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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:142 题号:4100452
为了保护环境,科学家们着力研究大气污染物的治理。
(1)治理含CO、SO2的烟道气以Fe2O3做催化剂,将CO、SO2在380℃时转化为S和一种无毒气体。已知:①硫的熔点:112.8℃、沸点:444.6℃;于反应每得到mol硫,放出270kJ的热量。写出该治理烟道气反应的热化学方程式___________;其他条件相同、催化剂不同时,上述反应中SO2的转化率随反应温度的变化如图所示,不考虑催化剂价格因素,生产中选Fe2O3做催化剂的主要原因是___________

(2)在450℃,并有V2O5的催化剂存在下SO2能转化为SO3:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-190kJ·mol-1;已知单质硫的燃烧热为296kJ·mol-1,则S(s)+O2(g)SO3(g)△H=__________kJ·mol-1.在铜的作用下完成工业尾气中SO2的部分催化氧化,所发生反应为:2SO2+2nCu+(n+1)O2+(2-2n)H2O=2nCuSO4+(2-2n)H2SO4从环境保护的角度看,催化脱硫的意义为___________;每吸收标准状况下11.2LSO2,被SO2还原的O2的质量为___________g。
(3)在一个固定容积为5L的密闭容器中充0.20molSO2和0.10molO2,在450℃并有催化剂条件下,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO30.10mol,则V(O2)=___________(mol·L-1·min-1);放出的热量为___________kJ;该温度下的平衡常数为___________;若继续通入0.20molSO2和0.10molO2,则再次平衡时,二氧化硫的转化率___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

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【推荐1】“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一,加氢制进行回收利用是实现“双碳”经济的有效途径之一、催化的反应历程如图1所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注)。向恒压、密闭容器中通入平衡时混合气体中含碳物质()的物质的量随温度的变化如图2所示。
   
催化,主要涉及到如下反应:
反应i:
反应ii:
(1)反应i自发进行的条件是:___________
(2)实验测得,随着的浓度增大化学反应速率先增大后减小,试解释原因___________(已知:图1中步骤是决速步)
(3)根据图2,下列说法不正确的是___________
A.温度低于时,测得反应一定时间后的产物中几乎无,原因可能主要发生反应ii
B.曲线B表示平衡时随温度的变化关系
C.在高温条件下,可同时提高的平衡转化率和的平衡产率
D.提高转化为的转化率,需要研发在低温区高效的催化剂
(4)在图2中,高于,曲线B随温度升高而减小的原因___________
(5)已知的选择性的选择性的选择性的选择性。则
①在图2中,平衡时容器体积为,则反应i的平衡常数___________(用V、m列式表示)
②在图中画出之间选择性比(Y)与温度变化的趋势图,并标注a点的坐标___________
   
2023-05-05更新 | 720次组卷
解答题-原理综合题 | 较难 (0.4)
【推荐2】运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。
(1)一氯胺(NH2Cl)是饮用水的二级消毒剂,水解生成一种具有强烈杀菌消毒作用的物质:
①NH2Cl中Cl元素的化合价为_____________
②NH2Cl发生水解反应的化学方程式为_____________________________
(2)SO2和CO均为燃煤产生的烟道气中有害成分,在催化作用下可利用二者相互反应进行无害化处理并回收硫。有关资料如图1所示。则:
①常温常压下,质量均为11.2g的CO(g)和S(s)分别完全燃烧生成CO2(g)或SO2(g),放出的热量前者比后者多________kJ。
②SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g)     △H=___________________.

(3)在一定条件下,向恒容密闭容器中充入1.0molCO2和3.0molH2,在一定温度范围内发生如下转化:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H=-xkJ/mol     x>0)。在不同催化剂作用下,相同时间内CO2的转化率随温度的变化如图2所示:
①催化效果最佳的是催化剂__________(选填“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”);b点v(正)___v(逆)(选填“>”、“<”或“=”)
②此反应在a点时已达到平衡状态,a点的转化率比c点高的原因是_____________
(4)常温下,H2CO3的电离常数为:Ka1=4×107,Ka2=4×1011。已知0.1mol/LNH4HCO3溶液的pH=8,则在此溶液中:
①下列有关离子浓度的关系式中,不正确的是_____(填序号)
A.c(NH4)>c(HCO3)>c(OH)>c(H)
B.c(NH4)+c(NH3·H2O)=c(HCO3)+c(H2CO3)
C.c(H2CO3)-c(CO32)-c(NH3·H2O)=9.9×107mol·L1
=________(结果保留三位有效数字)。
2020-04-25更新 | 309次组卷
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【推荐3】DME(二甲醚、CH3OCH3)是一种重要的清洁能源,可作为柴油的理想替代燃料和民用燃料,被誉为“二十一世纪的新能源”。另外,二甲醚还被广泛用作制冷剂、气雾剂以及有机化工中间体。
(1)工业上一步法制二甲醚的生产流程如下:

在一定的温度(230-2800C)、压强(2-10MPa)和催化剂作用下,反应器中进行下列一些反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H=—90.7kJ·mol—1
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=—23.5kJ·mol—1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H=—41.2kJ·mol—1
反应器中总反应式可表示为:3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g),则该反应的△H =___________
(2)CO2是大气中含量最高的一种温室气体,控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。目前,由CO2来合成二甲醚已取得了较大的进展,其化学反应是:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H>0。判断该反应在一定条件下,体积恒定的密闭容器中是否达到化学平衡状态的依据是____________
A.容器中密度不变                 B.容器内压强保持不变
C.v(CO2)︰v(H2)=1︰3 D.单位时间内消耗2molCO2,同时消耗1mol二甲醚
(3)二甲醚也可以通过CH3OH分子间脱水制得2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H = —23.5kJ·mol—1,在T1℃,恒容密闭容器中建立上述平衡,体系中各组分浓度随时间变化如图所示。

T1℃时,若改变起始浓度,某时刻各组分浓度依次为:C(CH3OH)="0.4mol/L" 、C(H2O)="0.6" mol/L、C(CH3OCH3)=
1.2 mol/L,此时正、逆反应速率的大小:V_______V(填“>”、“<”、或“=”)。
(4)如图为二甲醚燃料电池的工作原理示意图。请回答下列问题:

①A电极是_______极。
②B电极上发生的电极反应式是___________________
③若燃料电池中通入二甲醚(沸点为-24.9 ℃)的速率为1.12L/min(标准状况),以该燃料电池作为电源电解2 mol·L—1CuSO4溶液500mL,则通电30秒钟后理论上在阴极可析出金属铜_______g(假设整个过程中,能量利用率为75%)。
2017-02-17更新 | 428次组卷
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