NOx会造成大气污染,工业上采用多种方法进行处理。
I. 氯气氧化法:。 恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2。10min达平衡,测得10min内v(ClNO)=0.005mol/(L·min),则平衡后n(Cl2)=________ mol。若其它条件不变,上述反应在恒压条件下进行,平衡时NO 的转化率______ (填“增大”、“减小”或“不变”),此条件下的平衡常数K值为_______
II. 臭氧氧化法:烟气中的NO经O3预处理后转化为NO2,再用CaSO3悬浊液吸收NO2。
已知:常温下,Ksp(CaSO4)=9.1×10-6,Ksp(CaSO3)=3.1×10-7。
(1)NO与O3反应过程的能量变化如下:
NO被O3氧化的总反应是化合反应,该反应的热化学方程式为_______________ 。
(2)将CaSO3悬浊液静置,取上层清液,测得pH约为8,用化学用语解释其原因为_______________________________________ 。
(3)实际吸收NO2的过程中,通过向CaSO3悬浊液中加入Na2SO4固体,提高NO2的吸收速率,从溶解平衡的角度解释其原因:______________________________________ 。
III. 选择性非催化还原法:用同位素示踪法,在高温有氧下NH3做还原剂与 15NO 进行选择性反应。
请将该反应的化学方程式补充完整:____________________ □15NN+□H2O
I. 氯气氧化法:。 恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2。10min达平衡,测得10min内v(ClNO)=0.005mol/(L·min),则平衡后n(Cl2)=
II. 臭氧氧化法:烟气中的NO经O3预处理后转化为NO2,再用CaSO3悬浊液吸收NO2。
已知:常温下,Ksp(CaSO4)=9.1×10-6,Ksp(CaSO3)=3.1×10-7。
(1)NO与O3反应过程的能量变化如下:
NO被O3氧化的总反应是化合反应,该反应的热化学方程式为
(2)将CaSO3悬浊液静置,取上层清液,测得pH约为8,用化学用语解释其原因为
(3)实际吸收NO2的过程中,通过向CaSO3悬浊液中加入Na2SO4固体,提高NO2的吸收速率,从溶解平衡的角度解释其原因:
III. 选择性非催化还原法:用同位素示踪法,在高温有氧下NH3做还原剂与 15NO 进行选择性反应。
请将该反应的化学方程式补充完整:
更新时间:2018-04-01 19:37:07
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【推荐1】经最新研究发现,NOx和SOx是形成雾霾天气的主要原因之一,因此研究NOx、SOx等大气污染物的妥善处理具有重要意义。
(1)为了消除NO造成的污染,通常采用一氧化碳和氢气进行催化还原NO。
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=akJ•mol-1;
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=bkJ•mol-1;
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=ckJ•mol-1。
写出H2与NO反应生成N2和水蒸气的热化学方程式:________________________ 。
(2)目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术是NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术。反应原理如图所示:
当NO2与NO的物质的量之比为1:1时,与足量氨气在一定条件下发生反应。当有12mol电子发生转移时,则参与反应的NO2的物质的量为________ 。
(3)T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH<0。实验测得:v正=v消耗(NO)=2v消耗(O2)=k正c2(NO)•c(O2),v逆=v消耗(NO2)=k逆c2(NO2),k正、k逆为速率常数只受温度影响。不同时刻测得容器中n(NO)、n(O2)如表:
①从0~2s该反应的平均速率v(NO2)=________ mol/(L•s)。
②T1温度时,上述反应的化学平衡常数K=________ 。
③若将容器的温度改变为T2时其k正=k逆,则T1________ T2(填“”“”或“”)。
(4)电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3,其工作原理如图。
①N极的电极反应式为________________________ 。
②将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3,则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为________ 。
(1)为了消除NO造成的污染,通常采用一氧化碳和氢气进行催化还原NO。
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=akJ•mol-1;
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=bkJ•mol-1;
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=ckJ•mol-1。
写出H2与NO反应生成N2和水蒸气的热化学方程式:
