研究含氮污染物的治理是环保的一项重要工作。合理应用和处理氮的化合物,在生产生活中有重要意义,利用甲烷催化还原NOx消除氮氧化物的污染:
①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-574kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH2=-1160kJ·mol-1
③CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH3
(1)上述三个反应中ΔH3=___ ,第三个反应的平衡常数表达式为K3=___ 。
(2)在2L恒容密闭容器中充入1molCH4和2molNO2进行反应③,CH4的平衡转化率α(CH4)与温度和压强的关系如图所示。
若容器中的压强为p2,y点:v正(填“大于”“等于”或“小于”)___ v逆。
(3)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物。向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)ΔH。在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
①T1℃时,该反应在0~20min的平均反应速率v(CO2)=___ ;
②30min后只改变某一条件,根据上表数据判断改变的条件可能是__ (填序号)。
A.加入一定量的活性炭 B.恒温恒压充入氩气
C.适当缩小容器的体积 D.加入合适的催化剂
①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-574kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH2=-1160kJ·mol-1
③CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH3
(1)上述三个反应中ΔH3=
(2)在2L恒容密闭容器中充入1molCH4和2molNO2进行反应③,CH4的平衡转化率α(CH4)与温度和压强的关系如图所示。
若容器中的压强为p2,y点:v正(填“大于”“等于”或“小于”)
(3)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物。向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)ΔH。在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
时间 浓度/mol•L-1 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.0 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①T1℃时,该反应在0~20min的平均反应速率v(CO2)=
②30min后只改变某一条件,根据上表数据判断改变的条件可能是
A.加入一定量的活性炭 B.恒温恒压充入氩气
C.适当缩小容器的体积 D.加入合适的催化剂
更新时间:2020-12-02 08:54:44
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【推荐1】(1)甲醇(CH3OH)是重要的溶剂和替代燃料,工业上用CO和H2在一定条件下制备CH3OH的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在体积为1L的恒容密闭容器中,充入2molCO和4molH2,一定条件下发生上述反应,测得CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图一所示。
①从反应开始到5min,用一氧化碳表示的平均反应速率v(CO)=____________ 。
②下列说法正确的是____________ (填字母序号)。
A.达到平衡时,H2的转化率为65%
B.5min后容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.达到平衡后,再充入氩气,反应速率减小
D.2min前v(正)>v(逆),2min后v(正)
(2)碳与水蒸气反应制取H2的相关反应如下
Ⅰ:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.0kJ/mol
Ⅱ:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H= - 43kJ/mol
Ⅲ:CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(S) △H= - 178.3kJ/mol
计算反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g)的△H=__________ kJ/mol;
若K1、K2、K3分别为反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数,该平衡常数K=_____ (用K1、K2、K3表示)。
②对于可逆反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g),采取以下措施可以提高H2产率的是________ 。(填字母)
