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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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 。
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(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)。
更新时间:2016-12-09 15:18:05
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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正=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。)
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【推荐2】利用乙酸()蒸汽催化重整可以得到合成气(和)。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利用和计算时,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)。
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(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
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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点的是___________ 。
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___________ %。
(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
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
a.加压 b.使用催化剂 c.增大氢氮比 d.分离出NH3
③图中P点的是
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
(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=
(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
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【推荐1】1.具有抗菌、消炎等药理作用的黄酮醋酸类化合物H合成路线如下。(1)化合物A的名称为____________________ 。
(2)结合平衡移动原理分析,D→E时溶剂使用的原因是__________ 。
(3)F→G中反应物的作用为__________(填标号)。
(4)A的一种同系物分子式为,核磁共振氢谱峰面积之比为,其结构简式为__________ (写1种)。
B→C为重排。重排机理如下。①中间体Ⅱ中原子的杂化方式为__________ 。____________________ 。
④利用重排可合成肾上腺素,合成路线如下。N的结构简式为____________________ 。
(2)结合平衡移动原理分析,D→E时溶剂使用的原因是
(3)F→G中反应物的作用为__________(填标号)。
A.氧化剂 | B.还原剂 | C.催化剂 | D.萃取剂 |
(4)A的一种同系物分子式为,核磁共振氢谱峰面积之比为,其结构简式为
B→C为重排。重排机理如下。①中间体Ⅱ中原子的杂化方式为
②中间体Ⅱ→中间体Ⅲ时,因反应位点的不同,还会生成(M),分离L和M的操作为
④利用重排可合成肾上腺素,合成路线如下。N的结构简式为
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐2】工业上,以高钛矿渣(主要成分为)为原料生产纳米的流程如图所示,其中反应ⅰ为 。
请回答下列问题:
(1)反应ⅰ在低温下能自发进行,但工业生产实际采用900℃的原因可能为___________ 。
(2)对于反应ⅰ,缩小容器容积,的平衡转化率___________ (填“增大”“减小”或“不变”,下同),反应速率___________ 。
(3)T℃时,将足量的、C和一定量的加入某恒容密闭容器中发生反应ⅰ,测得容器内气体的总压强()和的转化率()随时间的变化关系如图所示:
在0~20 min内用的分压变化表示的平均反应速率为___________ ;反应ⅰ的平衡常数___________ kPa(为用分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(4)反应ⅱ的化学方程式为___________ 。
请回答下列问题:
(1)反应ⅰ在低温下能自发进行,但工业生产实际采用900℃的原因可能为
(2)对于反应ⅰ,缩小容器容积,的平衡转化率
(3)T℃时,将足量的、C和一定量的加入某恒容密闭容器中发生反应ⅰ,测得容器内气体的总压强()和的转化率()随时间的变化关系如图所示:
在0~20 min内用的分压变化表示的平均反应速率为
(4)反应ⅱ的化学方程式为
