甲醇既可用于基本有机原料,又可作为燃料用于替代矿物燃料。
(1)以下是工业上合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H,下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
由表中数据判断反应为___________ 热反应(填“吸”或“放”);某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为___________ ,此时的温度为___________ (从表中选择)。
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H1kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) △H3kJ/mol
则CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=___________ kJ/mol(用△H1、△H2、△H3表示)
(3)现以甲醇燃料电池,采用电解法来处理酸性含铬废水(主要含有)时,实验室利用如图装置模拟该法:N电极的电极反应式为___________ 。
(4)处理废水时,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去,当c(Cr3+)=1×10-5mol·L-1时,Cr3+沉淀完全,此时溶液的pH=___________ 。(已知,Ksp=6.4×10-31,lg2=0.3)
(1)以下是工业上合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H,下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H1kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) △H3kJ/mol
则CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=
(3)现以甲醇燃料电池,采用电解法来处理酸性含铬废水(主要含有)时,实验室利用如图装置模拟该法:N电极的电极反应式为
(4)处理废水时,最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去,当c(Cr3+)=1×10-5mol·L-1时,Cr3+沉淀完全,此时溶液的pH=
更新时间:2024-04-29 14:23:35
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【推荐1】研究大气中含硫化合物(主要是和)的转化率具有重要意义。
(1)土壤中的微生物可将大气中的经两步反应氧化成,两步反应的能量变化示意图如下:
全部氧化成的热化学方程式为___________ 。
(2)是工业制硫酸的原料气体之一,一定温度下,向容积为的密闭容器中充入一定量的和,发生反应:,过程中测定的部分数据见表:
①反应在内的平均速率为___________ ;
②此温度下该反应的化学平衡常数K=___________ ;
③研究表明,催化氧化的反应速率方程为:。式中:k为反应速率常数,随温度t升高而增大;为平衡转化率,为某时刻转化率,n为常数。在时,将一系列温度下的k、值代入上述速率方程,得到v~t曲线如图所示。
曲线上v最大值所对应温度称为该下反应的最适宜温度。下列说法正确的是___________ 。
A.v达到最大值时,平衡转化率最大
B.温度是影响反应速率的主要因素,温度越高,反应速率越快
C.后,v逐渐下降,原因是升高温度,逐渐降低
D.t<tm时,v逐渐提高,原因是升高温度,k逐渐增大
(3)一般来说,如果一个反应的平衡常数大于,通常认为反应进行得较完全;相反,如果一个反应的平衡常数小于,则认为这个反应很难进行。已知常温下各物质的溶度积及电离平衡常数:
,
计算反应反应的平衡常数___________ 。
(4)工业上常用与碳酸钠溶液的反应制备焦亚硫酸钠(),可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中残留量时,取葡萄酒样品,用的碘标准液滴定至终点,消耗碘标准液。滴定反应的离子方程式为___________ ,该样品中的残留量为___________ (以计,保留三位有效数字)。
(1)土壤中的微生物可将大气中的经两步反应氧化成,两步反应的能量变化示意图如下:
全部氧化成的热化学方程式为
(2)是工业制硫酸的原料气体之一,一定温度下,向容积为的密闭容器中充入一定量的和,发生反应:,过程中测定的部分数据见表:
时间/ | ||
0 | 0.10 | 0.050 |