A.降低体系的温度 B.压缩容器的体积 C.增加CaO的量 D.选用适当的催化剂
①从反应开始到5min,用一氧化碳表示的平均反应速率v(CO)=
②下列说法正确的是
A.达到平衡时,H2的转化率为65%
B.5min后容器中混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.达到平衡后,再充入氩气,反应速率减小
D.2min前v(正)>v(逆),2min后v(正)
(2)碳与水蒸气反应制取H2的相关反应如下
Ⅰ:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.0kJ/mol
Ⅱ:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H= - 43kJ/mol
Ⅲ:CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(S) △H= - 178.3kJ/mol
计算反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s)+2H2(g)的△H=
若K1、K2、K3分别为反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数,该平衡常数K=
②对于可逆反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s) CaCO3(s)+2H2(g),采取以下措施可以提高H2产率的是
A.降低体系的温度 B.压缩容器的体积 C.增加CaO的量 D.选用适当的催化剂
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【推荐2】中国是世界上最大的钨储藏国,超细钨粉是生产硬质合金所必须的原料,是重要的战略物资。自然界中钨主要存在于黑钨矿中,其主要成分是铁和锰的钨酸盐(FeWO4、MnWO4),还含少量Si、As的化合物。由黑钨矿冶炼钨的工艺流程如图所示:
已知:①“滤渣1”的主要成分是Fe2O3、MnO2。
②上述流程中,钨的化合价只有在最后一步发生改变。
③常温下钨酸难溶于水。
回答下列问题:
(1)钨酸盐(FeWO4、MnWO4)中钨元素的化合价为+6,请写出FeWO4在熔融条件下发生碱分解反应生成Fe2O3的化学方程式_______ 。
(2)从中制备出黄钨(WO3)后,工业上可以采用铝热还原法生产钨铁合金,已知:
①WO3(s)+2Al(s)═W(s)+Al2O3(s) △H1
②3Fe3O4(s)+8Al(s)=9Fe(s)+4Al2O3(s) △H2
则四氧化三铁与钨反应的热化学方程式为_______ (反应热写为△H3并用含△H1、△H2的代数式表示)。
(3)工业上也可以用H2逐级还原:WO3→WO2.90→WO2.72→WO2→W,总反应为3H2(g)+WO3(s)═W(s)+3H2O(g) △H,实验测得一定条件下,平衡时H2的体积分数曲线如图所示:
①由图可知,a点处反应将向_______ (填“左”或“右”)进行。
②如果上述反应在体积不变的密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是_______ (填字母)。
A.v消耗(H2)=v生成(H2O)时,一定达到平衡状态
B.混合气体的平均相对分子质量不变时,一定达到平衡状态
C.容器内气体的密度不变时,一定达到平衡状态
D.容器内压强不变时,一定达到平衡状态
③由图可知900K时,该反应的平衡常数K=_______ 。
④已知在高温下,氧化钨会与水蒸气反应生成一种挥发性极强的水钨化合物WO2(OH)2,因此在反应中要适当加快氢气的流速,原因是_______ 。
⑤若该反应的正、逆反应速率表达式分别为v正=k正•c3(H2),v逆=k逆•c3(H2O),k正,k逆为反应速率常数。其他条件不变升高温度,的值将_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
已知:①“滤渣1”的主要成分是Fe2O3、MnO2。
②上述流程中,钨的化合价只有在最后一步发生改变。
③常温下钨酸难溶于水。
回答下列问题:
(1)钨酸盐(FeWO4、MnWO4)中钨元素的化合价为+6,请写出FeWO4在熔融条件下发生碱分解反应生成Fe2O3的化学方程式
(2)从中制备出黄钨(WO3)后,工业上可以采用铝热还原法生产钨铁合金,已知:
①WO3(s)+2Al(s)═W(s)+Al2O3(s) △H1
②3Fe3O4(s)+8Al(s)=9Fe(s)+4Al2O3(s) △H2
则四氧化三铁与钨反应的热化学方程式为
(3)工业上也可以用H2逐级还原:WO3→WO2.90→WO2.72→WO2→W,总反应为3H2(g)+WO3(s)═W(s)+3H2O(g) △H,实验测得一定条件下,平衡时H2的体积分数曲线如图所示:
①由图可知,a点处反应将向
②如果上述反应在体积不变的密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是
A.v消耗(H2)=v生成(H2O)时,一定达到平衡状态
B.混合气体的平均相对分子质量不变时,一定达到平衡状态
C.容器内气体的密度不变时,一定达到平衡状态
D.容器内压强不变时,一定达到平衡状态
③由图可知900K时,该反应的平衡常数K=
④已知在高温下,氧化钨会与水蒸气反应生成一种挥发性极强的水钨化合物WO2(OH)2,因此在反应中要适当加快氢气的流速,原因是
