我国高含硫天然气资源丰富,天然气脱硫和甲烷与硫化氢重整制氢具有重要的现实意义。回答下列问题:
(1)天然气脱硫工艺涉及如下反应:
则_______
(2)甲烷与重整制氢是一条全新的转化与制氢技术路线。为了研究甲烷对制氢的影响,理论计算表明,原料初始组成,在体系压强为0.1MPa,反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示:
①图中表示 变化的曲线分别是_______ 、_______ 。反应达平衡的标志是_______ (填标号)。
A. B. 的体积分数不再变化
C.不再变化 D.混合气体的密度不再改变
②由图可知该反应的△H_______ 0(填“>”“<”或“=”),判断的理由是_______ 。
③M点对应温度下,的转化率为_______ ;950℃时该反应的 _______ 。
(3)燃料电池的原理如图所示。电池的负极反应式为_______ 。该电池理论输出电压为0.800 V,则该燃料电池的理论效率为_______ (已知:燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比;法拉第常数
(1)天然气脱硫工艺涉及如下反应:
则
(2)甲烷与重整制氢是一条全新的转化与制氢技术路线。为了研究甲烷对制氢的影响,理论计算表明,原料初始组成,在体系压强为0.1MPa,反应达到平衡时,四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示:
①图中表示 变化的曲线分别是
A. B. 的体积分数不再变化
C.不再变化 D.混合气体的密度不再改变
②由图可知该反应的△H
③M点对应温度下,的转化率为
(3)燃料电池的原理如图所示。电池的负极反应式为
更新时间:2022-05-26 15:37:12
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【推荐1】能源的合理开发和利用,低碳减排是人类正在努力解决的大问题。2023年2月21日,中国气候变化特使谢振华获得首届诺贝尔可持续发展特别贡献奖,以表彰他在全球生态保护中做出的贡献。
I.在、时,已知:
;
;
时写出和反应生成的热化学方程式:_______。
II.向密闭容器中充入一定量的和,保持总压为,发生反应: 。
(1)能表示此反应已经达到平衡的是_______(填字母)。
(2)当时,的平衡转化率;时平衡转化率的关系如图:①_______ (填“>”或“<”)
②表示当时,的平衡转化率的关系是_______ (填“I”或“II”),根据所选曲线写出判断依据_______ 。
③当、时,反应达平衡时,的分压为_______ ,此温度下该反应的分压平衡常数_______ (保留2位有效数字)(分压=总压×物质的量分数)。
I.在、时,已知:
;
;
时写出和反应生成的热化学方程式:_______。
II.向密闭容器中充入一定量的和,保持总压为,发生反应: 。
(1)能表示此反应已经达到平衡的是_______(填字母)。
A.气体总体积保持不变 | B.混合气体的平均相对分子质量保持不变 |
C.不再变化 | D. |
(2)当时,的平衡转化率;时平衡转化率的关系如图:①
②表示当时,的平衡转化率的关系是
③当、时,反应达平衡时,的分压为
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【推荐2】甲醇是重要的化工原料。在催化剂的作用下,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)合成甲醇的主要化学反应如下:
Ⅰ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
Ⅱ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=−58 kJ·mol−1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
请回答下列问题:
(1)化学反应热ΔH=生成物标准生成热总和−反应物标准生成热总和。已知四种物质的标准生成热如下表:
①计算ΔH1=________ kJ·mol−1 。
②ΔH3________ 0 (填“=”“>”或“<”)。
(2)当合成气的组成比n(H2) /n(CO+CO2)=2.60时,体系中CO的平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示:
①α(CO)随温度升高而________ (填“增大”或“减小”)。
②图中p1、p2、p3的大小关系为________ ,判断的理由是___________________________________________________________________________ 。
