羰基硫(COS)作为一种粮食熏蒸剂广泛应用于农药工业。利用工厂废气中的H2S和CO反应可以合成COS,回答下列问题:
(1)已知:①CO的燃烧热为283kJ•mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1=-484kJ•mol-1
③COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) ΔH2=-18kJ•mol-1
④CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g) ΔH3
则ΔH3=_______ kJ•mol-1。
(2)以FeOOH作催化剂,由H2S和CO合成COS的反应分两步进行。下列示意图能正确体现上述反应能量变化的是_______ (填“甲”或“乙”)。
关于该反应的下列叙述正确的是_______ (填标号)。
A.步骤①是慢反应,活化能较大 B.总反应的速率由步骤②决定
C.反应进程中S2属于中间产物 D.更换催化剂可改变E和ΔH
(3)在240℃,将等物质的量H2S和CO充入恒压(100kPa)的密闭容器中发生反应:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)。已知正反应速率v正=k正×p(CO)×p(H2S),v逆=k逆×p(COS)×p(H2),其中p为分压,该温度下k正=5.0×10-4kPa-1•s-1,反应达平衡时v逆=kPa-1•s-1测得,则H2S的转化率为______ ,COS的体积分数为______ 。在240℃下,要同时提高CO和H2S的转化率,可采取的措施是______ 。
(4)在两个密闭容器中都加入CO、H2S、COS、H2四种气体,起始时气体体积分数φ(CO)=φ(H2S),φ(COS)=p(H2),分别在300℃和320℃时反应,容器中H2S(g)和COS(g)的体积分数(φ)随时间(t)的变化关系如图所示。
320℃时,φ(COS)随时间变化关系的曲线是______ ,判断的理由是_______ 。
(1)已知:①CO的燃烧热为283kJ•mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1=-484kJ•mol-1
③COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) ΔH2=-18kJ•mol-1
④CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g) ΔH3
则ΔH3=
(2)以FeOOH作催化剂,由H2S和CO合成COS的反应分两步进行。下列示意图能正确体现上述反应能量变化的是
关于该反应的下列叙述正确的是
A.步骤①是慢反应,活化能较大 B.总反应的速率由步骤②决定
C.反应进程中S2属于中间产物 D.更换催化剂可改变E和ΔH
(3)在240℃,将等物质的量H2S和CO充入恒压(100kPa)的密闭容器中发生反应:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)。已知正反应速率v正=k正×p(CO)×p(H2S),v逆=k逆×p(COS)×p(H2),其中p为分压,该温度下k正=5.0×10-4kPa-1•s-1,反应达平衡时v逆=kPa-1•s-1测得,则H2S的转化率为
(4)在两个密闭容器中都加入CO、H2S、COS、H2四种气体,起始时气体体积分数φ(CO)=φ(H2S),φ(COS)=p(H2),分别在300℃和320℃时反应,容器中H2S(g)和COS(g)的体积分数(φ)随时间(t)的变化关系如图所示。
320℃时,φ(COS)随时间变化关系的曲线是
更新时间:2024-03-20 10:39:08
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【推荐1】工业上常利用CO2为初始反应物,合成一系列重要的化工原料。
(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s) △H1
反应Ⅱ:NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+72.49kJ/mol
总反应:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3=-86.98kJ/mol 请回答下列问题:
①根据8电子稳定构型,写出 CO(NH2)2的结构式_________________ 。
②反应Ⅰ的△H1=______________ 。
③在____ (填“高温”或“低温”)情况下有利于反应Ⅱ的自发进行。
④一定温度下,在体积固定的密闭容器中按 n(NH3):n(CO2)=2:1 进行反应Ⅰ,下列能说明反应Ⅰ达到了平衡状态的是_______ (填序号)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化
B.容器内气体总压强不再变化
C.NH3与CO2的转化率相等
D.容器内混合气体的密度不再变化
(2)将CO2和H2按质量比25:3充入一定体积的密闭容器中,在不同温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如下图。
①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K(Ⅰ)_____ K(Ⅱ)(填“ >”“<”或“=”)。
②欲提高CH3OH的平衡产率,可采取的措施除改变温度外,还有__________________ (任写两种)。
③一定温度下,在容积均为2L的两个恒容密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
