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氫氣作為清潔能源有著廣泛的應(yīng)用前景,請回答下列問題:
Ⅰ.轉(zhuǎn)化脫硫:將天然氣壓入吸收塔,30℃時(shí),在T.F菌作用下,酸性環(huán)境中脫硫過程示意圖如圖1所示。
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(1)過程ⅰ中H2S發(fā)生了
氧化
氧化
(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。
(2)過程ⅱ的離子方程式是
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
。
(3)已知:①Fe3+在pH為1.9時(shí)開始沉淀,3.2時(shí)沉淀完全。②30℃時(shí),在T.F菌作用下,不同pH的FeSO4溶液中Fe2+的氧化速率如表。
pH 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 3.0
Fe2+氧化速率/(g?L-1?h-1 4.5 5.3 6.2 6.8 7.0 6.6 6.2 5.6
請結(jié)合以上信息,判斷工業(yè)脫硫應(yīng)選擇的最佳pH范圍為
1.5<pH<1.9
1.5<pH<1.9
,并說明原因:
pH大于1.9時(shí),F(xiàn)e3+開始沉淀,導(dǎo)致Fe3+、Fe2+離子濃度均下降,降低反應(yīng)速率,pH<1.5時(shí),T.F菌活性較低,反應(yīng)速率減慢
pH大于1.9時(shí),F(xiàn)e3+開始沉淀,導(dǎo)致Fe3+、Fe2+離子濃度均下降,降低反應(yīng)速率,pH<1.5時(shí),T.F菌活性較低,反應(yīng)速率減慢
。
Ⅱ.蒸氣轉(zhuǎn)化:在催化劑的作用下,水蒸氣將CH4氧化。結(jié)合圖2回答問題。
(4)寫出甲烷和水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式:
CH4(g)+H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH=-70.1kJ/mol
CH4(g)+H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH=-70.1kJ/mol
。
(5)第Ⅱ步為可逆反應(yīng)。在800℃時(shí),恒容密閉容器中CO的起始濃度為amol/L,水蒸氣的起始濃度為1.5amol/L,達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)后,CO平衡轉(zhuǎn)化率為60%,則此反應(yīng)的平衡常數(shù)為
1
1

(6)在固態(tài)金屬氧化物電解池中,高溫共電解H2O-CO2混合氣體制備H2和CO,基本原理如圖3所示。陰極的反應(yīng)式是
H2O+2e-=H2↑+O2-
H2O+2e-=H2↑+O2-
和CO2+2e-═CO+O2-

【答案】氧化;4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;1.5<pH<1.9;pH大于1.9時(shí),F(xiàn)e3+開始沉淀,導(dǎo)致Fe3+、Fe2+離子濃度均下降,降低反應(yīng)速率,pH<1.5時(shí),T.F菌活性較低,反應(yīng)速率減慢;CH4(g)+H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH=-70.1kJ/mol;1;H2O+2e-=H2↑+O2-
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:22引用:1難度:0.5
相似題
  • 1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
    (1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
     
    kJ?mol-1
    (2)T1℃時(shí),向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時(shí),測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
     
    ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達(dá)到平衡,測得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
     
    mol?L-1?s-1。
    (3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
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    ①T℃時(shí),向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
     
    (填“>”或“<”)0,此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算)Pa2。
    ②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
     
    (填標(biāo)號)。
    A.減小C2H2的濃度
    B.升高溫度
    C.增大壓強(qiáng)
    D.加入合適的催化劑
    (4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為
     
    。

    發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
  • 2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6
  • 3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
    (1)此時(shí)A的濃度c(A)=
     
    mol/L,反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量:n(A)=n(B)=
     
    mol;
    (2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
     
    mol/(L?min);
    (3)x的值為
     

    發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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