H2S可以分解制取硫黄和氢气。已知下列热化学方程式:
SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)=2HI(aq)+H2SO4(aq) ΔH=-151 kJ·mol-1
2HI(aq)=H2(g)+I2(s) ΔH=+110 kJ·mol-1
H2S(g)+H2SO4(aq)=S(s)+SO2(g)+2H2O(l) ΔH=+61 kJ·mol-1
则H2S分解的热化学H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=______ kJ·mol-1
(2)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)⇌COS(g)+H2O(g)。在610 K时,将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的密闭容器中,保持体积不变,反应平衡后H2O(g)的物质的量分数为0.02.在620 K重复实验,平衡后H2O(g)的物质的量分数为0.03。
①下列情况能说明该反应已到达平衡的是______ (填字母)。
A.容器的压强保持不变
B.容器内气体密度保持不变
C.ν正(H2S)=ν逆(COS)
D.H2S和CO2的物质的量之比保持不变
②平衡时只改变下列条件,既可以提高反应速率又可以提高H2S(g)转化率的是______ (填字母)。
A.升高容器的温度
B.保持容器体积一定,充入He,使体系总压强增大
C.缩小容器的体积,使体系总压强增大
D.分离出部分COS(g)
(3)已知Ka1(H2S)=1.3×10-7,Ka2(H2S)=7×10-15。pH=11时,含H2S、HS-和S2-的溶液中, =______ 。
(4)一种CO2、H2S的协同转化装置可实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。工作原理如图所示,其中电极分别为石墨烯包裹的ZnO和石墨烯,石墨烯电极发生的反应为:EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+。
①H2S所发生反应的离子方程式为______ 。
②阴极的电极反应式为______ 。
(1)H2S可以分解制取硫黄和氢气。已知下列热化学方程式:
SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)=2HI(aq)+H2SO4(aq) ΔH=-151 kJ·mol-1
2HI(aq)=H2(g)+I2(s) ΔH=+110 kJ·mol-1
H2S(g)+H2SO4(aq)=S(s)+SO2(g)+2H2O(l) ΔH=+61 kJ·mol-1
则H2S分解的热化学H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=
(2)H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)⇌COS(g)+H2O(g)。在610 K时,将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的密闭容器中,保持体积不变,反应平衡后H2O(g)的物质的量分数为0.02.在620 K重复实验,平衡后H2O(g)的物质的量分数为0.03。
①下列情况能说明该反应已到达平衡的是
A.容器的压强保持不变
B.容器内气体密度保持不变
C.ν正(H2S)=ν逆(COS)
D.H2S和CO2的物质的量之比保持不变
②平衡时只改变下列条件,既可以提高反应速率又可以提高H2S(g)转化率的是
A.升高容器的温度
B.保持容器体积一定,充入He,使体系总压强增大
C.缩小容器的体积,使体系总压强增大
D.分离出部分COS(g)
(3)已知Ka1(H2S)=1.3×10-7,Ka2(H2S)=7×10-15。pH=11时,含H2S、HS-和S2-的溶液中, =
(4)一种CO2、H2S的协同转化装置可实现对天然气中CO2和H2S的高效去除。工作原理如图所示,其中电极分别为石墨烯包裹的ZnO和石墨烯,石墨烯电极发生的反应为:EDTA-Fe2+-e-=EDTA-Fe3+。
①H2S所发生反应的离子方程式为
②阴极的电极反应式为
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【推荐2】消除氮氧化物污染对建设美丽家乡,打造宜居环境有重要意义。
(1)炽热的活性炭可以处理NO2,发生的反应为2C(s)+2NO2(g)=2CO2(g)+N2(g) △H。
已知:①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=-114kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ·mol-1
