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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:151 题号:4072082
天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,其主要成分为甲烷。
(1)工业上可用煤制天然气,生产过程中有多种途径生成CH4
已知: CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH=-41kJ·mol-1
C(s)+2H2 (g)CH4(g) ΔH=-73kJ·mol-1
2CO(g)C(s)+CO2(g) ΔH=-171kJ·mol-1
则CO与H2反应生成CH4(g)和H2O(g)的热化学方程式为                      
(2)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并再生出吸收液,则该反应的化学方程式为                  
(3)天然气的一个重要用途是制取H2,其原理为:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) 。在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图(1)所示,则压强P1 P2(填“>”或“<”);压强为P2时,在Y点:v(正)      v(逆)(填“>”、“<”或“=”);写出X点对应温度下的该反应的平衡常数计算式K=        (不必计算出结果)。

(4) 以二氧化钛表面覆盖CuAl2O4为催化剂,可以将CH4和CO2直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图(2)所示。在275~400℃之间,乙酸的生成速率先降低后升高的原因是       
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是(写一条)              
③乙酸(用HAc表示)电离方程式为HAcH++Ac-,电离常数用Ka表示;乙酸根的水解方程式为Ac-+H2O OH-+ HAc,水解常数用Kh表示,则Kh=      (用Ka和水的离子积KW表示)。

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【推荐1】氮及其化合物是科学家们一直在探究的问题,它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。回答下列问题:
I.(1)已知氮氧化物转化过程中的能量变化如图(图中表示生成2 mol NO2的能量变化)。1 mol NO氧化为NO2的焓变△H=___________kJ/mol。
   
(2)某温度下,反应的平衡常数如下:
a.2NO2(g)N2(g)+2O2(g) K=6.7×1016
b.2NO(g)N2(g)+O2(g) K=2.2×1030
分解反应趋势较大的反应是___________(填“a”或“b”);反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的K=___________
(3)已知反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的正反应速率v=k1cm(NO)cn(O2),其中k为速率常数,该反应的历程为:
第一步:NO+NO=N2O2快速平衡
第二步:N2O2+O22NO2慢反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡,第一步反应中:v(正)=k1c2(NO),ν(逆)=k-1c(N2O2)。下列叙述正确的是___________(填字母)。
A.第一步反应的平衡常数K=
B.v(第一步的正反应)<v(第二步的反应)
C.第二步的活化能比第一步的活化能高
D.第二步中N2O2与O2的碰撞100%有效
Ⅱ.氯氨是氯气遇到氨气反应生成的一类化合物,是常用的饮用水二级消毒剂,主要包括一氯氨、二氯氨和三氯氨(NH2Cl、NHCl2和NCl3),副产物少于其它水消毒剂。工业上可利用反应2C12(g)+NH3(g)NHCl2(l)+HCl(g)制备二氯胺。
(1)二氯氨在中性、酸性环境中会发生强烈水解,生成具有强杀菌作用的物质,写出具有强杀菌作用的物质的电子式______________________
(2)在恒温条件下,将2 mol Cl2和1 mol NH3充入某密闭容器中发生上述反应,测得平衡时Cl2和HCl的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示。则A、B、C三点中Cl2转化率最高的是___________点(填“A”“B”或“C”);计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=___________(Kp是平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数。)
   
2019-02-14更新 | 308次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐2】利用乙酸()蒸汽催化重整可以得到合成气()。发生的反应为:
同时有副反应发生,主要的副反应为:
(1)利用合成气合成甲烷,发生反应的热化学方程式为:
①利用计算时,还需要利用_______反应的
②合成甲烷时,下列各项措施中,可以提高平衡转化率的是_______(填字母)
a.增大容器容积
b.加入适当的催化剂
c.适时将分离出来
(2)乙酸蒸汽催化重整过程中,温度与气体产率的关系如图。

650℃之前,氢气产率低于甲烷,650℃之后氢气产率高于甲烷,主要原因可能是_______
(3)其他条件不变,在乙酸气体中掺杂一定量水,氢气产率显著提高而的产率下降,用平衡移动原理解释原因_______
(4)在密闭容器中投入amol乙酸蒸汽进行催化重整,利用合适的催化剂抑制其他副反应的发生,温度为时达到平衡。反应Ⅰ消耗乙酸60%,反应Ⅱ消耗乙酸20%,平衡时气体中乙酸的体积分数为_______(计算结果保留3位小数)。
2023-01-07更新 | 129次组卷
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【推荐3】氨是重要的无机化工产品之一,在国民经济中占有重要的地位。液氨可直接作为氮肥外,以氨为原料可生产尿素、硝酸铁、磷酸铵等氨肥,可生产硝酸、丙烯腈等无机和有机化工产品,氨还可用作冷冻、塑料、冶金、医药、国防等工业的原料。
(1)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g),平衡时NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与全部气体物质的量的比值) n(NH3)%与氢氮比的关系如下图所示,图中T1>T2.。回答下列相关问题:

①合成氨的反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应。
②实验测得一定条件下合成氨反应速率方程为v=kc(N2)c1.5(H2)c-1(NH3),以下措施既能加快反应速率,又能提高H2平衡转化率的是________(填序号)。
a.加压            b.使用催化剂             c.增大氢氮比          d.分离出NH3
③图中P点的___________       
④若反应容器体积为1L,测得P点反应混合气体中NH3的物质的量是mol,T2时反应的平衡常数是___________(保留1位小数)。
(2)氨催化氧化是硝酸工业的基础,在某催化剂作用下只发生如下反应:
①4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)             H= -905kJ/mol
②4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)               H=- 1268kJ/ mol
则氮气被氧气氧化为NO的热化学方程式为___________
(3)硝酸工业的尾气用NaOH溶液吸收,其中一个反应的化学方程式为NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O。常温下,该反应所得NaNO2溶液中的水解平衡常数Kh=___________(将数据列入算式,不用算出结果),溶液中离子浓度从大到小的顺序为_______。(已知: HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4)
(4)以氨为原料生产硝酸铵,根据所发生的反应,理论上用于生产硝酸的氨占总氨的___________%。
2021-01-04更新 | 90次组卷
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