I.环氧乙烷()常用于医学消毒,工业上常用乙烯氧化法生产,其反应原理为:。
(1)该反应在___________ (填“高温”或“低温”)条件下自发进行。试说明理由___________ 。
(2)化工生产设计时,常用串联多个反应器的工艺方法进行合成,并在两个相同的反应器中间加产物吸收装置和热交换降温装置,设计这种工艺的目的是___________ 。
(3)在恒容密闭容器中,利用乙烯氧化法制备环氧乙烷(不考虑副反应),下列情况能说明该反应一定达到化学平衡状态的是___________。
II.反应过程中常伴随副反应,在恒容密闭容器中充入乙烯和含的净化空气,在(耐热)催化下发生上述两个反应,反应相同时间后测得乙烯的转化率及的分压随温度变化如图所示:
(4)比较点和___________ (填“>”“<”或“=”)。
(5)若时测得环氧乙烷的选择性为(某产物的选择性,计算该温度下主反应的平衡常数(用物质分压表示)___________ 。(用含的式子表示)
III.有研究人员对该制备过程的催化剂(其他条件相同)催化机理进行研究,发现通过对的吸附完成催化作用,形成的两种中间体相对能量如图所示,研究还发现若原料气(混有等杂质)不净化,两个中间体和产物环氧乙烷都几乎检测不到。
(6)根据以上研究结果下列推测合理的是___________ 。
A.由图可知中间体更容易形成
B.杂质气体能与催化剂反应而使催化剂失去活性
C.催化剂并未参与反应
IV.工业上也可以通过电化学方法获得环氧乙烷,原理如图所示:
(7)电极是该电解池的___________ 极。
(8)该电池阴极电极反应式为___________ 。
(1)该反应在
(2)化工生产设计时,常用串联多个反应器的工艺方法进行合成,并在两个相同的反应器中间加产物吸收装置和热交换降温装置,设计这种工艺的目的是
(3)在恒容密闭容器中,利用乙烯氧化法制备环氧乙烷(不考虑副反应),下列情况能说明该反应一定达到化学平衡状态的是___________。
A.混合气体的密度保持不变 | B.混合气体的平均摩尔质量保持不变 |
C.乙烯和氧气的物质的量比为 | D.每消耗同时消耗环氧乙烷 |
II.反应过程中常伴随副反应,在恒容密闭容器中充入乙烯和含的净化空气,在(耐热)催化下发生上述两个反应,反应相同时间后测得乙烯的转化率及的分压随温度变化如图所示:
(4)比较点和
(5)若时测得环氧乙烷的选择性为(某产物的选择性,计算该温度下主反应的平衡常数(用物质分压表示)
III.有研究人员对该制备过程的催化剂(其他条件相同)催化机理进行研究,发现通过对的吸附完成催化作用,形成的两种中间体相对能量如图所示,研究还发现若原料气(混有等杂质)不净化,两个中间体和产物环氧乙烷都几乎检测不到。
(6)根据以上研究结果下列推测合理的是
A.由图可知中间体更容易形成
B.杂质气体能与催化剂反应而使催化剂失去活性
C.催化剂并未参与反应
IV.工业上也可以通过电化学方法获得环氧乙烷,原理如图所示:
(7)电极是该电解池的
(8)该电池阴极电极反应式为
更新时间:2024-02-21 11:50:38
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【推荐1】氨气是一种重要的化工原料。
(1)已知 298K、101kPa 下,合成氨反应的能量变化图如图所示(ad 表示被催化剂吸附)。
①利于提高合成氨平衡产率的条件有_______ 。
A.低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
②合成氨反应“决速步”的热化学方程式为_______ ;
③已知 N2 (g)、H2(g)和 NH3(g)的比热容分别为 29.1、28.9和35.6J·K-1·mol-1。则压强一定时,升温会导致合成氨的ΔH_______ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)以氨、丙烯、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:
主反应:C3H6(g)+NH3(g) +O2(g)⇌C3H3N(g)+3H2O(g)ΔH =-515 kJ/mol
副反应:C3H6(g)+O2(g)C3H4O(g)+H2O(g)ΔH =-353kJ/mol
