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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:119 题号:19915671
NOx是污染大气的主要成分之一,它主要来源于汽车尾气的排放和化石燃料的燃烧。为解决其污染问题,科学研究进行了各种脱硝实践。
(1)氨气脱硝反应,实现二者的无害化处理,已知下列反应:



H=_______
(2)去除NO的反应历程如图1所示,此反应中的氧化剂为_______(填化学式),含铁元素的中间产物有_______种。
   
若选用不同的铁的氧化物为催化剂可实现较低温度下的转化,根据图2选择的适宜条件为_______
(3)利用电化学原理脱硝可同时获得电能,其工作原理如图所示。则负极发生的电极反应式为_______,当外电路中有2 mol电子通过时,理论上通过质子膜的微粒的物质的量为_______
   

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
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【推荐1】以氢气、一氧化碳为主要组分的合成气是一种重要的化工原料,可以合成二甲醚、甲醇等许多重要的化工产品。回答下列问题:
(1)已知反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(l) H1=-2.8kJ·mol-1
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) H2=-122.5kJ·mol-1
1mol液态水全部蒸发为气态水吸收44.0kJ的能量,则以气态CO和气态H2为原料制备气态CH3OCH3和水蒸气的热化学方程式是___
(2)在一温度恒定的密闭容器中通入一定量的CO和H2,在催化剂作用下转化为CH3OCH3(g),当CO与H2的投料比为____时,混合气体CH3OCH3的体积分数最大;为了提高CH3OCH3的平衡产率,不改变温度,可以采取的措施有____(答出一条即可)。
(3)改用不同的催化剂可以利用合成气制备甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OCH3(g) H<0,v=kx(CO)·x2(H2),v=kx(CH3OCH3),k、k分别为正逆反应速率常数,x为物质的量分数。
①该反应在某条件下达到平衡后,降低温度,k___(填“增大”或“减小,下同),k___,且k的变化程度___(填“大于”“小于”“等于”)k变化的程度。
②在实验室模拟工业合成甲醇的反应,在一恒压密闭容器内充入1mol CO、2mol H2和1mol He(代替合成气中的杂质,不参与反应),测得压强为pMPa,加入合适催化剂后在恒温条件下开始反应,测得容器的体积变化如表:
反应时间/min0102030405060
容器体积/L43.53.23.02.92.82.8
则氢气的平衡转化率为___,该温度下的平衡常数Kp____(MPa)-2(Kp为以分压表示的平衡常数,请用含p的式子表示)。
(4)利用二氧化碳和甲烷经催化重整,可以制得合成气:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g),按一定体积比加入甲烷和二氧化碳,在恒容条件下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图所示。则下列叙述正确的是___
A.该反应H>0
B.此反应的优选温度为1000℃
C.在恒压条件下进行该反应,产率将更高
D.催化剂的使用可以降低反应的活化能,从而使平衡产率提高
2022-03-05更新 | 193次组卷
解答题-工业流程题 | 适中 (0.65)
【推荐2】聚合硫酸铁(PFS) 是一种高效的无机高分子絮凝剂。某工厂利用经浮选的硫铁矿烧渣 (有效成分为Fe2O3和Fe3O4) 制备PFS,其工艺流程如下图所示。

(1)“还原焙烧”过程中,CO还原Fe3O4生成FeO的热化学方程式为___________________________
已知:Fe3O4(s)+C(s)=3FeO(s)+CO(g)   ΔH1= 191.9kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)        ΔH2=-393.5kJ·mol-1
C(s)+CO2(g) =2CO(g)     ΔH3= 172.5kJ·mol-1
(2)CO是“还原焙烧" 过程的主要还原剂。下图中,曲线表示4个化学反应a、b、c、d达到平衡时气相组成和温度的关系,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域。a属于_________(填“吸热反应”或“放热反应”);570℃时,d反应的平衡常数K=_________________

(3)工业上,“还原培烧”的温度一般控制在800℃左右,温度不宜过高的理由是____________________
(4)若“酸浸”时间过长,浸出液中Fe2+含量反而降低,主要原因是___________________________
(5)已知:25℃时,Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10-17, Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39,若浸出液中c(Fe2+) =10-1.8mol·L-1,为避免“催化氧化”过程中产生Fe(OH)3,应调节浸出液的pH≤_____________
(6)FeSO4溶液在空气中会缓慢氧化生成难溶的Fe(OH)SO4,该反应的离子方程式为_________________________。“催化氧化”过程用NaNO2作催化剂(NO起实质上的催化作用)时,温度与Fe2+转化率的关系如右图所示(反应时间相同),Fe2+转化率随温度的升高先上升后下降的原因是_______________________________
2018-04-03更新 | 180次组卷
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【推荐3】是燃煤烟气中的主要污染物之一,可通过如下多种方法治理。
(1)用生物质热解气(主要成分CO、)将在高温下还原成单质硫。其中涉及到的主要反应有:
反应1:   
反应2:   
反应3:   
①反应1的平衡常数表达式为_______
②CO和反应生成S(g)和的热化学方程式为_______
(2)烟气中可以用“亚硫酸铵吸收法”处理。
①吸收时发生反应的化学方程式为_______
②测得25℃时溶液pH与各组份物质的量分数的变化关系如图所示。b点时溶液,则_______

(3)电解法脱硫:用溶液吸收气体,所得混合液用图所示的装置进行电解,可实现吸收剂的循环利用。

①图中a由极要连接电源的填_______(“正”或“负”)极。
②电解装置中使用阴离子交换膜而不使用阳离子交换膜的原因是_______
2023-01-16更新 | 345次组卷
共计 平均难度:一般