(3)在一定条件下由甲醇可以制备甲醚。一定温度下,在三个体积均为1 L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),实验数据见下表:
下列说法正确的是________ 。
A.该反应的正反应是放热反应
B.平衡时容器a中CH3OH的体积分数比容器b中的小
C.若a是容积为1 L的绝热容器,则平衡时a中CH3OH的转化率增大
D.若起始时向容器a中充入0.15molCH3OH(g)、0.15molCH3OCH3(g)和0.1molH2O(g),则反应向正反应方向进行
(4)直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell,DMFC)属于质子交换膜燃料电池,其工作原理如图所示:
①c处通入的气体是________ 。
②负极的电极反应式是__________________________________________ 。
Ⅰ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
Ⅱ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=−58 kJ·mol−1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
请回答下列问题:
(1)化学反应热ΔH=生成物标准生成热总和−反应物标准生成热总和。已知四种物质的标准生成热如下表:
物质 | CO(g) | CO2(g) | H2(g) | CH3OH(g) |
标准生成热(kJ·mol−1) | −110.52 | −393.51 | 0 | −201.25 |
①计算ΔH1=
②ΔH3
(2)当合成气的组成比n(H2) /n(CO+CO2)=2.60时,体系中CO的平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示:
①α(CO)随温度升高而
②图中p1、p2、p3的大小关系为
(3)在一定条件下由甲醇可以制备甲醚。一定温度下,在三个体积均为1 L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),实验数据见下表:
编号 | 温度/℃ | 起始物质的量/mol | 平衡物质的量/mol | |||
CH3OH(g) | CH3OCH3(g) | H2O(g) | CH3OCH3(g) | H2O(g) | ||
a | 387 | 0.2 | 0 | 0 | 0.08 | 0.08 |
b | 387 | 0.4 | 0 | 0 | ||
c | 207 | 0.2 | 0 | 0 | 0.09 | 0.09 |
下列说法正确的是
A.该反应的正反应是放热反应
B.平衡时容器a中CH3OH的体积分数比容器b中的小
C.若a是容积为1 L的绝热容器,则平衡时a中CH3OH的转化率增大
D.若起始时向容器a中充入0.15molCH3OH(g)、0.15molCH3OCH3(g)和0.1molH2O(g),则反应向正反应方向进行
(4)直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell,DMFC)属于质子交换膜燃料电池,其工作原理如图所示:
①c处通入的气体是
②负极的电极反应式是
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【推荐3】氢气作为一种可再生能源,它的制备一直都是研究的热点。其中甲醇水蒸气重整制氢气包含以下三个反应:
Ⅰ. kJ/mol
Ⅱ. kJ/mol
Ⅲ.
某课题小组经计算得到三个反应的平衡常数对数值与温度的关系图如下:
(1)反应Ⅲ的___________ kJ/mol,反应Ⅰ的平衡常数与温度的关系图为___________ 。
(2)在铜基催化剂条件下探究水醇比()以及当水醇比=1时温度对的选择性和CO物质的量分数的影响,结果分别如下:
①下列说法正确的是___________
A.根据图1,重整制氢的反应温度一般控制在450K~600K之间,可能是要保证甲醇的转化率并控制有适量的CO的含量,有利于维持合适的温度。
B.根据图2,反应过程中,水醇比增加可能会消耗更多的能量。
C.反应不能由体系密度不变来判定达到平衡。
D.催化剂只会对某一个反应有催化作用,所以对某种产物具有选择性。
②根据图3,当温度大于220℃时,选择性下降而CO的含量上升可能的原因是:___________ 。
(3)在某压强P1下,甲醇转化率随温度变化如图所示,
①请画出压强P2下,P2<P1,相同时间,甲醇转化率随温度变化图___________ 。
②260℃时,P1压强下,充入等物质的量的甲醇和水,保持压强不变体系达平衡时,,反应Ⅲ的___________ 。
Ⅰ. kJ/mol
Ⅱ. kJ/mol
Ⅲ.