4 | 0.050 | 0.025 |
5 | 0.040 | |
8 | 0.020 |
①反应在内的平均速率为
②此温度下该反应的化学平衡常数K=
③研究表明,催化氧化的反应速率方程为:。式中:k为反应速率常数,随温度t升高而增大;为平衡转化率,为某时刻转化率,n为常数。在时,将一系列温度下的k、值代入上述速率方程,得到v~t曲线如图所示。
曲线上v最大值所对应温度称为该下反应的最适宜温度。下列说法正确的是
A.v达到最大值时,平衡转化率最大
B.温度是影响反应速率的主要因素,温度越高,反应速率越快
C.后,v逐渐下降,原因是升高温度,逐渐降低
D.t<tm时,v逐渐提高,原因是升高温度,k逐渐增大
(3)一般来说,如果一个反应的平衡常数大于,通常认为反应进行得较完全;相反,如果一个反应的平衡常数小于,则认为这个反应很难进行。已知常温下各物质的溶度积及电离平衡常数:
,
计算反应反应的平衡常数
(4)工业上常用与碳酸钠溶液的反应制备焦亚硫酸钠(),可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中残留量时,取葡萄酒样品,用的碘标准液滴定至终点,消耗碘标准液。滴定反应的离子方程式为
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【推荐2】“一碳化学”是指以含一个碳原子的化合物(如:CO2、CO、CH4、CH3OH等)为初始反应物,合成一系列重要的化工原料和燃料的化学。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=-159.47kJ/mol K1
反应Ⅱ:NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+72.49kJ/mol K2
总反应:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3K3
请回答:
(1)①总反应的△H3=_______ kJ/mol。该热化学方程式的平衡常数K3=______ (用K1、K2表示)。
②反应I一般在_________ (填“高温”或“低温”)情况下有利于该反应的进行。
③一定温度下,在体积为固定的密闭容器中按计量比进行反应I,下列不能说明反应达平衡状态的是_____ 。
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.2V正(NH3)=V逆(CO2) D.容器内混合气体的密度不再变化
④环境为真空时,在一敞开容器(非密闭容器)中加入NH2COONH4固体,足够长时间后,反应是否建立平衡状态?___________ (填“是”或“否”)。
(2)在体积可变的恒压 (p总) 密闭容器中充入1 mol CO2与足量的碳,让其发生反应:C(s)+ CO2(g)2CO(g) △H>0。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示。
①T℃时,在容器中若充入稀有气体,v(正)___ v(逆)(填“>”“<”或“=”);若充入等体积的CO2和CO,平衡________ 移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
②650℃,CO2的转化率为_____________ 。
③已知:气体分压(P分)=气体总压×体积分数。用平衡分压代替平衡浓度表示平衡常数,925℃时,Kp=_____________ (用含P总的代数式表示)。
反应I:2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) △H1=-159.47kJ/mol K1
反应Ⅱ:NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+72.49kJ/mol K2
总反应:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3K3
请回答:
(1)①总反应的△H3=
②反应I一般在
③一定温度下,在体积为固定的密闭容器中按计量比进行反应I,下列不能说明反应达平衡状态的是
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.2V正(NH3)=V逆(CO2) D.容器内混合气体的密度不再变化
④环境为真空时,在一敞开容器(非密闭容器)中加入NH2COONH4固体,足够长时间后,反应是否建立平衡状态?
(2)在体积可变的恒压 (p总) 密闭容器中充入1 mol CO2与足量的碳,让其发生反应:C(s)+ CO2(g)2CO(g) △H>0。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示。