(2)目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术是NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术。反应原理如图所示:
当NO2与NO的物质的量之比为1:1时,与足量氨气在一定条件下发生反应。当有12mol电子发生转移时,则参与反应的NO2的物质的量为
(3)T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH<0。实验测得:v正=v消耗(NO)=2v消耗(O2)=k正c2(NO)•c(O2),v逆=v消耗(NO2)=k逆c2(NO2),k正、k逆为速率常数只受温度影响。不同时刻测得容器中n(NO)、n(O2)如表:
时间/ | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)/mol | 1 | 0.6 | 0.4 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
n(O2)/mol | 0.6 | 0.4 | 0.3 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
①从0~2s该反应的平均速率v(NO2)=
②T1温度时,上述反应的化学平衡常数K=
③若将容器的温度改变为T2时其k正=k逆,则T1
(4)电解硝酸工业的尾气NO可制备NH4NO3,其工作原理如图。
①N极的电极反应式为
②将电解生成的HNO3全部转化为NH4NO3,则通入的NH3与实际参加反应的NO的物质的量之比至少为
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解题方法
【推荐2】研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。
(1)CO2和H2可直接合成甲醇,向一密闭容器中充入CO2和H2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH
①保持温度、体积一定,能说明上述反应达到平衡状态的是___________ 。
A.容器内压强不变 B.3v正(CH3OH)= v正(H2)
C.容器内气体的密度不变 D.CO2与H2O的物质的量之比保持不变
②测得不同温度时CH3OH的物质的量随时间的变化如图1所示,则ΔH___________ 0(填“>”或“<”)。
(2)工业生产中需对空气中的CO进行监测。
①PdCl2溶液可以检验空气中少量的CO。当空气中含CO时,溶液中会产生黑色的Pd沉淀。若反应中有0.02 mol电子转移,则生成Pd沉淀的质量为___________ 。
②使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量,其模型如图2所示。这种传感器利用了原电池原理,则该电池的负极反应式为___________ 。
(3)某催化剂可将CO2和CH4转化成乙酸。催化剂的催化效率和乙酸的生成速率随温度的变化关系如图3所示。乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是___________ 。
(4)常温下,将一定量的CO2通入石灰乳中充分反应,达平衡后,溶液的pH为11,则c()=___________ 。(已知:Ksp[Ca(OH)2]=5.6×10−6,Ksp(CaCO3) =2.8×10−9)
(5)将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。图4是通过光电转化原理以廉价原料制备新产品的示意图。催化剂a、b之间连接导线上电子流动方向是___________ (填“a→b”或“b→a”)。
(1)CO2和H2可直接合成甲醇,向一密闭容器中充入CO2和H2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH
①保持温度、体积一定,能说明上述反应达到平衡状态的是
A.容器内压强不变 B.3v正(CH3OH)= v正(H2)
C.容器内气体的密度不变 D.CO2与H2O的物质的量之比保持不变
②测得不同温度时CH3OH的物质的量随时间的变化如图1所示,则ΔH
(2)工业生产中需对空气中的CO进行监测。
①PdCl2溶液可以检验空气中少量的CO。当空气中含CO时,溶液中会产生黑色的Pd沉淀。若反应中有0.02 mol电子转移,则生成Pd沉淀的质量为
②使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量,其模型如图2所示。这种传感器利用了原电池原理,则该电池的负极反应式为
(3)某催化剂可将CO2和CH4转化成乙酸。催化剂的催化效率和乙酸的生成速率随温度的变化关系如图3所示。乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是
(4)常温下,将一定量的CO2通入石灰乳中充分反应,达平衡后,溶液的pH为11,则c()=
(5)将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。图4是通过光电转化原理以廉价原料制备新产品的示意图。催化剂a、b之间连接导线上电子流动方向是
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【推荐3】人类的生存与发展都和能源有密切关系,其中煤炭的能源利用是人类最早开发的能源之一。在现代化工业中,煤炭的气化是以煤炭为原料,在高温高压下使煤炭中的有机物质和气化剂发生一系列的化学反应,使固体的煤炭转化成可燃性气体的生产过程。生要反应如下:
Ⅰ.C(s)+CO2(g)=2CO(g) ∆H1=+172.8kJ·mol-1
Ⅱ.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ∆H2=+131.8kJ·mol-1
Ⅲ.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ∆H3=-41.0kJ·mol-1
Ⅳ.C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) ∆H4
回答下列问题:
(1)CO2的电子式是___ ;∆H4=___ kJ·mol-1。
(2)分别向初始温度为T℃,体职为2L的两个刚性密闭容器中,各充入足量的C(a)和1molH2O(g),一个容器为恒温容器,一个容器为绝热容器,若只发生反应II。两容器中压强随时间的变化关系如图所示:
①图中代表恒温容器的曲线是___ (填“L1,"或“L2”)。
②绝热容器中,从反应开始至达到平衡,平均反应速率v(H2O)=__ mol·L-1·min-1。
③恒温容器中,T°C时,该反应的平衡常数Kp=__ kPa(Kp是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。用含P1的代数式表示)
(3)若在恒温容器中,同时发生以上四个反应,其中C(s)足量。下列说法正确的是__ (填序号)。
a.当CO浓度不再发生变化时,容器中所有反应均达到平衡状态
b.缩小容器容积,反应I正反应速率降低,逆反应速率升高,平衡初逆方向移动
c.根据平衡常数公式,若从密闭容器中分离出所有C(s),各气体的浓度保持不变
(4)煤炭是不可再生资源,而在固态金属氧化物电解池中,高温电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。X是电源的___ 极,阴极的电极反应式有:__ 。
Ⅰ.C(s)+CO2(g)=2CO(g) ∆H1=+172.8kJ·mol-1
Ⅱ.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ∆H2=+131.8kJ·mol-1
Ⅲ.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ∆H3=-41.0kJ·mol-1
Ⅳ.C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) ∆H4
回答下列问题:
(1)CO2的电子式是
(2)分别向初始温度为T℃,体职为2L的两个刚性密闭容器中,各充入足量的C(a)和1molH2O(g),一个容器为恒温容器,一个容器为绝热容器,若只发生反应II。两容器中压强随时间的变化关系如图所示:
①图中代表恒温容器的曲线是
②绝热容器中,从反应开始至达到平衡,平均反应速率v(H2O)=
③恒温容器中,T°C时,该反应的平衡常数Kp=
(3)若在恒温容器中,同时发生以上四个反应,其中C(s)足量。下列说法正确的是
a.当CO浓度不再发生变化时,容器中所有反应均达到平衡状态
b.缩小容器容积,反应I正反应速率降低,逆反应速率升高,平衡初逆方向移动
c.根据平衡常数公式,若从密闭容器中分离出所有C(s),各气体的浓度保持不变
(4)煤炭是不可再生资源,而在固态金属氧化物电解池中,高温电解H2O-CO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。X是电源的
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【推荐1】氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题:
(1)用CH4 催化还原NOx 可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g) + 2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1
CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g) + 2H2O(g) ΔH2
若1 mol CH4 还原NO2 至N2,整个过程中放出的热量为867 kJ,则ΔH2=_______ ;
(2)工业合成氨气需要的反应条件非常高且产量低,而一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实现氨的电化学合成,从而大大提高了氮气和氢气的转化率。电化学合成氨过程的总反应式为:N2+3H22NH3,则在电化学合成氨的过程中,阴极反应式为__________________________________________ ;
(3)在一定条件下,将l mol N2 与3 mol H2 混合于一个10 L密闭容器中,反应达到平衡时,A点混合气体中氨占25%,试回答:
①N2的转化率为______ ;
②右图中在状态A时,平衡常数KA____________ (填写代入数值的表达式,不要求算出具体数值);当温度由T1变化到T2时, KA ____ KB(填“>”、“<”或“=”)。
③在容积固定的密闭容器中发生上述反应,各物质的浓度如下表:
反应从0 min到3 min之间,H2的反应速率为______________ ;反应在3 min时,条件发生了改变,改变的条件可能是________ (填序号)。
a.使用催化剂 b.降低温度 c.增加H2的浓度
(1)用CH4 催化还原NOx 可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g) + 2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1
CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g) + 2H2O(g) ΔH2
若1 mol CH4 还原NO2 至N2,整个过程中放出的热量为867 kJ,则ΔH2=
(2)工业合成氨气需要的反应条件非常高且产量低,而一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实现氨的电化学合成,从而大大提高了氮气和氢气的转化率。电化学合成氨过程的总反应式为:N2+3H22NH3,则在电化学合成氨的过程中,阴极反应式为
(3)在一定条件下,将l mol N2 与3 mol H2 混合于一个10 L密闭容器中,反应达到平衡时,A点混合气体中氨占25%,试回答:
①N2的转化率为
②右图中在状态A时,平衡常数KA
③在容积固定的密闭容器中发生上述反应,各物质的浓度如下表:
反应从0 min到3 min之间,H2的反应速率为
a.使用催化剂 b.降低温度 c.增加H2的浓度
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【推荐2】在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g) + H2(g) ⇌ CO(g) +H2O(g),其化学平衡常数 K 和温度 t 的关系如下表:
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为 K =_______
(2)该反应为_______ 反应(选填“吸热”“放热”)。
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_______。
(4)某温度下,平衡浓度符合 c(CO2)⋅c(H2)= c(CO)⋅c(H2O),试判断此时的温度为____ ℃ 。在此温度下 2L 密闭容器中进行反应 CO2(g) + H2(g) ⇌ CO(g) + H2O(g), CO2(g)和H2(g)的起始量均为 2.0mol,达到平衡时 CO2的转化率为_______ ,CO 的平衡浓度为_______ 。
(5)在密闭容器中进行下列反应:
反应①Fe(s)+CO2(g) ⇌ FeO(s) + CO(g) △ H1= akJ⋅mol−1
反应②2CO(g)+O2(g) ⇌ 2CO2(g) △ H2 = b kJ⋅mol−1
反应③2Fe(s) +O2(g) ⇌ 2FeO(s) △ H3
则△ H3 =_______ (用含 a、b 的代数式表示)。
t/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为 K =
(2)该反应为
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_______。
A.容器中压强不变 | B.混合气体中 c(CO)不变 |
C.v正(H2) = v逆(H2O) | D.c(CO2) = c(CO) |
(5)在密闭容器中进行下列反应:
反应①Fe(s)+CO2(g) ⇌ FeO(s) + CO(g) △ H1= akJ⋅mol−1
反应②2CO(g)+O2(g) ⇌ 2CO2(g) △ H2 = b kJ⋅mol−1
反应③2Fe(s) +O2(g) ⇌ 2FeO(s) △ H3
则△ H3 =
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【推荐3】CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:
I.CO2可以被NaOH溶液捕获,若所得溶液c(HCO3-)∶c(CO32-)=2∶1,溶液pH=___ 。(室温下,H2CO3的K1=4×10-7;K2=5×10-11)
II.CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)
(1)已知上述反应中相关的化学键键能数据:
则该反应的ΔH=___________ 。分别在V L恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是___________ (填“A”或“B”)。
(2)按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图1所示。此反应优选温度为900℃的原因是____________ 。
(3)在T1温度时,将CH4和CO2各1.0 mol充入2 L密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CH4转化率为40%,则
①容器内的压强与起始压强之比为___________ ;
②此温度下,若该容器中含有CH4、CO2、H2、CO各1.0 mol,则此时反应所处的状态为___________ (填“向正反应方向进行中”“向逆反应方向进行中”或“平衡状态”)
③欲使甲烷的平衡转化率提高,应采取的措施是___________ (填标号)。
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强
I.CO2可以被NaOH溶液捕获,若所得溶液c(HCO3-)∶c(CO32-)=2∶1,溶液pH=
II.CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)
(1)已知上述反应中相关的化学键键能数据:
化学键 | C-H | C=O | H-H | |
键能/kJ/mol | 413 | 745 | 436 | 1075 |
则该反应的ΔH=
(2)按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图1所示。此反应优选温度为900℃的原因是
