CH4—CO2重整反应[CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H>0]在大力推进生态文明建设、“碳达峰”、“碳中和”的时代背景下,受到更为广泛的关注。
(1)相关物质的燃烧热数据如下表所示:
ΔH=_______ kJ·mol-1。
(2)该反应以两种温室气体为原料,可以生成合成气。如何减少反应过程中的催化剂积炭,是研究的热点之一、某条件下,发生主反应的同时,还发生了积炭反应:
CO歧化:2CO(g)=CO2(g)+C(s) △H=-172kJ/mol
CH4裂解:CH4(g)=C(s)+2H2(g) △H=+75kJ/mol
①对积炭反应进行计算,得到温度和压强对积炭反应中平衡炭量的影响图(图a和图b),其中表示温度和压强对CH4的裂解反应中平衡炭量影响的是(选填序号)_______ ,理由是_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/18/3ab7f0c1-8d5a-40ac-82f9-161c2fd37dab.png?resizew=666)
②实验表明,在重整反应中,低温、高压时会有显著积炭产生,由此可推断,对于该重整反应而言,其积炭主要由_______ 反应产生。
综合以上分析,为抑制积炭产生,应选用高温、低压条件。
(3)该重整反应也可用于太阳能、核能、高温废热等的储存,储能研究是另一研究热点。
①该反应可以储能的原因是_______ 。
②某条件下,研究者研究反应物气体流量、物质的量比(
)对CH4转化率(XCH4)、储能效率的影响,部分数据如下所示。
(资料)储能效率:热能转化为化学能的效率,用ηchem表示。ηchem=
。其中,Qchem是通过化学反应吸收的热量,Q是设备的加热功率。
a.对比实验_______ (填序号),可得出结论:气体流量越大,CH4转化率越低。
b.对比实验②和③发现,混合气中CO2占比越低,储能效率越高,原因可能是_______ (该条件下设备的加热功率Q视为不变)。
(1)相关物质的燃烧热数据如下表所示:
物质 | CH4(g) | CO(g) | H2(g) |
燃烧热(kJ·mol-1) | 890.3 | 283.0 | 285.8 |
(2)该反应以两种温室气体为原料,可以生成合成气。如何减少反应过程中的催化剂积炭,是研究的热点之一、某条件下,发生主反应的同时,还发生了积炭反应:
CO歧化:2CO(g)=CO2(g)+C(s) △H=-172kJ/mol
CH4裂解:CH4(g)=C(s)+2H2(g) △H=+75kJ/mol
①对积炭反应进行计算,得到温度和压强对积炭反应中平衡炭量的影响图(图a和图b),其中表示温度和压强对CH4的裂解反应中平衡炭量影响的是(选填序号)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/18/3ab7f0c1-8d5a-40ac-82f9-161c2fd37dab.png?resizew=666)
②实验表明,在重整反应中,低温、高压时会有显著积炭产生,由此可推断,对于该重整反应而言,其积炭主要由
综合以上分析,为抑制积炭产生,应选用高温、低压条件。
(3)该重整反应也可用于太阳能、核能、高温废热等的储存,储能研究是另一研究热点。
①该反应可以储能的原因是
②某条件下,研究者研究反应物气体流量、物质的量比(
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ec2c051c2223c8d6e35b78cdaeb68b8c.png)
序号 | 加热温度/℃ | 反应物气体流量/L·min-1 | ![]() | XCH4/% | ηchem/% |
① | 800 | 4 | 2:2 | 79.6 | 52.2 |
② | 800 | 6 | 3:3 | 64.2 | 61.9 |
③ | 800 | 6 | 2:4 | 81.1 | 41.6 |
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/91e68ade070ab6419e64252dd6adfc2a.png)
a.对比实验
b.对比实验②和③发现,混合气中CO2占比越低,储能效率越高,原因可能是
更新时间:2021-06-09 13:33:40
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【推荐1】研究二氧化碳的回收对我国2060年实现碳中和具有现实意义:
(1)以
与
为原料可合成尿素[
]回收
并为农业服务,
已知:反应I.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d590e96695b8fa538bdf09b387edd4b2.png)
反应II.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/acf2c87bbd44b2ab4d75cff57a5840c6.png)
在相同条件下,反应
正反应的活化能
为8179kJ/mol,则逆反应的活化能
为_______ 。
(2)向一体积为1L的密闭容器中通入
和
发生反应:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6d4c953dd4c49be26d1b8aadc9152837.png)
。
的平衡转化率与压强、温度及氢碳比m[
]的关系分别如图a和图b所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/5/7195f357-fd27-474d-b2d6-57fae1869ac2.png?resizew=495)
图a中压强从大到小的顺序为_______ ,图b中氢碳比m从大到小的顺序为_______ 。
(3)工业上也可利用NaOH溶液捕获
。
①1L 1mol/L的NaOH溶液捕获标准状况下16.8L
所得溶液中,所有离子浓度由大到小的顺序为_______ 。
②若所得溶液中
,溶液pH=_______ 。(室温下,
的
;
)
(4)工业上也可以用电解法捕获
,如图,
在酸性水溶液中用惰性电极电解制得乙烯,其原理如图所示,则b电极上的电极反应为_______ 。
(1)以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3b8fdb72557361bef4acdf249b489044.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
已知:反应I.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6d44e4350595dffe27529bc2edf837c2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d590e96695b8fa538bdf09b387edd4b2.png)
反应II.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/978745b2c13574068743f4ee92e1e629.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/acf2c87bbd44b2ab4d75cff57a5840c6.png)
在相同条件下,反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/60500cd14d2023e9d411905802b74ca9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/abbfb111fcc7ce72fc6e244b66fdff14.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/abbfb111fcc7ce72fc6e244b66fdff14.png)
(2)向一体积为1L的密闭容器中通入