若甲容器平衡后气体的压强为开始的 5/6,则该温度下,反应的平衡常数为__________ ,要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,乙容器中 c 的取值范围为_______ 。
(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s) △H1
反应Ⅱ:NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+72.49kJ/mol
总反应:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3=-86.98kJ/mol 请回答下列问题:
①根据8电子稳定构型,写出 CO(NH2)2的结构式
②反应Ⅰ的△H1=
③在
④一定温度下,在体积固定的密闭容器中按 n(NH3):n(CO2)=2:1 进行反应Ⅰ,下列能说明反应Ⅰ达到了平衡状态的是
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化
B.容器内气体总压强不再变化
C.NH3与CO2的转化率相等
D.容器内混合气体的密度不再变化
(2)将CO2和H2按质量比25:3充入一定体积的密闭容器中,在不同温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如下图。
①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K(Ⅰ)
②欲提高CH3OH的平衡产率,可采取的措施除改变温度外,还有
③一定温度下,在容积均为2L的两个恒容密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
容器 | 甲 | 乙 |
反应物起始投入量 | 1molCO2、3molH2 | a molCO2、bmolH2、cmolCH3OH(g) |
c mol H2O(g) (a、b、c 均不为零) | ||
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【推荐2】最近有媒体报道,北极圈有大量甲烷释放出来,由此带来的灾难可能不可估量。但甲烷的合理利用可以给人类带来福利,因为甲烷是重要的燃料和工业原料。回答下列问题:
(1)北极圈冰盖下的甲烷是以“可燃冰”,即甲烷水合物(CH4·nH2O)形式存在,常温常压下,“可燃冰”能发生分解反应,化学方程式为__________ 。
(2)利用甲烷的还原性,可以对大气中的氮氧化物进行处理。已知一定条件下:
①
②
则__________ ,该反应_______ (填“能”或“不能”)自发进行。
(3)利用CH4可制备合成气,反应为。一定条件下,在某密闭容器中通入2 mol CH4(g)、2 mol H2O(g),达到平衡时,测得混合气体中CH4的体积分数与温度、压强(其中p1=0.1 MPa)的关系如图1所示:
①a_____ (填“>”或“<”)0,p2_______ (填“>”或“<”)p1。
②压强为p1,温度为T1 ℃条件下,5 min时反应达到平衡状态,则0~5 min内的平均反应速率(H2)=________ mol/min,用分压表示的平衡常数Kp=______ (MPa)2。
③时间t1时,改变某种条件,反应过程中CO浓度的变化曲线如图2所示,则t1时改变的条件可能是__________ 。
④若该反应在T1 ℃、容积固定的密闭容器中进行,则下列能判断该反应达到平衡状态的是______ 。
A 容器中CH4的浓度和CO的浓度相等
B 断裂2 mol H—O键的同时断裂3 mol H—H键
C 正(H2O)=3逆(H2)
D 混合气体的平均分子质量不再改变
(1)北极圈冰盖下的甲烷是以“可燃冰”,即甲烷水合物(CH4·nH2O)形式存在,常温常压下,“可燃冰”能发生分解反应,化学方程式为
(2)利用甲烷的还原性,可以对大气中的氮氧化物进行处理。已知一定条件下:
①
②
则
(3)利用CH4可制备合成气,反应为。一定条件下,在某密闭容器中通入2 mol CH4(g)、2 mol H2O(g),达到平衡时,测得混合气体中CH4的体积分数与温度、压强(其中p1=0.1 MPa)的关系如图1所示:
①a
②压强为p1,温度为T1 ℃条件下,5 min时反应达到平衡状态,则0~5 min内的平均反应速率(H2)=
③时间t1时,改变某种条件,反应过程中CO浓度的变化曲线如图2所示,则t1时改变的条件可能是
④若该反应在T1 ℃、容积固定的密闭容器中进行,则下列能判断该反应达到平衡状态的是
A 容器中CH4的浓度和CO的浓度相等
B 断裂2 mol H—O键的同时断裂3 mol H—H键
C 正(H2O)=3逆(H2)
D 混合气体的平均分子质量不再改变
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【推荐3】2019年国际非政府组织“全球计划”12月4日发布报告:研究显示,全球二氧化碳排放量增速趋缓。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。
(1)CO2催化加氢制甲醇的有关反应及其在不同温度下的化学平衡常数如下表所示。
则△H___________ 0(填“>”“<”或“=”)。
(2)在200℃时,向5L带气压计的恒容密闭容器中通入2molCO2和2molCH4发生反应CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g),测得初始压强为p0kPa,反应过程中容器内总压强(p)随时间(t)变化(反应达到平衡时的温度与起始温度相同)如图所示。
①该反应过程中从0min到2min压强变化原因是___________ 。