③N(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+181kJ·mol-1
则△H=____ 。
(2)炽热的活性炭可以处理NO,发生的反应为C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g) △H=-574kJ·mol-1。
①该反应任何温度下都能自发进行,则该反应的△S____ 0(填“>”“<”或“=”)
②在恒温恒容下发生上述反应,下列能表示该反应达到平衡状态的是____ 。
A.混合气体的密度保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.2v(NO)正=v(N2)正
D.容器内压强不再改变
(3)已知:4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) △H=-1200kJ·mol-1。在2L恒容密闭容器中,投入0.2molNO2和0.4molCO,经过一段时间后达到平衡状态,测得CO的转化率为50%。该温度下,反应的平衡常数为____ 。
(4)将3%NO、6%NH3、21%O2和70%N2的混合气体(N2为平衡气)以一定流速通过装有Cu基催化剂的反应器,NO去除率随反应温度的变化曲线如图所示。
在150-225℃范围内,NO去除率随温度的升高而迅速上升的原因是___ 。
(5)向恒容密闭容器中充入一定量的CH4(g)和NO(g),发生反应:CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-2894kJ·mol-1。在T3K下NO的平衡转化率随的变化曲线及当=x时NO的平衡转化率随(温度的倒数)的变化曲线如图所示。
①表示T3K下,NO的平衡转化率随的变化曲线为曲线_____ (填“I”或“II”),
②x=____ 。
(6)用惰性电极电解氧化吸收法可将废气中的NO转变为NO,电解质溶液为NaOH溶液。电解时阳极的电极反应式为____ 。
(1)炽热的活性炭可以处理NO2,发生的反应为2C(s)+2NO2(g)=2CO2(g)+N2(g) △H。
已知:①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=-114kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ·mol-1
③N(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+181kJ·mol-1
则△H=
(2)炽热的活性炭可以处理NO,发生的反应为C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g) △H=-574kJ·mol-1。
①该反应任何温度下都能自发进行,则该反应的△S
②在恒温恒容下发生上述反应,下列能表示该反应达到平衡状态的是
A.混合气体的密度保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.2v(NO)正=v(N2)正
D.容器内压强不再改变
(3)已知:4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) △H=-1200kJ·mol-1。在2L恒容密闭容器中,投入0.2molNO2和0.4molCO,经过一段时间后达到平衡状态,测得CO的转化率为50%。该温度下,反应的平衡常数为
(4)将3%NO、6%NH3、21%O2和70%N2的混合气体(N2为平衡气)以一定流速通过装有Cu基催化剂的反应器,NO去除率随反应温度的变化曲线如图所示。
在150-225℃范围内,NO去除率随温度的升高而迅速上升的原因是
(5)向恒容密闭容器中充入一定量的CH4(g)和NO(g),发生反应:CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-2894kJ·mol-1。在T3K下NO的平衡转化率随的变化曲线及当=x时NO的平衡转化率随(温度的倒数)的变化曲线如图所示。
①表示T3K下,NO的平衡转化率随的变化曲线为曲线
②x=
(6)用惰性电极电解氧化吸收法可将废气中的NO转变为NO,电解质溶液为NaOH溶液。电解时阳极的电极反应式为
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解题方法
【推荐3】I.2021年1月7日,我国首个探明储量超千亿方的深层页岩气田——中国石化西南石油局威荣页岩气田一期项目全面建成,对促进成渝地区双城经济圈建设具有重要意义。回答下列问题:
(1)页岩气的主要成分是甲烷(CH4)。已知25℃,101 kPa时,一定质量的甲烷完全燃烧时放出热量Q kJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得200 g CaCO3沉淀。请写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式:___________ 。