①T℃时,在容器中若充入稀有气体,v(正)
②650℃,CO2的转化率为
③已知:气体分压(P分)=气体总压×体积分数。用平衡分压代替平衡浓度表示平衡常数,925℃时,Kp=
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【推荐3】碳中和的含义是减少含碳温室气体的排放,采用合适的技术固碳,最终达到平衡。
(1)下列措施对实现“碳中和”不具有直接贡献的一项是_______。
(2)二氧化碳加氢制备甲醇可有效缓解温室效应问题。
已知:(I)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1=+42.3kJ/mol
(II)CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g) ΔH2
(III)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=-49.4kJ/mol
①ΔH2=_______ 。
②在260°C、5MPa恒容条件下发生反应(III),原料气体积组成为V(CO2):V(H2):V(N2)=1:3:l,平衡时CO2的转化率为50%,则H2的压强为_______ MPa,反应(III)的平衡常数:Kp=_______ (MPa)-2(计算结果精确至小数点后两位,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)Ni-CeO2催化CO2加H2形成CH4的反应历程如图1所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注),含碳产物中CH4的物质的量百分数(Y)及CO2的转化率随温度的变化如图2所示。
①下列对CO2甲烷化反应体系的说法不合理的有_______ 。
A.存在副反应CO2+H2CO+H2O
B.存在反应CO2+4H2CH4+2H2O
C.含碳副产物的产率均高于CH4
D.温度高于360°C后,升高温度,甲烷产率将继续保持不变
②CO2甲烷化的过程中,保持CO2与H2的体积比为1:5,反应气的总流量控制在36mL·min-1,260°C时测得CO2转化率为40%,则H2反应速率为_______ mL·min-1。
(1)下列措施对实现“碳中和”不具有直接贡献的一项是_______。
A.采取节能低碳生活方式 |
B.推行生活垃圾分类 |
C.植树造林增加绿色植被 |
D.燃煤锅炉改烧天然气 |
已知:(I)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH1=+42.3kJ/mol
(II)CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g) ΔH2
(III)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=-49.4kJ/mol
①ΔH2=
②在260°C、5MPa恒容条件下发生反应(III),原料气体积组成为V(CO2):V(H2):V(N2)=1:3:l,平衡时CO2的转化率为50%,则H2的压强为
(3)Ni-CeO2催化CO2加H2形成CH4的反应历程如图1所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注),含碳产物中CH4的物质的量百分数(Y)及CO2的转化率随温度的变化如图2所示。
①下列对CO2甲烷化反应体系的说法不合理的有
A.存在副反应CO2+H2CO+H2O
B.存在反应CO2+4H2CH4+2H2O
C.含碳副产物的产率均高于CH4
D.温度高于360°C后,升高温度,甲烷产率将继续保持不变
②CO2甲烷化的过程中,保持CO2与H2的体积比为1:5,反应气的总流量控制在36mL·min-1,260°C时测得CO2转化率为40%,则H2反应速率为
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【推荐1】减弱温室效应的方法之一是将回收利用,科学家研究利用回收的制取甲醛,反应的热化学方程式为 。请回答下列问题:
(1)已知:①
②相关化学键的键能数据如表所示:
则 ___________
(2)一定条件下,将的混合气体充入恒温恒容的密闭容器中,发生反应。
①下列说明反应已经达到平衡状态的是___________ (填选项字母)。
a.容器内气体密度保持不变 b.的体积分数保持不变
c.该反应的平衡常数保持不变 d.混合气体的平均相对分子质量不变
②下列措施既能提高的转化率又能加快反应速率的是___________ (填选项字母)
a.升高温度 b.使用高效催化剂 c.缩小容器体积 d.扩大容器体积 e.及时将产物分离出体系
