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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:247 题号:3580357
红矾钠(重铬酸钠:Na2Cr2O7•2H2O)是重要的化工原料,工业上用铬铁矿(主要成分是FeO•Cr2O3)制备红矾钠的过程中会发生如下反应:4FeO(s)+Cr2O3(s)+8Na2CO3(s)+7O2(g) 8Na2CrO4(s)+2Fe2O3(s)+8CO2(g) ΔH<0
(1)请写出上述反应的化学平衡常数表达式:K=_____________
(2)图1、图2表示上述反应在t1时达到平衡,在t2时因改变某个条件而发生变化的曲线。由图1判断,反应进行至t2时,曲线发生变化的原因是____________________(用文字表达);
由图2判断,t2到t3的曲线变化的原因可能是________(填写序号)。
A.升高温度B.加了催化剂C.通入O2D.缩小容器体积


(3) 工业上可用上述反应中的副产物CO2来生产甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),已知该反应能自发进行,在容积固定的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,则下列图象正确的是______

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解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
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【推荐1】Ⅰ.在硫酸工业中,通过下列反应使SO2氧化成SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)   ΔH=-196.6 kJ·mol-1
下表列出了在不同温度和压强下,反应达到平衡时SO2的转化率。
温度/℃平衡时SO2的转化率/%
0.1 MPa0.5 MPa1 MPa5 MPa10 MPa
45097.598.999.299.699.7
55085.692.994.997.798.3
已知:反应条件为催化剂、加热;催化剂是V2O5,在400~500 ℃时催化剂效果最好
(1)一定温度下,在容积不变的密闭容器中发生上述反应,能说明反应达到平衡状态的是_______
A.SO2的体积分数不再变化B.混合物的密度不再变化
C.v(SO2)=2v(O2)D.气体的压强不再变化
(2)分析表格数据,为了使SO2尽可能多地转化为SO3,应选择______℃、______Mpa下进行实验。
(3)在实际生产中,选定的温度为400~500 ℃,原因是___
(4)在实际生产中,采用的压强为常压,原因是______
(5)在实际生产中,通入过量的空气,原因是_____
(6)尾气中SO2必须回收,原因是______
Ⅱ.乙酸甲酯(CH3COOCH3)与氢气制备乙醇主要发生如下反应:CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3OH(g)+CH3CH2OH(g) ,一定温度、1.01 MPa下,在恒容容器中以n(CH3COOCH3)∶n(H2)=1∶10的投料比进行反应,乙酸甲酯转化率与气体总压强的关系如图所示:

已知:对于气相反应,某组分的平衡分压=总压×平衡时某组分的物质的量分数
(7)A点时,CH3COOCH3(g)的平衡分压为_____,CH3CH2OH(g)的体积分数为_____%(保留一位小数)。
(8)此温度下,该反应的化学平衡常数Kp=_____ MPa-1(用平衡分压代替平衡浓度计算,列出计算式,不要求计算结果)。
2024-01-08更新 | 75次组卷
【推荐2】硫氧化物、氮氧化物和一些碳氧化物是空气的主要污染物之一,研究硫氧化物、氮氧化物和一些碳氧化物的形成及处理具有重要意义。
(1)汽车在行驶过程会排放氮氧化物,如:,已知:键能分别为,该反应的正反应活化能为,逆反应活化能为,则该反应的___________0(填“>”或“=”或“<”),中氮氧键的键能为___________
(2)利用可合成甲醇,可以变废为宝。已知在体积恒定的密闭容器中会发生如下反应:
(主)反应Ⅰ.
(副)反应Ⅱ.
为减弱副反应的发生,下列采取的措施合理的是___________。
A.反应前加入少量的水蒸气
B.增大压强
C.降低反应温度
D.使用合适催化剂,可能提高甲醇的选择性
(3)易溶于水,光谱研究表明,的水溶液中存在下列平衡:

其中为各步的平衡常数,且(表示的平衡压强)。
①当的平衡压强为p时,测得,则溶液___________。(用含p、a、的式子表示)
②滴加时,溶液中。如果溶液中,需加将溶液调整为约等于___________
(4)“钙基固硫”是利用石灰石将燃煤烟气中的转化为。但高温时会与反应而影响脱硫效率。相关反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
反应开始时(未加催化剂),体系中,反应25min后,体系中的比值随温度变化如下表所示:
温度750K1250K1750K
比值3.571.083.42

请结合上图中所给反应过程—能量图,说明:
①750K→1250K时,比值随温度升高逐渐减小的原因是___________
②1250K后,比值随温度升高逐渐增大的原因是___________
2022-01-19更新 | 455次组卷
【推荐3】汽车在给人们带来出行方便的同时,也带来了环境污染。对机动车尾气进行无害化处理成为了科技工作者的重要课题。回答下列问题:
(1)汽车尾气中含水蒸气等,目前汽车出厂均装有尾气净化装置,使转化为无毒气体:   ,该反应在_____(填“温度较高”“温度较低”或“任何温度”)下能自发进行。
(2)利用的还原性可以使转化为无毒气体:   
①已知:    ,则_______
②在装有催化剂的反应体系中,匀速通入一定配比的混合气体,相同时间内测得NO的去除率与温度的关系如图所示,随温度升高,NO的去除率先增大后减小,减小的原因可能是________

(3)过渡元素的化合物往往可以制作工业生产的催化剂,一种含CeO2的催化剂可使NO转化为无毒气体,其转化机理如图所示,该反应机理总反应的化学方程式是:___________;反应机理图的反应③中Ce的化合价_______(填“升高”“降低”或“不变”)。

(4)汽车尾气中未被处理的NO在空气中转化为NO2.利用NO2可制作燃料电池,转化为易于收集的N2O5,其工作原理如图所示,该燃料电池中移向______(填“正极”或“负极”),负极的电极反应式为________
2024-02-22更新 | 76次组卷
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