②0~4min内,反应的平均反应速率v(CO2)=___________ 。
③用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=___________ 。[气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体体积分数]
(3)科学家提出利用CO2与CH4制备“合成气”(CO、H2)可能的反应历程如图所示。
注:NA表示阿伏加德罗常数的值。C(ads)为吸附性活性炭,方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量[如第一个方框中1个CH4(g)+1个CO2(g)的相对总能量为E1eV]。其中,TS表示过渡态。
①CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g) △H___________ kJ·mol-1(已知:leV=1.6×10-22kJ)。
②若E4+E1<E3+E2,则决定制备“合成气”反应速率的反应方程式为___________ 。
(1)CO2催化加氢制甲醇的有关反应及其在不同温度下的化学平衡常数如下表所示。
化学反应 | 平衡常数 | ||
500 | 700 | 800 | |
Ⅰ. | 1.0 | 1.70 | 2.52 |
Ⅱ. | 2.5 | 0.34 | 0.15 |
Ⅲ. |
则△H
(2)在200℃时,向5L带气压计的恒容密闭容器中通入2molCO2和2molCH4发生反应CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g),测得初始压强为p0kPa,反应过程中容器内总压强(p)随时间(t)变化(反应达到平衡时的温度与起始温度相同)如图所示。
①该反应过程中从0min到2min压强变化原因是
②0~4min内,反应的平均反应速率v(CO2)=
③用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=
(3)科学家提出利用CO2与CH4制备“合成气”(CO、H2)可能的反应历程如图所示。
注:NA表示阿伏加德罗常数的值。C(ads)为吸附性活性炭,方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量[如第一个方框中1个CH4(g)+1个CO2(g)的相对总能量为E1eV]。其中,TS表示过渡态。
①CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g) △H
②若E4+E1<E3+E2,则决定制备“合成气”反应速率的反应方程式为
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【推荐1】半水煤气(含有、、、,以及少量的、和)经提纯后可获得工业合成氨所需的和混合气。过程如下:已知:①。
②与反应的方程式为:。
③。请回答:
(1)半水煤气通过___________ 溶液(填化学式)可证明有气体。
(2)在“催化转化炉”的后半段补充通入作“冷激气”,原因是___________ 。
(3)已知:高压下极易溶于水;用醋酸亚铜氨溶液(易被氧化)溶液可吸收,碱性焦没食子酸溶液(易受酸性气体影响)可吸收。“精制过程”需除去混合气体中的、、和,请排序___________ : ____________________________________________。
(4)通过测定“催化转化炉”进出口气体中体积分数以确定转化率。取标况下进口或出口气体,经历的实验过程以及反应前后每个装置的质量变化()如下:①I、II的目的是___________
②体积分数为___________ (用含及的式子表示,忽略空气影响)。
(5)下列说法正确的是___________
②与反应的方程式为:。
③。请回答:
(1)半水煤气通过
(2)在“催化转化炉”的后半段补充通入作“冷激气”,原因是
(3)已知:高压下极易溶于水;用醋酸亚铜氨溶液(易被氧化)溶液可吸收,碱性焦没食子酸溶液(易受酸性气体影响)可吸收。“精制过程”需除去混合气体中的、、和,请排序
(a) | (b) | (c) | (d) |
(4)通过测定“催化转化炉”进出口气体中体积分数以确定转化率。取标况下进口或出口气体,经历的实验过程以及反应前后每个装置的质量变化()如下:①I、II的目的是
②体积分数为
(5)下列说法正确的是___________
A.“煤气发生炉”应先通后通 |
B.采用饱和溶液吸收会造成管道堵塞 |
C.吸收塔内放置空心瓷环可提高的吸收率 |
D.半水煤气中的会导致催化剂失效 |
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【推荐2】高纯碳酸锰广泛应用于电子工业,是制造高性能磁性材料的主要原料。新工艺采用工业冶铜后的废气SO2进行湿法浸取软锰矿(主要含MnO2,同时含有少量SiO2、Fe2O3、Al2O3)来制备。(已知亚硫酸酸性强于碳酸)
①将过量的SO2气体通入软锰矿浆中进行“浸锰”操作,并控制温度加热反应;
②向浸锰结束后的滤液中加入MnO2、同时通入空气,再用Na2CO3溶液调节pH为3.7后
过滤分离;
③调节滤液pH为6.5~7.2 ,然后加入NH4HCO3 ,有浅红色的沉淀生成,过滤洗涤干燥后就可以得到高纯碳酸锰。
工业流程图如下:
已知生成氢氧化物的pH如下表:
请根据题中有关信息回答问题:
(1)“浸锰”后所得混合液中主要存在的金属阳离子有____________________ 。
(2)由图可知,副反应MnSO4+ SO2MnS2O6的△H_______ 0(填>、<或=),为减少MnS2O6的生成,“浸锰”的适宜温度是__________________________________ 。
