题目内容
3.在催化剂表面NH3脱硫的原理为:8NH3(g)+6SO2(g)=3S2(g)+4N2(g)+12H2O(g)△H,实验测定在不同$\frac{n(N{H}_{3})}{n(S{O}_{2})}$下,温度与SO2的转化率关系如图,下列说法正确的是( )A. | 脱硫反应△H<0 | |
B. | 及时从体系中除去水,平衡常熟增大 | |
C. | 相同条件下,催化剂活性越大,SO2的平衡转化率越高 | |
D. | $\frac{n(N{H}_{3})}{n(S{O}_{2})}$:a<b<c |
分析 A、依据图象判断,温度越高,二氧化硫的转化率越大;
B、平衡常数只与温度有关,据此解答即可;
C、由图可知:相同温度下,NH3物质的量越大,SO2的转化率也越大;
D、加入催化剂只会改变化学反应速率,不影响转化率.
解答 解:A.在相同氨硫比下由于温度越高二氧化硫转化率越大,故正反应为吸热反应,则△H>0,故A错误;
B.平衡常数只与温度有关,故B错误,
C.催化剂只能改变化学反应速率,不影响化学平衡,故C错误;
D.在相同温度,NH3物质的量越大,SO2的转化率也越大,故D正确;
故选D.
点评 本题主要考查的是转化率与温度图象的分析,涉及化学平衡常数的影响因素,吸热与放热的判断等,难度不大,会读图是解决本题的关键.
练习册系列答案
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13.下列做法不能有效改善大气质量的是( )
A. | 大量生产、使用能过滤PM2.5的口罩 | |
B. | 用石灰对煤燃烧后形成的烟气进行脱硫处理 | |
C. | 开发利用太阳能、氢能、风能等清洁能源 | |
D. | 研究廉价、高效的催化剂,以降低汽车尾气中有害物质的含量 |
14.二氧化碳的捕集、利用与封存(CCUS)是我国能源领域的一个重要战略方向,CCUS或许发展成一项重要的新兴产业.
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H1=a kJ•mol-1
CO(g)+H2O (g)═CO2(g)+H2 (g)△H2=b kJ•mol-1
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H3=c kJ•mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)═2CO(g)+2H2(g) 的△H=a+2b-2ckJ•mol-1.
(2)利用废气中的CO2为原料制取甲醇,反应方程式为:CO2+3H2═CH3OH+H2O其他条件相同,该甲醇合成反应在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下反应相同时间后,CO2的转化率随反应温度的变化如图1所示.
①a点所代表的状态不是(填“是”或“不是”)平衡状态.
②c点CO2的转化率高于b点,原因是b、c点都未达到平衡状态,c点温度高,反应速率快,二氧化碳的转化率较大.
(3)在实际生产中发现,随着甲醇的生成,还伴随有少量CO副产物出现:CO2+H2?CO+H2O,且CO2的转化率、甲醇的产率和CO含量除受浓度、度、压强等因素影响外,还受催化剂CuO的质量分数、气体混合物在反应锅炉内的流动速率影响(用空间流率表示).通过实验分别得到数据图2、3:
①由图2得,最佳空间流率为3600h-1;
②在其他条件不变的前提下调整催化剂配比,并记录到达平衡所需的时间,得到如如表数据,试说明不选择单组份ZnO原因是使用单组分ZnO时反应速率虽然快,但是由图3可知,二氧化碳转化率、甲醇的产率都过低,实际生产中没有意义,故不采用.
(4)用二氧化碳催化加氢来合成低碳烯烃,起始时以0.1MPa,n(H2):n(CO2)=3:1的投料比充入反应器中,发生反应:2CO2(g)+6H2(g)$\stackrel{催化剂}{?}$C2H4(g)+4H2O(g)△H,不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图4所示:
①该进行的反应的△S<0(填:“>”或“<”)
②对于气体反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作KP),则该反应的KP=$\frac{p({C}_{2}{H}_{4})•{p}^{4}({H}_{2}O)}{{p}^{2}(C{O}_{2})•{p}^{6}({H}_{2})}$.