⑤若该反应的正、逆反应速率表达式分别为v正=k正•c3(H2),v逆=k逆•c3(H2O),k正,k逆为反应速率常数。其他条件不变升高温度,的值将
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【推荐3】尽管NOx、SO2、CO都是有毒气体,但是它们在生产、医学领域中都有重要应用。合理利用或转化CO、NOx等污染性气体是人们共同关注的课题。回答下列问题:
(1)已知:
①CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41.0kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.0kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ·mol-1
CO和NO按一定比例混合,在适当催化剂作用下可生成无毒气体实现安全排放,该反应的热化学方程式为_______ 。
(2)研究发现CO和水蒸气在双功能催化剂(能吸附不同粒子)作用发生反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H<0,反应变化过程示意图如下:
下列说法正确的是_______(填序号)
(3)直接电解吸收NOx制备硝酸。用稀硝酸吸收NOx生成HNO2,再将吸收液导入电解槽电解,使之转化为硝酸。电解装置如下图所示。图中a极的电极反应式为_______ ,若b极放出的气体可直接排放到空气中,b电极反应式为_______ 。
(4)利用NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时对 NO、SO2进行氧化得到硝酸和硫酸而除去。在温度一定时,n(H2O2)/n(NaClO2)、溶液 pH对脱硫脱硝的影响如下图所示:
从图 a 和图 b 中可知脱硫脱硝最佳条件是_______ 。图b中 SO2的去除率随 pH 的增大而增大,而 NO 的去除率在 pH>5.5 时反而减小,请解释 NO 去除率减小的可能原因是_______ 。
(1)已知:
①CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41.0kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.0kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ·mol-1
CO和NO按一定比例混合,在适当催化剂作用下可生成无毒气体实现安全排放,该反应的热化学方程式为
(2)研究发现CO和水蒸气在双功能催化剂(能吸附不同粒子)作用发生反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H<0,反应变化过程示意图如下:
下列说法正确的是_______(填序号)
A.过程I和过程II碳氧键均没有断裂 |
B.过程III既有氢氧键断裂,也有氢氧键生成 |
C.使用催化剂可降低水煤气变换反应的△H |
D.使用催化剂可提高CO的平衡转化率 |
(4)利用NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时对 NO、SO2进行氧化得到硝酸和硫酸而除去。在温度一定时,n(H2O2)/n(NaClO2)、溶液 pH对脱硫脱硝的影响如下图所示:
从图 a 和图 b 中可知脱硫脱硝最佳条件是
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【推荐1】实验小组探究酸对平衡的影响。将0.005mol/L 溶液(接近无色)和0.01mol/L KSCN溶液等体积混合,得到红色溶液。取两等份红色溶液,进行如下操作并记录现象。
(1)水解显酸性的原因是_______ (用方程式表示)。
(2)甲同学认为加入酸后,会使体系中_______ 浓度改变,导致该平衡正向移动,溶液颜色加深。
【设计并实施实验】
【查阅资料】
和、均能发生络合反应:
(黄色);(无色)。
实验Ⅰ.探究现象a中溶液颜色变化的原因
(3)实验①的目的是_______ 。
(4)根据实验①和实验②的结果,从平衡移动角度解释现象a:_______ 。
实验Ⅱ.探究现象b中溶液呈浅黄色的原因
(5)结合实验③可推测现象b中使溶液呈浅黄色的微粒可能有两种,分别是、_______ 。
(6)乙同学进一步补充了实验④,确证了现象b中使溶液呈浅黄色的微粒只是(5)中的一种,请将实验④的操作及现象补充完整:_______ 。
(1)水解显酸性的原因是
(2)甲同学认为加入酸后,会使体系中
【设计并实施实验】
和、均能发生络合反应:
(黄色);(无色)。
实验Ⅰ.探究现象a中溶液颜色变化的原因
编号 | 操作 | 现象 |
① | 向2mL红色溶液中滴加5滴水 | 溶液颜色无明显变化 |
② | 向2mL红色溶液中滴加5滴3mol/L KCl溶液 | 溶液颜色变浅,呈橙色 |
(4)根据实验①和实验②的结果,从平衡移动角度解释现象a:
实验Ⅱ.探究现象b中溶液呈浅黄色的原因
编号 | 操作 | 现象 |
③ | 取1mL 0.0025mol/L 溶液(无色),加入1mL 0.01mol/L KSCN溶液,再加入5滴1.5mol/L 溶液 | 溶液先变红,加硫酸后变为浅黄色 |
④ | 取1mL 0.005mol/L 溶液, |