(2)用甲烷可以合成乙烯:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) ΔH=+202 kJ·mol-1,该反应在___________ 下自发进行(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。
II.在催化剂作用下由CO2和H2可直接合成乙烯:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH
(3)关于该反应,下列叙述正确的是___________(填字母序号)。
(4)在体积为2 L的恒容密闭容器中,加入2 mol CO2和6 mol H2,在催化剂作用下发生乙烯直接合成反应,测得温度对CO2的平衡转化率影响如图所示。
①已知在200℃下,10 min时反应达到平衡状态。则0—10 min内用H2表示的平均反应速率为___________ ;该温度下的平衡常数K=___________ (代入数据列出计算式即可,不用化简)
②若不使用催化剂,则200℃时CO2的平衡转化率位于图中的___________ 点(填“a”、“b”、“c”或“d”)。
(1)页岩气的主要成分是甲烷(CH4)。已知25℃,101 kPa时,一定质量的甲烷完全燃烧时放出热量Q kJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得200 g CaCO3沉淀。请写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式:
(2)用甲烷可以合成乙烯:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) ΔH=+202 kJ·mol-1,该反应在
II.在催化剂作用下由CO2和H2可直接合成乙烯:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH
(3)关于该反应,下列叙述正确的是___________(填字母序号)。
A.恒温恒容下达到平衡状态时,再充入少量氦气,正逆反应速率不变 |
B.当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时,反应达到平衡状态 |
C.当反应达平衡状态时,3v正(H2)=2v逆(H2O) |
D.其他条件不变,增大压强使容器体积缩小时,反应物浓度增大,反应物的活化分子百分数增大 |
①已知在200℃下,10 min时反应达到平衡状态。则0—10 min内用H2表示的平均反应速率为
②若不使用催化剂,则200℃时CO2的平衡转化率位于图中的
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐1】皓矾()在生活中主要用作材料防腐剂和医疗消毒剂。以闪锌矿(主要成分为ZnS.含有少量,FeO,CuS,NiS,等杂质)为主要原料制备皓矾的工艺流程如图(已知:“滤渣1”含有硫等)。
回答下列问题:
(1)基态锌原子价层电子排布式为______ ;S、O、Si三种元素中,第一电离能最大的是______ 。
(2)“酸浸”时,ZnS和反应的离子方程式为____________ 。
(3)“氧化”时,双氧水实际消耗量远大于理论计算值,除温度因素外,可能的原因是____________ 。
(4)“滤渣2”为黄钠铁矾沉淀,产生该沉淀的离子方程式为____________ 。
(5)“净化”时,若将除去和的反应设计成原电池,正极生成的物质是______ (填化学式)。
(6)该工艺产生的废液中含有,需要先处理后排放。向废液中加入由和组成的缓冲溶液调节pH,再通入发生反应:.处理后的废液中部分微粒浓度如下:
则______ ,该废水______ (填“能”或“不能”)排放。
已知:常温下,,,,。当 mol⋅L时认为废水可以排放。
回答下列问题:
(1)基态锌原子价层电子排布式为
(2)“酸浸”时,ZnS和反应的离子方程式为
(3)“氧化”时,双氧水实际消耗量远大于理论计算值,除温度因素外,可能的原因是
(4)“滤渣2”为黄钠铁矾沉淀,产生该沉淀的离子方程式为
(5)“净化”时,若将除去和的反应设计成原电池,正极生成的物质是
(6)该工艺产生的废液中含有,需要先处理后排放。向废液中加入由和组成的缓冲溶液调节pH,再通入发生反应:.处理后的废液中部分微粒浓度如下:
微粒 | ||||
浓度/(mol·L) | 0.2 | 0.1 | 0.2 | a |
已知:常温下,,,,。当 mol⋅L时认为废水可以排放。
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解答题-实验探究题
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适中
