利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤。T℃时反应
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。
(1)T℃时将3molSO2和1molO2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中,发生反应。2min时反应达到平衡,此时测得反应物O2还剩余0.1mol,则达到平衡时SO2的转化率为_______ ,反应放出_____________ 热量。(用E1、E2或E3表示)
(2)下列叙述能证明该反应已达化学平衡状态的是__________________ (填序号)
①SO2的体积分数不再发生变化
②容器内压强不再发生变化
③容器内气体原子总数不再发生变化
④相同时间内消耗2n molSO2的同时生成n molO2
⑤相同时间内消耗2n molSO2的同时生成2n molSO3
(3)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大, E3的变化是: E3____________ (填“增大”“减小”或“不变”)
(4)若以下图所示装置,用电化学原理生产硫酸,将SO2、O2以一定压强喷到活性电极上反应。写出通SO2电极的电极反应式:______________ 。
(5) SOCl2是一种无色液体,可与碳共同构成锂电池的正极材料,且其放电时也有SO2气体产生。写出SOCl2在电池中放电时的电极反应式_________________ 。
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。
(1)T℃时将3molSO2和1molO2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中,发生反应。2min时反应达到平衡,此时测得反应物O2还剩余0.1mol,则达到平衡时SO2的转化率为
(2)下列叙述能证明该反应已达化学平衡状态的是
①SO2的体积分数不再发生变化
②容器内压强不再发生变化
③容器内气体原子总数不再发生变化
④相同时间内消耗2n molSO2的同时生成n molO2
⑤相同时间内消耗2n molSO2的同时生成2n molSO3
(3)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大, E3的变化是: E3
(4)若以下图所示装置,用电化学原理生产硫酸,将SO2、O2以一定压强喷到活性电极上反应。写出通SO2电极的电极反应式:
(5) SOCl2是一种无色液体,可与碳共同构成锂电池的正极材料,且其放电时也有SO2气体产生。写出SOCl2在电池中放电时的电极反应式
更新时间:2016-12-09 01:54:19
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【推荐1】甲醇是一种重要的基础化工原料,也是一种很有前景的燃料。利用工业废气中的CO2、CO与H2反应都可以制得甲醇。某温度下,在一恒容密闭容器中进行反应:CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g) △H=−90.14kJ·mol−l
1.该反应平衡常数的表达式为_____ 。
2.若压强、投料比对的百分含量的影响如图所示。则图中曲线所示的压强关系:p1_____p2。
3.若反应各物质起始浓度分别为c(CO)=1.0mol·L−l,c(H2)=2.4mol·L−l,5min后达到平衡,[CO]=0.5mol·L−l,则5min内H2的平均反应速率为_____ 。
4.若反应物的起始浓度分别为c(CO)=4.0mol·L−l,c(H2)=amol·L−l,达平衡后[CH3OH]=2.0mol·L−l,a=_____ 。
5.下列能说明该反应达到平衡状态的是
6.利用CO2和H2的混合气在催化剂M存在的条件下制甲醇的催化过程如图所示,反应物、产物均为气态物质。若生成1molCH3OH放出热量48.97kJ。写出其反应的热化学方程式:_____ 。7.生成CH3OH的同时,还存在副反应: CO2 (g)+H2 (g)CO(g)+H2O(g),其△H=_____ kJ·mol−l,则从化学反应的自发性角度分析,温度应控制在_____ (填“高温”或“低温”)下才有利于主反应进行。
1.该反应平衡常数的表达式为
2.若压强、投料比对的百分含量的影响如图所示。则图中曲线所示的压强关系:p1_____p2。
A.> | B.< | C.= | D.无法确定 |
4.若反应物的起始浓度分别为c(CO)=4.0mol·L−l,c(H2)=amol·L−l,达平衡后[CH3OH]=2.0mol·L−l,a=
