運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳、氮、硫的單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)對緩解環(huán)境污染、能源危機(jī)具有重要意義。
(1)沼氣的主要成分是CH4,還含H2S等氣體。Jo De等設(shè)計(jì)了利用膜電解法脫除沼氣中的H2S,并將陰極處理后氣體制成高純度生物甲烷,其流程如圖所示。陽極室可能產(chǎn)生的氣體是 O2O2(填化學(xué)式);H2S在陽極生轉(zhuǎn)化SO2-4而除去,其電極反應(yīng)式為 4H2O+H2S-8e-=SO2-4+10H+4H2O+H2S-8e-=SO2-4+10H+。
(2)研究CO還原NOx對環(huán)境的治理有重要意義,相關(guān)的主要化學(xué)反應(yīng)有:
Ⅰ.O2(g)+CO(g)═CO2(g)+NO(g)ΔH1<0
Ⅱ.NO2(g)+4CO(g)?N2(g)+4CO2(g)ΔH2<0
Ⅲ.NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)ΔH3<0
①下列敘述正確的是 ABAB(填字母序號)。
A.在絕熱恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)Ⅰ,若壓強(qiáng)不變,能說明反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡
B.反應(yīng)ⅡΔH<0,ΔS<0;該反應(yīng)在低溫下自發(fā)進(jìn)行
C.恒溫條件下,增大CO的濃度能使反應(yīng)面的平衡正向移動,平衡常數(shù)增大
D.上述反應(yīng)達(dá)到平衡后,升溫,三個(gè)反應(yīng)的逆反應(yīng)速率均一直增大直至達(dá)到新的平衡
②在一定溫度的恒壓密閉容器中,NO2和CO的起始物質(zhì)的量比為1:2進(jìn)行Ⅱ反應(yīng),反應(yīng)在無分子篩膜時(shí)二氧化氮平衡轉(zhuǎn)化率和有分子篩膜時(shí)二氧化氮轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示,其中分子篩膜能選擇性分離出N2。
二氧化氮平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因?yàn)?反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,二氧化氮轉(zhuǎn)化率降低反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,二氧化氮轉(zhuǎn)化率降低,相同溫度下,P點(diǎn)二氧化氮轉(zhuǎn)化率高于T點(diǎn)的原因?yàn)?相同溫度下,二氧化氮的轉(zhuǎn)化率在P點(diǎn)較高是因?yàn)槭褂昧朔肿雍Y膜,將產(chǎn)物N2分離出來,降低了產(chǎn)物的濃度,使平衡正向進(jìn)行,從而二氧化氮的轉(zhuǎn)化率提高相同溫度下,二氧化氮的轉(zhuǎn)化率在P點(diǎn)較高是因?yàn)槭褂昧朔肿雍Y膜,將產(chǎn)物N2分離出來,降低了產(chǎn)物的濃度,使平衡正向進(jìn)行,從而二氧化氮的轉(zhuǎn)化率提高。
③一定溫度下,向固定體積的密閉容器中充入等物質(zhì)的量的NO和CO,體系總壓強(qiáng)為PkPa,二者發(fā)生反應(yīng)Ⅲ,實(shí)驗(yàn)測得v正═k正?p2(NO)p2(CO);v逆═k逆?p(N2)p2(CO2)(k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關(guān),p為物質(zhì)的分壓)。達(dá)到平衡時(shí),N2占平衡總體積的14,則k正k逆═320P320P。
(3)工業(yè)上可用Na2SO3溶液吸收法處理SO2,25℃時(shí)用1mol?L-1的Na2SO3溶液吸收SO2,當(dāng)溶液pH═7時(shí),溶液中各離子濃度的大小關(guān)系為:c(Na+)>c(HSO-3)>c(SO2-3)>c(H+)=c(OH-)c(Na+)>c(HSO-3)>c(SO2-3)>c(H+)=c(OH-)。(已知25℃時(shí):H2SO3的電離常數(shù)Ka1═1.3×10-2,Ka2═6.2×10-8)
SO
2
-
4
SO
2
-
4
SO
2
-
4
1
4
k
正
k
逆
320
P
320
P
HSO
-
3
SO
2
-
3
HSO
-
3
SO
2
-
3
【答案】O2;4H2O+H2S-8e-=+10H+;AB;反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,二氧化氮轉(zhuǎn)化率降低;相同溫度下,二氧化氮的轉(zhuǎn)化率在P點(diǎn)較高是因?yàn)槭褂昧朔肿雍Y膜,將產(chǎn)物N2分離出來,降低了產(chǎn)物的濃度,使平衡正向進(jìn)行,從而二氧化氮的轉(zhuǎn)化率提高;;c(Na+)>c()>c()>c(H+)=c(OH-)
SO
2
-
4
320
P
HSO
-
3
SO
2
-
3
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:10引用:1難度:0.4
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1.升高溫度,下列數(shù)據(jù)不一定增大的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:31引用:4難度:0.7 -
2.催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生以下兩個(gè)平衡反應(yīng)。下列有關(guān)說法不正確的是( ?。?br />①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ?mol-1
②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ?mol-1發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:90引用:3難度:0.5 -
3.現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化,既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放,又可以擴(kuò)大水煤氣的用途.甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用水煤氣來合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
(1)如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線.
①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1K2(填“>”、“<”或“=”).
②以下有關(guān)說法正確的是
a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間并提高CH3OH的產(chǎn)率
d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
(2)已知在常溫常壓下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ?mol-1
則:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
(3)2009年10月,中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
①該電池正極的電極反應(yīng)式為
②工作一段時(shí)間后,當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí),有
(4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5
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