已知:丙烯腈的产率=,丙烯腈的选择性=
①一定条件下,丙烯腈的产率与温度的关系如图所示,则460℃之前产率随温度升高而增大的原因是_______ 。
②一定条件下,平衡时丙烯腈的选择性与温度、压强的关系如图所示,则p1、p2、p3 由大到小的顺序为_______ ,原因是_______ 。
③某温度下,向压强恒为100 kPa的密闭容器中通入1mol C3H6、1.1mol NH3 和 7.5mol 空气(假设只有氮气和氧气,O2、N2的体积比为1:4),发生上述反应。平衡时测得 C3H6 的转化率为 90%,H2O(g)的物质的量为2.5mol。则平衡时C3H3N的分压为_______ kPa,此温度下副反应的 Kp=_______ 。
(1)已知 298K、101kPa 下,合成氨反应的能量变化图如图所示(ad 表示被催化剂吸附)。
①利于提高合成氨平衡产率的条件有
A.低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
②合成氨反应“决速步”的热化学方程式为
③已知 N2 (g)、H2(g)和 NH3(g)的比热容分别为 29.1、28.9和35.6J·K-1·mol-1。则压强一定时,升温会导致合成氨的ΔH
(2)以氨、丙烯、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:
主反应:C3H6(g)+NH3(g) +O2(g)⇌C3H3N(g)+3H2O(g)ΔH =-515 kJ/mol
副反应:C3H6(g)+O2(g)C3H4O(g)+H2O(g)ΔH =-353kJ/mol
已知:丙烯腈的产率=,丙烯腈的选择性=
①一定条件下,丙烯腈的产率与温度的关系如图所示,则460℃之前产率随温度升高而增大的原因是
②一定条件下,平衡时丙烯腈的选择性与温度、压强的关系如图所示,则p1、p2、p3 由大到小的顺序为
③某温度下,向压强恒为100 kPa的密闭容器中通入1mol C3H6、1.1mol NH3 和 7.5mol 空气(假设只有氮气和氧气,O2、N2的体积比为1:4),发生上述反应。平衡时测得 C3H6 的转化率为 90%,H2O(g)的物质的量为2.5mol。则平衡时C3H3N的分压为
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【推荐2】是重要的基本有机原料。
Ⅰ.利用反应A可将转化为。
反应A:
(1)已知:破坏1mol化学键所需要的能量如下表所示。
_______ 。
(2)一定条件下将与直接混合实现反应A,往往产生等副产物。我国科研工作者利用实现的选择性氯化,使转化为,并进一步水解得到,流程示意如下。
①反应i的化学方程式是_______ 。
②由溶液结晶得到晶体,在HCl的气流中加热晶体,能得到无水,实现物质的循环利用。结合平衡移动原理解释HCl的作用:_______ 。
Ⅱ.以为原料合成甲醇可以减少的排放,实现碳的循环利用。
一定条件下使、混合气体通过反应器,检测反应器出口气体的成分及其含量,计算的转化率和的选择性以评价催化剂的性能。
已知:i.反应器内发生的反应有:
a.
b.
ii.选择性
iii.其他条件相同时,反应温度对的转化率和的选择性的影响如下图所示;
(3)由图1可知实验中反应均未达到化学平衡状态的依据是_______ 。
(4)温度高于260℃时,平衡转化率变化的原因是_______ 。
(5)温度相同时,选择性的实验值略高于其平衡值(见图2),从化学反应速率的角度解释原因:_______ 。
Ⅰ.利用反应A可将转化为。
反应A:
(1)已知:破坏1mol化学键所需要的能量如下表所示。
化学键 | C-H | O-H | C-O | |
能量/kJ | a | b | c | d |
(2)一定条件下将与直接混合实现反应A,往往产生等副产物。我国科研工作者利用实现的选择性氯化,使转化为,并进一步水解得到,流程示意如下。
①反应i的化学方程式是
②由溶液结晶得到晶体,在HCl的气流中加热晶体,能得到无水,实现物质的循环利用。结合平衡移动原理解释HCl的作用:
Ⅱ.以为原料合成甲醇可以减少的排放,实现碳的循环利用。
一定条件下使、混合气体通过反应器,检测反应器出口气体的成分及其含量,计算的转化率和的选择性以评价催化剂的性能。
已知:i.反应器内发生的反应有:
a.
b.