(6)乙同学进一步补充了实验④,确证了现象b中使溶液呈浅黄色的微粒只是(5)中的一种,请将实验④的操作及现象补充完整:
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【推荐2】工业合成氨是人工固研究的重要领域。回答下列问题:
(1)如图所示是电解法合成氨反应装置示意图
则b极为___________ (填“阴”或“阳”)极,a极的电极反应式为___________ ,电解装置中质子交换膜的作用为___________ ;若b极产生的O2在一定条件下的体积为336L,a极中通入相同条件下N2的总体积为672L,则N2的转化率为___________ %(保留两位有效数字)。
(2)合成氨反应的一种反应机理的相对能量—反应进程如下图所示,其中标有“*”的微粒为吸附态(图中“*H”均未标出)。
则各步反应中决定合成氨反应速率的反应方程式为___________
(3)当氮气和氢气的比例为1:3时,工业合成氨所得混合气体中,氨气的含量与温度、压强的关系如下
①平衡曲线上A点的平衡常数___________ (用含的式子表示)
②工业实际生产投料时,氮气与氢气的体积比为1:2.8,适当增加氮气的比重的目的是___________ 。
(1)如图所示是电解法合成氨反应装置示意图
则b极为
(2)合成氨反应的一种反应机理的相对能量—反应进程如下图所示,其中标有“*”的微粒为吸附态(图中“*H”均未标出)。
则各步反应中决定合成氨反应速率的反应方程式为
(3)当氮气和氢气的比例为1:3时,工业合成氨所得混合气体中,氨气的含量与温度、压强的关系如下
①平衡曲线上A点的平衡常数
②工业实际生产投料时,氮气与氢气的体积比为1:2.8,适当增加氮气的比重的目的是
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【推荐3】探究外界因素对化学平衡的影响
Ⅰ. 利用“[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O ΔH > 0”探究温度和浓度对化学平衡的影响。
实验过程:常温下,将CuCl2溶于水中得到CuCl2浓溶液,获得黄绿色溶液。并平均分为5份置于5个试管中并标记为a、b、c、d、e号试管
(1)b号试管的实验现象为________ ,c号试管相对于a号试管来说,c的溶液由黄绿色变为________ (填“蓝”或“黄”)色。对比a、b、c三支试管颜色变化,得到的结论是________________ 。
(2)对比a、d、e三支试管颜色变化,得到的结论是________ 。
Ⅱ.利用2N2O5(g)4NO2(g) +O2(g)探究压强对化学平衡的影响。(已知:N2O5是一种无色气体)
在初始体积为V 的、无色透明的、带有活塞的石英玻璃容器中充入一定量N2O5,将温度升到一定温度并保持不变使其充分反应,如下图所示。
(3)待反应充分反应后,将容器的容积压缩为0.5V,可以观察到“混合气体颜色先快速变深,然后缓慢变浅”,说明该反应的平衡________ (填“正向”、“逆向”或“不”)移动;再将容积扩大到V,可以观察到“混合气体颜色先快速变浅,然后缓慢加深”,说明该反应的平衡________ (填“正向”、“逆向”或“不”)移动;
(4)通过上述实验,压强对化学平衡的影响是:________ 。
Ⅰ. 利用“[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O ΔH > 0”探究温度和浓度对化学平衡的影响。
实验过程:常温下,将CuCl2溶于水中得到CuCl2浓溶液,获得黄绿色溶液。并平均分为5份置于5个试管中并标记为a、b、c、d、e号试管
试管编号 | 处理方式 |
a | 加入1ml 的水 |
b | 加入1mL 0.1mol·L-1 AgNO3溶液(足量)充分反应 |
c | 加入1ml 0.1mol·L-1 NaCl溶液(足量)充分反应 |
d | 加入1mL 的水 并置于50℃的热水浴中充分反应 |
e | 加入1mL 的水 并置于冰水浴中充分反应 |
(1)b号试管的实验现象为
(2)对比a、d、e三支试管颜色变化,得到的结论是
Ⅱ.利用2N2O5(g)4NO2(g) +O2(g)探究压强对化学平衡的影响。(已知:N2O5是一种无色气体)
在初始体积为V 的、无色透明的、带有活塞的石英玻璃容器中充入一定量N2O5,将温度升到一定温度并保持不变使其充分反应,如下图所示。
(3)待反应充分反应后,将容器的容积压缩为0.5V,可以观察到“混合气体颜色先快速变深,然后缓慢变浅”,说明该反应的平衡
(4)通过上述实验,压强对化学平衡的影响是:
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【推荐1】可逆反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),已知 938K 时平衡常数 K=1.47,1173K 时平衡常数 K=2.15。
(1)该反应的平衡常数表达式为___________ ,是_____________ (填“吸热”或“放热”)反应,理由是_________________________________________________ 。
(2)若该反应在体积固定的密闭容器中进行,在一定条件下达到平衡状态,能判断该反应达到平衡的依据是_______________________ 。