(3)步骤②中加入MnO2和通入空气的作用___________________________________ 。
(4)③中控制温度为60~70℃,温度不宜太高的原因是_________________________ 。
(5)与传统的电解法制MnCO3工艺相比较,新工艺的优点是____________ (写两点)。
①将过量的SO2气体通入软锰矿浆中进行“浸锰”操作,并控制温度加热反应;
②向浸锰结束后的滤液中加入MnO2、同时通入空气,再用Na2CO3溶液调节pH为3.7后
过滤分离;
③调节滤液pH为6.5~7.2 ,然后加入NH4HCO3 ,有浅红色的沉淀生成,过滤洗涤干燥后就可以得到高纯碳酸锰。
工业流程图如下:
已知生成氢氧化物的pH如下表:
物质 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Mn(OH)2 |
开始沉淀pH | 2.7 | 7.6 | 8.3 |
完全沉淀pH | 3.7 | 9.6 | 9.8 |
请根据题中有关信息回答问题:
(1)“浸锰”后所得混合液中主要存在的金属阳离子有
(2)由图可知,副反应MnSO4+ SO2MnS2O6的△H
(3)步骤②中加入MnO2和通入空气的作用
(4)③中控制温度为60~70℃,温度不宜太高的原因是
(5)与传统的电解法制MnCO3工艺相比较,新工艺的优点是
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【推荐3】研究含氮元素物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。
(1)发射“神舟十三”号的火箭推进剂为液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2),N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g),并放出大量热。
已知:①C2H8N2(l)+4O2(g)=2CO2(g)+N2(g)+4H2O(l) ΔH1
②2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) ΔH2
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3
请写出上述反应的热化学方程式:___________ 。
(2)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步:I2(g)→2I(g) (快反应)
第二步:I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g) (慢反应)
第三步:IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g) (快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5 (k为速率常数)。
下列表述正确的是___________。
(3)为避免汽车尾气中的氮氧化合物对大气的污染,需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) ΔH=–746.8kJ·mol-1。实验测得:v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数___________ (填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍数。
②若在2L的密闭容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,达平衡时总压为起始时的0.9倍,则k正/k逆=___________ 。(保留小数点后两位)
(4)实验室用NaOH溶液处理NOx,已知Ksp(AgNO2)=2×10-8,某吸收液中溶质只含NaNO2,溶液中c()=1.0×10-4mol·L-1,取该溶液5mL,加1滴0.1mol·L-1的AgNO3溶液混合均匀(20滴约为1mL),估算___________ (填“能”或“不能”)产生AgNO2沉淀。当完全沉淀时,c(Ag+)=___________
(5)一种以液态肼(N2H4)为燃料,氧气为氧化剂,某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700~900℃时,O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动,反应生成物均为无毒无害的物质。请写出负极电极反应式:___________ 。
(1)发射“神舟十三”号的火箭推进剂为液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2),N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g),并放出大量热。
已知:①C2H8N2(l)+4O2(g)=2CO2(g)+N2(g)+4H2O(l) ΔH1
②2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) ΔH2
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3
请写出上述反应的热化学方程式:
(2)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步:I2(g)→2I(g) (快反应)
第二步:I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g) (慢反应)