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/63f397b3ca0b4e3da387a88411d103f6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ed2e9ff883c2d417b47622176c61fbd4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/5/7195f357-fd27-474d-b2d6-57fae1869ac2.png?resizew=495)
图a中压强从大到小的顺序为
(3)工业上也可利用NaOH溶液捕获
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
①1L 1mol/L的NaOH溶液捕获标准状况下16.8L
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②若所得溶液中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b01f7372b6428e1124523c4b16e0202.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/065e3dd567b4b629e3e6ad65193aa352.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f9c8a14fb9f80d5ae18d6553f22cc03.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/81621ea662d927382a7eb7b8b88d19fd.png)
(4)工业上也可以用电解法捕获
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/5/6b8f7812-bae4-42a1-87f3-198a2d47c026.png?resizew=235)
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【推荐2】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:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/9/0785f1b0-598b-4f71-8928-2819bc2c0701.png?resizew=382)
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
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/9/bdc8efd2-0e45-485a-87f9-ae69901ce4f4.png?resizew=273)
(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3】氮及其化合物对自然界生物的繁衍起着至关重要的作用。完成下列填空:
(1)
参与的反应条件往往较苛刻,从键能的角度解释原因。_______ 。
(2)
与
反应生成
的能量变化如图所示。
与
制备
的热化学方程式为_______ 。
中
的键能为_______
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/3/d72dacc4-b840-49e2-80cf-3c70f72cde05.png?resizew=336)
(3)对于合成氨反应,既可以提高平衡体系中
的百分含量,又能加快反应速率的措施是_______。
尿素
是人类历史上首个由无机物人工合成的有机物。合成尿素的历程一般认为如下两步:
Ⅰ.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1bf1aa36691885ec9eddeb07664d3fc7.png)
Ⅱ.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1017ac1c993a30a062fffba2d8419c66.png)
(4)如图中能定性表示反应Ⅰ的
,随温度变化的曲线是_______ (填“A”或“B”)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/3/ba30881c-13ce-4035-abbe-b7e90961e451.png?resizew=120)
(5)若反应Ⅱ为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_______。
电解法处理含尿素废水的装置示意图如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/3/4b9c5fb6-de43-40a2-aeba-97231162d743.png?resizew=335)
(6)该装置阳极的电极反应式为_______ 。
(7)若废水中尿素的含量为
,处理过的废水中尿素的含量低于
,若两极共产生气体
(标准状况下),理论上最多处理废水_______ L。
(8)
催化还原法能治理氮氧化物
污染。如图所示是一定时间内,在不同温度下分别使用催化剂
和
时的脱氮率,由此可知工业上使用的最佳催化剂和相应最佳温度分别为_______ ;使用
作催化剂时,脱氮率b~a段呈现如图所示变化的原因可能是_______ 。
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/689cceefc5aed24568b73c0a6910c539.png)
(2)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fb327ea4a788f1a6080a80e955b5f52c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/444497cd37b296f9762dfb3d1ca7bc55.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2bd9b0975187b4183f15c454e6de02a7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fb327ea4a788f1a6080a80e955b5f52c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/444497cd37b296f9762dfb3d1ca7bc55.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f3e12970c4e46404fd80963b58bda7f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/95ae7e38d8b42fecc5ff8b8c77462a45.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/3/d72dacc4-b840-49e2-80cf-3c70f72cde05.png?resizew=336)
(3)对于合成氨反应,既可以提高平衡体系中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
A.升高温度 | B.将平衡体系中的氨气分离出来 |
C.增大体系压强 | D.加入合适的催化剂 |
尿素
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6a99b34665dd94c1e11474c5cdb24a6a.png)
Ⅰ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1bf1aa36691885ec9eddeb07664d3fc7.png)
Ⅱ.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1017ac1c993a30a062fffba2d8419c66.png)