A. 容器内压强不变 B. c(CO)不变了 C. FeO 的质量不变 D. 混合气体的密度不变如果改变下列条件再达平衡后(选填“增大”“减小”或“不变”):
①再通入 CO2,CO2的转化率__________________ ;
②增大容器的体积,混合气体的平均相对分子质量_____________ 。
(3)该反应的逆速率随时间变化情况如图:
①从图中看到,反应在 t2时达平衡,在 t1时改变了某种条件,改变的条件可能是________________________ (请 写出两种)。
②如果在 t3时再增加 CO2的量,t4时反应又处于新平衡状态,请在图上画出 t3~t5时间的 v 逆变化曲线。___
(1)该反应的平衡常数表达式为
(2)若该反应在体积固定的密闭容器中进行,在一定条件下达到平衡状态,能判断该反应达到平衡的依据是
A. 容器内压强不变 B. c(CO)不变了 C. FeO 的质量不变 D. 混合气体的密度不变如果改变下列条件再达平衡后(选填“增大”“减小”或“不变”):
①再通入 CO2,CO2的转化率
②增大容器的体积,混合气体的平均相对分子质量
(3)该反应的逆速率随时间变化情况如图:
①从图中看到,反应在 t2时达平衡,在 t1时改变了某种条件,改变的条件可能是
②如果在 t3时再增加 CO2的量,t4时反应又处于新平衡状态,请在图上画出 t3~t5时间的 v 逆变化曲线。
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【推荐2】日常生活中,汽车尾气中排放的NOx和CO污染环境,在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx和CO的排放。
已知:①2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH= -akJ/mol
②N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH= +bkJ/mol
③2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH= -ckJ/mol
回答下列问题:
(1)CO的燃烧热为____________________ 。
(2)CO将NO2还原为单质的热化学方程式为_____________________________ 。
(3)为了模拟反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在催化转化器内的工作情况,控制一定条件,让反应在恒容密闭容器中进行,用传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表:
①前2s内的平均反应速率v(N2)=_________________________________ 。
②能说明上述反应达到平衡状态的是_______________ 。
A.2n(CO2)=n(N2)
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.气体密度不变
D.容器内气体压强不变
③当NO与CO浓度相等时,体系中NO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
则NO的平衡转化率随温度升高而减小的原因是______________________________
图中压强(P1、P2、P3)的大小顺序为_____________________ 。
已知:①2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH= -akJ/mol
②N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH= +bkJ/mol
③2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH= -ckJ/mol
回答下列问题:
(1)CO的燃烧热为
(2)CO将NO2还原为单质的热化学方程式为
(3)为了模拟反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在催化转化器内的工作情况,控制一定条件,让反应在恒容密闭容器中进行,用传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO)/(10-4mol/L) | 10.0 | 4.50 | 2.50 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
c(CO)/(10-3mol/L) | 3.60 | 3.05 | 2.85 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
②能说明上述反应达到平衡状态的是
A.2n(CO2)=n(N2)
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.气体密度不变
D.容器内气体压强不变
③当NO与CO浓度相等时,体系中NO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
则NO的平衡转化率随温度升高而减小的原因是
图中压强(P1、P2、P3)的大小顺序为
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解题方法