第三步:IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g) (快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5 (k为速率常数)。
下列表述正确的是___________。
A.N2O分解反应中,k值与碘蒸气浓度大小有关 |
B.第二步对总反应速率起决定作用 |
C.第二步活化能比第三步大 |
D.IO为反应的催化剂 |
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数
②若在2L的密闭容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,达平衡时总压为起始时的0.9倍,则k正/k逆=
(4)实验室用NaOH溶液处理NOx,已知Ksp(AgNO2)=2×10-8,某吸收液中溶质只含NaNO2,溶液中c()=1.0×10-4mol·L-1,取该溶液5mL,加1滴0.1mol·L-1的AgNO3溶液混合均匀(20滴约为1mL),估算
(5)一种以液态肼(N2H4)为燃料,氧气为氧化剂,某固体氧化物为电解质的新型燃料电池。该固体氧化物电解质的工作温度高达700~900℃时,O2-可在该固体氧化物电解质中自由移动,反应生成物均为无毒无害的物质。请写出负极电极反应式:
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【推荐1】研究SO2尾气的处理及回收利用具有重要意义。
I.SO2尾气的处理
一种煤炭脱硫技术是把硫元素以CaSO4的形式固定下来可以减少SO2的排放,但产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,从而降低脱硫效率。相关的热化学方程式如下:
①CaSO4(s)+CO(g)CaO(s) +SO2(g)+CO2(g) △H1= +210.5kJ•mol-1
②CaSO4(s)+CO(g)CaS(s)+CO2(g) △H2=-47.3 kJ•mol-1
(1)反应CaO(s)+ 3CO(g) +SO2(g)CaS(s)+3CO2(g) △H3___________ kJ•mol-1,平衡时增大压强,此反应将___________ (填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动。
(2)反应①②的平衡常数的对数lgK随温度的变化曲线如图,其中曲线I代表反应___________ (填“①”或“②”),从减少SO2排放的角度来考虑,本体系适宜的反应条件是___________
A.低温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.高温低压
(3)另一种方法是用氨水将SO2转化为(NH4)2SO3,再氧化为 (NH4)2SO4.,用空气氧化(NH4)2SO3的速率随温度的变化如图所示,当温度超过60°C时,(NH4)2SO3氧化速率下降的原因可能是___________ 。(NH4)2SO4溶液中离子浓度的大小关系为___________ 。
II.SO2的回收利用
(4)SO2与Cl2反应可制得磺酰氯(SO2Cl2),反应为SO2(g) +Cl2(g)SO2Cl2(g)。按投料比1:1把SO2与Cl2充入一恒压密闭容器中发生上述反应,SO2的转化率与温度T的关系如图所示:
①该反应的平衡常数K(100°C)___________ K(300°C) (填“大于”、“小于”或“等于”);在500°C下,若反应进行至N点,此时v正___________ v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②若反应一直保持在p压强条件下进行,则M点的分压平衡常数Kp=___________ (用含p的表达式表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×体积分数)。
I.SO2尾气的处理
一种煤炭脱硫技术是把硫元素以CaSO4的形式固定下来可以减少SO2的排放,但产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,从而降低脱硫效率。相关的热化学方程式如下:
①CaSO4(s)+CO(g)CaO(s) +SO2(g)+CO2(g) △H1= +210.5kJ•mol-1
②CaSO4(s)+CO(g)CaS(s)+CO2(g) △H2=-47.3 kJ•mol-1
(1)反应CaO(s)+ 3CO(g) +SO2(g)CaS(s)+3CO2(g) △H3
(2)反应①②的平衡常数的对数lgK随温度的变化曲线如图,其中曲线I代表反应
A.低温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.高温低压
(3)另一种方法是用氨水将SO2转化为(NH4)2SO3,再氧化为 (NH4)2SO4.,用空气氧化(NH4)2SO3的速率随温度的变化如图所示,当温度超过60°C时,(NH4)2SO3氧化速率下降的原因可能是
II.SO2的回收利用
(4)SO2与Cl2反应可制得磺酰氯(SO2Cl2),反应为SO2(g) +Cl2(g)SO2Cl2(g)。按投料比1:1把SO2与Cl2充入一恒压密闭容器中发生上述反应,SO2的转化率与温度T的关系如图所示:
①该反应的平衡常数K(100°C)
②若反应一直保持在p压强条件下进行,则M点的分压平衡常数Kp=
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【推荐2】丙烯是重要的有机化工原料,丙烷脱氢是工业生产丙烯的重要途径,其化学方程式为。回答下列相关问题:
(1)已知:Ⅰ.