(4)如图中能定性表示反应Ⅰ的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c222a6a9a490fc943389adaa9246d200.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/3/ba30881c-13ce-4035-abbe-b7e90961e451.png?resizew=120)
(5)若反应Ⅱ为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_______。
A.![]() | B.![]() | C.![]() | D.![]() |
电解法处理含尿素废水的装置示意图如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/3/4b9c5fb6-de43-40a2-aeba-97231162d743.png?resizew=335)
(6)该装置阳极的电极反应式为
(7)若废水中尿素的含量为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/502e543dd23eeed219f80bb1f85e17ff.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/674c1ebffe2e675e9558dc0ee28ee5d8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/30c9f7553a677e93c3d192f807a33e7f.png)
(8)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b51d99ac8ddcbefceff02fc8091240e7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9c668750f6333bea331bfacbbe3cb6a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0818f5c9aa9a6c2d3bf706242fdeeaca.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a9c668750f6333bea331bfacbbe3cb6a.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/4/ef48ffc2-8689-4887-9e84-bf20e5b43732.png?resizew=351)
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解答题-原理综合题
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(0.4)
解题方法
【推荐1】利用
和
合成甲醇(
),在催化剂作用下涉及以下反应:
反应ⅰ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b585b246de90d5c18a77ba5ca6556da9.png)
反应ⅱ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/89def82553d2d678ed5d81b7b2336eee.png)
反应ⅲ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a95d800b889e9e22aa00ec16b7f0a794.png)
回答下列问题:
(1)反应ⅲ在______ (填“高温”、“低温”或“任意温度”)条件下能自发进行。
(2)反应ⅲ的反应历程如下图所示,图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能量,其中吸附在催化剂表面的物质用*标注,决定该过程的总反应速率的基元反应方程式为______ 。
和
合成
涉及的三个反应,下列说法正确的是______(填标号)。
(4)在恒压密闭容器中,按照
投料发生反应ⅰ和反应ⅱ。
Ⅰ.反应达平衡时,测得
转化率和甲醇的选择性
随温度的变化如图1所示。______ K(填“473”、“513”或“553”)时,反应体系内甲醇的产量最高。
②
的平衡转化率随温度升高而增大的原因是______ 。
Ⅱ.用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数
,
随温度的倒数(
)的变化关系如图2所示。(已知:分压=总压×该气体的物质的量分数;压强的单位为kPa)______ (填“m”或“n”)。
④通过调整温度可调控平衡时的分压比值
,A点对应温度下,平衡时
,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1153170c3ccc571bcc3e46cd9aa4ffc7.png)
______ kPa。
⑤当体系总压为10kPa时,B点对应温度下体系达到平衡时
的转化率为80%,反应i的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
______
(用分数表示)。
![](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/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
反应ⅰ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/61127a206e8bc4be15d6fd3472a8b52e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b585b246de90d5c18a77ba5ca6556da9.png)
反应ⅱ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b1b1d40ebbc1f613d901159f2ee2f045.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/89def82553d2d678ed5d81b7b2336eee.png)
反应ⅲ
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6e93a62c38a0c9c910e0cb08af44e843.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a95d800b889e9e22aa00ec16b7f0a794.png)
回答下列问题:
(1)反应ⅲ在
(2)反应ⅲ的反应历程如下图所示,图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能量,其中吸附在催化剂表面的物质用*标注,决定该过程的总反应速率的基元反应方程式为
![](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/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
A.减小![]() ![]() |
B.当气体的平均相对分子质量保持不变时,说明反应体系已达平衡 |
C.体系达平衡后,若压缩体积,则反应ⅰ平衡正向移动,反应ⅱ平衡不移动 |
D.选用合适的催化剂可以提高![]() |
(4)在恒压密闭容器中,按照
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b50777fcbbb2e0e82679b46c75d1b66e.png)
Ⅰ.反应达平衡时,测得
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4adf633d814eb8649d8216ee0e41fddc.png)
