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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:699 题号:16608290
甲烷化技术是煤制天然气最核心、最关键的技术。
甲烷化主要反应:Ⅰ、
主要积炭反应:Ⅱ、
Ⅲ、
回答下列问题:
(1)计算副反应___________;若反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数分别为a、b、c,则副反应的平衡常数___________(用含a、b、c的代数式表示)。
(2)将的混合气体充入某密闭容器中,在T和x下反应Ⅰ达到平衡时(假设其他反应不发生),的分压与的分压相等,此时的平衡转化率为___________,压强平衡常数___________(是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(3)控制起始时,测得平衡时在不同压强下的平衡转化率和积炭率分别如图1、图2所示:

①图1中压强由大到小的顺序为___________
②图2中,在相同的较高温度下,压强越小,积炭率越高的主要原因是___________
③图2中,在较高温度下,同一压强时,积炭率先增大后减小,其中减小的可能原因是___________

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【推荐1】为了应对气候变化,我国提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”等目标。是两种主要的温室气体,以为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向,回答下列问题:
(1)工业上催化重整是目前大规模制取合成气(CO和的混合气)的重要方法,其原理为:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应生成的热化学方程式为_______
(2)将加入恒温恒压的密闭容器中(温度298K,压强100kPa),发生反应Ⅰ,不考虑反应Ⅱ的发生,该反应中,正反应速率,p为分压(分压=总压×物质的量分数),若该条件下,当分解20%时,_______
(3)将在一定条件下反应可制得合成气,在1L恒容密闭容器中通入,使其物质的量浓度均为,一定条件下发生反应:,测得的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示:
   
①压强由小到大的关系为_______
②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),如果,计算X点的平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,结果精确到0.01)。
③下列能说明该反应已达平衡状态的是_______(填字母)。
a.单位时间内有4molC-H键断裂,同时有4molH-H键生成
b.混合气体的平均相对分子质量不随时间变化
c.混合气体的密度不随时间变化
d.体系中保持不变
(4)科学家研究出如图所示装置,可以将温室气体转化为燃料气体CO。该装置工作时,移动的方向为_______(填“a→b”或“b→a”),b电极的电极反应式为_______
   
2023-07-15更新 | 377次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
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【推荐2】磷石膏是湿法生产磷酸排出的工业废渣,主要成分是CaSO4·2H2O。
⑴CaSO4·2H2O脱水反应相关的热化学方程式为:
CaSO4·2H2O(s)=CaSO4·1/2H2O(s)+3/2H2O(g)     ΔH1=83.2 kJ·mol-1
CaSO4·2H2O(s)=CaSO4(s)+2H2O(l)       ΔH2=26 kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l)       ΔH3=-44 kJ·mol-1
则反应CaSO4·1/2H2O(s)=CaSO4(s)+1/2H2O(g)的ΔH4____kJ·mol-1

⑵用合适的还原剂可以将CaSO4还原,所得SO2可用于工业生产硫酸。
①以CO作还原剂,改变反应温度可得到不同的产物。不同温度下反应后所得固体成分的物质的量如右图1所示。在低于800℃时主要还原产物为______;高于800℃时主要发生的反应的化学方程式为______
②以高硫煤为还原剂焙烧2.5 小时,不同条件对硫酸钙转化率的影响如下图2所示。CaCl2的作用是______;当温度高于1200 ℃时,无论有无CaCl2,CaSO4的转化率趋于相同,其原因是______

③以C作还原剂,向密闭容器中加入相同质量的几组不同C/S值(炭粉与CaSO4的物质的量之比)的混合物在1100℃加热,结果如上图3所示。当C/S值为0.5时,反应产物为CaO、SO2和CO2;当C/S值大于0.7时,反应所得气体中SO2的体积分数不升反降,其主要原因可能是______
⑶利用反应CaSO4(s)+(NH4)2CO3(aq)CaCO3(s)+(NH4)2SO4(aq)可以将磷石膏转化为硫酸铵。若反应达到平衡后溶液中c(SO42-)=2.0 mol·L-1,此时溶液中c(CO32-)=__________。[已知:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9Ksp(CaSO4)=3.2×10-7]
2017-04-14更新 | 296次组卷
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【推荐3】NOx、SO2是形成雾霾的主要物质,硫酸盐是雾霾中可吸入颗粒物的主要成分之一。请回答下列问题:
(1)测定某硫酸厂产生的烟气中的SO2,可用标准浓度的碘水来测定。测定时使用的指示剂为_______;发生反应的离子方程式为__________________________;实验后发现测定结果偏低,实验操作完全正确的情况下,其原因可能是____________________
(2)常温下,用NaOH溶液吸收SO2,吸收过程中,pH随n(SO32):n(HSO3)变化关系如下表:
n(SO32):n(HSO3)91:91:19:91
pH8.27.26.2
吸收过程的最开始阶段,水的电离平衡__________(填“向左”“向右”“不”)移动;请根据表格数据计算亚硫酸的Ka2=_____________________
(3)当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生。再生示意图如下:
   
①HSO3在阳极放电的电极反应式是___________________________
②当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理:__________________
(4)在实验室模拟工业上用NaClO2同时脱硝、脱硫,该过程如下:调节NaClO2吸收液的pH为5,向其中通入含SO2和NO(体积比1:1)的模拟烟气。测得脱硝、脱硫反应后溶液中的阴离子为NO3、SO42和Cl,其中c(SO42)=0.88 mol/L,c(Cl)=0.95 mol/L,已知脱硫效率为89.8%,请计算脱硝效率为__________。(结果保留3位有效数字)
2019-05-05更新 | 35次组卷
共计 平均难度:一般