ii.选择性
iii.其他条件相同时,反应温度对的转化率和的选择性的影响如下图所示;
(3)由图1可知实验中反应均未达到化学平衡状态的依据是
(4)温度高于260℃时,平衡转化率变化的原因是
(5)温度相同时,选择性的实验值略高于其平衡值(见图2),从化学反应速率的角度解释原因:
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【推荐3】氮及其化合物的研究对于生态环境保护和工农业生产发展非常重要。
Ⅰ. 对合成氨的研究
(1)已知: ,该反应的活化能,则合成氨反应:的活化能_______ 。
(2)在一定条件下,向某反应容器中投入、在不同温度下反应,平衡体系中氨的质量分数随压强变化曲线如图1所示。
①温度、、中,由低到高为_______ ,点的转化率为_______ 。
②1939年捷姆金和佩热夫推出氨合成反应在接近平衡时净速率方程式为:,,分别为正反应和逆反应的速率常数;、、代表各组分的分压(分压=总压×物质的量分数);a为常数,工业上以铁触媒为催化剂时,。温度为时,_______ (保留一位小数)。
Ⅱ. 对相关脱硝反应的研究
(3)将等物质的量的和分别充入盛有催化剂①和②的体积相同的刚性容器,进行反应 ,经过相同时间测得的转化率如图2所示。图中c点_______ (填“一定”或“不一定”)是平衡状态,请说明理由_______ 。
(4)氮的氧化物脱除可用电化学原理处理,如图3装置可同时吸收和NO。已知:是一种弱酸。该装置中阴极的电极反应式为_______ ,应选择_______ (填“阳”或“阴”)离子交换膜。
Ⅰ. 对合成氨的研究
(1)已知: ,该反应的活化能,则合成氨反应:的活化能
(2)在一定条件下,向某反应容器中投入、在不同温度下反应,平衡体系中氨的质量分数随压强变化曲线如图1所示。
①温度、、中,由低到高为
②1939年捷姆金和佩热夫推出氨合成反应在接近平衡时净速率方程式为:,,分别为正反应和逆反应的速率常数;、、代表各组分的分压(分压=总压×物质的量分数);a为常数,工业上以铁触媒为催化剂时,。温度为时,
Ⅱ. 对相关脱硝反应的研究
(3)将等物质的量的和分别充入盛有催化剂①和②的体积相同的刚性容器,进行反应 ,经过相同时间测得的转化率如图2所示。图中c点
(4)氮的氧化物脱除可用电化学原理处理,如图3装置可同时吸收和NO。已知:是一种弱酸。该装置中阴极的电极反应式为
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【推荐1】目前工业上将转化为甲醇有多种途径。
途径一:先通过重整生成合成气(CO、)再转化为甲醇,涉及的反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)转化为的热化学方程式为___________ 。
(2)恒温恒容中发生反应Ⅰ和Ⅱ,表明反应达到平衡状态的是___________。
(3)在密闭容器中通入和,发生反应Ⅰ和Ⅱ,在2MPa下进行反应,平衡时或的物质的量分数()随温度()变化如图1所示:
①图1中,a表示物质___________ ,变小的原因是___________ 。
②500K时,反应分钟达到平衡,测得。反应Ⅱ的平衡常数______ 。
途径二:利用催化剂吸附氧气形成氧自由基,进而引发甲烷氧化为甲醇。
(4)恒温恒压下甲烷和空气总流量为,改变甲烷流量()对甲烷转化率()的影响如图2所示(空气中氧气物质的量分数按20%计算)。
①甲烷流量为时,进气中甲烷和氧气的体积比___________ 。
②甲烷流量为时,转化率明显降低的原因可能是___________ 。
途径一:先通过重整生成合成气(CO、)再转化为甲醇,涉及的反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)转化为的热化学方程式为
(2)恒温恒容中发生反应Ⅰ和Ⅱ,表明反应达到平衡状态的是___________。
A. | B. |
C.混合气体平均摩尔质量不再改变 | D.气体总压不再发生改变 |
①图1中,a表示物质
②500K时,反应分钟达到平衡,测得。反应Ⅱ的平衡常数
途径二:利用催化剂吸附氧气形成氧自由基,进而引发甲烷氧化为甲醇。
(4)恒温恒压下甲烷和空气总流量为,改变甲烷流量()对甲烷转化率()的影响如图2所示(空气中氧气物质的量分数按20%计算)。
①甲烷流量为时,进气中甲烷和氧气的体积比
②甲烷流量为时,转化率明显降低的原因可能是
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【推荐2】Ⅰ.砷(As)是第四周期VA族元素,可以形成As2O3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有着广泛的用途。回答下列问题:
(1)画出砷的原子结构示意图______________ 。