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
Ⅱ.用平衡分压代替平衡浓度可以得到平衡常数
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff3dcd5e9a094a60ff298af4b5d9ec14.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/60a866aff0677304438d5de1ffad9e93.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/86553f5e11a1f1ab64a3aed702ceab31.png)
④通过调整温度可调控平衡时的分压比值
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ae74f066461cba0a4d477f365b843b21.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3224a0345648eae99ab75139a0e34fcc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1153170c3ccc571bcc3e46cd9aa4ffc7.png)
⑤当体系总压为10kPa时,B点对应温度下体系达到平衡时
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bd321bc6ce67d6ccc286745b0062e06f.png)
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解题方法
【推荐2】甲基叔戊基醚
(TAME,简写为T)常用作汽油添加剂。在催化剂作用下,通过甲醇
(简写为M)与2-甲基-2-丁烯(简写为A)的液相反应制得。通过控制条件,体系中主要发生如下反应(
为2-甲基-1-丁烯的简写,不考虑其他副反应):
反应![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/945ab742328140e4cc3a03a7ae2db0d8.png)
反应ii:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/77785afcff2c3ef54e4a8e0b7bbf93cf.png)
反应iii:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/87424f188fef29b72987fd65f1b43b3c.png)
(1)磷钼酸
可作为制备TAME反应催化剂的浸渍试剂。已知钼元素位于第五周期第VIB族,核外电子排布与
相似。
①基态钼原子的价层电子排布式为_______ 。
②完成化学方程式:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9fb42f247f5b820b26065797027f133d.png)
_______ ![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b35c055599e42995e4158f3ffd96188.png)
(2)比较![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c0bb503d46619ccaabb196b7ce0ced2.png)
_______
(填“>”、“<”或“=”)。
(3)我国学者团队对制备TAME反应的催化剂进行了研究。研究衣明:用不同浓度(13%)的磷钼酸浸渍催化剂,浓度越大催化剂催化活性越好。用浓度分别为
的磷钼酸浸渍催化剂进行了三组实验,得到
随时间
的变化曲线如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/19/ad7f9944-746c-483f-a35f-a002f9a0004d.png?resizew=152)
①用
的磷钼酸浸渍时,在
内,
的平均生成速率为_______ 。
②下列仿关说法正确的有_______ 。
A.三组实验中,反应速率都随反应进程一直增大
B.平衡后加入惰性溶剂四氢呋喃稀释,
减小
C.催化剂可加快化学反应速率,提高甲醇的平衡转化率
D.降低温度,反应
和ii的正、逆反应速率都减小
E.达到平衡后,加入
不变
(4)研究团队继续研究其他条件不变时,不同醇烯比
(甲醇
与烯烃
的起始物质的量浓度之比)对平衡的影响,当
起始浓度
时,测得平衡时
和
的
随
的变化曲线如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/19/37099cd6-852f-460b-bb23-dc6f3a35b8fa.png?resizew=176)
①曲线
呈现如图所示变化的原因是_______ 。
②当
时,计算反应I的平衡常数_______ (写出计算过程)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/19/f75b0268-6477-49a3-86d7-da676be0f73e.png?resizew=77)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d1f1e78b8ee320c79a71d3308b8db0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ea1e8babee63bfc889ae5a34632284bc.png)
反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/945ab742328140e4cc3a03a7ae2db0d8.png)
反应ii:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/77785afcff2c3ef54e4a8e0b7bbf93cf.png)
反应iii:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/87424f188fef29b72987fd65f1b43b3c.png)
(1)磷钼酸
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f42f265697b4519b21ee6543998f74c8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0818f5c9aa9a6c2d3bf706242fdeeaca.png)
①基态钼原子的价层电子排布式为
②完成化学方程式:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9fb42f247f5b820b26065797027f133d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0b35c055599e42995e4158f3ffd96188.png)
(2)比较
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c0bb503d46619ccaabb196b7ce0ced2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/14aa494345f61c5c935c3113dd990b8a.png)