(3)实验室在2L密闭容器中进行模拟上述合成的实验。T℃时,将体积比为1:2的和混合气体充入容器中,每隔一定时间测得容器内气体压强如表所示:
①已知:则反应开始内,用的压强变化表示该反应的平均反应速率为___________ 。
②时,反应的平衡常数的代数式为___________ 不必化简。为用各气体分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
③时,向体积为的恒容密闭容器中充入一定量的和的混合气体,容器内气体压强为,反应达到平衡时,的分压与起始的关系如图所示:
a.当时,反应达到平衡后,若再向容器中加入和,使二者分压均增大,则达到新平衡时,的转化率将___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
b.当时,达到平衡状态后,的分压可能是图象中的点___________ (填“D”“”E“或”F“),原因为___________ 。
(1)已知:①
②相关化学键的键能数据如表所示:
化学键 | |||
键能/ | 498 | 436 | 464 |
(2)一定条件下,将的混合气体充入恒温恒容的密闭容器中,发生反应。
①下列说明反应已经达到平衡状态的是
a.容器内气体密度保持不变 b.的体积分数保持不变
c.该反应的平衡常数保持不变 d.混合气体的平均相对分子质量不变
②下列措施既能提高的转化率又能加快反应速率的是
a.升高温度 b.使用高效催化剂 c.缩小容器体积 d.扩大容器体积 e.及时将产物分离出体系
(3)实验室在2L密闭容器中进行模拟上述合成的实验。T℃时,将体积比为1:2的和混合气体充入容器中,每隔一定时间测得容器内气体压强如表所示:
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
压强/kPa | 1.08 | 0.96 | 0.88 | 0.82 | 0.80 | 0.80 | 0.80 |
②时,反应的平衡常数的代数式为
③时,向体积为的恒容密闭容器中充入一定量的和的混合气体,容器内气体压强为,反应达到平衡时,的分压与起始的关系如图所示:
a.当时,反应达到平衡后,若再向容器中加入和,使二者分压均增大,则达到新平衡时,的转化率将
b.当时,达到平衡状态后,的分压可能是图象中的点
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【推荐2】环戊烯是生产精细化工产品的重要中间体,其制备涉及的反应如下:
解聚反应: 2,△H>0
氢化反应:+H2(g),△H=-100.5 kJ/mol
副反应:(1)+H2(g),△H=-109.4 kJ/mol
回答下列问题:
(1)反应(1)+2H2(g)(1)的△H=___________ kJ/mol。
(2)解聚反应在刚性容器中进行。
①其他条件不变,有利于提高双环戊二烯平衡转化率的条件是________ (填标号)。
A 升高温度 B 降低温度 C 增大压强 D 减小压强
②实际生产中常常以通入水蒸气以降低双环戊二烯的沸点。某温度下,若通入总压为100 kPa的双环戊二烯和水蒸气,测得达到平衡后总压为160 kPa,双环戊二烯的转化率为80%,则p(H2O)=____ kPa,平衡常数Kp=_____ kPa(Kp为以分压表示的平衡常数)。
(3)一定条件下,将环戊二烯溶于有机溶剂中进行氢化反应,反应过程中保持氢气压力不变,测得环戊烯和环戊烷的产率(以环戊二烯为原料计)随时间变化如下图所示。
①将环戊二烯溶于有机溶剂中可减少二聚反应的发生,原因是______ 。
②最佳的反应时间为____ h。活化能较大的是_____ (填“氢化反应”或“副反应")。
(4)已知氢化反应平衡常数为1.6×1012,副反应的平衡常数为2.0×1012,在恒温恒容下,环戊二烯与氢气按物质的量之比为1:1进行反应,则环戊二烯的含量随时间变化趋势是_________ (不考虑环戊二烯的二聚反应)。
解聚反应: 2,△H>0
氢化反应:+H2(g),△H=-100.5 kJ/mol
副反应:(1)+H2(g),△H=-109.4 kJ/mol
回答下列问题:
(1)反应(1)+2H2(g)(1)的△H=
(2)解聚反应在刚性容器中进行。
①其他条件不变,有利于提高双环戊二烯平衡转化率的条件是
A 升高温度 B 降低温度 C 增大压强 D 减小压强
②实际生产中常常以通入水蒸气以降低双环戊二烯的沸点。某温度下,若通入总压为100 kPa的双环戊二烯和水蒸气,测得达到平衡后总压为160 kPa,双环戊二烯的转化率为80%,则p(H2O)=
(3)一定条件下,将环戊二烯溶于有机溶剂中进行氢化反应,反应过程中保持氢气压力不变,测得环戊烯和环戊烷的产率(以环戊二烯为原料计)随时间变化如下图所示。
①将环戊二烯溶于有机溶剂中可减少二聚反应的发生,原因是
②最佳的反应时间为