【推荐3】乙二酸()俗称草酸,在实验研究和化学工业中应用广泛。完成下列填空:
(1)室温下,测得溶液的,写出草酸的电离方程式______ 。
(2)草酸溶液中微粒的物质的量分数随溶液变化如图所示:
i.向草酸溶液中滴加溶液至时发生的主要反应的离子方程式是:_______ 。
ii.继续加入,调节由2.5直至大于6.5,调节过程中比值将________ (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)工业上制取草酸的原理为:
该反应的平衡常数表达式_______ ,下列能说明反应已经达到平衡的是______ 。
a 平衡常数K保持不变 b 反应液的pH保持不变
c 丁醇的浓度保持不变 d 反应液的总质量保持不变
(4)草酸可用于测定高锰酸钾的质量分数,原理如下:
i.一定条件下,测得上述反应中溶液中的浓度随反应时间的变化如图,以浓度的变化表示此反应内的平均反应速率为____________
ii.分析的浓度随反应时间的变化的可能原因(反应过程中温度没有明显变化)_____ 。
(5)取的高锰酸钾产品,配成溶液,取出,消耗草酸标准溶液,则样品中高锰酸钾的质量分数为______ 。
(1)室温下,测得溶液的,写出草酸的电离方程式
(2)草酸溶液中微粒的物质的量分数随溶液变化如图所示:
i.向草酸溶液中滴加溶液至时发生的主要反应的离子方程式是:
ii.继续加入,调节由2.5直至大于6.5,调节过程中比值将
(3)工业上制取草酸的原理为:
该反应的平衡常数表达式
a 平衡常数K保持不变 b 反应液的pH保持不变
c 丁醇的浓度保持不变 d 反应液的总质量保持不变
(4)草酸可用于测定高锰酸钾的质量分数,原理如下:
i.一定条件下,测得上述反应中溶液中的浓度随反应时间的变化如图,以浓度的变化表示此反应内的平均反应速率为
ii.分析的浓度随反应时间的变化的可能原因(反应过程中温度没有明显变化)
(5)取的高锰酸钾产品,配成溶液,取出,消耗草酸标准溶液,则样品中高锰酸钾的质量分数为
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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1】氢气是一种清洁能源,科学家探索利用石油工业中的废气H2S制取H2。
I.热分解制氢:H2S在高温下分解生成硫蒸气和H2。
①101kPa时,改变H2S与Ar物质的量之比1:19充入容器甲。保持压强不变,反应在不同温度下达到平衡时,反应物和生成物的气体体积分数如图1和图2所示;
②1100℃,101kPa时,改变H2S与Ar的物质的量之比,将气体充入容器乙。保持压强不变,H2S的转化率随停留时间变化如图3;
③Kp:对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp。如p(B)=p•x(B),P为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数:
④停留时间:停留时间也称接触时间,指原料在反应区或在催化剂层的停留时间。
(1)下列有关热分解硫化氢制氢的说法正确的是___ 。
A.b曲线对应物质的分子式为S2
B.随温度升高,容器甲内气体密度减小
C.H2S热分解的活化能大于其逆反应的活化能
D.由图3可知H2S的浓度越低,热分解反应的速率越大
(2)T℃时H2S分解反应的Kp=1.26×103Pa,据图2判断T℃约为___ 。
A.800℃ B.975℃ C.1050℃
(3)保持甲容器的其它初始实验条件不变,仅改变温度,进行多次重复实验。在图2中画出当停留时间为0.6s时,800℃~1050℃范围内H2S体积分数趋势图___ 。
(4)图3中,当停留时间为1.6s时,H2S的转化率由(1)到(5)变化的原因___ 。
II.光解制氢:复合型CdS/ZnO光催化剂能催化分解H2S生成H2。
(5)分别在200℃,400℃,600℃的空气中焙烧按一定工艺流程制得的CdS/ZnO光催化剂,考察焙烧温度对催化剂分解制氢效果影响(控制其它条件相同),实验结果见图4。600℃焙烧制得的催化剂催化效率较低的可能原因是___ 。
I.热分解制氢:H2S在高温下分解生成硫蒸气和H2。
①101kPa时,改变H2S与Ar物质的量之比1:19充入容器甲。保持压强不变,反应在不同温度下达到平衡时,反应物和生成物的气体体积分数如图1和图2所示;
②1100℃,101kPa时,改变H2S与Ar的物质的量之比,将气体充入容器乙。保持压强不变,H2S的转化率随停留时间变化如图3;
③Kp:对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp。如p(B)=p•x(B),P为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数:
④停留时间:停留时间也称接触时间,指原料在反应区或在催化剂层的停留时间。
(1)下列有关热分解硫化氢制氢的说法正确的是
A.b曲线对应物质的分子式为S2
B.随温度升高,容器甲内气体密度减小
C.H2S热分解的活化能大于其逆反应的活化能
D.由图3可知H2S的浓度越低,热分解反应的速率越大
(2)T℃时H2S分解反应的Kp=1.26×103Pa,据图2判断T℃约为
A.800℃ B.975℃ C.1050℃
(3)保持甲容器的其它初始实验条件不变,仅改变温度,进行多次重复实验。在图2中画出当停留时间为0.6s时,800℃~1050℃范围内H2S体积分数趋势图