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】除去水蒸气后的水煤气主要含H2、CO、CO2及少量的H2S、CH4,继续除去H2S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,得到CO、CO2和H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气。
(1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),此反应是吸热反应。
① 此反应的化学平衡常数表达式为________ ;
② 下列能增大碳的转化率的措施是________ 。
A.加入C(s) B.加入H2O(g) C.升高温度 D.增大压强
(2)将CH4转化成CO,工业上常采用催化转化技术,其反应原理为:CH4(g) +3/2O2(g) CO(g) + 2H2O(g) △H=-519kJ/mol。工业上要选择合适的催化剂,分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)
①X在750℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
②Y在600℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③Z在440℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是_______ (填“X”或“Y”或“Z”),选择的理由是_______ 。
(3)合成气合成甲醇的主要反应是:2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)△H=-90.8kJ·mol-1 T℃时,此反应的平衡常数为160,此温度下,在密闭容器中开始只加入CO、H2,反应10min后测得各组分的浓度如下:
① 该时间段内反应速率v(H2)=______ mol·L-1·min-1。
② 此时,正、逆反应速率的大小:v正______ v逆(填“>”、“<”或“=”)
(4)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是____________ 。
(5)甲醇可制成新型燃料电池,总反应为:2CH3OH+3O2 + 4KOH=2K2CO3+6H2O该电池负极的电极反应式为______ 。
(1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),此反应是吸热反应。
① 此反应的化学平衡常数表达式为
② 下列能增大碳的转化率的措施是
A.加入C(s) B.加入H2O(g) C.升高温度 D.增大压强
(2)将CH4转化成CO,工业上常采用催化转化技术,其反应原理为:CH4(g) +3/2O2(g) CO(g) + 2H2O(g) △H=-519kJ/mol。工业上要选择合适的催化剂,分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)
①X在750℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
②Y在600℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③Z在440℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是
(3)合成气合成甲醇的主要反应是:2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)△H=-90.8kJ·mol-1 T℃时,此反应的平衡常数为160,此温度下,在密闭容器中开始只加入CO、H2,反应10min后测得各组分的浓度如下:
物质 | H2 | CO | CH3OH |
浓度/(mol·L-1) | 0.2 | 0.1 | 0.4 |
① 该时间段内反应速率v(H2)=
② 此时,正、逆反应速率的大小:v正
(4)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是
(5)甲醇可制成新型燃料电池,总反应为:2CH3OH+3O2 + 4KOH=2K2CO3+6H2O该电池负极的电极反应式为
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【推荐1】三氧化钼(MoO3)是石油工业中常用的催化剂,也是瓷轴药的颜料,该物质常使用辉钼矿(主要成分为MoS2)通过一定条件来制备。回答下列相关问题:
(1)已知: ①MoS2(s) ⇌Mo(s)+S2(g) ∆H1
②S2(g)+2O2(g) ⇌2SO2(g) ∆H2
③2Mo(s)+3O2(g) ⇌2MoO3(s) ∆H3
则2MoS2(s)+7O2(g) ⇌2MoO3(s)+4SO2(g)的∆H=________ (用含∆H1、∆H2、∆H3的代数式表示)。
(2)若在恒温恒容条件下,仅发生反应MoS2(s)⇌Mo(s)+S2(g)
①下列说法不正确的是______ (填字母)。
A.气体的密度不变,则反应一定达到了平衡状态
B.气体的相对分子质量不变,反应一定处于平衡状态
C.增加MoS2的量,平衡正向移动
②达到平衡时S2(g)的浓度为1.4mol•L-1,充入一定量的S2(g),反应再次达到平衡,S2(g)浓度____ (填“>”“<”或“=”)1.4mol•L-1。
(3)在2L恒容密闭容器中充入1.0molS2(g)和1.5molO2(g),若仅发生反应:S2(g)+2O2(g)⇌2SO2(g),5min后反应达到平衡,此时容器压强为起始时的80%,则0~5min内,S2(g)的反应速率为____ mol•L-1•min-1。
(4)在恒容密闭容器中,加入足量的MoS2和O2,仅发生反应:2MoS2(s)+7O2(g)⇌2MoO3(s)+4SO2(g) ∆H。测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示。