(4)已知氢化反应平衡常数为1.6×1012,副反应的平衡常数为2.0×1012,在恒温恒容下,环戊二烯与氢气按物质的量之比为1:1进行反应,则环戊二烯的含量随时间变化趋势是
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【推荐3】二甲醚()是一种重要的化工原料,可以通过制备得到。制备方法和涉及反应如下:
方法a:“二步法”制二甲醚
I:
Ⅱ:
方法b:“一步法”制二甲醚
Ⅲ:
两种方法都伴随副反应:
Ⅳ:
请回答:
(1)反应I自发进行的条件是___________ ;___________ 。
(2)在一定温度下,向的恒容密闭容器中通入和和利用方法a制备二甲醚。测得的平衡转化率为30%,为,为,反应I的平衡常数为___________ (用含a、b的式子表示,只需列出计算式)。
(3)恒压条件下,在密闭容器中利用方法b制备二甲醚。按照投料,的平衡转化率和、的选择性随温度变化如图1所示。
(的选择性,的选择性)
①下列说法正确的是___________
A.当反应达到平衡时,
B.曲线①表示二甲醚的选择性
C.温度越低越有利于工业生产二甲醚
D.工业上引入双功能催化剂是为了降低反应Ⅲ的
②在的范围内,的平衡转化率先降低后升高的原因:___________ 。
(4)有学者研究反应Ⅱ机理,利用磷酸硅铝分子筛催化甲醇制二甲醚,其中简化的分子筛模型与反应过渡态结构模型如图所示,下列说法正确的是___________。(已知:磷酸硅铝分子筛中有酸性位点可以将甲醇质子化,题中的分子筛用“”符号表示)
方法a:“二步法”制二甲醚
I:
Ⅱ:
方法b:“一步法”制二甲醚
Ⅲ:
两种方法都伴随副反应:
Ⅳ:
请回答:
(1)反应I自发进行的条件是
(2)在一定温度下,向的恒容密闭容器中通入和和利用方法a制备二甲醚。测得的平衡转化率为30%,为,为,反应I的平衡常数为
(3)恒压条件下,在密闭容器中利用方法b制备二甲醚。按照投料,的平衡转化率和、的选择性随温度变化如图1所示。
(的选择性,的选择性)
①下列说法正确的是
A.当反应达到平衡时,
B.曲线①表示二甲醚的选择性
C.温度越低越有利于工业生产二甲醚
D.工业上引入双功能催化剂是为了降低反应Ⅲ的
②在的范围内,的平衡转化率先降低后升高的原因:
(4)有学者研究反应Ⅱ机理,利用磷酸硅铝分子筛催化甲醇制二甲醚,其中简化的分子筛模型与反应过渡态结构模型如图所示,下列说法正确的是___________。(已知:磷酸硅铝分子筛中有酸性位点可以将甲醇质子化,题中的分子筛用“”符号表示)
A.制得的磷酸硅铝分子筛的孔径越大催化效率越高 |
B.该反应机理:[] |
C.改变分子筛组分比例适当提高其酸性,有利加快反应速率 |
D.温度越高,有利于水蒸气脱离分子筛,反应速率越快 |
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【推荐1】镉可用于制造体积小和电容量大的电池,可利用铜镉渣[主要成分为镉,还含有少量锌、铜、铁、钴()等杂质]来制备,工艺流程如图1。
回答下列问题:
(1)酸浸中,镉的浸出率结果如图2所示。由图2可知,当镉的浸出率为80%时,所采用的实验条件为__ 。
(2)滤渣1是____ (填名称),滤渣3的主要成分是____ (填化学式)和。
(3)除钴过程中,含的浸出液中需要加入、产生合金,该反应的离子方程式为__ ,若设计成原电池,则锌在____ 极发生反应。
(4)除铁时先加入适量的溶液,其目的是____ ;再加入,调节溶液的至____ 。
相关金属离子[]形成氢氧化物沉淀的范围如表。
(5)已知室温下。若采用生石灰处理含镉电解废液,当测得室温下溶液的为10时,溶液中的浓度是____ 。
回答下列问题:
(1)酸浸中,镉的浸出率结果如图2所示。由图2可知,当镉的浸出率为80%时,所采用的实验条件为
(2)滤渣1是
(3)除钴过程中,含的浸出液中需要加入、产生合金,该反应的离子方程式为
(4)除铁时先加入适量的溶液,其目的是
相关金属离子[]形成氢氧化物沉淀的范围如表。
金属离子 | |||
开始沉淀的 | 1.5 | 6.3 | 7.2 |
沉淀完全的 | 2.8 | 8.3 | 9.5 |
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【推荐2】一种以冷热镀管废料锌灰制ZnSO4·7H2O晶体,进而获取ZnO,并探索氢电极增压还原氧化锌电解法制锌的方法,工艺流程如图所示:
已知:①锌灰的主要成分为ZnO、ZnCl2,还含有SiO2、CuO、PbO和FeO。
②Cu++Cl-=CuCl↓
回答下列问题:
(1)滤渣1的主要成分为SiO2和___ 。
(2)酸浸时,硫酸浓度不能过高,原因是___ 。
(3)写出“沉铜”时的离子方程式___ 。
(4)在pH为5.6的条件下氧化后,再加入聚丙烯酰胺絮凝剂并加热搅拌,其目的是___ 。