5.下列能说明该反应达到平衡状态的是
A.容器内气体压强不再改变 |
B.容器内气体密度不再改变 |
C.c(H2)与c(CH3OH)的比值保持不变 |
D.单位时间内有2molH2消耗的同时有1molCH3OH生成 |
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【推荐2】探究工业脱硫[二硫化碳]对于环境建设意义重大。回答下列问题:
(1)已知和固体的燃烧热分别为。一定条件下,去除烟气中[反应原理为]的___________ 。一定温度下,恒容密闭容器中进行上述反应,下列可以作为达到平衡的判据的是___________ (填字母)。
A.气体的压强不变 B.平衡常数不变
C. D.容器内气体密度不变
(2)某温度下,将和充入2L和1L的两个刚性容器中,发生反应:,实验测得的体积分数随时间变化如图1所示:①反应进行到d点时,反应速率___________ ,该点处,平衡常数___________ 。
②c点处,的平衡转化率___________ 。
③若升高温度,在2L的容器中,平衡后的体积分数为0.8,该反应的___________ (填“>”“<”或“=”)的平衡转化率___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)室温下,双核钯化合物催化反应历程如图2所示:①总反应化学方程式为___________ 。
②下列说法正确的是___________ (填字母)。
A.上述反应历程中,没有参与反应
B.上述总反应中,每形成转移电子数为
C.上述反应中,温度越高,反应速率一定越快
D.上述反应历程中,存在键的断裂和形成
(1)已知和固体的燃烧热分别为。一定条件下,去除烟气中[反应原理为]的
A.气体的压强不变 B.平衡常数不变
C. D.容器内气体密度不变
(2)某温度下,将和充入2L和1L的两个刚性容器中,发生反应:,实验测得的体积分数随时间变化如图1所示:①反应进行到d点时,反应速率
②c点处,的平衡转化率
③若升高温度,在2L的容器中,平衡后的体积分数为0.8,该反应的
(3)室温下,双核钯化合物催化反应历程如图2所示:①总反应化学方程式为
②下列说法正确的是
A.上述反应历程中,没有参与反应
B.上述总反应中,每形成转移电子数为
C.上述反应中,温度越高,反应速率一定越快
D.上述反应历程中,存在键的断裂和形成
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【推荐3】能源是人类生存、社会发展不可或缺的物质,CO、、均是重要的能源物质。
(1)已知:氧气中键的键能为497 mol,二氧化碳中C=O键的键能为745 。
则使1 mol 完全分解成原子所需要的能量至少为______ ,______ 。
(2)通常合成甲醇的主要反应为:,起始时容器中只有a CO和b ,平衡时测得混合气体中的物质的量分数与温度、压强之间的关系如图所示:
①压强为温度和时对应的平衡常数分别为、,则____ 填“”“”“”;若恒温恒容条件下,起始时、,测得平衡时混合气体的压强为如图所示,则时该反应的压强平衡常数______ 。 用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数,用含的代数式表示
②若在温度为、压强为的条件下向密闭容器中加入等物质的量的CO、、气体,则反应开始时_____ 填“”“”“”“无法确定”
③若恒温恒容条件下,起始时、,则下列叙述能说明反应达到化学平衡状态的是______ 。
A.混合气体的密度不再随时间的变化而变化
B.混合气体的平均摩尔质量不再随时间的变化而变化
C.、的物质的量浓度之比为1:2,且不再随时间的变化而变化
D.若将容器改为绝热恒容容器时,平衡常数K不随时间变化而变化
(3)工业上常用氨水吸收含碳燃料燃烧中产生的温室气体,其产物之一是。已知常温下碳酸的电离常数、,的电离常数,则所得到的溶液中_____ 填“”“”“”。
(1)已知:氧气中键的键能为497 mol,二氧化碳中C=O键的键能为745 。
则使1 mol 完全分解成原子所需要的能量至少为
(2)通常合成甲醇的主要反应为:,起始时容器中只有a CO和b ,平衡时测得混合气体中的物质的量分数与温度、压强之间的关系如图所示:
①压强为温度和时对应的平衡常数分别为、,则
②若在温度为、压强为的条件下向密闭容器中加入等物质的量的CO、、气体,则反应开始时
③若恒温恒容条件下,起始时、,则下列叙述能说明反应达到化学平衡状态的是
A.混合气体的密度不再随时间的变化而变化
B.混合气体的平均摩尔质量不再随时间的变化而变化
C.、的物质的量浓度之比为1:2,且不再随时间的变化而变化
