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题型:解答题-原理综合题 难度:0.4 引用次数:133 题号:5967595
硫及其化合物在生产、生活中有着重要的应用价值。请按要求回答下列问题。
(1)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理.

通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ) 制氢的热化学方程式分别为__________________;制得等量H2所需能量较少的是系统_________
(2)H2S CO2在高温下发生反应: H2S(g)+CO2(g) COS(g)+H2O(g)。在340℃时,将0.10molCO20.10molH2S充入2.5 L的空钢瓶中。
①该反应平衡后H2O(g)的物质的量分数为0.3,H2S的平衡转化率α1=____,反应平衡常数K=____
②在350℃重复试验,平衡后H2O(g)的物质的量分数为0.4,H2S的转化率α2_____α1,(“>”“<”“=”)该反应的△H____0。
③测定钢铁中硫含量: 将钢铁中的硫转化为H2SO3,然后用一定浓度的I2溶液进行滴定,所用指示剂为____,滴定反应的离子方程式为__________
已知25 ℃时,H2SO3的电离常数Ka1=1×10-2,Ka2=5×10-8,则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kb=_____。若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中c(H2SO3)/c(HSO3-)_______(增大”、“减小不变" ).

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【推荐1】实现碳中和成为各国科学家的研究重点,将二氧化碳转化为绿色液体燃料甲醇是一个重要方向。甲醇的制备原理为:
(1)工业上利用低浓度氨水作为捕获剂,吸收烟气中CO2生成NH4HCO3以获得原料气体,其离子方程式为___________
(2)甲醇的制备反应一般认为通过如下两步来实现:


根据盖斯定律,该反应的H___________kJ·mol-1,反应能在___________(填“高温”或“低温”)自发进行。
(3)为探究该反应原理,进行如下实验:在一恒温,体积为1L恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,进行该反应(不考虑其它副反应)。10min时测得CO2和CH3OH(g)的体积分数之比变为1:3且比值不再随时间变化。回答下列问题:
①反应开始到平衡,v(H2)=___________
②该温度下的平衡常数K=___________(mol/L)-2(保留两位有效数值)。
③若上述反应过程中不断升高反应温度,下列图像正确的是___________

(4)我国科学家制备了一种ZO-ZrO2催化剂,实现CO2高选择性合成CH3OH.气相催化合成过程中,CO2转化率(x)及CH3OH选择性(S)随温度的变化曲线如图。

①生成CH3OH的最佳温度约为___________
②温度升高,CO2转化率升高,但产物CH3OH含量降低的原因:___________
(5)研究发现,CO2加氢还可制备甲酸(HCOOH),反应为。在一容积固定的密闭容器中进行反应,实验测得:,k、k为速率常数。温度为T1℃时,该反应K=2,温度为T2℃时,k=1.9k,则T2℃时平衡压强___________(填“>”“<”或“=”)T1℃时平衡压强,理由___________
(6)科研人员通过电解酸化的CO2制备甲醚(CH3OCH3),装置如图所示。该电解过程中,阴极的电极反应式___________
2023-03-25更新 | 834次组卷
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【推荐2】采取高效经济性的CO2捕集及利用对人类社会发展具有重要意义。二氧化碳加氢合成甲酸是一个原子经济性反应,生成的甲酸是重要的化工原料。
回答下列问题:
(1)在传统钌配合物催化作用下CO2加氢合成甲酸发生反应I,同时还伴有反应II发生。
I.CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)       △H1=-30.9kJ·mol-1
II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)       △H2
①已知:298K时,部分物质的相对能量如表所示,则HCOOH(g)的相对能量为_______kJ·mol-1,△H1_______△H2(填“大于”“小于”或“等于”)。
物质CO2(g)H2(g)H2O(g)CO(g)
相对能量/(kJ·mol-1)-3930-242-110

②气体A的压力转化率可以反映转化进程。A的压力转化率表示为α(A)=(1-)×100%,p0为A初始压力,p1为A某时刻分压。保持323K恒温恒压,CO2(g)、H2(g)投料比1:1时,CO2初始分压分别为p0-aMPa、p0-bMPa和p0-cMPa(p0-a<p0-b<p0-c),测得α(CO2)与时间t的关系如图所示。

则曲线z表示的CO2的初始分压为_______MPa,在323K,CO2初始分压为p0-cMPa时,平衡后,p(HCOOH)=6p(CO),则反应I的Kp=_______(用含p0-c的式子表示)。
③反应I的Arrhenius经验公式的实验数据如图中的曲线d所示,已知Arrhenius经验公式为Rlnk=-+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数),则该反应的活化能Ea=_______kJ·mol-1.改变外界条件,实验数据如图中的曲线e所示,则实验可能改变的外界条件是_______

(2)一种新型钌配合物催化剂催化CO2加氢合成甲酸的反应机理如图所示。

生成中间体的反应为_______,研究表明,极性溶剂有助于促进CO2插入M—H键,使用极性溶剂后极大地提高了整个反应的合成效率,原因是_______
2021-09-11更新 | 626次组卷
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【推荐3】氯化亚砜用于医药、农药、染料工业,常作氯化剂,制锂氯化亚砜(Li/SOCl2)电池.用SO2、SCl2与Cl2反应合成SO2(g)+Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g).
(1)在373K时,向2L的密闭容器中通入SO2、SCl2与Cl2均为0.04mol,发生上述反应.测得其压强(p)随时间(t)的变化为表中数据I(反应达到平衡时的温度与起始温度相同).
t/min012345
Ip6.0p06.7p06.1p05.4p05.0p05.0p0
IIp6.0p07.0p05.3p05.0p05.0p05.0p0

请回答下列问题:
①反应开始至达到平衡时,v(SOCl2)=____________
②若只改变某一条件,其他条件相同时,测得其压强随时间的变化为表中数据II,则改变的条件是_____
(2)如图是某同学测定上述反应平衡常数的对数值(lgK)与温度的变化关系点.

A点的数值为_____。(已知:lg4=0.6)
(3)已知反应S4(g)+4Cl2(g)═4SCl2(g)   H=﹣4kJ•mol1,1molS4(g)、1molSCl2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收1064kJ、510kJ的能量,则1molCl2(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_____kJ。
(4)某种锂电池的负极由金属锂构成,正极由二氯亚砜(SOCl2)和碳材料构成.总反应为:4Li+2SOCl2═4LiCl+S+SO2↑,此种锂电池是一次电池,在放电时有气体产生.此电池工作时正极的电极反应式为________________,电解质中锂离子定向移向_____极(填“正极”或“负极”).
2017-06-29更新 | 434次组卷
共计 平均难度:一般