某课题小组经计算得到三个反应的平衡常数对数值与温度的关系图如下:
(1)反应Ⅲ的
(2)在铜基催化剂条件下探究水醇比()以及当水醇比=1时温度对的选择性和CO物质的量分数的影响,结果分别如下:
①下列说法正确的是
A.根据图1,重整制氢的反应温度一般控制在450K~600K之间,可能是要保证甲醇的转化率并控制有适量的CO的含量,有利于维持合适的温度。
B.根据图2,反应过程中,水醇比增加可能会消耗更多的能量。
C.反应不能由体系密度不变来判定达到平衡。
D.催化剂只会对某一个反应有催化作用,所以对某种产物具有选择性。
②根据图3,当温度大于220℃时,选择性下降而CO的含量上升可能的原因是:
(3)在某压强P1下,甲醇转化率随温度变化如图所示,
①请画出压强P2下,P2<P1,相同时间,甲醇转化率随温度变化图
②260℃时,P1压强下,充入等物质的量的甲醇和水,保持压强不变体系达平衡时,,反应Ⅲ的
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【推荐1】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_______
(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。
①_______ (填“>”或“<”);C、D两点的平衡常数:_______ (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_______ (填“>”“<”或“=”,下同);_______ 1。
(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
(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。
①
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。
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
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【推荐2】673K时,向一恒容密闭容器中充入H2(g),并加入足量I2(s),发生如下反应。
①
②
该温度下,反应②可以非常迅速地达到平衡,该容器内的总压p随反应时间t的变化如表所示。
回答下列问题:
(1)反应_______
(2)达到平衡后,若将体系降温至500K,体系中固体碘质量_______ (填“增大”、“减小”或“不变”),主要原因为_______ 。
(3)针对氢气与碘蒸气的反应提出了如下机理。
第一步: 快速平衡
第二步: 慢步骤
据此分析,第一步为_______ (填“吸热”或“放热”)过程,主要原因为_______ 。总反应速率主要由_______ (填“第一步”或“第二步”)反应速率决定。
(4)研究表明,时,的反应速率,时,体系中的_______ ,_______ (计算结果均保留两位有效数字)。
①
②
该温度下,反应②可以非常迅速地达到平衡,该容器内的总压p随反应时间t的变化如表所示。
t/s | 0 | 20000 | 40000 | 80000 | 90000 | ∞ |
p/kPa | 170.7 | 171.9 | 173.1 | 175.3 | 175.9 | 176.0 |
(1)反应
(2)达到平衡后,若将体系降温至500K,体系中固体碘质量
(3)针对氢气与碘蒸气的反应提出了如下机理。
第一步: 快速平衡
第二步: 慢步骤
据此分析,第一步为
(4)研究表明,时,的反应速率,时,体系中的
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【推荐3】二氧化碳一甲烷重整反应制备合成气(H2+CO)是一种生产高附加值化学品的低碳过程。该过程存在如下化学反应:
①
②
③
④
回答下列问题:
(1)_______ ,该反应在___________ (填“高温”或“低温”或“任意温度”)下可自发进行。
(2)反应体系总压强分别为和时,平衡转化率随反应温度变化如图所示,则代表反应体系总压强为的曲线是_______ (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”),判断依据是_______ 。(3)当反应体系总压强为时,平衡时部分组分的物质的量随反应温度变化如图所示。随反应温度的升高,的物质的量先增加后减少,主要原因是_______ 。(4)和反应可制取乙烯,反应的化学方程式为。一定温度下,向某恒容密闭容器中充入和,体系的初始压强为,若平衡时的转化率为,不考虑副反应的发生,的平衡分压为____ Mpa(用表示,下同),该反应的压强平衡常数_____ 。
(5)CH4过光电化学转化可制得乙二醇,以乙二醇为燃料的燃料电池工作时,若以溶液为电解液,则该电极的电极反应式为___________ 。
①
②
③
④
回答下列问题:
(1)
(2)反应体系总压强分别为和时,平衡转化率随反应温度变化如图所示,则代表反应体系总压强为的曲线是