①△H____ (填“<”“>”或“=”)0;比较p1、p2、p3的大小:________ 。
②若初始时通入7.0molO2,P2为7.0kPa,则A点平衡常数Kp=________ (用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算,分压=总压×气体的物质的量分数,写出计算式即可)。压强为p1,温度为1100K时,平衡常数Kp′________ (填“>”“<”或“=”)Kp。
(1)已知: ①MoS2(s) ⇌Mo(s)+S2(g) ∆H1
②S2(g)+2O2(g) ⇌2SO2(g) ∆H2
③2Mo(s)+3O2(g) ⇌2MoO3(s) ∆H3
则2MoS2(s)+7O2(g) ⇌2MoO3(s)+4SO2(g)的∆H=
(2)若在恒温恒容条件下,仅发生反应MoS2(s)⇌Mo(s)+S2(g)
①下列说法不正确的是
A.气体的密度不变,则反应一定达到了平衡状态
B.气体的相对分子质量不变,反应一定处于平衡状态
C.增加MoS2的量,平衡正向移动
②达到平衡时S2(g)的浓度为1.4mol•L-1,充入一定量的S2(g),反应再次达到平衡,S2(g)浓度
(3)在2L恒容密闭容器中充入1.0molS2(g)和1.5molO2(g),若仅发生反应:S2(g)+2O2(g)⇌2SO2(g),5min后反应达到平衡,此时容器压强为起始时的80%,则0~5min内,S2(g)的反应速率为
(4)在恒容密闭容器中,加入足量的MoS2和O2,仅发生反应:2MoS2(s)+7O2(g)⇌2MoO3(s)+4SO2(g) ∆H。测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示。
①△H
②若初始时通入7.0molO2,P2为7.0kPa,则A点平衡常数Kp=
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【推荐2】“绿水青山就是金山银山”,因此研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。
(1)SO2的排放主要来自于煤的燃烧,工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。
已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下:
①SO2(g)+NH3·H2O(aq)=NH4HSO3(aq)ΔH1=a kJ·mol-1;
②NH3·H2O(aq)+NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(aq)+H2O(l)ΔH2=b kJ·mol-1;
③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g) = 2(NH4)2SO4(aq)ΔH3=c kJ·kJ·mol-1。
则反应2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)的ΔH=_______ kJ·mol-1
(2)燃煤发电厂常利用反应:2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g) = 2CaSO4(s)+2CO2(g)ΔH=-681.8 kJ·mol-1对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应,在T℃时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如表:
①当升高温度,该反应的平衡常数K_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断,改变的条件可能是_______ (填字母)。
A.加入一定量的粉状碳酸钙 B.通入一定量的O2
C.适当缩小容器的体积 D.加入合适的催化剂
(3)NOx的排放主要来自于汽车尾气,有人利用反应C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)ΔH=-34.0 kJ·mol-1,用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压,测得NO的转化率随温度的变化如图所示:
由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,其原因为_______ ;在1100K时,CO2的体积分数为_______ 。
(4)用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=_______ [已知:气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数]。
(5)工业上常用高浓度的 K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法使K2CO3溶液再生,其装置示意图如图:
①在阳极区发生的反应包括_______ 和H++HCO=CO2↑+H2O
②简述CO在阴极区再生的原理:_______ 。
(1)SO2的排放主要来自于煤的燃烧,工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。
已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下:
①SO2(g)+NH3·H2O(aq)=NH4HSO3(aq)ΔH1=a kJ·mol-1;
②NH3·H2O(aq)+NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(aq)+H2O(l)ΔH2=b kJ·mol-1;