③为提高CO2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是增大压强;提高氢气和二氧化碳物质的量的比值(列举2项).
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H1=a kJ•mol-1
CO(g)+H2O (g)═CO2(g)+H2 (g)△H2=b kJ•mol-1
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H3=c kJ•mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)═2CO(g)+2H2(g) 的△H=a+2b-2ckJ•mol-1.
(2)利用废气中的CO2为原料制取甲醇,反应方程式为:CO2+3H2═CH3OH+H2O其他条件相同,该甲醇合成反应在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下反应相同时间后,CO2的转化率随反应温度的变化如图1所示.
①a点所代表的状态不是(填“是”或“不是”)平衡状态.
②c点CO2的转化率高于b点,原因是b、c点都未达到平衡状态,c点温度高,反应速率快,二氧化碳的转化率较大.
(3)在实际生产中发现,随着甲醇的生成,还伴随有少量CO副产物出现:CO2+H2?CO+H2O,且CO2的转化率、甲醇的产率和CO含量除受浓度、度、压强等因素影响外,还受催化剂CuO的质量分数、气体混合物在反应锅炉内的流动速率影响(用空间流率表示).通过实验分别得到数据图2、3:
①由图2得,最佳空间流率为3600h-1;
②在其他条件不变的前提下调整催化剂配比,并记录到达平衡所需的时间,得到如如表数据,试说明不选择单组份ZnO原因是使用单组分ZnO时反应速率虽然快,但是由图3可知,二氧化碳转化率、甲醇的产率都过低,实际生产中没有意义,故不采用.
催化剂组分质量分数(%) | CuO | 0 | 25 | 50 | 75 | 100 |
ZnO | 100 | 75 | 50 | 25 | 0 | |
到达平衡所需时间(h) | 2.5 | 7.4 | 8.1 | 12 | 无催化活性 |
①该进行的反应的△S<0(填:“>”或“<”)
②对于气体反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作KP),则该反应的KP=$\frac{p({C}_{2}{H}_{4})•{p}^{4}({H}_{2}O)}{{p}^{2}(C{O}_{2})•{p}^{6}({H}_{2})}$.
③为提高CO2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是增大压强;提高氢气和二氧化碳物质的量的比值(列举2项).
11.化学广泛应用于生产、生活,下列说法正确的是( )
A. | 汽油、柴油和植物油都是碳氢化合物 | |
B. | 葡萄糖和银氨溶液发生银镜反应可用作制镜子 | |
C. | 往花生油中加入稀硫酸能发生皂化反应 | |
D. | 鸡蛋清中加入胆矾可以使蛋白质发生盐析 |
18.在溶液中能大量共存的一组离子或分子是( )
A. | NH4+、H+、NO3-、HCO3- | B. | K+、Al3+、SO42-、NH3•H2O | ||
C. | Na+、K+、SO32-、Cl2 | D. | Na+、Mg2-、SO42-、H+ |
8.下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A. | 向硫酸铜溶液中加入NaHS溶液:Cu2++HS-=CuS↓+H+ | |
B. | 用醋酸除去水垢中的碳酸钙:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ | |
C. | 用强碱溶液吸收工业制取硝酸尾气:NO+NO2+2OH-=2NO3-+H2O | |
D. | 将少量SO2气体通入氨水中:SO2+NH3•H2O=NH4++HSO3- |
15.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A. | 饱和氯水中:Cl-、NO3-、Na+、CO32- | |
B. | c(H+)=1.0×10-13mol•L的溶液中:MnO4-、K+、SO42-、AlO2- | |
C. | c(AlO2-)=1.0mol•L的溶液中:SO42-、K+、Cl-、HCO3- | |
D. | pH=7的溶液中:NO2-、I-、Na+、Fe3+ |