(5)CH4过光电化学转化可制得乙二醇,以乙二醇为燃料的燃料电池工作时,若以溶液为电解液,则该电极的电极反应式为
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【推荐1】C40H10呈现出深碗状几何形状,高温条件下,C40H10可以由C40H20分子经过连续5步反应生成。回答下列问题:
(1)反应机理和能量变化如下:
图示历程包含___________ 个基元反应,其中速率最快的是第___________ 个。
(2)已知:ⅰC40H20(g)C40H18(g)+H2(g) ΔH=+128kJ·mol−1
ⅱC40H18(g)C40H16(g)+H2(g) ΔH=+128kJ·mol−1
则C40H20(g)C40H16(g)+2H2(g) ΔH=___________ kJ·mol−1。
(3)某温度下,在恒容密闭容器中加入一定量的C40H20(g),假定体系内只有反应C40H20(g)C40H18(g)+H2(g)发生,能表明该反应达到平衡状态的是___________ (填标号)。
a.混合气体密度不变
b.混合气体的平均相对分子质量不变
c.气体的总物质的量不再改变
d.容器中C40H20、C40H18、H2物质的量之比为1∶1∶1
(4)在一密闭容器中进行反应:C40H12(g)C40H10(g)+H2(g) ΔH>0。
①下列措施既能提高反应物的平衡转化率,又能增大生成C40H10的反应速率的是___________ (填标号)。
a.升高温度 b.增大压强 c.加入催化剂
②在某温度、100kPa下,向反应器中充入1mol气态C40H12,其平衡转化率为50%,欲将平衡转化率提高至75%,需要向反应器中充入___________ mol水蒸气作为稀释气。
(5)在本反应体系中,存在上面(2)问中的ⅰ、ⅱ等反应,这些反应的平衡常数用K表示,已知(R为理想气体常数,c为截距)。如图中能正确表示这两个反应的lnK与温度倒数()的关系的两条线是___________ (填标号),你选择这两条线的理由是___________ 。
(1)反应机理和能量变化如下:
图示历程包含
(2)已知:ⅰC40H20(g)C40H18(g)+H2(g) ΔH=+128kJ·mol−1
ⅱC40H18(g)C40H16(g)+H2(g) ΔH=+128kJ·mol−1
则C40H20(g)C40H16(g)+2H2(g) ΔH=
(3)某温度下,在恒容密闭容器中加入一定量的C40H20(g),假定体系内只有反应C40H20(g)C40H18(g)+H2(g)发生,能表明该反应达到平衡状态的是
a.混合气体密度不变
b.混合气体的平均相对分子质量不变
c.气体的总物质的量不再改变
d.容器中C40H20、C40H18、H2物质的量之比为1∶1∶1
(4)在一密闭容器中进行反应:C40H12(g)C40H10(g)+H2(g) ΔH>0。
①下列措施既能提高反应物的平衡转化率,又能增大生成C40H10的反应速率的是
a.升高温度 b.增大压强 c.加入催化剂
②在某温度、100kPa下,向反应器中充入1mol气态C40H12,其平衡转化率为50%,欲将平衡转化率提高至75%,需要向反应器中充入
(5)在本反应体系中,存在上面(2)问中的ⅰ、ⅱ等反应,这些反应的平衡常数用K表示,已知(R为理想气体常数,c为截距)。如图中能正确表示这两个反应的lnK与温度倒数()的关系的两条线是
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【推荐2】汽车尾气是否为导致空气质量问题的主要原因,由此引发的“汽车限行”争议,是当前备受关注的社会性科学议题。
(1)反应 可有效降低汽车尾气污染物的排放。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段,反应历程如图所示(表示过渡态、表示中间产物)。
三个基元反应中,属于放热反应的是___________ (填标号);图中___________ 。
(2)探究温度、压强(2、5)对反应的影响,如图所示,表示2的是___________ (填标号)。
(3)用可以消除污染:
①某条件下该反应速率,,该反应的平衡常数,则___________ ,___________ 。
②一定温度下,在体积为1L的恒容密闭容器中加入4和6发生上述反应,测得和的物质的量随时间变化如图。
a点的正反应速率___________ c点的逆反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”);测得平衡时体系压强为),则该反应温度下___________ 。(用含的式子表示,只列式不用化简)。若在相同时间内测得的转化率随温度的变化曲线如下图,400℃~900℃之间的转化率下降由缓到急的原因是___________ 。
(1)反应 可有效降低汽车尾气污染物的排放。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段,反应历程如图所示(表示过渡态、表示中间产物)。
三个基元反应中,属于放热反应的是
(2)探究温度、压强(2、5)对反应的影响,如图所示,表示2的是