③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g) = 2(NH4)2SO4(aq)ΔH3=c kJ·kJ·mol-1。
则反应2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)的ΔH=
(2)燃煤发电厂常利用反应:2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g) = 2CaSO4(s)+2CO2(g)ΔH=-681.8 kJ·mol-1对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应,在T℃时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如表:
0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | |
O2 | 1.00 | 0.79 | 0.60 | 0.60 | 0.64 | 0.64 |
CO2 | 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 0.88 | 0.88 |
①当升高温度,该反应的平衡常数K
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断,改变的条件可能是
A.加入一定量的粉状碳酸钙 B.通入一定量的O2
C.适当缩小容器的体积 D.加入合适的催化剂
(3)NOx的排放主要来自于汽车尾气,有人利用反应C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)ΔH=-34.0 kJ·mol-1,用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压,测得NO的转化率随温度的变化如图所示:
由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,其原因为
(4)用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=
(5)工业上常用高浓度的 K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用电解法使K2CO3溶液再生,其装置示意图如图:
①在阳极区发生的反应包括
②简述CO在阴极区再生的原理:
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解答题-原理综合题
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【推荐3】甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
表中所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K):
(1)由表中数据判断_______ (填“>”“<”或“=”)0;反应 _______ (用和表示)。
(2)在一定条件下将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中发生反应Ⅰ,5min后测得一氧化碳浓度为0.5mol/L,计算可得此段时间的反应速率(用H2表示)为_______ 。
(3)若容器容积不变,则下列措施可提高反应Ⅰ中CO转化率的是_______(填序号)。
(4)保持恒温恒容,将反应Ⅱ的平衡体系中各物质浓度均减小为原来的,则化学平衡_______ (填“正向”“逆向”或“不”)移动,平衡常数_______ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)比较这两种合成甲醇的方法,原子利用率较高的是_______ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
表中所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K):
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.0 | 0.27 | 0.012 |
(1)由表中数据判断
(2)在一定条件下将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中发生反应Ⅰ,5min后测得一氧化碳浓度为0.5mol/L,计算可得此段时间的反应速率(用H2表示)为
(3)若容器容积不变,则下列措施可提高反应Ⅰ中CO转化率的是_______(填序号)。
A.充入CO,使体系总压强增大 | B.将从体系中分离 |
C.充入He,使体系总压强增大 | D.使用高效催化剂 |
(5)比较这两种合成甲醇的方法,原子利用率较高的是
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐1】当今世界多国相继规划了碳达峰碳中和的时间节点。因此研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。已知:
①
②
③
回答下列问题:
(1)___________ 。
(2)在恒压密闭容器中,加入和,发生上述反应。反应达平衡时,的转化率为,容器体积减小,则反应①的平衡常数___________ 。
(3)一定条件下,向恒容密闭容器中充入和(假设只发生反应③),相同时间内的转化率随温度变化如图所示:
①a点为图象中最高点,a点的转化率比c点高的原因是___________ 。
②平衡时测得生成甲醇,保持温度不变再通入和水蒸气,此时v(正)___________ v(逆)(填“>”,“<”,“=”)。