(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式________________________________ 。
(3)298K时,将20mL3×mol·L-1Na3AsO3、20mL3×mol·L-1I2和20ml NaOH溶液混合,发生反应:。溶液中与反应时间(t)的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是________ (填标号)。
a.溶液的pH不再变化
b.v(I-)=2v()
C./不再变化
d.c(I-)=2ymol·L-1
②tm时,V正________ V逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
③tm时V逆________ tm时V逆(填“大于”“小于”或“等于”),理由是____________________________ 。
Ⅱ.碳是重要的短周期元素,可以形成CO、CO2、CH3OH(甲醇)等化合物。
(4)以CO或CO2与H2为原料,在一定条件下均可合成甲醇,你认为用哪种合成设计线路更符合“绿色化学”理念:(用化学反应方程式表示)________ 。
(5)如图所示是用于合成甲醇产品中甲醇含量的检测仪。
写出该仪器工作时的总反应式及正极反应式:
总反应式__________________________
正极反应式__________________________
(1)画出砷的原子结构示意图
(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式
(3)298K时,将20mL3×mol·L-1Na3AsO3、20mL3×mol·L-1I2和20ml NaOH溶液混合,发生反应:。溶液中与反应时间(t)的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是
a.溶液的pH不再变化
b.v(I-)=2v()
C./不再变化
d.c(I-)=2ymol·L-1
②tm时,V正
③tm时V逆
Ⅱ.碳是重要的短周期元素,可以形成CO、CO2、CH3OH(甲醇)等化合物。
(4)以CO或CO2与H2为原料,在一定条件下均可合成甲醇,你认为用哪种合成设计线路更符合“绿色化学”理念:(用化学反应方程式表示)
(5)如图所示是用于合成甲醇产品中甲醇含量的检测仪。
写出该仪器工作时的总反应式及正极反应式:
总反应式
正极反应式
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【推荐3】氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物对我们的生产、生活有重要的影响。请回答下列问题:
I.利用化学原理对氮氧化物进行处理。
(1)还原法消除氮氧化物,已知:,的燃烧热,在催化剂存在下,还原生成液态水和氮气的热化学方程式为___________ 。
(2)汽车中的三元催化器能使尾气中的NO和CO发生反应转化为无污染的气体,主要反应的化学方程式为。下图为相同时间内不同温度下汽车尾气中NO的转化率的变化情况。该反应最佳的催化剂与温度为___________ 、___________ 。
Ⅱ.某些硝酸盐分解,也会产生氮氧化物,已知如下反应:
a.
b.
(3)温度时,在2L的恒容密闭容器中投入0.05mol并完全分解,5分钟时反应达到平衡,测得混合气体的总物质的量为0.06mol:
①下列情况能说明体系达到平衡状态的是___________ (填字母)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再改变 B.的质量不再改变
C.混合气体的密度不再改变 D.的浓度不再改变
②若达到平衡时,混合气体的总压强,反应开始到5min内的平均反应速率为___________ 。在该温度下的平衡常数___________ (结果保留3位有效数字)。[提示:用平衡时各组分分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数,组分的分压平衡时总压该组分的体积分数]。
③实验测得,,、为速率常数且只受温度影响。则化学平衡常数K与速率常数、的数学关系是___________ 。若将容器的温度改变为时,其,则___________ (填“>”、“<”或“=”)。
I.利用化学原理对氮氧化物进行处理。
(1)还原法消除氮氧化物,已知:,的燃烧热,在催化剂存在下,还原生成液态水和氮气的热化学方程式为
(2)汽车中的三元催化器能使尾气中的NO和CO发生反应转化为无污染的气体,主要反应的化学方程式为。下图为相同时间内不同温度下汽车尾气中NO的转化率的变化情况。该反应最佳的催化剂与温度为
Ⅱ.某些硝酸盐分解,也会产生氮氧化物,已知如下反应:
a.
b.