(3)用可以消除污染:
①某条件下该反应速率,,该反应的平衡常数,则
②一定温度下,在体积为1L的恒容密闭容器中加入4和6发生上述反应,测得和的物质的量随时间变化如图。
a点的正反应速率
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【推荐3】为防止氮的氧化物污染空气,可用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物。
已知:①2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ/mol
②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ/mol
③N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+181kJ/mol
回答下列问题:
I.消除上述气体污染物可用CO与NO反应生成CO2和N2。请完成热化学方程式:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=___________ kJ/mol,为提高此反应中NO的转化率,下列措施可行的是___________ (填字母代号)。
A.增大压强 B.升高温度 C.使用催化剂 D.增大CO的浓度
II.向2L的恒容密闭容器中加入活性炭(足量)和2.0molNO,发生反应:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g);△H=-574.5kJ/mol;
NO和N2的物质的量变化如下表所示:
(1)0~5min内,以CO2表示的该反应速率v(CO2)=___________ mol/(L·min),该条件下的平衡常数K=___________ 。
(2)下列说法能判断上述恒容密闭容器中的反应已达到化学平衡状态的是___________ 。
A.容器内气体密度不变
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.N2与CO2的压强之比保持不变
D.2v正(NO)=v逆(N2)
(3)第15min后,温度调整到T2,则T1___________ T2(填 “>”“<“或“=”)。
(4)若30min时,温度保持T2不变,向该容器中再加入该四种反应混合物各2.0mol,则此时反应___________ (填“正向“逆向”或“不”移动)。
已知:①2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ/mol
②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ/mol
③N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+181kJ/mol
回答下列问题:
I.消除上述气体污染物可用CO与NO反应生成CO2和N2。请完成热化学方程式:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=
A.增大压强 B.升高温度 C.使用催化剂 D.增大CO的浓度
II.向2L的恒容密闭容器中加入活性炭(足量)和2.0molNO,发生反应:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g);△H=-574.5kJ/mol;
NO和N2的物质的量变化如下表所示:
物质的量浓度/mol/L | T1/℃ | T2/℃ | |||||
0 | 5min | 10min | 15min | 20min | 25min | 30min | |
NO | 1.0 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.25 | 0.20 | 0.20 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.375 | 0.40 | 0.40 |
(2)下列说法能判断上述恒容密闭容器中的反应已达到化学平衡状态的是
A.容器内气体密度不变
B.混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.N2与CO2的压强之比保持不变
D.2v正(NO)=v逆(N2)
(3)第15min后,温度调整到T2,则T1
(4)若30min时,温度保持T2不变,向该容器中再加入该四种反应混合物各2.0mol,则此时反应
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐1】镁及其化合物在生产、生活中应用广泛。
Ⅰ.(1)镁在元素周期表中的位置为___________
(2)镁的碳化物常见的有MgC2和Mg2C3两种,可分别发生水解反应生成乙炔和丙二烯,写出MgC2水解反应的方程式为_________ ;Mg2C3的电子式为_________ .
(3)由Mg可制成“镁一次氯酸盐”燃料电池,其装置示意图如下图所示,该电池反应的离子方程式为____________ .
