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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:14516202
2019年12月4日“全球碳计划”发布报告说,全球排放量增速趋缓。我国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。综合利用是实现目标的有效途径。
(1)工业上常将转化为有机物实现碳循环。方法如下:


已知,其正反应的活化能为,则逆反应的活化能为___________kJ/mol。
(2)工业上常用反应ⅰ:
制取甲醇(CH3OH),其中的原料气
常用反应ⅱ:来制备。
①已知,写出表示燃烧热的热化学议程为___________
②在T℃时的10L密闭容器中,充入发生反应ⅱ,经过5min达到平衡,此时的转化率为50%,则从开始到平衡,的平均反应速率为___________。若向此10L密闭容器中,加入、和发生反应ⅱ,若温度仍为T℃,此时v___________v(填“<”、“>”或“=”)。
③若某温度下,将通入压强为200kPa的恒压密闭容器中发生反应ⅱ,正反应速率v=k×P(CH4)×P(H2O),逆反应速率v=k×P(CO)×P3(H2),P为分压(分压=总压×物质的量分数),则该反应的压强平衡常数Kp=___________(以k、k表示)。若k=,当消耗20%时,v=___________(保留两位有效数字)

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)

【推荐1】油气开采、石油化工、煤化工等行业废气中普遍含有硫化氢,需要回收处理并加以利用。

I.已知下列反应的热化学方程式:

①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)   ∆H1

②4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)   ∆H2

③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)   ∆H3

④2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)   ∆H4


(1)∆H4=___________(用∆H1、∆H2、∆H3表示)。
(2)已知∆H4>0,___________有利于反应④正向自发进行。

A.低温             B.高温


(3)处理H2S普遍采用的方法是克劳斯工艺,即利用反应①和②生成S2;另一种方法是利用反应④分解H2S。相比克劳斯工艺,分解法的优点是___________,缺点是___________

II.在1373K、100 kPa下,分别将n(H2S):n(Ar)为4:1、1:1、1:4、1:9的H2S-Ar混合气体置于密闭容器中发生反应④,反应过程中H2S转化率随时间的变化如下图所示:


(4)n(H2S):n(Ar)=1:9对应图中曲线___________,理由是___________

A.a             B.b             C.c             D.d


(5)n(H2S):n(Ar)=1:4的混合气体投料后,若将温度升高至1473K,达到平衡时混合气体中H2S与H2的分压相等,H2S平衡转化率为___________

III.在真空克劳斯法脱硫中,用K2CO3溶液吸收H2S。

电离平衡常数

H2CO3

H2S

K1

4.2×10-7

5.6×10-8

K2

5.6×10-11

1.2×10-15


(6)下列关于K2CO3溶液中微粒关系正确的是___________。
A.c(OH-)>c(HCO)B.c(H+)>c(HCO)
C.c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+2c(H2CO3)D.2c(K+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)

(7)K2CO3溶液吸收少量H2S的离子方程式为___________。计算该反应的平衡常数K=___________
2024-03-28更新 | 100次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】铁及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。
(1)复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)可用于热化学循环分解制氢气,原理如下:
①MnFe2O4(s)===MnFe2O(4x)(s)+x/2O2(g) ΔH1
②MnFe2O(4x)(s)+xH2O(g)===MnFe2O4(s)+xH2(g) ΔH2
③2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH3
则:ΔH3与ΔH1、ΔH2的关系为ΔH3________
(2)纳米铁是重要的储氢材料,可用下列反应制得:Fe(s)+5COFe(CO)5(g) ΔH<0。在1 L恒容密闭容器中加入足量铁粉和0.5 mol CO,在T1、T2不同温度下进行反应,测得c(CO)与温度、时间的关系如图1所示。
   
①T1________(填“>”或“<”)T2
②T2温度下,上述反应的平衡常数K=________(结果不要求带单位)。
(3)高铁酸钾(K2FeO4)被人们称为“绿色化学”净水剂。高铁酸钾在酸性至弱碱性条件下不稳定。
①工业上用KClO与Fe(NO3)3溶液反应制得K2FeO4,反应的离子方程式为____________________。制备K2FeO4时,KClO饱和溶液与Fe(NO3)3饱和溶液混合的操作为________________________
②已知K2FeO4在水解过程中铁元素形成的微粒分布分数与pH的关系如图所示。

向pH=6的溶液中加入KOH溶液,发生反应的离子方程式为____________________________________
(4)电解法可制得K2FeO4,装置如图所示。阳极的电极反应式为________
2019-03-28更新 | 426次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐3】甲醇是一种重要的有机化工原料,在工业上有着重要的用途。
(1)已知:①C2H4(g)+H2O(g) = C2H5OH(g)   △H1=-a kJ•mol−1
②2CH3OH(g) = CH3OCH3(g) +H2O(g)   △H2=-b kJ•mol−1
③C2H5OH(g) = CH3OCH3(g)   △H3=+c kJ•mol−1
请写出乙烯和水蒸气化合生成甲醇气体的热化学方程式:___________
(2)若在体积为的恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2模拟工业合成甲醇的反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),二氧化碳的平衡转化率和温度的关系如下图A曲线所示。

① 下列有关说法正确的是___________
A.该反应为放热反应
B.B平衡曲线相对于A平衡曲线改变的条件为减小了容器的体积
C.当v(CO2)=3 v(H2),该反应达到平衡状态
D.容器内压强和混合气体平均相对分子质量不变,均可以说明该反应达到平衡状态
② 计算a点该反应的化学平衡常数K=___________L2/mol2(计算结果保留一位小数)。其他条件不变,向a点平衡体系中再充入0.4molCO2和0.4molH2O,则平衡___________(填“正向”、“逆向”、或“不”)移动。
(3)若在T2℃、10 MPa条件下,往一密闭容器通入CO和H2合成甲醇[其中n(CO):n(H2)=1:2],其反应为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),测得容器内总压强与反应时间的关系如图所示。

①T1___________T2 (填“>”、“ <”或“=”)。
②在其他条件不变的情况下,测得T1℃时压强的变化曲线如图所示,则C点的正反应速率vC(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系:vC(正)___________vA(逆) (填“>”、“<”或“=”)。
③图中B点的压强平衡常数Kp=___________Mpa−2.(Kp为压强平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)(只需要列出计算式即可)
2021-02-05更新 | 186次组卷
共计 平均难度:一般