(4)图3中,当停留时间为1.6s时,H2S的转化率由(1)到(5)变化的原因
II.光解制氢:复合型CdS/ZnO光催化剂能催化分解H2S生成H2。
(5)分别在200℃,400℃,600℃的空气中焙烧按一定工艺流程制得的CdS/ZnO光催化剂,考察焙烧温度对催化剂分解制氢效果影响(控制其它条件相同),实验结果见图4。600℃焙烧制得的催化剂催化效率较低的可能原因是
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】硫酸是一种重要的工业原料,可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、蓄电池等。硫酸工业较重要的一步反应为,反应条件为高温、常压、催化剂。
(1)催化机理如下:
第1步:
第2步;
第3步:_______
(2)反应进程中的能量变化如图()。常温下,向10L密闭容器中加入、各1mol及一定量的,容器中没有生成的原因可能是:第_______ 步为控速步骤,且常温下反应速率很慢。
(3)向体积可变的密闭容器中加入、各0.6mol、0.3mol,此时容器的体积为10L(忽略容器中固体体积),保持恒压的条件下分别在、、三种温度下进行反应,测得容器中的转化率如图所示。
①温度下反应速率最慢的原因可能是_______ ;
②温度时,反应达平衡时容器的体积为_______ L,反应的平衡常数K=_______ 。
(4)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的,将得到的进行电解生产硫酸,其中阴、阳膜组合电解装置如图所示。电极材料为石墨,A-E代表生产中的原料或产品,a、b为离子交换膜,则A为_______ ,可循环使用。阳极的电极反应式为_______ 。
(1)催化机理如下:
第1步:
第2步;
第3步:
(2)反应进程中的能量变化如图()。常温下,向10L密闭容器中加入、各1mol及一定量的,容器中没有生成的原因可能是:第
(3)向体积可变的密闭容器中加入、各0.6mol、0.3mol,此时容器的体积为10L(忽略容器中固体体积),保持恒压的条件下分别在、、三种温度下进行反应,测得容器中的转化率如图所示。
①温度下反应速率最慢的原因可能是
②温度时,反应达平衡时容器的体积为
(4)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的,将得到的进行电解生产硫酸,其中阴、阳膜组合电解装置如图所示。电极材料为石墨,A-E代表生产中的原料或产品,a、b为离子交换膜,则A为
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】燃煤烟气中的SO2是主要的大气污染物之一、氢气可用于还原二氧化硫,其主要反应为:。
(1)用氢气进行脱硫的优点是_______ 。
(2)如图表示Co/Al2O3催化下,相同时间内、不同温度下的SO2的转化率。由图可知该反应为放热反应,解释图中温度小于350℃时,转化率随温度升高而增大的原因是_______ 。
(3)以Co/Al2O3作催化剂时氢气脱硫的过程由两步反应组成,过程如图1所示。
①结合图1中的信息,写出第一步反应的化学方程式:___ 。
②已知在反应过程中,过量的H2可发生副反应:,图2中的两条曲线分别代表SO2的转化率或SX的选择性随H2/SO2体积比的变化(SX的选择性:SO2的还原产物中SX所占的百分比),可推断曲线__ (填“L1“或“L2”)代表SX的选择性,理由是__ 。
(4)下表所示为压强对氢气脱硫反应的影响(已知:p(A)/P总=n(A)/n总)。
下列关于表中数据的分析中,不正确的是___ (填字母)
a要想增大反应速率,增大SO2压强比增大H2压强更为有效
b.保持SO2/H2的比例不变,提高总压,SO2的平衡转化率增加
c.x与y的值都在90.6至96.2之间
(1)用氢气进行脱硫的优点是
(2)如图表示Co/Al2O3催化下,相同时间内、不同温度下的SO2的转化率。由图可知该反应为放热反应,解释图中温度小于350℃时,转化率随温度升高而增大的原因是
(3)以Co/Al2O3作催化剂时氢气脱硫的过程由两步反应组成,过程如图1所示。
①结合图1中的信息,写出第一步反应的化学方程式:
②已知在反应过程中,过量的H2可发生副反应:,图2中的两条曲线分别代表SO2的转化率或SX的选择性随H2/SO2体积比的变化(SX的选择性:SO2的还原产物中SX所占的百分比),可推断曲线
(4)下表所示为压强对氢气脱硫反应的影响(已知:p(A)/P总=n(A)/n总)。
实验 | P(SO2)/kPa | P(H2) /kPa | SO2起始速率 ×10-4mol·L-1·h-1 | H2起始速率 ×10-4mol·L-1·h-1 | SO2的平衡转化率% |
1 | 13.3 | 26.7 | 1.90 | 3.74 | 90.6 |
2 | 26.6 | 26.7 | 2.26 | 4.43 | x |
3 | 13.3 | 52.3 | 4.06 | 7.94 | y |
4 | 26.6 | 52.3 | 4.83 | 9.41 | 96.2 |
下列关于表中数据的分析中,不正确的是
a要想增大反应速率,增大SO2压强比增大H2压强更为有效
b.保持SO2/H2的比例不变,提高总压,SO2的平衡转化率增加
c.x与y的值都在90.6至96.2之间
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