题目内容

(14分)工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示：

回答下列问题：
（1）在反应器中发生反应的化学方程式是______________。
（2）在膜反应器中发生反应：2HI(g)H2(g)十I2 △H>0。若在一定条件下密闭容器中加入l mol HI(g)，  n(H2)随时间(t)的变化如图所示：

①该温度下，反应平衡常数K=_______，若升高温度，K值将_______
(填“增大”、“减小”或“不变?’)。
②用化学平衡原理解释使用膜反应器及时分离出H2的目的是___________________
（3）电渗析装置如下图所示：

①结合电极反应式解释阴极区HIx转化为HI的原理是______________________________
②该装置中发生的总反应的化学方程式是________________________
（4）上述工艺流程中循环利用的物质是_________。

（1）SO2+xI2+2H2O=H2SO4+2HIx；（2）①1/64，增大；②及时分离出H2，使平衡正向移动，提高HI的分解率；（3）①在阴极区发生反应：Ix-+(x-1)e-=xI-，且阳极区的H+通过交换膜进入阴极区，得以生成HI溶液；② 2HIx (x-1)I2+2HI；（4） I2

解析

练习册系列答案
相关题目

（1）25 ℃时，合成氨反应的热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）       △H=－92.4 kJ/mol
①在该温度时，取l mol N2和3 mol H2放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是_______92.4 kJ。(填“小于”， “大于” 或“等于”)
②一定条件下，上述可逆反应在体积固定的密闭容器中进行，下列叙述能说明反应已达到平衡的是_______________。

A．NH3生成的速率与NH3分解的速率相等
B．混合气体的反应速率v正（NH3）=v逆（H2）
C．容器内的密度不再变化
D．单位时间内消耗a mol N2，同时生成2a mol NH3
（2） 25 ℃时，将工业生产中产生的NH3溶于水得0.1mol/L氨水20.0 mL，测得PH=11，则该条件下，NH3?H2O的电离平衡常数为__________。向此溶液中加入少量的氯化铵固体，此时值将_____(填“增大”， “减小” 或“不变”)。
（3）常温下，向0.001mol/LAlCl3溶液中通入NH3直至过量，当PH=_________时，开始生成沉淀(已知：Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33)

在下列事实中，什么因素影响了化学反应的速率？
（1）熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2很快产生气体。               。
（2）同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁条，产生气体有快有慢。      。
（3）同样大小的石灰石分别在0.1mol·L-1的盐酸和1mol·L-1的盐酸中，反应速率不同。               。
（4）工业上常将固体燃料粉碎进行燃烧。                         。
（5）夏天的食品易霉变，冬天就不易发生该现象。                        。

在2 L密闭容器中，800 ℃时反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：

时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
 

（1）A点处，v(正)________v(逆)，A点正反应速率________B点正反应速率(用“大于”、“小于”或“等于”填空)。
（2）如图中表示NO2的变化的曲线是________。用O2表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝________________。
（3）能说明该反应已经达到平衡状态的是________。
a．v(NO2)＝2v(O2)                b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2)        d．容器内的密度保持不变
（4）能使该反应的反应速率增大的是________。
a．及时分离出NO2气体     b．适当升高温度
c．增大O2的浓度          d．选择高效的催化剂

(18分)为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量，研究并有效控制空气中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量显得尤为重要。
（1）汽车内燃机工作时会引起N2和O2的反应：N2（g）+O2（g）2NO（g），是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。
①在T1、T2温度下，一定量的NO发生分解反应时N2的体积分数随时间变化如图所示，根据图像判断反应N2（g）+O2（g）2NO（g）的△H__________0(填“>”或“<”)。

②在T3温度下，向2L密闭容器中充入10molN2与5mo1O2，50秒后达到平衡，测得NO的物质的量为2mol，则该反应的速率v (N2)=___________________。该温度下，若开始时向上述容器中充入N2与O2均为1 mol，则达到平衡后N2的转化率为____________。
（2）利用下图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2，用阴极排出的溶液可吸收NO2。

①阳极的电极反应式为_____________________。
②在碱性条件下，用阴极排出的溶液吸收NO2，使其转化为无害气体，同时有SO32—生成。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______________。
（3）一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染。常温下，将a mol·L的醋酸与b molLBa(OH)2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba2＋)=c(CH3COO－)，则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=______________________(用含a和b的代数式表示)。

（14分）研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
已知：①Fe2O3(s) + 3C(石墨) =" 2Fe(s)" + 3CO(g) △H 1 = +489．0 kJ·mol－1
        ②C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g)  △H 2 = +172．5 kJ·mol－1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为                                 。
（2）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：
CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H
①该反应的平衡常数表达式为K=                                      。
②取一定体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比为1∶3），加入恒容密闭容器中，发生上述反应反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图1所示，则该反应的ΔH                       0 （填“>”、“<”或“＝”）。

③在两种不同条件下发生反应，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示，曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ     KⅡ(填“>”、“<”或“＝”)。
（3）以CO2为原料还可以合成多种物质。
①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式为       。
当氨碳比＝3，达平衡时CO2的转化率为60%，则NH3的平衡转化率为：         。
②用硫酸溶液作电解质进行电解，CO2在电极上可转化为甲烷，该电极反应的方程式为            。

（14分）工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
（1）判断反应达到平衡状态的依据是（填字母序号）__________

A．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 B．混合气体的密度不变
C．混合气体的相对平均分子质量不变 D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
（2）下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）
温度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012
 
①该反应化学平衡常数表达式K=                          
②由表中数据判断该反应的△H__________0（填“>”、“=”或“<”）；
③某温度下，将2molCO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得C(CO)=0.2mol·L-1，此时的温度为__________
（3）25℃101KPa下，1g液态甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量22.68kJ，表示甲醇燃烧热的热化学方程式为                                   
（4）据报道，最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量可达现在使用的镍氢电池或锂电池的十倍，该电池工作时负极电极反应式为                  。若反应时消耗16g甲醇所产生的电能电解足量的CuSO4溶液，则将产生标准状况下的O2________升

（14分）近年来雾霾天气多次肆虐我国部分地区。其中燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。在密闭容器
中发生该反应时，c(CO2)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图1所示。据此判断：
①该反应的△H        0（填“＜”或“＞”）。
②在T2温度下，0～2s内的平均反应速率v (N2)为          。
③若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列图2中正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是         （填字母编号）。
             
图1                                图2
（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气中含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
已知：CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)　 △H＝－867 kJ/mol         ①
2NO2(g)N2O4(g)   △H＝－56.9 kJ/mol          ②
H2O(g)＝H2O(l)    △H＝－44.0 kJ/mol             ③
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式               。
（3）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解100mL 1 mol/L食盐
水的装置，电解一段时间后，收集到标准状况下的氢气2.24L（设电解后溶液体积不变）。

①该燃料电池的负极反应式为        。
②电解后溶液的pH约为             （忽略氯气与氢氧化钠溶液反应）。
③阳极产生气体的体积在标准状况下约为           L。

某温度下，在一固定容积的密闭容器中投入一定物质的量的N2与H2进行可逆反应：N2(g)＋3H2(g)  2NH3(g) 在2 min时达到平衡状态，此时c(N2)＝5.00 mol/L，c(H2)＝10.00mol/L，c(NH3)＝5.00 mol/L。试求：（写出解题过程）
（1）该温度下，反应的平衡常数是多少？
（2）H2的起始浓度；
（3）用N2表示该反应的反应速率是多少；
（4）N2的转化率（保留三位有效数字）；

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网