(3)在T1温度时,将CH4和CO2各1.0 mol充入2 L密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CH4转化率为40%,则
①容器内的压强与起始压强之比为
②此温度下,若该容器中含有CH4、CO2、H2、CO各1.0 mol,则此时反应所处的状态为
③欲使甲烷的平衡转化率提高,应采取的措施是
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强
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【推荐1】NOx是形成雾霾天气的主要原因之一,以NOx为主的污染综合治理是当前重要的研究课题。
(1)通常可采用氢气进行催化还原,消除NO造成的污染。
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H=akJ·mol-1;
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆H=bkJ·mol-1;
③H2O(g)=H2O(l) ∆H=ckJ·mol-1。
写出H2与NO反应生成N2和水蒸气的热化学方程式:___________ 。
(2)用NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是常见的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示。当NO2与NO的物质的量之比为1∶1时,与足量氨气在一定条件下发生反应。当有15mol电子发生转移时,则参与反应的NO的物质的量为___________ 。
(3)可用电解法将硝酸工业的尾气NO转变为NH4NO3,其工作原理如图:
M极接电源的___________ 极,N极的电极反应式为___________ 。
(4)汽车尾气中的NO、以NO为主,净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)∆H=akJ·mol-1,在500℃时,向恒容密闭体系中通入5mol的NO和5mol的CO进行反应时,体系中压强与时间的关系如图所示:
500℃时的平衡常数Kp=___________ Mpa-1,(Kp为以平衡分压表示的平衡常数,平衡分压=总压×物质的量分数)。若在4min改变的条件为升高温度,Kp减小,则a___________ 0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(1)通常可采用氢气进行催化还原,消除NO造成的污染。
已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H=akJ·mol-1;
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆H=bkJ·mol-1;
③H2O(g)=H2O(l) ∆H=ckJ·mol-1。
写出H2与NO反应生成N2和水蒸气的热化学方程式:
(2)用NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是常见的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图所示。当NO2与NO的物质的量之比为1∶1时,与足量氨气在一定条件下发生反应。当有15mol电子发生转移时,则参与反应的NO的物质的量为
(3)可用电解法将硝酸工业的尾气NO转变为NH4NO3,其工作原理如图:
M极接电源的
(4)汽车尾气中的NO、以NO为主,净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)∆H=akJ·mol-1,在500℃时,向恒容密闭体系中通入5mol的NO和5mol的CO进行反应时,体系中压强与时间的关系如图所示:
500℃时的平衡常数Kp=
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解题方法
【推荐2】处理烟气中SO2常采用的方法有CO还原法和碱液吸收法。请回答下列问题:
I.水煤气还原法﹒
已知:i.
ii.
(1)写出CO(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)、H2(g)的热化学方程式:_______ 。若该反应在恒温、恒容体系中进行,达到平衡的标志为_______ (填选项字母)
A.单位时间内,生成nmolCO的同时生成nmolCO2
B.混合气体的平均摩尔质量保持不变
C.混合气体的总压强保持不变
D.H2O(g)与H2(g)的体积比保持不变
(2)一定压强下,发生反应,平衡时的转化率与投料比的比值[]、温度T的关系如图所示。比较平衡时,的转化率:N_______ M(填“>”“<”或“=”,下同),逆反应速率:N_______ P
(3)T℃,向10L恒容密闭容器中充入2molCO(g)、2molSO2(g)和2molH2(g),发生反应i和反应ii,5min达到平衡时,CO2(g)和H2O(g)的物质的量分别为1.6mol、1.8mol。
①该温度下,反应ii的平衡常数K=_______ 。
②其他条件不变,6min时缩小容器体积。_______ (填“增大”“减小”或“不变”)
II.碱液吸收法
步骤1:用足量氨水吸收SO2
步骤2:再加入熟石灰,发生反应:2+Ca2++2OH-+=CaSO3↓+2NH3·H2O
(4)已知:25℃时,Kb(NH3·H2O)=a;Ksp(CaSO3)=b,该温度下,步骤2中反应的平衡常数K=_______ (用含a、b的代数式表示)。
I.水煤气还原法﹒
已知:i.
ii.