D.若将容器改为绝热恒容容器时,平衡常数K不随时间变化而变化
(3)工业上常用氨水吸收含碳燃料燃烧中产生的温室气体,其产物之一是。已知常温下碳酸的电离常数、,的电离常数,则所得到的溶液中
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【推荐1】我国力争在2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”。目前,化石燃料仍是我国生产生活中重要的能量来源。因此,的循环再利用是减少碳排放的重要研究课题。
(1)化工生产中常将转化为有机物以实现碳循环。利用催化剂对催化加氢转化成甲醇的化学方程式如下:。一定温度下,向恒容密闭容器中按的物质的量之比充入和,测得和的物质的量随时间变化如图所示。
①内,用表示的化学反应速率_______ 。
②下列现象能说明上述反应达到化学平衡状态的是_______ 。
a.反应体系中 b.混合气体的压强不再改变
c. d.混合气体的密度不再改变
e.单位时间内消耗的同时消耗
(2)有科学家提出用电化学方法将转化为CO,从而实现再利用,其转化的基本原理如图所示。
(已知:在同一电池中,正极的电极电势高于负极)
①电极电势较高的一极是_______ (填“M”或“N”)。
②写出M极的电极反应式:_______ 。
(3)二氧化碳甲烷化是循环再利用最有效的技术之一,其反应为:。
①时,已知相关物质的相对能量如图所示,则和完全反应生成和_______ (填“吸收”或“释放”)的能量为_______ kJ。
②甲烷化过程中会发生副反应,由于该反应的存在导致不能100%转化为,生成的须依据的选择性公式进行计算。某温度下,在体积为的恒容密闭容器中加入和,后达到平衡,测得CO的平均化学反应速率为。已知上述反应条件下的选择性为95%,则的平衡转化率为_______ 。
(注:的选择性=×100%)
(1)化工生产中常将转化为有机物以实现碳循环。利用催化剂对催化加氢转化成甲醇的化学方程式如下:。一定温度下,向恒容密闭容器中按的物质的量之比充入和,测得和的物质的量随时间变化如图所示。
①内,用表示的化学反应速率
②下列现象能说明上述反应达到化学平衡状态的是
a.反应体系中 b.混合气体的压强不再改变
c. d.混合气体的密度不再改变
e.单位时间内消耗的同时消耗
(2)有科学家提出用电化学方法将转化为CO,从而实现再利用,其转化的基本原理如图所示。
(已知:在同一电池中,正极的电极电势高于负极)
①电极电势较高的一极是
②写出M极的电极反应式:
(3)二氧化碳甲烷化是循环再利用最有效的技术之一,其反应为:。
①时,已知相关物质的相对能量如图所示,则和完全反应生成和
②甲烷化过程中会发生副反应,由于该反应的存在导致不能100%转化为,生成的须依据的选择性公式进行计算。某温度下,在体积为的恒容密闭容器中加入和,后达到平衡,测得CO的平均化学反应速率为。已知上述反应条件下的选择性为95%,则的平衡转化率为
(注:的选择性=×100%)
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【推荐2】I.已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),下图为不同温度(T1、T2)下SO2的转化率随时间的变化曲线。
完成下列填空:
(1)T1_______ (选填“>”“<”或“=”)T2,判断依据是_______ ;
(2)该反应为_______ (选填“放”或“吸”)热反应,判断依据是_______ 。
II.下表为一定温度和压强下,4种投料比[n(SO2):n(O2)]分别为2:18、4:15、7:11和8:10时SO2的平衡转化率。
(3)②对应的投料比为_______ 。
(4)投料比为8:10时,平衡混合气体中SO3体积分数为_______ 。
(5)在相同温度下:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) K1=a;
NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g) K2=b;
则2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) 的平衡常数K=_______ (用a、b表示)。
III.钠碱循环法吸收硫酸厂尾气中的SO2并将其转化为硫酸的工艺如下:
(6)吸收池中发生反应的化学方程式是_______ ;NaHSO3溶液呈弱酸性,NaHSO3溶液中离子浓度由大到小排序为_______ 。
IV.氢气是未来最具有前途的能源之一。氢气不仅能将二氧化碳转化为等液体燃料,也能用于燃料电池发电。以、为原料制涉及的主要反应如下:
i.
ii.
