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羰基硫(O=C=S)廣泛存在于以煤為原料制備的各種化工原料氣中,能引起催化劑中毒、化學(xué)產(chǎn)品質(zhì)量下降和大氣污染等。羰基硫的氫解和水解反應(yīng)是兩種常用的脫硫方法,其反應(yīng)式分別為:
①氫解反應(yīng):COS(g)+H2(g)?H2S(g)+CO(g)△H1=+7kJ/mol
②水解反應(yīng):COS(g)+H2O(g)?H2S(g)+CO2(g)△H2=-35kJ/mol
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)根據(jù)上述信息,CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)ΔH3=
-42kJ/mol
-42kJ/mol
。
(2)某溫度時(shí),在恒容密閉容器中用活性α-Al2O3作催化劑發(fā)生羰基硫(COS)的水解反應(yīng),COS(g)的平衡轉(zhuǎn)化率隨不同投料比[
n
H
2
O
n
COS
]的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖1所示。其他條件相同時(shí),改變反應(yīng)溫度,測(cè)得反應(yīng)時(shí)間為ts時(shí)COS的水解轉(zhuǎn)化率如圖2所示。

①反應(yīng)時(shí)間為ts時(shí),該水解反應(yīng)的最佳反應(yīng)條件為投料比[
n
H
2
O
n
COS
]=
10
10
,溫度為
160℃
160℃
。
②當(dāng)溫度升高到一定值后,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)時(shí)間為ts時(shí)COS(g)的水解轉(zhuǎn)化率降低,猜測(cè)可能的原因是
催化劑活性降低,反應(yīng)速率變慢;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
催化劑活性降低,反應(yīng)速率變慢;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
(寫出兩條即可)。
(3)羰基硫(COS)的氫解反應(yīng)的正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)與溫度(T)的關(guān)系如圖3所示,其中表示逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)變化曲線的是
B
B
(填“A”或“B”)。T1℃時(shí),向容積為10L的恒容密閉容器中充入2molCOS(g)和1molH2(g),發(fā)生COS的氫解反應(yīng),則該溫度下COS的平衡轉(zhuǎn)化率為
33.3%
33.3%
。
(4)COS氫解反應(yīng)產(chǎn)生的CO可合成二甲醚(CH3OCH3),二甲醚燃料電池的工作原理如圖4所示。
①該電池的負(fù)極反應(yīng)式為
(CH32O-12e-+3H2O=2CO2+12H+
(CH32O-12e-+3H2O=2CO2+12H+
。
②若利用該燃料電池電解硫酸鈉溶液,消耗4.6g二甲醚后,在電解池兩極共收集到13.44L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體,則該燃料電池裝置的能量利用率為
66.7%
66.7%
(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

【答案】-42kJ/mol;10;160℃;催化劑活性降低,反應(yīng)速率變慢;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);B;33.3%;(CH32O-12e-+3H2O=2CO2+12H+;66.7%
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:14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(lái),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(lái)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(cè)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(cè)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(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。

    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(hào))。
    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(yáng)極的電極反應(yīng)式為
     
    ,一段時(shí)間后陰、陽(yáng)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:60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(cè)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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