Ⅱ.利用氯碱工业盐泥[含Mg(OH)2及少量的CaCO3、MnCO3、FeCO3、Al(OH)3、SiO2等]生产MgSO4·7H2O的工艺流程如下图所示。
(4)酸浸时,FeCO3与硫酸反应的化学方程式为_____________ ,为了提高浸取率可采取的措施有_____ (填字母)。
a.多次用废硫酸浸取 b.减小盐泥粒度并充分搅拌 c.适当延长浸取时间
(5)氧化时,次氯酸钠溶液将MnSO4氧化为MnO2的离子程式为______________ ;滤渣2为MnO2和_____________ 、___________ (填化学式)。
Ⅰ.(1)镁在元素周期表中的位置为
(2)镁的碳化物常见的有MgC2和Mg2C3两种,可分别发生水解反应生成乙炔和丙二烯,写出MgC2水解反应的方程式为
(3)由Mg可制成“镁一次氯酸盐”燃料电池,其装置示意图如下图所示,该电池反应的离子方程式为
Ⅱ.利用氯碱工业盐泥[含Mg(OH)2及少量的CaCO3、MnCO3、FeCO3、Al(OH)3、SiO2等]生产MgSO4·7H2O的工艺流程如下图所示。
(4)酸浸时,FeCO3与硫酸反应的化学方程式为
a.多次用废硫酸浸取 b.减小盐泥粒度并充分搅拌 c.适当延长浸取时间
(5)氧化时,次氯酸钠溶液将MnSO4氧化为MnO2的离子程式为
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解题方法
【推荐2】尿素[CO(NH2)2]合成的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
(1)十九世纪初,用氰酸银(AgOCN)与NH4Cl在一定条件下反应制得CO(NH2)2,实现了由无机物到有机物的合成。该反应的化学方程式是___________ 。
(2)二十世纪初,工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步(反应过程中能量变化如图1所示):
已知:Ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4
Ⅱ.NH2COONH4分解生成尿素
①为防止反应Ⅰ中NH2COONH4分解为CO2和NH3,应采取的措施___________ 。
A.升温 B.降温 C.增大压强 D.减少压强
②密闭体系中除发生Ⅰ和Ⅱ外,尿素会发生水解、尿素缩合生成缩二脲[(NH2CO)2NH]和尿素转化为氰酸铵等副反应。尿素生产中实际投入NH3和CO2物质的量之比为4:1,其实际投料比值远大于理论值的原因是___________ 。
(3)尿素[CO(NH)2]溶液可吸收含SO2、NO烟气中SO2,其反应为:SO2+CO(NH2)2+2H2O=(NH4)2SO3+CO2,若吸收烟气时同时通入少量C1O2,可同时实现脱硫、脱硝。脱硝的反应分为两步。第一步:5NO+2ClO2+H2O=5NO2+2HCl;第二步:6NO2+4CO(NH2)2=7N2+4CO2+8H2O。将含SO2、NO烟气以一定的流速通过10%的CO(NH2)2溶液,其他条件相同,不通ClO2和通少量ClO2时SO2的去除率如图2所示。
①通少量ClO2时SO2的去除率较低的原因是___________ 。
②处理后的废水含有尿素,可用过硫酸钠结合紫外线(UV)辐照去除废水中尿素,其过程机理如图3所示,尿素和过硫酸钠溶液发生的离子反应方程式为___________ 。
(4)电催化NO合成技术凭借其低能耗、绿色环保等优势成为化工行业关注的热点。某科研团队设计的Zn-NO电池装置及在不同电压下NH3的单位时间产量如图4所示,
已知:a.双极膜中H2O电离出的H+和OH−在电场作用下可以向两极迁移;
b.法拉第效率=×100%
①写出正极的电极反应式___________ 。
②0.7V电压下连续放电10小时,外电路通过1.8×10-4mole-,则法拉第效率为___________ 。(保留两位小数)
(1)十九世纪初,用氰酸银(AgOCN)与NH4Cl在一定条件下反应制得CO(NH2)2,实现了由无机物到有机物的合成。该反应的化学方程式是
(2)二十世纪初,工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步(反应过程中能量变化如图1所示):