(7)、转化为、的热化学方程式为_______ 。
V.在催化剂作用下,反应温度和压强对平衡转化率、选择性影响如下图所示。[的选择性]
(8)比较、的大小:_______ 。
(9)随着温度的升高,平衡转化率增大,选择性减小。说明原因:_______ 。
完成下列填空:
(1)T1
(2)该反应为
II.下表为一定温度和压强下,4种投料比[n(SO2):n(O2)]分别为2:18、4:15、7:11和8:10时SO2的平衡转化率。
投料比 | ① | ② | ③ | ④ |
SO2平衡转化率/% | 97.1 | 96.8 | 95.8 | 90.0 |
(4)投料比为8:10时,平衡混合气体中SO3体积分数为
(5)在相同温度下:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) K1=a;
NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g) K2=b;
则2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) 的平衡常数K=
III.钠碱循环法吸收硫酸厂尾气中的SO2并将其转化为硫酸的工艺如下:
(6)吸收池中发生反应的化学方程式是
IV.氢气是未来最具有前途的能源之一。氢气不仅能将二氧化碳转化为等液体燃料,也能用于燃料电池发电。以、为原料制涉及的主要反应如下:
i.
ii.
(7)、转化为、的热化学方程式为
V.在催化剂作用下,反应温度和压强对平衡转化率、选择性影响如下图所示。[的选择性]
(8)比较、的大小:
(9)随着温度的升高,平衡转化率增大,选择性减小。说明原因:
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【推荐3】碳的化合物在工业上应用广泛。
(1)已知下列热化学方程式:
ⅰ.CH2=CHCH3(g)+ Cl2(g)=CH2ClCHClCH3(g) H1=-133 kJ·mol-1
ⅱ.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)=CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) ΔH2=-100 kJ·mol-1
又已知在相同条件下,CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)=CH2ClCHClCH3(g) 的正反应的活化能Ea(正)为132 kJ·mol-1,则逆反应的活化能Ea(逆)为________ kJ·mol-1。
(2)查阅资料得知,反应CH3CHO(aq)=CH4(g)+CO(g)在含有少量I2的溶液中分两步进行:
第Ⅰ步反应为CH3CHO(aq)+I2(aq)→CH3I(l)+HI(aq)+CO(g)(慢反应);
第Ⅱ步为快反应。增大I2的浓度________ (填“能”或“ 不能”)明显增大总反应的平均速率,理由为_____________________________ 。
(3)用催化剂Fe3(CO)12/ZSM5催化CO2加氢合成乙烯的反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图。
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM5中添加________ 助剂效果最好;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是____________ 。
(4)在一密闭容器中,起始时向该容器中充入H2S和CH4且n(H2S)∶n(CH4) =2∶1,发生反应:CH4(g)+2H2S(g)=CS2(g)+4H2(g)。0.11 MPa时,温度变化对平衡时产物的物质的量分数的影响如图所示:
为提高H2S的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是____________________ (列举一条)。N点对应温度下,该反应的Kp=_____ (MPa)2(Kp为以分压表示的平衡常数)。
(5)合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示。
阳极的电极反应式为__________ ,离子交换膜a为________ (填“阳膜”“阴膜”)。
(1)已知下列热化学方程式:
ⅰ.CH2=CHCH3(g)+ Cl2(g)=CH2ClCHClCH3(g) H1=-133 kJ·mol-1
ⅱ.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)=CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g) ΔH2=-100 kJ·mol-1
又已知在相同条件下,CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)=CH2ClCHClCH3(g) 的正反应的活化能Ea(正)为132 kJ·mol-1,则逆反应的活化能Ea(逆)为