(5)氢电极增压还原氧化锌的装置如图所示,储罐内ZnO溶解后形成Zn(OH)离子,每溶解1molZnO需消耗___ molKOH。电解池中的总反应离子方程式为:___ 。
(6)该工艺废水中含有Zn2+,排放前需处理。向废水中加入CH3COOH和CH3COONa组成的缓冲溶液调节pH,通入H2S发生反应:Zn2++H2S⇌ZnS(s)+2H+。处理后的废水中部分微粒浓度为:
处理后的废水的pH=___ ,c(Zn2+)=___ 。(已知:Ksp(ZnS)=1.0×10-23,Ka1(H2S)=1.0×10-7,Ka2(H2S)=1.0×10-14,Ka(CH3COOH)=2.0×10-5)
已知:①锌灰的主要成分为ZnO、ZnCl2,还含有SiO2、CuO、PbO和FeO。
②Cu++Cl-=CuCl↓
回答下列问题:
(1)滤渣1的主要成分为SiO2和
(2)酸浸时,硫酸浓度不能过高,原因是
(3)写出“沉铜”时的离子方程式
(4)在pH为5.6的条件下氧化后,再加入聚丙烯酰胺絮凝剂并加热搅拌,其目的是
(5)氢电极增压还原氧化锌的装置如图所示,储罐内ZnO溶解后形成Zn(OH)离子,每溶解1molZnO需消耗
(6)该工艺废水中含有Zn2+,排放前需处理。向废水中加入CH3COOH和CH3COONa组成的缓冲溶液调节pH,通入H2S发生反应:Zn2++H2S⇌ZnS(s)+2H+。处理后的废水中部分微粒浓度为:
微粒 | H2S | CH3COOH | CH3COO- |
浓度/mol·L-1 | 0.10 | 0.05 | 0.10 |
处理后的废水的pH=
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【推荐3】磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。“焙烧”中,TiO2、SiO2几乎不发生反应,MgO、CaO、Fe2O3转化为相应的硫酸盐,Al2O3转化为NH4A1(SO4)2。
该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表
回答下列问题:
(1)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0,在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6,依次析出的金属离子是___________ ,该“ 母液①”中Mg2+浓度为___________ mol·L-1。
(2)“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,TiO2+水解析出TiO2·xH2O沉淀,该反应的离子方程式是___________ ,将溶液稀 释的原因是___________ 。
(3)分离出的Mg(OH)2沉淀可经如下处理得到金属镁:
从MgCl2溶液中获取无水MgCl2通常需要通入HCl气体,HCl气体的作用是___________ ; 如果用惰性电极直接电解MgCl2溶液则得不到金属镁,电解MgCl2溶液的总反应方程式为:___________ 。
(4)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。阳极的电极反应式为___________ 。
(5)CaSO4是锅炉水垢的成分之一,试从沉淀溶解平衡的角度解释盐酸能溶解CaCO3而不能溶解CaSO4的原因___________ 。
该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表
金属离子 | Fe3+ | Al3+ | Mg2+ | Ca2+ |
开始沉淀的pH | 2.2 | 3.7 | 9.5 | 12.4 |
沉淀完全(c=1.0 ×10-5 mol ·L-1)的pH | 3.2 | 4.7 | 11.1 | 13.8 |
(1)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0,在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6,依次析出的金属离子是
(2)“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,TiO2+水解析出TiO2·xH2O沉淀,该反应的离子方程式是
(3)分离出的Mg(OH)2沉淀可经如下处理得到金属镁:
从MgCl2溶液中获取无水MgCl2通常需要通入HCl气体,HCl气体的作用是
(4)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜,电解质溶液一般为H2SO4-H2C2O4混合溶液。阳极的电极反应式为