(3)我国学者团队对制备TAME反应的催化剂进行了研究。研究衣明:用不同浓度(13%)的磷钼酸浸渍催化剂,浓度越大催化剂催化活性越好。用浓度分别为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d78e61a1055e1749ab20ab7c2fa62fbf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a546c42ed4ff2785ee11ffcccf1b3e5a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/36a1b09c653185842513e24ebba60bb3.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/19/ad7f9944-746c-483f-a35f-a002f9a0004d.png?resizew=152)
①用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/63b971b2c43a814d35dfe0c1be4c45d9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/40190e1422ea976a714b1982f2ca210d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/591c5b712dc14517e369be2345526fc7.png)
②下列仿关说法正确的有
A.三组实验中,反应速率都随反应进程一直增大
B.平衡后加入惰性溶剂四氢呋喃稀释,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1ce3b1a6883c1416e05bba84af882cf6.png)
C.催化剂可加快化学反应速率,提高甲醇的平衡转化率
D.降低温度,反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3a7035cd4adda5d72a9fc9f9fda75995.png)
E.达到平衡后,加入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2e8232e17be8b4aab215b1179c80a9c2.png)
(4)研究团队继续研究其他条件不变时,不同醇烯比
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0373f34488fdf9a2e36c5ecaab2ff51f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/29bcdd8c05cd04f46c6f4ba8aa3cb1d0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff4489d9b83072184c0e1d6b09be50ca.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ff4489d9b83072184c0e1d6b09be50ca.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/084125004b8ae53e4719f7832db316da.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ea1e8babee63bfc889ae5a34632284bc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/591c5b712dc14517e369be2345526fc7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5282e64c8c5563578358e00d67ff0609.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0373f34488fdf9a2e36c5ecaab2ff51f.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/19/37099cd6-852f-460b-bb23-dc6f3a35b8fa.png?resizew=176)
①曲线
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/591c5b712dc14517e369be2345526fc7.png)
②当
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b9c32b77c97b807a636ee845b6e23748.png)
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【推荐3】运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。
(1)将氯化氢转化为氯气的反应为
。下图为刚性容器中,进料浓度比
分别等于1∶1、4∶1、7∶1时
平衡转化率随温度变化的关系,进料浓度比
等于1∶1的曲线是_______
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/28/7ca21cf9-f79c-4b91-9959-447d5baf1b7d.png?resizew=330)
(2)硫酸生产中,涉及反应
,不同压强下反应体系中平衡时
的百分含量
和温度(T)的关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/28/2b290c99-2dfd-4bfa-bb8b-18bdf79de58a.png?resizew=159)
①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/702479d629f919183641d90944d7bd0e.png)
_______
(填“>”或“<”);C、D两点的平衡常数:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4fe60721c86d58e3d70a78e00f9909d0.png)
_______
(填“>”“<”或“=”)。
②A、B、C、D四点反应速率由大到小的顺序为_______ (用A、B、C、D表示)
③下列能使平衡向正反应方向移动,且能提高SO2的平衡转化率的措施是_______ (填标号)。
A.升高温度 b.仅增大O2的浓度 c.仅增大SO2的浓度
(3)在三个容积相等的恒容密闭容器中按如表数据设定反应条件及投入反应物,发生反应
。
①c1、c2、c3由大到小的顺序为_______ 。
②![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b5ea3ca02f2cce0a5bd9dd908704324d.png)
_______
(填“>”“<”或“=”,下同);![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28fd3ed2c461b47aaa9534808651d25f.png)
_______ 1。
(1)将氯化氢转化为氯气的反应为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5246d959d742573c5f5c63ba88d84b18.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a99603f1c0afb5720376d0b9d5eea189.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/387d2029bc8e5f0ceb454be937a07e3f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a99603f1c0afb5720376d0b9d5eea189.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/28/7ca21cf9-f79c-4b91-9959-447d5baf1b7d.png?resizew=330)