(2)查阅资料得知,反应CH3CHO(aq)=CH4(g)+CO(g)在含有少量I2的溶液中分两步进行:
第Ⅰ步反应为CH3CHO(aq)+I2(aq)→CH3I(l)+HI(aq)+CO(g)(慢反应);
第Ⅱ步为快反应。增大I2的浓度
(3)用催化剂Fe3(CO)12/ZSM5催化CO2加氢合成乙烯的反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图。
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
助剂 | CO2转化率(%) | 各产物在所有产物中的占比(%) | ||
C2H4 | C3H6 | 其他 | ||
Na | 42.5 | 35.9 | 39.6 | 24.5 |
K | 27.2 | 75.6 | 22.8 | 1.6 |
Cu | 9.8 | 80.7 | 12.5 | 6.8 |
(4)在一密闭容器中,起始时向该容器中充入H2S和CH4且n(H2S)∶n(CH4) =2∶1,发生反应:CH4(g)+2H2S(g)=CS2(g)+4H2(g)。0.11 MPa时,温度变化对平衡时产物的物质的量分数的影响如图所示:
为提高H2S的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是
(5)合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示。
阳极的电极反应式为
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【推荐1】金属及其化合物在生产生活中具有广泛的应用。
(1)我国科学家设计的铝离子电池装置如图所示。已知电池总反应为nAl+4nAlCl+3(AlCl4)nMoSe2=4nAl2Cl+3MoSe2。
①负极材料为___ (填“A1”或“MoSe2”)。
②电池工作时能量形式由___ 转化为___ 。
③理论上生成2molAl2Cl时,外电路转移电子的物质的量为__ mol。
(2)锂—硫电池是重要的新型储能可逆电池,其构造如图所示。
电池充电时,与电源负极所连电极发生的电极反应为___ ,在电池放电时,电池右边电极依次发生Li2S8→Li2S6→Li2S4→Li2S2→Li2S系列转化。若放电前,图右边电极中Li2Sx只有Li2S8,放电后生成产物Li2S、Li2S2物质的量之比为6:1,则1molLi2S8反应得到的电子数为__ 。
(3)一种新型Zn—CO2水介质电池示意图如图,电极为金属锌和选择性催化材料,放电时,温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸(HCOOH)。充电时电池总反应为__ ;放电时1molCO2转化为HCOOH,转移的电子数为__ mol。
(1)我国科学家设计的铝离子电池装置如图所示。已知电池总反应为nAl+4nAlCl+3(AlCl4)nMoSe2=4nAl2Cl+3MoSe2。
①负极材料为
②电池工作时能量形式由
③理论上生成2molAl2Cl时,外电路转移电子的物质的量为
(2)锂—硫电池是重要的新型储能可逆电池,其构造如图所示。
电池充电时,与电源负极所连电极发生的电极反应为
(3)一种新型Zn—CO2水介质电池示意图如图,电极为金属锌和选择性催化材料,放电时,温室气体CO2被转化为储氢物质甲酸(HCOOH)。充电时电池总反应为
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【推荐2】人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学
技术发展中,电池发挥着越来越重要的作用,如在宇宙飞船、人造卫星、空间电视转播站、飞机、轮船、电脑、收音机、照相机、电子手表、心脏起搏器等,都离不开各式各样的电池,同时废弃的电池随便丢弃也会对环境造成污染。请根据题中提供的信息,回答下列问题:
电子表和电子计算器中所用的是纽扣式微型银锌电池,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质为KOH溶液,工作时电池总反应为Ag2O+Zn+H2O===2Ag+Zn(OH)2。
①工作时电流从________ 极流向________ 极(填“Ag2O”或“Zn”)。
②电极反应式:正极:_____________________ ,负极:_____________________ 。
③工作时电池正极区的pH________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。氢镍电池是近年来开发出来的可充电电池,它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是H2+NiO(OH) Ni(OH)2。
电池放电时, 负极的电极反应式为_________ ,正极的电极反应式为________________ ,正极附近溶液的pH__________ (填“增大”,“减小”或者“不变”)