Ⅱ.
则丙烷脱氢制丙烯反应的△H=_______ kJ∙mol-1。
(2)一定温度下,向1L的密闭容器中充入1molC3H8发生脱氢反应,经过10min达到平衡状态,测得平衡时气体压强是开始的1.5倍。
①0~10min丙烯的化学反应速率v(C3H6)=_______ mol·L-1·min-1。
②下列情况能说明该反应达到平衡状态的是_______ (填字母标号)。
A.△H不变 B.C3H6与H2的物质的量之比保持不变
C.混合气体的总压强不变 D.
③欲提高丙烷转化率,采取的措施是_______ (填字母标号)。
A.降低温度 B.升高温度 C.加催化剂 D.及时分离出H2
④在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氢反应,若n(氩气)/n(丙烷)起始比例增大,则丙烷的平衡转化率_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)一定温度下,向恒容密闭容器中充入1molC3H8,开始压强为pkPa,C3H8的气体体积分数与反应时间的关系如图所示:
①此温度下该反应的平衡常数Kp=_______ (用含字母p的代数式表示,Kp是用反应体系中气体物质的分压表示的平衡常数,各物质的平衡分压=总压×各物质的体积分数)。
②已知该反应过程中,,,其中、为速率常数,只与温度有关,则图中m点处=_______ (保留一位小数)。
(1)已知:Ⅰ.
Ⅱ.
则丙烷脱氢制丙烯反应的△H=
(2)一定温度下,向1L的密闭容器中充入1molC3H8发生脱氢反应,经过10min达到平衡状态,测得平衡时气体压强是开始的1.5倍。
①0~10min丙烯的化学反应速率v(C3H6)=
②下列情况能说明该反应达到平衡状态的是
A.△H不变 B.C3H6与H2的物质的量之比保持不变
C.混合气体的总压强不变 D.
③欲提高丙烷转化率,采取的措施是
A.降低温度 B.升高温度 C.加催化剂 D.及时分离出H2
④在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氢反应,若n(氩气)/n(丙烷)起始比例增大,则丙烷的平衡转化率
(3)一定温度下,向恒容密闭容器中充入1molC3H8,开始压强为pkPa,C3H8的气体体积分数与反应时间的关系如图所示:
①此温度下该反应的平衡常数Kp=
②已知该反应过程中,,,其中、为速率常数,只与温度有关,则图中m点处=
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【推荐3】二甲醚又称甲醚,简称DME,熔点-141.5℃,沸点-24.9℃,与石油液化气(LPG) 相似,被誉为“21世纪的清洁燃料”。制备原理如下:
I.由天然气催化制备二甲醚:
①2CH4(g)+O2(g)CH3OCH3(g) +H2O(g) △H1=- 283.6 kJ/mol
II.由合成气制备二甲醚:
②CO(g) +2H2(g)⇌CH3OH(g) △H2=- 90.7 kJ/mol
③2CH3OH (g)⇌CH3OCH3(g) +H2O(g) △H3
回答下列问题:
(1) 反应③中的相关的化学键键能数据如表:
△H3=_______ kJ/mol。
(2) 制备原理I中,在恒温、恒容的密闭容器中合成,将气体按n(CH4): n(O2) =2: 1混合,能正确反映反应①中CH4的体积分数随温度变化的曲线是_______ 。下列能表明反应①达到化学平衡状态的是________ 。
a.混合气体的密度不变
b.反应容器中二甲醚的百分含量不变
c.反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比
d.混合气体的压强不变
(3) 有人模拟制备原理II,在500K时的2L 的密闭容器中充入2mol CO和6mol H2,8min达到平衡,平衡时CO 的转化率为80%,c(CH3OCH3)=0.3mol/L,用H2表示反应②的速率是______ ;可逆反应③的平衡常数K=_______ 。若在500K 时,测得容器中n(CH3OH)=n(CH3OCH3),此时反应③v ( 正)______ v (逆),说明原因________________ 。
I.由天然气催化制备二甲醚:
①2CH4(g)+O2(g)CH3OCH3(g) +H2O(g) △H1=- 283.6 kJ/mol
II.由合成气制备二甲醚:
②CO(g) +2H2(g)⇌CH3OH(g) △H2=- 90.7 kJ/mol
③2CH3OH (g)⇌CH3OCH3(g) +H2O(g) △H3