(3)温度时,在2L的恒容密闭容器中投入0.05mol并完全分解,5分钟时反应达到平衡,测得混合气体的总物质的量为0.06mol:
①下列情况能说明体系达到平衡状态的是
A.混合气体的平均相对分子质量不再改变 B.的质量不再改变
C.混合气体的密度不再改变 D.的浓度不再改变
②若达到平衡时,混合气体的总压强,反应开始到5min内的平均反应速率为
③实验测得,,、为速率常数且只受温度影响。则化学平衡常数K与速率常数、的数学关系是
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【推荐1】当前,二氧化碳排放量逐年增加,CO2的利用和转化成为研究热点。
I.二氧化碳加氢合成二甲醚反应包括三个相互关联的反应过程:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.01kJ/mol
反应II:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-24.52kJ/mol
反应III:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41.17kJ/mol
(1)2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=__ kJ/mol。
(2)在压强3.0MPa,=4,不同温度下CO2的平衡转化率和产物的选择性如图1所示(选择性是指生成某物质消耗的CO2占CO2消耗总量的百分比):
①当温度超过290℃,CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是___ 。除了改变温度外,能提高二甲醚选择性的措施为__ (只要求写一种)。
②根据图1中数据计算300℃时,CH3OCH3的平衡产率为___ 。
II.在席夫碱(含“一RC=N一"的有机物)修饰的金纳米催化剂上,CO2直接催化加氢成甲酸的反应历程,如图2所示,其中吸附在佛化剂表面上的物种用※标注。
(3)决速步反应为___ (填“吸热反应"或“放热反应")。
(4)席夫碱的作用是吸附和活化CO2,当CO2浓度超过某数化后,继续增大CO2的浓度,反应速率基本保持不变的原因是___ 。
III.我国科学家研制成功一种以Al箔为负极、含Al3+的离子液体为电解质、Pd包覆纳米多孔金为正极的Al—CO2充电电池,其总反应式为4Al+9CO22Al2(CO3)3+3C。
(5)电池放电时,正极反应式为___ 。
(6)不用水溶液做电解质的主要原因是___ 。
I.二氧化碳加氢合成二甲醚反应包括三个相互关联的反应过程:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.01kJ/mol
反应II:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-24.52kJ/mol
反应III:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41.17kJ/mol
(1)2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=
(2)在压强3.0MPa,=4,不同温度下CO2的平衡转化率和产物的选择性如图1所示(选择性是指生成某物质消耗的CO2占CO2消耗总量的百分比):
①当温度超过290℃,CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是
②根据图1中数据计算300℃时,CH3OCH3的平衡产率为
II.在席夫碱(含“一RC=N一"的有机物)修饰的金纳米催化剂上,CO2直接催化加氢成甲酸的反应历程,如图2所示,其中吸附在佛化剂表面上的物种用※标注。
(3)决速步反应为
(4)席夫碱的作用是吸附和活化CO2,当CO2浓度超过某数化后,继续增大CO2的浓度,反应速率基本保持不变的原因是
III.我国科学家研制成功一种以Al箔为负极、含Al3+的离子液体为电解质、Pd包覆纳米多孔金为正极的Al—CO2充电电池,其总反应式为4Al+9CO22Al2(CO3)3+3C。
(5)电池放电时,正极反应式为
(6)不用水溶液做电解质的主要原因是
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【推荐2】二氧化碳加氢合成甲醇是人工合成淀粉的首要步骤之一,同时也是实现碳中和的重要途径。该过程总反应为: 。在特定催化剂条件下,其反应机理为:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答以下问题:
(1)_______
(2)压下,按进行合成甲醇的实验,该过程在无分子筛和有分子筛时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示(分子筛能选择性分离出)。
①根据图中信息,压强不变,采用有分子筛膜时的最佳反应温度为_______ ℃。
②有分子筛膜时甲醇产率高的原因是_______ 。
③某温度下,反应前后体系中某些物质的物质的量如表中数据,则达到平衡时水蒸气的体积分数为_______ ;若该体系的总压强为,则反应Ⅱ的平衡常数_______ (以平衡分压代替平衡浓度进行计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)如果在不同压强下,和的起始物质的量比仍为1∶3,测定的平衡转化率随温度升高的变化关系,如图所示。
。
①压强_______ (填“>”或“<”)。
②图中温度时,两条曲线几乎交于一点,试分析原因:_______ 。
(4)光电催化转化制备的装置如图,写出右侧的电极反应式_______ 。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答以下问题:
(1)
(2)压下,按进行合成甲醇的实验,该过程在无分子筛和有分子筛时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示(分子筛能选择性分离出)。
①根据图中信息,压强不变,采用有分子筛膜时的最佳反应温度为
②有分子筛膜时甲醇产率高的原因是
③某温度下,反应前后体系中某些物质的物质的量如表中数据,则达到平衡时水蒸气的体积分数为
反应前 | 1mol | 3mol | 0mol |
平衡时 |
。
①压强
②图中温度时,两条曲线几乎交于一点,试分析原因:
(4)光电催化转化制备的装置如图,写出右侧的电极反应式
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【推荐3】近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题:
(1)Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl) ∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:
可知反应平衡常数K(300℃)____________ K(400℃)(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0,根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据计算K(400℃)=____________ (列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是____________ 。
(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=83 kJ·mol-1,CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1,CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1,则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=_________ kJ·mol-1。
(3)在一定温度的条件下,进一步提高HCl的转化率的方法是______________ 。(写出2种)
(1)Deacon发明的直接氧化法为:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中,进料浓度比c(HCl) ∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系:
可知反应平衡常数K(300℃)
(2)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=83 kJ·mol-1,CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1,CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1,则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=
(3)在一定温度的条件下,进一步提高HCl的转化率的方法是
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解题方法
【推荐1】金属镓被称为“电子工业脊梁”,GaN凭借其出色的功率性能、频率性能以及散热性能,应用于技术中以及充电行业。让高功率、更快速充电由渴望变为现实。一种以粉煤灰(主要含有等杂质)为原料,制备高纯三甲基镓的工艺流程如下:
已知:①镓性质与铝相似,金属活动性介于锌和铁之间;②常温下,相关元素可溶性组分物质的量浓度与的关系如下图所示。当溶液中可溶组分浓度时,可认为已除尽。
(1)“焙烧”过程中,将转化为______ (填化学式)。
(2)“碱浸”操作时,为加快浸取速率可采取的方法是______ (任写一种即可)。“滤渣1”主要成分为______ 。
(3)与过量发生反应的离子方程式为______ 。
(4)常温下,反应的平衡常数的值为______ 。
(5)“电解”可得金属,写出阴极电极反应式______ 。
(6)工业上以机化合物与作为原料,在高温下反应生成,该反应的化学方程式为______ 。
已知:①镓性质与铝相似,金属活动性介于锌和铁之间;②常温下,相关元素可溶性组分物质的量浓度与的关系如下图所示。当溶液中可溶组分浓度时,可认为已除尽。
(1)“焙烧”过程中,将转化为
(2)“碱浸”操作时,为加快浸取速率可采取的方法是
(3)与过量发生反应的离子方程式为
(4)常温下,反应的平衡常数的值为
(5)“电解”可得金属,写出阴极电极反应式
(6)工业上以机化合物与作为原料,在高温下反应生成,该反应的化学方程式为
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
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解题方法
【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:
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
(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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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
【推荐3】回答下列问题:
(1)随着钴酸锂电池的普及使用,从废旧的钴酸锂电池中提取锂、钴等金属材料意义重大。下图是废旧钴酸锂电池材料(主要成分为LiCoO2,含少量铁、铝、铜等元素的化合物)回收工艺流程:①“拆解”前需进行“放电”处理,通常用食盐水浸泡,浸泡放电过程中NaCl参与反应的化学方程式为_______ 。
②滤液1中加入Na2SO3的主要目的是_______ ,加入NaClO3的主要目的是_______ 。
③“沉钴”过程中,(NH4)2C2O4的加入量(图甲)、沉淀反应的温度(图乙)与钴的沉淀率关系如图所示:据图分析,沉钴时应控制n()∶n(Co2+)为1.15的原因是_______ ,温度高于50℃,钴的沉淀率降低的原因是_______ 。
(2)亚氯酸钠(NaClO2)具有强氧化性,受热易分解,可作漂白剂、食品消毒剂等。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下:_______ 。
②采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”,原因是_______ 。
③“反应2”中使用H2O2而不用其他物质的原因是_______ 。
(1)随着钴酸锂电池的普及使用,从废旧的钴酸锂电池中提取锂、钴等金属材料意义重大。下图是废旧钴酸锂电池材料(主要成分为LiCoO2,含少量铁、铝、铜等元素的化合物)回收工艺流程:①“拆解”前需进行“放电”处理,通常用食盐水浸泡,浸泡放电过程中NaCl参与反应的化学方程式为
②滤液1中加入Na2SO3的主要目的是
③“沉钴”过程中,(NH4)2C2O4的加入量(图甲)、沉淀反应的温度(图乙)与钴的沉淀率关系如图所示:据图分析,沉钴时应控制n()∶n(Co2+)为1.15的原因是
(2)亚氯酸钠(NaClO2)具有强氧化性,受热易分解,可作漂白剂、食品消毒剂等。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下:
①写出反应1的离子方程式:
②采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”,原因是
③“反应2”中使用H2O2而不用其他物质的原因是
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