已知:Ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4
Ⅱ.NH2COONH4分解生成尿素
①为防止反应Ⅰ中NH2COONH4分解为CO2和NH3,应采取的措施
A.升温 B.降温 C.增大压强 D.减少压强
②密闭体系中除发生Ⅰ和Ⅱ外,尿素会发生水解、尿素缩合生成缩二脲[(NH2CO)2NH]和尿素转化为氰酸铵等副反应。尿素生产中实际投入NH3和CO2物质的量之比为4:1,其实际投料比值远大于理论值的原因是
(3)尿素[CO(NH)2]溶液可吸收含SO2、NO烟气中SO2,其反应为:SO2+CO(NH2)2+2H2O=(NH4)2SO3+CO2,若吸收烟气时同时通入少量C1O2,可同时实现脱硫、脱硝。脱硝的反应分为两步。第一步:5NO+2ClO2+H2O=5NO2+2HCl;第二步:6NO2+4CO(NH2)2=7N2+4CO2+8H2O。将含SO2、NO烟气以一定的流速通过10%的CO(NH2)2溶液,其他条件相同,不通ClO2和通少量ClO2时SO2的去除率如图2所示。
①通少量ClO2时SO2的去除率较低的原因是
②处理后的废水含有尿素,可用过硫酸钠结合紫外线(UV)辐照去除废水中尿素,其过程机理如图3所示,尿素和过硫酸钠溶液发生的离子反应方程式为
(4)电催化NO合成技术凭借其低能耗、绿色环保等优势成为化工行业关注的热点。某科研团队设计的Zn-NO电池装置及在不同电压下NH3的单位时间产量如图4所示,
已知:a.双极膜中H2O电离出的H+和OH−在电场作用下可以向两极迁移;
b.法拉第效率=×100%
①写出正极的电极反应式
②0.7V电压下连续放电10小时,外电路通过1.8×10-4mole-,则法拉第效率为
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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3】氮氧化物的排放对环境造成很大的污染,研究氮氧化物的转化机理对我们制定保护环境的策略有着重大意义。某科研团队在进行低温下消除氮氧化物的机理研究时,发现NO在转化过程中存在以下核心历程:
① 快反应
② 慢反应
③ 慢反应
进一步研究发现,在温度低于300℃,氮氧化物的含量介于某一浓度区间时,对于基元反应②、③而言,反应速率,模型如图所示:
(1)当反应温度为2.4K时,反应最终产物中,若使最终反应产物中,则温度T应该_______ (填“大于”或“小于”)-270.6℃。
(2)工业上对于电厂烟气中的氨氧化物进行脱硝处理时,通常采用以下反应原理:;,当温度为373℃,压强为情况下,在1L密闭的容器中,通入1mol、1molNO、0.625mol达到平衡后测定NO转化率为75%,体系中,此时容器中压强_______ ,此时转化率为_______ 。
(3)101kPa条件下,不同温度,在密闭容器中发生反应 随着投料比不同,NO转化率变化图象如图所示,NO转化率降低的原因可能是_______ 。
(4)科学家想利用甲烷和氨氧化物设计一款电池,既能提高能源利用率,又能摆脱氮氧化物的污染,反应原理: ,酸性介质下,该电池正极的电极反应式为_______ 。
① 快反应
② 慢反应
③ 慢反应
进一步研究发现,在温度低于300℃,氮氧化物的含量介于某一浓度区间时,对于基元反应②、③而言,反应速率,模型如图所示:
(1)当反应温度为2.4K时,反应最终产物中,若使最终反应产物中,则温度T应该
(2)工业上对于电厂烟气中的氨氧化物进行脱硝处理时,通常采用以下反应原理:;,当温度为373℃,压强为情况下,在1L密闭的容器中,通入1mol、1molNO、0.625mol达到平衡后测定NO转化率为75%,体系中,此时容器中压强
(3)101kPa条件下,不同温度,在密闭容器中发生反应 随着投料比不同,NO转化率变化图象如图所示,NO转化率降低的原因可能是
(4)科学家想利用甲烷和氨氧化物设计一款电池,既能提高能源利用率,又能摆脱氮氧化物的污染,反应原理: ,酸性介质下,该电池正极的电极反应式为
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