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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:154 题号:11021459
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(O2)= v(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(SO2) _______(填“>”、“<”或“=”) v(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_________

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【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_________
2020-07-07更新 | 194次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
名校
【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:
时间/s012345
n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007

(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
2018-01-13更新 | 155次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【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______________________________
2019-08-15更新 | 177次组卷
共计 平均难度:一般