(4)捕碳技术(主要指捕获)在降低温室气体排放中具有重要的作用。下列物质中能作为捕碳剂的是___________。
(5)工业生产尾气中的捕获技术之一是氨水溶液吸收技术,工艺流程是将烟气冷却至后用氨水吸收过量的。所得溶液显___________ (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。烟气需冷却至左右的可能原因是___________ 。
已知:的的。
二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。已知:
①
②
③
回答下列问题:
(1)
(2)在恒压密闭容器中,加入和,发生上述反应。反应达平衡时,的转化率为,容器体积减小,则反应①的平衡常数
(3)一定条件下,向恒容密闭容器中充入和(假设只发生反应③),相同时间内的转化率随温度变化如图所示:
①a点为图象中最高点,a点的转化率比c点高的原因是
②平衡时测得生成甲醇,保持温度不变再通入和水蒸气,此时v(正)
(4)捕碳技术(主要指捕获)在降低温室气体排放中具有重要的作用。下列物质中能作为捕碳剂的是___________。
A. | B. | C. | D. |
已知:的的。
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐2】Ⅰ.研究氮和碳的化合物对工业生产和防治污染有重要意义,回答下列问题:
(1)化学键键能数据如下:
合成氨反应的活化能,由此计算氨分解反应的活化能_______ 。
(2)利用的还原性可以消除氮氧化物的污染,其中除去的主要反应如下: 。某研究小组将、和一定量的充入密闭容器中,在催化剂表面发生上述反应,的转化率随温度变化的情况如图所示:
①温度从升高到用时,则此时段内的平均反应速率_______ ;
②在有氧条件下,温度之后生成的转化率降低的原因可能是_______ 。
Ⅱ. 目前有一种新的循环利用方案处理航天员呼吸产生的,是用反应 ,再电解水实现的循环利用。
(3)若要此反应自发进行_______ (填“高温”或“低温”)更有利。
(4)时,向体积为的恒容密闭容器中通入和发生以上反应,若反应起始和平衡时温度相同(均为),测得反应过程中压强随时间的变化如表所示:
①时反应的_______ (为用气体的分压表示的平衡常数,分压=气体的体积分数×体系总压)
②反应的速率方程:,(k是速率常数,只与温度有关)。
时,_______ (填“”“”或“”)
(5)工业上常用氨水吸收二氧化硫,通过计算判断常温下溶液的酸碱性并说明判断依据:_______ 。(已知:的;的,。)
(1)化学键键能数据如下:
化学键 | |||
436 | 946 | 391 |
(2)利用的还原性可以消除氮氧化物的污染,其中除去的主要反应如下: 。某研究小组将、和一定量的充入密闭容器中,在催化剂表面发生上述反应,的转化率随温度变化的情况如图所示:
①温度从升高到用时,则此时段内的平均反应速率
②在有氧条件下,温度之后生成的转化率降低的原因可能是
Ⅱ. 目前有一种新的循环利用方案处理航天员呼吸产生的,是用反应 ,再电解水实现的循环利用。
(3)若要此反应自发进行
(4)时,向体积为的恒容密闭容器中通入和发生以上反应,若反应起始和平衡时温度相同(均为),测得反应过程中压强随时间的变化如表所示:
时间/ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
压强 |
②反应的速率方程:,(k是速率常数,只与温度有关)。
时,
(5)工业上常用氨水吸收二氧化硫,通过计算判断常温下溶液的酸碱性并说明判断依据:
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】"绿水青山就是金山银山",在造福人类的同时,保护环境也是化学必不可少的责任。磷酸铁锂电池由橄榄石结构的LiFePO4作为电池的正极,碳(石墨)吸附锂离子组成电池负极(),电极上附着铝箔、铜箔。如图流程可以回收磷酸铁锂电池电极材料中的石墨并制备相应化工产品。
(1)LiFePO4中Fe的化合价为_______ ,滤渣I的主要成分除LFePO4还有_______ ,滤渣I中加入H2O2的目的是:_______ 。
(2)向滤液Ⅲ中通 H2S的目的是沉铜,当溶液中铜离子浓度为1×10-5mol/L时可认为铜离子沉淀完全,则此时溶液中S2-与Cu2+浓度之比为:_______ (已知)。
(3)碳酸锂在水中的溶解度随温度升高而减小,则操作X是_______ 。
a.静置、过滤 b.加热后,趁热过滤 c. 蒸发浓缩、冷却结晶 d.蒸发结晶
(4)回收后的Fe2O3可以与KOH和KNO3混合物加热共熔,从而制得净水剂高铁酸钾(K2FeO4)及其副产物KNO2,该反应的化学方程式为:_______ 。
(5)该流程中分离出的Li2CO3可以和NH4H2PO4及(CH3COO)2Fe制备正极材料LiFePO4,已知NH3·H2O的电离常数,H3PO4的各级电离常数为、、,则常温下 NH4H2PO4溶液中_______ (填“>”、“<”或“=”)。
(1)LiFePO4中Fe的化合价为
(2)向滤液Ⅲ中通 H2S的目的是沉铜,当溶液中铜离子浓度为1×10-5mol/L时可认为铜离子沉淀完全,则此时溶液中S2-与Cu2+浓度之比为:
(3)碳酸锂在水中的溶解度随温度升高而减小,则操作X是
a.静置、过滤 b.加热后,趁热过滤 c. 蒸发浓缩、冷却结晶 d.蒸发结晶
(4)回收后的Fe2O3可以与KOH和KNO3混合物加热共熔,从而制得净水剂高铁酸钾(K2FeO4)及其副产物KNO2,该反应的化学方程式为:
(5)该流程中分离出的Li2CO3可以和NH4H2PO4及(CH3COO)2Fe制备正极材料LiFePO4,已知NH3·H2O的电离常数,H3PO4的各级电离常数为、、,则常温下 NH4H2PO4溶液中
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