回答下列问题:
(1) 反应③中的相关的化学键键能数据如表:
化学键 | H—H | C—O | H—O(水) | H—O(醇) | C—H |
E/(kJ/mol ) | 436 | 343 | 465 | 453 | 413 |
(2) 制备原理I中,在恒温、恒容的密闭容器中合成,将气体按n(CH4): n(O2) =2: 1混合,能正确反映反应①中CH4的体积分数随温度变化的曲线是
a.混合气体的密度不变
b.反应容器中二甲醚的百分含量不变
c.反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比
d.混合气体的压强不变
(3) 有人模拟制备原理II,在500K时的2L 的密闭容器中充入2mol CO和6mol H2,8min达到平衡,平衡时CO 的转化率为80%,c(CH3OCH3)=0.3mol/L,用H2表示反应②的速率是
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【推荐1】航天员呼吸产生的CO2用下列反应处理,可实现空间站中O2的循环利用。 反应:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) 水电解反应: 2H2O(l)2H2(g)+O2(g)
Ⅰ.将原料气按n(CO2):n(H2)=1:4置于密闭容器中发生 反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。
(1)该反应的平衡常数 随温度升高而______ (填“增大”或“减小”)。
(2)温度过高或过低均不利于该反应的进行,原因是_______
(3)200℃达到平衡时体系的总压强为 ,该反应平衡常数 的计算式为______ 。(不必化简。用平衡分压代替平衡浓度计算,分压 总压×物质的量分数)
(4) 反应在空间站运行时,下列措施能提高CO2转化效率的是______ (填标号)。
A.适当减压
B.增大催化剂的比表面积
C.反应器前段加热,后段冷却
D.合理控制反应器中气体的流速
Ⅱ.一种新的循环利用方案是用 反应CO2(g)+2H2(g)=C(s)+2H2O(g) 代替 反应。
(5)已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为 、, 反应的______ 。(生成焓指一定条件下由对应单质生成 化合物时的反应热)
(6)一定条件下 反应必须在高温下才能启动,原因是______
(7)新方案的优点是______ 。
Ⅰ.将原料气按n(CO2):n(H2)=1:4置于密闭容器中发生 反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。
(1)该反应的平衡常数 随温度升高而
(2)温度过高或过低均不利于该反应的进行,原因是
(3)200℃达到平衡时体系的总压强为 ,该反应平衡常数 的计算式为
(4) 反应在空间站运行时,下列措施能提高CO2转化效率的是
A.适当减压
B.增大催化剂的比表面积
C.反应器前段加热,后段冷却
D.合理控制反应器中气体的流速
Ⅱ.一种新的循环利用方案是用 反应CO2(g)+2H2(g)=C(s)+2H2O(g) 代替 反应。
(5)已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为 、, 反应的
(6)一定条件下 反应必须在高温下才能启动,原因是
(7)新方案的优点是
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【推荐2】碳、氮、硫是中学化学重要的非金属元素,在工农业生产中有广泛的应用。
与镍反应会造成含镍催化剂的中毒。为防止镍催化剂中毒,工业上常用将CO氧化,二氧化硫转化为单质硫。
已知:
则______ ;
时,在2L密闭容器中发生可逆反应: ,的物质的量浓度随时间变化如图所示。达平衡时,的浓度为的2倍,回答下列问题。
时,该反应的平衡常数为精确到小数点后两位______ 。
在温度为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图所示。
下列说法正确的是______
、C两点的反应速率:
、C两点气体的颜色:A深,C浅
由状态B到状态A,可以用加热的方法
若反应在398K进行,某时刻测得,,则此时______ 填“”、“”或“”
在分析试剂、电子工业中用途广泛。现向100mL 溶液中滴加溶液,得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。试分析图中a、b、c、d、e五个点,