(5)CaSO4是锅炉水垢的成分之一,试从沉淀溶解平衡的角度解释盐酸能溶解CaCO3而不能溶解CaSO4的原因
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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1】研究氮的固定具有重要意义。
(1)雷雨天气中发生自然固氮后,氮元素转化为硝酸盐而存在于土壤中。处于研究阶段的化学固氮新方法是N2在催化剂表面与水发生如下反应:
2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g) △H K ①
已知:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H1=-92.4kJ·mol-1K1 ②
2H2(g) +O2(g) =2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol-1K2 ③
则△H =________ ;K=___________ (用K1和 K2表示)。
(2)在四个容积为2L的密闭容器中,分别充入1mol N2、3mol H2O,在催化剂条件下进行反应①3h,实验数据见下表:
若第三组反应3h后已达平衡,第三组N2的转化率为___________ ;第四组反应中以NH3表示的反应速率是__________________ ,与前三组相比,NH3生成量最小的原因可能是____________ 。
(3)美国化学家发明一种新型催化剂可以在常温下合成氨,将其附着在电池的正负极上实现氮的电化学固定,其装置示意图如下:
则开始阶段正极反应式为_____________ ;忽略过程中溶液体积变化,当电池中正极区溶液pH = 7时,溶液中NH3·H2O的浓度为___________ ( Kb=2×10-5mol·L-1);当电池中正极区呈红色时,溶液中离子浓度由大到小的顺序为_________________ 。
(1)雷雨天气中发生自然固氮后,氮元素转化为硝酸盐而存在于土壤中。处于研究阶段的化学固氮新方法是N2在催化剂表面与水发生如下反应:
2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g) △H K ①
已知:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H1=-92.4kJ·mol-1K1 ②
2H2(g) +O2(g) =2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol-1K2 ③
则△H =
(2)在四个容积为2L的密闭容器中,分别充入1mol N2、3mol H2O,在催化剂条件下进行反应①3h,实验数据见下表:
序号 | 第一组 | 第二组 | 第三组 | 第四组 |
t/℃ | 30 | 40 | 50 | 80 |
NH3生成量/(10﹣6mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
(3)美国化学家发明一种新型催化剂可以在常温下合成氨,将其附着在电池的正负极上实现氮的电化学固定,其装置示意图如下:
则开始阶段正极反应式为
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【推荐2】异丁醇[,沸点108℃]广泛用作化学反应的溶剂,也是有机合成的原料。异丁醇气相催化脱水制备异丁烯主要涉及以下2个反应。
反应i(异丁醇脱水)。
反应ii(异丁烯二聚)。
回答下列问题:
(1)反应i、ii的平衡常数的对数值 (lgKp)随温度的变化如图甲所示。其中,表示反应i的是曲线___________ (填“A”或“B”),其理由是___________ ;反应ii的正反应___________ (填“放热”或“吸热”)。
(2)不同压强下,异丁醇的平衡转化率(x)随温度的变化如图乙所示。的大小顺序是___________ 。
(3)恒压为0.1 MIPa,150℃时异丁醇的平衡转化率已达99.994%(可近似为100%),异丁烯的平衡产率约为68%,当温度升高到250℃,异丁醇的平衡转化率仅提高0.004%,异丁烯的平衡产率则提高到98.7%,异丁烯的平衡产率显著提升的原因是___________ ;0.1 MPa、150℃,反应ii的平衡常数___________ (列出计算式)。
(4)以异丁醇为原料,石墨为电极材料,稀硫酸为电解质溶液的一种燃料电池装置如图所示。电极a的电极反应式为___________ ;若装置中质子交换膜只允许通过,当电路中转移1mol电子时,正极区溶液质量增加___________ g。
反应i(异丁醇脱水)。
反应ii(异丁烯二聚)。