(2)硫酸生产中,涉及反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ffa1846d9293f21cf6d695fc7f3c2cdd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e04f3cbcbb2a3b90c00c88a676af2e1b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/785033fdac84fd569591013dcc8e588c.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/28/2b290c99-2dfd-4bfa-bb8b-18bdf79de58a.png?resizew=159)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/702479d629f919183641d90944d7bd0e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b134979720dce8399d670998451f1c88.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4fe60721c86d58e3d70a78e00f9909d0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/29c81705d9a2450defd6587d96ca4bf8.png)
②A、B、C、D四点反应速率由大到小的顺序为
③下列能使平衡向正反应方向移动,且能提高SO2的平衡转化率的措施是
A.升高温度 b.仅增大O2的浓度 c.仅增大SO2的浓度
(3)在三个容积相等的恒容密闭容器中按如表数据设定反应条件及投入反应物,发生反应
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ffa1846d9293f21cf6d695fc7f3c2cdd.png)
容器1 | 容器2 | 容器3 | |
反应温度(T)K | 700 | 700 | 800 |
反应物投入量 | ![]() | ![]() | ![]() |
平衡时![]() | C1 | C2 | C3 |
平衡时体系总压强(p)/Pa | P1 | P2 | P3 |
物质的平衡转化率(α) | ![]() | ![]() | ![]() |
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b5ea3ca02f2cce0a5bd9dd908704324d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b134979720dce8399d670998451f1c88.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/28fd3ed2c461b47aaa9534808651d25f.png)
您最近一年使用:0次
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(0.4)
解题方法
【推荐1】晶体硅主要用于微电子技术。工业上将粗硅经以下两步反应制备高纯硅:
i.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f106b71ad43288a73334d92e11deb142.png)
ii.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/68e076619ed13c12b3e810a9df949b2e.png)
回答下列问题:
(1)已知:
。
写出
还原
生成
的热化学方程式为___________ 。
(2)在
、
温度下,将
、
和
分别加入体积固定的密闭容器中,在催化条件下发生反应i、ii.测得
的转化率及体系内的压强随时间的变化关系如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/8/b3713dc2-d311-468e-ba6b-5be3691baa3f.png?resizew=341)
①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a724b59c890095baa5cb73e267c44.png)
___________
(填“>”、“<”或“=”),理由是___________ 。
②若使用带可移动的活塞的容器进行上述实验,则晶体Si的平衡产率___________ 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
③
温度下,200min内用
的分压变化表示平均反应速率为___________ Pa∙min-1。
④
温度下,反应i的标准平衡常数
的计算式为___________ 。(已知:分压=总压×物质的量分数,对于反应
的
,其中
,
、
、
、
为各组分的平衡分压)。
i.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/baa7f6bf61b86380f272278ede371b18.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f106b71ad43288a73334d92e11deb142.png)
ii.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8a2f6cce120a21012d86eec53571aa6b.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/68e076619ed13c12b3e810a9df949b2e.png)
回答下列问题:
(1)已知:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a6ec425c5b02201d76ac32d47f9d4b51.png)
写出
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8212acc497cf31c0a01dfb64de1afb7f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d3faf1dbaa5c14f5949a8e65d2fe1cb3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/645f5d88351078acdae6e6d679dc1323.png)
(2)在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a724b59c890095baa5cb73e267c44.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9275bd8ce17fcc4a786510b008414ab0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a2a781cb78e38203380129807b3c16d2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/554af5274efa90aaea9dd9ebee27bb2c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7a2ee10f45d4eac72a5cc89216c9170a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/750859dd7d5b821d909e6a32c11095cf.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/8/b3713dc2-d311-468e-ba6b-5be3691baa3f.png?resizew=341)