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名校
【推荐2】I.回答下列问题:
(1)一定温度下,把6molX气体和2molY气体混合于容积为2L的恒容密闭容器中,使其发生如下反应:3X(g)+Y(g)nZ(g)+2W(g),5min末生成2molW,若测知Z的浓度变化表示反应的平均速率为0.2mol·L-1·min-1,则n的值为____ ,此时Y的转化率为____ 。
II.控制变量法是化学探究的重要方法,明明同学利用1.0mol·L-1稀硫酸与铁反应,探究影响化学反应速率的因素时得到如表实验数据:
分析上述数据,回答下列问题:
(2)实验1和实验2探究的影响反应速率的因素是____ 。表中x=____ 。
(3)表明反应物浓度对化学反应速率影响的实验组是____ (填实验序号)。
(4)本实验探究的影响反应速率的因素还有____ 。
(5)实验3中若在铁片上放一只碳棒,金属消失的时间会远小于125s,其原因是___ 。
(1)一定温度下,把6molX气体和2molY气体混合于容积为2L的恒容密闭容器中,使其发生如下反应:3X(g)+Y(g)nZ(g)+2W(g),5min末生成2molW,若测知Z的浓度变化表示反应的平均速率为0.2mol·L-1·min-1,则n的值为
II.控制变量法是化学探究的重要方法,明明同学利用1.0mol·L-1稀硫酸与铁反应,探究影响化学反应速率的因素时得到如表实验数据:
实验序号 | 铁的质量/g | 铁的形状 | V(H2SO4)/mL | V(H2O)/mL | 初始溶液的温度/℃ | 金属消失的时间/s |
1 | 0.10 | 铁片 | 40 | 10 | 20 | 200 |
2 | 0.10 | 铁粉 | 40 | x | 20 | 25 |
3 | 0.10 | 铁片 | 50 | 0 | 20 | 125 |
4 | 0.10 | 铁片 | 50 | 0 | 35 | 50 |
(2)实验1和实验2探究的影响反应速率的因素是
(3)表明反应物浓度对化学反应速率影响的实验组是
(4)本实验探究的影响反应速率的因素还有
(5)实验3中若在铁片上放一只碳棒,金属消失的时间会远小于125s,其原因是
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】实验题
I.某小组利用溶液和稀硫酸的反应,通过比较反应完全所用时间长短验证不同因素对化学反应速率的影响。实验设计如表所示:
(1)和稀硫酸反应的离子方程式为______________ 。
(2)①依据化学反应原理判断平均用时______________ 5(填“>”“=”或“<”)。
②用溶液的浓度变化表示实验的平均反应速率为________ (忽略混合后溶液的体积变化)。
(3)通过对比实验和,验证稀的浓度对反应速率的影响。该小组发现实验存在不科学性,请提出对实验的改进方案______________ 。
Ⅱ.某同学用等质量的锌粉先后与过量的盐酸和同体积、未知浓度的盐酸反应,记录相关数据,并作出这两个反应过程中放出气体的体积随反应时间的变化曲线图(如图2所示)。
(4)(未知浓度的盐酸)____________ (填“>”“=”或“<”),若用硫酸代替上述实验中的盐酸,二者的反应速率___________ 相同(填“是”或“不”)。
(5)为控制反应速率,防止因反应过快而难以测量体积,且不改变生成的量,事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率。下列试剂中,不可行的是____。
I.某小组利用溶液和稀硫酸的反应,通过比较反应完全所用时间长短验证不同因素对化学反应速率的影响。实验设计如表所示:
实验编号 | 溶液 | 稀溶液 | 反应完全时间/秒 | |||
298 | 0.1 | 10 | 0.2 | 10 | ||
323 | 0.1 | 10 | 0.2 | 10 | 5 | |
298 | 0.1 | 10 | 0.2 | 5 |
(1)和稀硫酸反应的离子方程式为
(2)①依据化学反应原理判断平均用时
②用溶液的浓度变化表示实验的平均反应速率为
(3)通过对比实验和,验证稀的浓度对反应速率的影响。该小组发现实验存在不科学性,请提出对实验的改进方案
Ⅱ.某同学用等质量的锌粉先后与过量的盐酸和同体积、未知浓度的盐酸反应,记录相关数据,并作出这两个反应过程中放出气体的体积随反应时间的变化曲线图(如图2所示)。
(4)(未知浓度的盐酸)
(5)为控制反应速率,防止因反应过快而难以测量体积,且不改变生成的量,事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率。下列试剂中,不可行的是____。
A.蒸馏水 | B.溶液 | C.溶液 | D.溶液 |
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