技术发展中,电池发挥着越来越重要的作用,如在宇宙飞船、人造卫星、空间电视转播站、飞机、轮船、电脑、收音机、照相机、电子手表、心脏起搏器等,都离不开各式各样的电池,同时废弃的电池随便丢弃也会对环境造成污染。请根据题中提供的信息,回答下列问题:
电子表和电子计算器中所用的是纽扣式微型银锌电池,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质为KOH溶液,工作时电池总反应为Ag2O+Zn+H2O===2Ag+Zn(OH)2。
①工作时电流从
②电极反应式:正极:
③工作时电池正极区的pH
电池放电时, 负极的电极反应式为
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【推荐3】高纯硫酸锰在电池材料领域有重要用途。以软锰矿(主要成分为MnO2,含有少量铁和铝的氧化物)、硫铁矿(主要成分为FeS2)、钛白废酸(主要成分为H2SO4)为原料制备MnSO4·H2O的工艺流程如图:
(1)“酸浸”时,为提高锰的浸出率,可采取的措施是___ ,“酸浸”过程中钛白废酸不宜过量太多,原因是___ 。
(2)在“酸浸”过程中,FeS2和MnO2颗粒组成两个原电池,如图所示,其中,MnO2原电池反应迅速,而FeS2原电池由于生成的硫覆盖在FeS2颗粒表面,溶解速率受阻变慢。
①MnO2原电池中,MnO2为原电池的___ (填“正极”或“负极”),每消耗1molMnO2,生成___ molFe3+。
②FeS2原电池负极上的电极反应式为___ 。
(3)已知部分金属阳离子开始沉淀和沉淀完全的pH如表:
①要除去Fe3+和Al3+,需要调节溶液的pH的范围为___ 。
②加入CaCO3也可以将滤液中的Fe3+转化为Fe(OH)3而除去,该反应的化学方程式为___ 。
③若石灰乳用量过大,则MnSO4·H2O的产量会___ (填“增加”、“减少”或“无影响”)。
(4)“操作X”为蒸发浓缩、___ 、过滤、洗涤、烘干。
(5)某工厂用10t软锰矿(含87%MnO2)制备MnSO4·H2O,最终得到MnSO4·H2O13.52t,则MnSO4·H2O的产率为___ 。
(1)“酸浸”时,为提高锰的浸出率,可采取的措施是
(2)在“酸浸”过程中,FeS2和MnO2颗粒组成两个原电池,如图所示,其中,MnO2原电池反应迅速,而FeS2原电池由于生成的硫覆盖在FeS2颗粒表面,溶解速率受阻变慢。
①MnO2原电池中,MnO2为原电池的
②FeS2原电池负极上的电极反应式为
(3)已知部分金属阳离子开始沉淀和沉淀完全的pH如表:
开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH | |
Fe3+ | 1.9 | 3.2 |
Al3+ | 3.4 | 4.7 |
Mn2+ | 8.1 | 10.1 |
Fe2+ | 7 | 9.5 |
②加入CaCO3也可以将滤液中的Fe3+转化为Fe(OH)3而除去,该反应的化学方程式为
③若石灰乳用量过大,则MnSO4·H2O的产量会
(4)“操作X”为蒸发浓缩、
(5)某工厂用10t软锰矿(含87%MnO2)制备MnSO4·H2O,最终得到MnSO4·H2O13.52t,则MnSO4·H2O的产率为
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【推荐1】碳及其化合物在有机合成、溶液分析、电化学等方面,都有着重要应用。结合下列提供素材回答相关问题:
Ⅰ.天然气催化制备二甲醚(,熔点:,沸点:)的反应如下:
①
由合成气——水煤气也可以分两步制备二甲醚
②
③
(1)已知:
并且液态水变成气态水吸收的热量。则___________ 。
(2)若在恒温恒容的密闭容器中,按的起始量进行反应①,下列能说明反应①达到化学平衡状态的是___________ (填字母序号)。
a.反应容器中二甲醚的百分含量不变 b.混合气体的密度不变
c.不变 d.分压平衡常数不变
e. f.混合气体的压强不变
(3)采用一种新型的催化剂(主要成分是的合金),利用和制备二甲醚。观察图1回答问题。催化剂中约为___________ 时最有利于二甲醚的合成。
(4)图2为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图,a电极的电极反应式为___________ 。
Ⅱ.以合成气为原料可以合成甲醇。
(5)在体积可变的密闭容器中投入和,在不同条件下发生反应:。实验测得的物质的量随温度、压强的变化如图3所示。
①该反应自发进行的条件是___________ (填“低温”、“高温”或“任意温度”)。
②时,压强为反应平衡时的转化率为___________ ;压强:___________ (填“>”、“<”或“=”)。
③反应速率:N点___________ M点(填“>”、“<”或“=”)。
④若压强为、在恒容密闭容器中进行上述反应(起始投料不变),在不同温度下上述反应的平衡常数的对数如图4所示。则温度为时,平衡常数___________ (保留三位小数),B、C、D、E四点中能正确表示该反应的与T的关系的点为___________ 。
Ⅰ.天然气催化制备二甲醚(,熔点:,沸点:)的反应如下:
①
由合成气——水煤气也可以分两步制备二甲醚
②
③
(1)已知:
物质 | ||
燃烧热 | 890.3 | 1453 |
(2)若在恒温恒容的密闭容器中,按的起始量进行反应①,下列能说明反应①达到化学平衡状态的是
a.反应容器中二甲醚的百分含量不变 b.混合气体的密度不变
c.不变 d.分压平衡常数不变
e. f.混合气体的压强不变
(3)采用一种新型的催化剂(主要成分是的合金),利用和制备二甲醚。观察图1回答问题。催化剂中约为
(4)图2为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图,a电极的电极反应式为
Ⅱ.以合成气为原料可以合成甲醇。
(5)在体积可变的密闭容器中投入和,在不同条件下发生反应:。实验测得的物质的量随温度、压强的变化如图3所示。
①该反应自发进行的条件是
②时,压强为反应平衡时的转化率为
③反应速率:N点
④若压强为、在恒容密闭容器中进行上述反应(起始投料不变),在不同温度下上述反应的平衡常数的对数如图4所示。则温度为时,平衡常数
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【推荐2】I.合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,解决了亿万人口生存问题。回答下列问题:
(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”标记。由图可知合成氨反应的热化学方程式为_______
(2)工业合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当进料体积比V(N2):V(H2)=1:3时,平衡气体中NH3的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示:
①该反应的平衡常数K(a)_______ K(b)(填“<”或“=”或“>”)。
②500℃、压强为5P0时,Kp=_______ [Kp为平衡分压代替平衡浓度计算求得的平衡常数(分压=总压×物质的量分数)]。
(3)科学家利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成并取得初步成果,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如图所示。
①A极是_______ (填“正极”或“负极”),电极反应为_______ 。
②电池工作时在固氮酶表面发生的反应为_______ 。
II.二氧化锰是化学工业中常用的氧化剂和催化剂。我国主要以贫菱锰矿(有效成分为MnCO3)为原料,通过热解法进行生产。
(4)碳酸锰热解制二氧化锰分两步进行:
i.MnCO3(s) MnO(s)+CO2(g) ΔH1=+a kJ∙mol−1
ii.2MnO(s)+O2(g) 2MnO2(s) ΔH2=+b kJ∙mol−1
①反应i的化学平衡常数表达式K=_______ ;
②焙烧MnCO3制取MnO2的热化学方程式是_______ ;
(5)焙烧(装置如图1)时持续通入空气,并不断抽气的目的是_______ ;
(6)在其他条件不变时,某科研团队对影响转化率的生产条件进行了研究,结果如图2、图3所示。
①常压下,要提高MnCO3的转化率,应选择的生产条件是在_______ 中焙烧68h。
②图3中,焙烧8h时,MnCO3的转化率:干空气<湿空气,原因是_______ 。
(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”标记。由图可知合成氨反应的热化学方程式为
(2)工业合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当进料体积比V(N2):V(H2)=1:3时,平衡气体中NH3的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示:
①该反应的平衡常数K(a)
②500℃、压强为5P0时,Kp=
(3)科学家利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成并取得初步成果,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意图如图所示。
①A极是
②电池工作时在固氮酶表面发生的反应为
II.二氧化锰是化学工业中常用的氧化剂和催化剂。我国主要以贫菱锰矿(有效成分为MnCO3)为原料,通过热解法进行生产。
(4)碳酸锰热解制二氧化锰分两步进行:
i.MnCO3(s) MnO(s)+CO2(g) ΔH1=+a kJ∙mol−1
ii.2MnO(s)+O2(g) 2MnO2(s) ΔH2=+b kJ∙mol−1
①反应i的化学平衡常数表达式K=
②焙烧MnCO3制取MnO2的热化学方程式是
(5)焙烧(装置如图1)时持续通入空气,并不断抽气的目的是
(6)在其他条件不变时,某科研团队对影响转化率的生产条件进行了研究,结果如图2、图3所示。
①常压下,要提高MnCO3的转化率,应选择的生产条件是在