①
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4e9a724b59c890095baa5cb73e267c44.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9275bd8ce17fcc4a786510b008414ab0.png)
②若使用带可移动的活塞的容器进行上述实验,则晶体Si的平衡产率
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9275bd8ce17fcc4a786510b008414ab0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9cd96903d1d9d9f2bab3b93a685e595e.png)
④
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9275bd8ce17fcc4a786510b008414ab0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f6d2f7ec65778d3f4f8e8ebd492277a4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d18b4d4d003d0b94037ebe5af07f3b96.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/08e29e65e32e2d0fded80f5392e66a4a.png)
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】烯烃催化裂解是制备短链烯烃的重要途径。研究表明,1-丁烯[CH3CH2CH=CH2(g)]催化裂解时,发生两个平行竞争反应生成丙烯和乙烯,两反应的热化学方程式为:
①3CH3CH2CH=CH2(g)
4CH3CH=CH2(g) △H=+579 kJ·mol-1
②CH3CH2CH=CH2(g)
2CH2=CH2(g) △H=+283 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)若1-丁烯的燃烧热为2539 kJ·mol-1,则表示乙烯燃烧热的热化学方程式为____ ;1-丁烯转化为丙烯反应的化学平衡常数表达式为_____ 。
(2)有利于提高1-丁烯平衡转化率的措施有_______ 。
(3)550℃和0.02~0.5 MPa下,①②两个反应均建立平衡,测得平衡混合物里各组分的质量分数随压强变化的曲线如下图所示。由图可知,1-丁烯的质量分数随压强的增大而增大,主要原因是______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/3/0f11bc2e-2f82-46db-aff5-c45c18f8bc44.png?resizew=463)
(4)在1-丁烯裂解的实际生产中,为了提高产物中丙烯的含量,除了选择合适的温度和压强之外,还有一条关键措施是_____ 。0.1 MPa和300~700℃下,1-丁烯裂解产物中各组分比例变化的曲线如下图所示。由图可知,生产过程中提高丙烯质量分数的最佳温度为___ ℃,在该温度之前各温度对应的组成______ (填“一定是”、“可能是”或“一定不是”)平衡态,理由是____________ 。
①3CH3CH2CH=CH2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/98f21613b13fca00e5f27283f99e9a89.png)
②CH3CH2CH=CH2(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/98f21613b13fca00e5f27283f99e9a89.png)
回答下列问题:
(1)若1-丁烯的燃烧热为2539 kJ·mol-1,则表示乙烯燃烧热的热化学方程式为
(2)有利于提高1-丁烯平衡转化率的措施有
(3)550℃和0.02~0.5 MPa下,①②两个反应均建立平衡,测得平衡混合物里各组分的质量分数随压强变化的曲线如下图所示。由图可知,1-丁烯的质量分数随压强的增大而增大,主要原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/3/0f11bc2e-2f82-46db-aff5-c45c18f8bc44.png?resizew=463)
(4)在1-丁烯裂解的实际生产中,为了提高产物中丙烯的含量,除了选择合适的温度和压强之外,还有一条关键措施是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/3/8636a512-8613-4d4f-83e9-5d378cf3cb4f.png?resizew=329)
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐3】我国已探明或开发的天然气中含有一定含量的
,而且随着原油中硫含量的上升,炼油厂中干气及液化气等含硫气体的排放量逐年增加。与此同时,我国汽油、柴油标准不断升级、环保排放要求不断升高,新增的加氢装置也越来越多,气体中
含量也不断增加。
会引起设备腐蚀,还会威胁生命安全。因此,炼油厂中的干气、液化气、加氨后气体以及气田中的天然气都必须首先进行脱硫净化处理。
I.胺液脱硫
胺液脱硫系统已成为石油、天然气加工的重要组成部分。含氨基的有机化合物称为胺,现用
表示(R代烃基)。
(1)用化学方程式解释胺的水溶液呈碱性原因:_____ 。
(2)用胺液吸收足量
的离子方程式是_____ 。
(3)某胺(
)的
,
的两级电离平衡常数分别为
,则(
)HS的水溶液呈_____ (填标号)。
A.碱性 B.中性 C.酸性
Ⅱ.热分解法脱硫
在密闭容器中模拟工业热分解法脱硫,发生反应
。其他条件不变时,
的平衡转化率随温度和压强的变化如图。
,反应中![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/779629f16056a50f4c06e3996d8e1c82.png)
_____ (填“是”或“不是")气态,理由是_____ 。
(5)实际反应在高温下进行的原因可能是_____ (答出2条即可)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7c0afdbb1b1be2d624217f907abfd630.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7c0afdbb1b1be2d624217f907abfd630.png)
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I.胺液脱硫
胺液脱硫系统已成为石油、天然气加工的重要组成部分。含氨基的有机化合物称为胺,现用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2856ec86ad3ad0a4084919a9acd44153.png)
(1)用化学方程式解释胺的水溶液呈碱性原因:
(2)用胺液吸收足量
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(3)某胺(
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d5df79f5948a427904cf708380071cc4.png)
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A.碱性 B.中性 C.酸性
Ⅱ.热分解法脱硫
在密闭容器中模拟工业热分解法脱硫,发生反应
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(5)实际反应在高温下进行的原因可能是
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