组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应的热效应 > 化学反应热的计算 > 盖斯定律及其有关计算
题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:212 题号:12973302
是石油化工行业产生的污染性气体,工业上采取多种方式进行处理。
Ⅰ.干法脱硫
(1)已知的燃烧热(a>0),S的燃烧热(b>0),则常温下空气直接氧化脱除的反应: ___________kJ/mol。
(2)常用脱硫剂反应条件如下表,最佳脱硫剂为___________
脱硫剂出口硫(mg/m3) 脱硫温度操作压力再生条件
一氧化碳<1.33300~4000~3.0蒸气再生
活性炭<1.33常温0~3.0蒸气再生
氧化锌<1.33350~4000~3.0不再生
Ⅱ.热分解法脱硫
在密闭容器中,充入一定量的气体,发生分解反应,控制不同的温度和压强,实验结果如图。

(3)图中压强P1P2P3由大到小的顺序为___________,该反应为___________(填吸热”或“放热”)反应,若要进一步提高的平衡转化率,可以采取的措施有___________(任写一种)。
(4)若压强为P2、温度为975℃,的平衡常数,则起始的物质的量浓度c=___________mol/L,若向容器中再加入气体,相同温度下再次达到平衡时,K___________0.04(填“>”“<”或“=”)。
Ⅲ.间接电解法脱硫
通过溶液吸收并氧化气体,再通过电解再生,实现循环使用,该法处理过程如图。

(5)电解反应器中总反应的离子方程式为___________

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解题方法
【推荐1】党的十九大报告中多次提及“绿色环保”、“生态文明”,而 CO2的有效利用可以缓解温室效应,解决能源短缺问题。
(1)某研究所的科研人员在新型纳米催化剂 Na-Fe3O4和 HMCM-22 的表面,以 CO2为碳源,与电解水产生的 H2催化转化为高附加值的烃类化合物,其过程如图。

图中 CO2转化为 CO 的反应为:CO2(g) + H2(g)=CO(g) + H2O(g) ΔH1 = + 41 kJ•mol-1。已知:2CO2(g) + 6H2(g)=C2H4(g) + 4H2O(g) ΔH2=-128 kJ•mol-1。图中 CO 转化为 C2H4的热化学方程式是__________________       
(2)甲醇是未来重要的绿色能源之一,在工业中常用 CO、H2合成甲醇,其反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3 < 0
①为了探究浓度对反应速率的影响,200℃ 时在 10 L 恒容密闭容器中进行实验,测得的实验数据如下表所示:
实验起始浓度/(mol·L-1)初始速率/(mol·L-1·min-1)
COH2
10.250.500.391
20.251.000.781
30.500.500.780
该反应速率的通式为 v=k cm(CO)•cn(H2)(k 是与温度有关的速率常数)。由表中数据可确定反应速率通式中 m =_______、n =_____(取正整数)。实验发现,当实验 1 中 c(H2) = 0.25 mol•L1时达到平衡,请计算该反应的平衡常数 K = _____
②若将一定比例的 CO 和 H2 在装有催化剂的反应器中反应 12 小时,体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示。
   
请判断温度为 470 K 时,图中 P 点 _________(填“是”或“不是”)处于平衡状态,490 K 之后,甲醇产率随温度升高而减小的可能原因为:__________
(3)近年来,有研究人员用 CO2 通过电催化生成多种燃料,其工作原理如图所示。

①请写出 Cu 电极上产生 CH3OH 的电极反应式:_____________
②如果Cu 电极上只生成 0.15 mol C2H4和 0.30 mol CH3OH,则 Pt 电极上产生O2的物质的量为 ___________mol。
③已知 HCOOH 为一元弱酸,常温下将 0.1 mol•L1 HCOOH 溶液与 0.1 mol•L1 NaOH 溶液按体积比 a : b混和(忽略溶液体积的变化),混合后溶液恰好显中性,则 HCOOH 的电离常数 Ka=_____________(用含 a、b 的代数式表示)。
2020-06-04更新 | 862次组卷
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【推荐2】化学在解决雾霾污染中有着重要的作用,雾霾由多种污染物形成,其中包含颗粒物PM2.5)、
氮氧化物(NOx)、CO、SO2等.
(1)已知:NO(g)+O2(g)═NO2(g)△H=﹣56.5kJ•mol﹣1
2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g)△H=﹣196.6kJ•mol﹣1
则反应NO2(g)+SO2(g)═SO3(g)+NO(g)△H=_________kJ•mol﹣1
一定条件下,将NO2与SO2以物质的量比1:2置于恒温恒容的密闭容器中发生上述反应,
下列能说明反应达到平衡状态的有____________
a.混合气体的平均相对分子质量
b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变
d.每消耗1mol SO3的同时生成1mol NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2物质的量比为1:3,则平衡常数K=________(用分数表示)
NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。在氨气足量的情况下,不同c(NO2)/c(NO),不同温度对脱氮率的影响如图所示(已知氨气催化还原氮氧化物的正反应为放热反应),请解释300℃之后脱氮率逐渐减小的原因:__________________________

(2)CO综合利用.
①CO用于合成甲醇反应方程式为:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)
若起始投入1molCO,2mol H2,CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示.得知该反应的△H_________0,该反应的实际生产条件控制在 250 ℃、1.3×104kPa左右最为适宜.反应达平衡后,下列操作既能加快反应速率,又能使平衡混合物中CH3OH物质的量分数增大的是____________
a. 升温                                   b.恒容条件下充入H2
c.加入合适的正催化剂             d.恒容条件下再充入1molCO,2mol H2
e.压缩体积                              f.移走一部分CH3OH
②电解CO制备CH4,电解质为碳酸钠溶液,工作原理如图2所示,写出阴极区电极
反应式_______________

(3)利用喷雾干燥法脱硫工艺是除去SO2的常见方法,先将含SO2的废气溶于水,再用饱和石灰浆吸收,具体步骤如下:
SO2(g)+H2O(l) H2SO3(l) H(aq)+HSO (aq)            
HSO (aq) H(aq)+SO (aq)                                        
Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH(aq)                                      
Ca2+(aq)+SO (aq) CaSO3(s)                                        
该温度下,测定吸收后液体中c(Ca2+)一直保持为0.70 mol/L,已知Ksp(CaSO3)=1.4×10-7,则吸收后溶液中的SO的浓度为_________________
2017-03-04更新 | 354次组卷
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【推荐3】乙烯是重要的化工原料,高效制备乙烯是科学家当前关注的热点。回答下列问题:
(1)一定温度和压强下,物质完全氧化为同温度下指定产物时的熔变为该物质的摩尔燃烧焓,氢元素氧化为,碳元素氧化为时,几种物质的摩尔燃烧焓如下:
物质化学式
石墨
氢气
乙烯
乙炔
时由C(s,石墨)和反应生成的热化学方程式为_______,乙炔选择性加氢合成乙烯的主要反应为,则的总能量_______(填“大于”、“小于”或“等于”)的总能量。

(2)二氧化碳气氛下乙烷脱氢制乙烯是具有应用前景的绿色新工艺,其反应机理如图所示,该工艺总反应方程式为_______
(3)科学家发现电解催化乙炔可以制取乙烯,同时得到副产品,工作原理如图所示。

①生成的电极反应式为_______;通电一段时间后,左池溶液中的物质的量浓度_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
②若生成的的物质的量之比为,则装置中消耗的的物质的量之比为_______
2022-07-07更新 | 384次组卷
共计 平均难度:一般