回答下列问题:
(1)反应i、ii的平衡常数的对数值 (lgKp)随温度的变化如图甲所示。其中,表示反应i的是曲线
(2)不同压强下,异丁醇的平衡转化率(x)随温度的变化如图乙所示。的大小顺序是
(3)恒压为0.1 MIPa,150℃时异丁醇的平衡转化率已达99.994%(可近似为100%),异丁烯的平衡产率约为68%,当温度升高到250℃,异丁醇的平衡转化率仅提高0.004%,异丁烯的平衡产率则提高到98.7%,异丁烯的平衡产率显著提升的原因是
(4)以异丁醇为原料,石墨为电极材料,稀硫酸为电解质溶液的一种燃料电池装置如图所示。电极a的电极反应式为
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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3】Ⅰ.已知断裂几种化学键要吸收的能量如下:
(1)1molHI(g)分解得、时,_______ (填“吸收”或“放出”)约_______ kJ热量。
Ⅱ.某密闭恒压容器中,某气相化学反应在4种不同条件下进行,、起始浓度为0,反应物HI的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
根据上述数据,完成下列填空:
(2)在实验1,反应在10至40分钟时间内,的平均反应速率为_______ 。
(3)设实验1的反应速率为v1,实验2的反应速率为v2,则v2_______ v1 (“>”“=”“<”),并推测实验2隐含的条件可能是_______ ,并计算实验2,反应在0至20分钟内,反应物HI转化率为_______ 。
(4)结合上述4种不同条件的数据,最终颜色最深的实验是:_______ (填实验序号)。
(5)下列叙述能说明上述反应一定达到化学平衡状态的是_______ 。
A.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
B.混合气体颜色不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗1mol,同时生成1mol
D.混合气体的密度不随时间的变化而变化
E.混合气体的平均摩尔质量不随时间的变化而变化
F.
Ⅲ.燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置,如图为燃料电池的工作原理示意图,a、b均为惰性电极。
(6)该电池放电时a极的电极反应为:_______ 。
化学键 | H-H | H-I | I-I |
断裂1mol键吸收的能量/kJ | 436.0 | 298.7 | 152.7 |
Ⅱ.某密闭恒压容器中,某气相化学反应在4种不同条件下进行,、起始浓度为0,反应物HI的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表:
实验序号 | 时间 浓度 温度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
1 | 800℃ | 1.0 | 0.80 | 0.67 | 0.57 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
2 | 800℃ | 1.0 | 0.60 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
3 | 800℃ | 1.2 | 0.92 | 0.75 | 0.63 | 0.60 | 0.60 | 0.60 |
4 | 820℃ | 1.0 | 0.40 | 0.25 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
(2)在实验1,反应在10至40分钟时间内,的平均反应速率为
(3)设实验1的反应速率为v1,实验2的反应速率为v2,则v2
(4)结合上述4种不同条件的数据,最终颜色最深的实验是:
(5)下列叙述能说明上述反应一定达到化学平衡状态的是
A.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
B.混合气体颜色不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗1mol,同时生成1mol
D.混合气体的密度不随时间的变化而变化
E.混合气体的平均摩尔质量不随时间的变化而变化
F.
Ⅲ.燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置,如图为燃料电池的工作原理示意图,a、b均为惰性电极。
(6)该电池放电时a极的电极反应为:
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