水的电离程度最大的是______ ;
其溶液中的数值最接近的电离常数K数值的是______ 。
与镍反应会造成含镍催化剂的中毒。为防止镍催化剂中毒,工业上常用将CO氧化,二氧化硫转化为单质硫。
已知:
则
时,在2L密闭容器中发生可逆反应: ,的物质的量浓度随时间变化如图所示。达平衡时,的浓度为的2倍,回答下列问题。
时,该反应的平衡常数为精确到小数点后两位
在温度为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图所示。
下列说法正确的是
、C两点的反应速率:
、C两点气体的颜色:A深,C浅
由状态B到状态A,可以用加热的方法
若反应在398K进行,某时刻测得,,则此时
在分析试剂、电子工业中用途广泛。现向100mL 溶液中滴加溶液,得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。试分析图中a、b、c、d、e五个点,
水的电离程度最大的是
其溶液中的数值最接近的电离常数K数值的是
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【推荐3】氮及其化合物在人们的日常生活、生产工业中和环保事中属于“明星物质”,目前最成功的应用就是“人工固氮”,在某特殊催化剂和光照条件下,N2与水反应可生成NH3 。
(1)已知:
①4NH3(g) + 3O2 (g) 2N2 (g) + 6H2O(g) ΔH1 =-1260 kJ/mol;
②H2O(l)= H2O(g) ΔH2=+44.0 kJ/mol。
则 2N2(g) + 6H2O(1)4NH3(g)+ 3O2(g) ΔH3 =___________ kJ / mol
(2)N2(g) + 3H2 (g)2NH3 (g) ΔH=-92.4 kJ/mol。将1. 00 mol N2和3. 00 mol H2充入容积为3 L的恒容密闭容器中,发生上述反应。
①图甲是测得X、Y的浓度随时间变化的曲线,反应达到平衡时的平均反应速率v(H2)=___________ 。
②在不同温度和压强下,平衡体系中NH3的体积分数与温度、压强关系如图乙,则压强P2___________ P1 (填“大于”“小于”或“不确定”,下同),B、D两点的平衡常数K(D)___________ K(B),B点N2的转化率=___________ (保留4位有效数字)。
(3)在恒容密闭容器中充入NH3和NO2,在一定温度下发生反应:8NH3(g) + 6NO2(g) 7N2(g) + 12H2O(g)。下列表明该反应能达到平衡状态的是___________ (填字母)
a. 混合气体压强保持不变 b. 混合气体密度保持不变
c. NO2和NH3的消耗速率之比为3 : 4 d. 混合气体颜色不变
(4)“绿水青山就是金山银山”,利用原电池原理(6NO2 + 8NH3 =7N2 + 12H2O),可以处理氮的氧化物和NH3尾气,装置原理图如图丙,正极反应式为___________ ,当有标准状况下44.8 L NO2被处理时,转移电子的物质的量为___________ mol。
(1)已知:
①4NH3(g) + 3O2 (g) 2N2 (g) + 6H2O(g) ΔH1 =-1260 kJ/mol;
②H2O(l)= H2O(g) ΔH2=+44.0 kJ/mol。
则 2N2(g) + 6H2O(1)4NH3(g)+ 3O2(g) ΔH3 =
(2)N2(g) + 3H2 (g)2NH3 (g) ΔH=-92.4 kJ/mol。将1. 00 mol N2和3. 00 mol H2充入容积为3 L的恒容密闭容器中,发生上述反应。
①图甲是测得X、Y的浓度随时间变化的曲线,反应达到平衡时的平均反应速率v(H2)=
②在不同温度和压强下,平衡体系中NH3的体积分数与温度、压强关系如图乙,则压强P2
(3)在恒容密闭容器中充入NH3和NO2,在一定温度下发生反应:8NH3(g) + 6NO2(g) 7N2(g) + 12H2O(g)。下列表明该反应能达到平衡状态的是
a. 混合气体压强保持不变 b. 混合气体密度保持不变
c. NO2和NH3的消耗速率之比为3 : 4 d. 混合气体颜色不变
(4)“绿水青山就是金山银山”,利用原电池原理(6NO2 + 8NH3 =7N2 + 12H2O),可以处理氮的氧化物和NH3尾气,装置原理图如图丙,正极反应式为
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