②图3中,焙烧8h时,MnCO3的转化率:干空气<湿空气,原因是
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【推荐3】建设“美丽中国”首先要做好环境保护与治理。氮氧化物(NOx)是严重的大气污染物,其主要来源有汽车尾气和硝酸工厂等。氮氧化物(NOx)能引起雾霾、光化学烟雾、酸雨等环境问题。某科研机构设计了如下转化氮氧化物的几种方案。请回答下列问题:
(1)方案1:利用甲烷在催化剂条件下还原NOx,相关反应如下:
①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H1=+180.5kJ/mol
②CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) ∆H2=-574kJ/mol
③CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+2H2O(l) ∆H3=-1160kJ/mol
则表示甲烷燃烧热的热化学反应方程式是___________ 。
(2)方案2:利用CO在催化剂条件下还原NOx:2NOx(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) ∆H.向容积均为2L的甲(温度为T1)、乙(温度为T2)两个恒容密闭容器中分别充入2 mol NO2(g)和3 mol CO(g)。反应过程中两容器内CO2的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示:
①甲容器中,平衡时NO2的转化率为___________ ;
②T1___________ T2(填“>”或“<”);△H___________ 0(填“>”或“<”)
(3)方案3:用氨气将汽车尾气中的NOx还原为N2和H2O,反应原理是NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)3H2O(g)+2N2(g) ∆H<0。
①实际生产中NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)3H2O(g)+2N2(g)的反应温度不宜过高的原因是___________ 。
②500℃时,在2L恒容密闭容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3,8min时反应达到平衡,此时NH3的转化率为40%,体系压强为p0MPa,则0~8min内用N2表示的平均反应速率v(N2)=___________ mol·L-1·min-1,500℃时该反应的平衡常数Kp=___________ MPa(用含p0的代数式表示,Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(4)方案4:可以利用原电池原理处理氮氧化合物,原理如图。则其正极的电极反应式为___________ 。
(1)方案1:利用甲烷在催化剂条件下还原NOx,相关反应如下:
①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H1=+180.5kJ/mol
②CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) ∆H2=-574kJ/mol
③CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+2H2O(l) ∆H3=-1160kJ/mol
则表示甲烷燃烧热的热化学反应方程式是
(2)方案2:利用CO在催化剂条件下还原NOx:2NOx(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) ∆H.向容积均为2L的甲(温度为T1)、乙(温度为T2)两个恒容密闭容器中分别充入2 mol NO2(g)和3 mol CO(g)。反应过程中两容器内CO2的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示:
①甲容器中,平衡时NO2的转化率为
②T1
(3)方案3:用氨气将汽车尾气中的NOx还原为N2和H2O,反应原理是NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)3H2O(g)+2N2(g) ∆H<0。
①实际生产中NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)3H2O(g)+2N2(g)的反应温度不宜过高的原因是
②500℃时,在2L恒容密闭容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3,8min时反应达到平衡,此时NH3的转化率为40%,体系压强为p0MPa,则0~8min内用N2表示的平均反应速率v(N2)=
(4)方案4:可以利用原电池原理处理氮氧化合物,原理如图。则其正极的电极反应式为
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