(1)写出CO(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)、H2(g)的热化学方程式:
A.单位时间内,生成nmolCO的同时生成nmolCO2
B.混合气体的平均摩尔质量保持不变
C.混合气体的总压强保持不变
D.H2O(g)与H2(g)的体积比保持不变
(2)一定压强下,发生反应,平衡时的转化率与投料比的比值[]、温度T的关系如图所示。比较平衡时,的转化率:N
(3)T℃,向10L恒容密闭容器中充入2molCO(g)、2molSO2(g)和2molH2(g),发生反应i和反应ii,5min达到平衡时,CO2(g)和H2O(g)的物质的量分别为1.6mol、1.8mol。
①该温度下,反应ii的平衡常数K=
②其他条件不变,6min时缩小容器体积。
II.碱液吸收法
步骤1:用足量氨水吸收SO2
步骤2:再加入熟石灰,发生反应:2+Ca2++2OH-+=CaSO3↓+2NH3·H2O
(4)已知:25℃时,Kb(NH3·H2O)=a;Ksp(CaSO3)=b,该温度下,步骤2中反应的平衡常数K=
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【推荐3】利用CO2可合成尿素、醇等系列重要化工原料。回答下列有关问题:
(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应1:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) △H1=-159.47kJ·mol-1
反应2:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+72.49kJ·mol-1
反应3:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3
反应1、2和3的△G(自由能变化)随温度的变化关系如图所示。图中对应于反应3的线条是____ 。提高尿素产率的方法有____ 、____ 。一定条件下,恒容容器中,充入原料气3molNH3和1molCO2,平衡时CO2的转化率为0.5,容器内总压强为pkPa,已知反应2的Kp=ap则上述反应3的平衡常数Kp=____ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。以惰性电极电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液,阳极有N2产生,写出阳极的电极反应方程式____ 。
(2)工业上利用CO2可以制备甲醇,某一刚性容器中充入1molCO2和3molH2,在催化剂存在的条件下进行反应,测得温度与平衡转化率、产物选择性的关系如图所示。反应1:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1
反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
已知:CH3OH选择性=,反应1为____ (填“放热”或“吸热”)反应,有研究表明,在原料气中掺入适量的CO有利于提高CH3OH选择性,说明其可能的原因是____ ,有利于提高CH3OH选择性反应条件还可以是____ (填标号)。
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应1:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) △H1=-159.47kJ·mol-1
反应2:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+72.49kJ·mol-1
反应3:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3
反应1、2和3的△G(自由能变化)随温度的变化关系如图所示。图中对应于反应3的线条是
(2)工业上利用CO2可以制备甲醇,某一刚性容器中充入1molCO2和3molH2,在催化剂存在的条件下进行反应,测得温度与平衡转化率、产物选择性的关系如图所示。反应1:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1
反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
已知:CH3OH选择性=,反应1为
A.高温高压 B.高温低压 C.低温高压 D.低温低压
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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1】叶蛇纹石是一种富镁硅酸盐矿物[主要成分为Mg6(Si4O10)(OH)8,还含有Al2O3、Fe2O3、FeO等杂质],利用该矿物生产铁红(Fe2O3)和碱式碳酸镁的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)“转化”中加入过量H2O2的目的是___________ (用语言叙述),该步骤中,温度不能过高的原因是___________ 。
(2)“调pH”时,产生滤渣2的反应离子方程式为___________ 。
(3)X通常选用___________ (填化学式)。
(4)“沉镁”步骤中氨水加入的量不能太多,否则MgCO3·H2O的产率会降低,其原因是___________ 。
(5)取9.1g碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O],高温分解后,测得生成3.3gCO2、4.0gMgO,化学式中z=___________ ,写出由MgCO3·3H2O生成产品的化学方程式:___________ 。
(6)碱式碳酸镁常用作新型阻燃剂,试分析碱式碳酸镁能够阻燃的原因:___________ (写出一点即可)。
回答下列问题:
(1)“转化”中加入过量H2O2的目的是
(2)“调pH”时,产生滤渣2的反应离子方程式为
(3)X通常选用
(4)“沉镁”步骤中氨水加入的量不能太多,否则MgCO3·H2O的产率会降低,其原因是
(5)取9.1g碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2·zH2O],高温分解后,测得生成3.3gCO2、4.0gMgO,化学式中z=
(6)碱式碳酸镁常用作新型阻燃剂,试分析碱式碳酸镁能够阻燃的原因:
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐2】NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂,用于焙烤食品;NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题:
(1)相同条件下,0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中的c()___________ (填“等于”“大于”或“小于”)0.1mol·L-1NH4HSO4溶液中的c()。
(2)浓度均为0.1mol·L-1的几种电解质溶液的pH随温度变化的曲线如图1所示:
①其中符合0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液的pH随温度变化的曲线是___________ ,导致pH随温度变化的原因是___________ 。
②20℃时,0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中2c()-c()-3c(A13+)=___________ mol·L-1(填精确 数值表达式)
(3)室温时,向100mL0.1mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液,溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图2所示。试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是___________ 点;在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是___________ 。
(4)难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡。25℃,某NH4Al(SO4)2溶液里c(Al3+)=0.1mol·L-1,使Al3+开始沉淀的pH为___________ 。(25℃时,Al(OH)3的Ksp=1×10-34)
(5)向AgNO3溶液中加入过量NaCl溶液,会有白色沉淀产生,接着加入NaI溶液,发现白色沉淀变为黄色,请用平衡移动原理来解释颜色变化与溶液中c(Cl-)升高的原因:___________ 。
(1)相同条件下,0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中的c()
(2)浓度均为0.1mol·L-1的几种电解质溶液的pH随温度变化的曲线如图1所示:
①其中符合0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液的pH随温度变化的曲线是
②20℃时,0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中2c()-c()-3c(A13+)=
(3)室温时,向100mL0.1mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液,溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图2所示。试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是
(4)难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡。25℃,某NH4Al(SO4)2溶液里c(Al3+)=0.1mol·L-1,使Al3+开始沉淀的pH为
(5)向AgNO3溶液中加入过量NaCl溶液,会有白色沉淀产生,接着加入NaI溶液,发现白色沉淀变为黄色,请用平衡移动原理来解释颜色变化与溶液中c(Cl-)升高的原因:
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【推荐3】结合下表回答下列问题:
现有某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl2,为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,按如图步骤进行提纯:
(1)最适合作氧化剂X的是_________ (填字母),加入X的目的是____________________________________ 。
A.K2Cr2O7 B.NaClO C.H2O2 D.KMnO4
加入的物质Y是____________ (填化学式),调至溶液pH=4,使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中的c(Fe3+)=____________ 。过滤后,将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶,可得到CuCl2·2H2O晶体。
(2)在空气中直接加热CuCl2·2H2O晶体得不到纯的无水CuCl2,由CuCl2·2H2O晶体得到纯的无水CuCl2的合理方法是______________________________________________________ 。
(3)含Cr2O的废水毒性较大,某工厂废水中含5.0×10-3 mol·L-1的Cr2O,为了使废水的排放达标,进行如下处理:
①绿矾化学式为FeSO4·7H2O,反应(I)的离子方程式为__________________ ;
②若处理后的废水中c(Cr3+)=3.0×10-6 mol·L-1,则废水中c(Fe3+)=_________ mol·L-1。(Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cr(OH) 3]=6.0×10-31)
物质 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Fe(OH)3 |
溶度积/25 ℃ | 8.0×10-16 | 2.2×10-20 | 4.0×10-38 |
完全沉淀时的pH范围 | ≥9.6 | ≥6.4 | 3~4 |
现有某酸性CuCl2溶液中含有少量的FeCl2,为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,按如图步骤进行提纯:
(1)最适合作氧化剂X的是
A.K2Cr2O7 B.NaClO C.H2O2 D.KMnO4
加入的物质Y是
(2)在空气中直接加热CuCl2·2H2O晶体得不到纯的无水CuCl2,由CuCl2·2H2O晶体得到纯的无水CuCl2的合理方法是
(3)含Cr2O的废水毒性较大,某工厂废水中含5.0×10-3 mol·L-1的Cr2O,为了使废水的排放达标,进行如下处理:
①绿矾化学式为FeSO4·7H2O,反应(I)的离子方程式为
②若处理后的废水中c(Cr3+)=3.0×10-6 mol·L-1,则废水中c(Fe3+)=
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