题目内容
某火电厂的脱硫尾气通入饱和K2CO3溶液吸收池后,经分解池制得纯净的CO2,再在合成塔与H2反应生成甲醇。其工艺艺流程示意图如下:
(1)吸收池中饱和K2CO3溶液吸收CO2的离子方程式是 。
(2)流程示意图中循环使用的物质是 。
(3)300℃时,合成塔中的反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在密闭条件下,下列示意图能说明反应进行到t1时刻时达到平衡状态的是 (填字母序号)
(4)利用合成塔中失活后的铬锌触媒可制得含有Cl- 和CrO42- 的溶液,其浓度均为0.01mol/L,向该溶液中逐滴加入0.01mol/L的AgNO3溶液时,首先产生沉淀的阴离子是 (已知:Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12)
(5)合成塔中失活的铬锌触媒可用于制备锌锰电池。在碱性条件下,该电池的总反应为:Zn(s) +2MnO2(s) +H2O(l) = Zn(OH)2(s) +Mn2O3(s) ,该电池正极的电极反应式是 。若用电池电解(惰性电极)足量的Mg(NO3)2和NaCl的混合溶液,电解过程中阴极的现象是 。
(1)CO2+CO32-+H2O=2HCO3-
(2)K2CO3
(3)cd
(4)Cl-
(5)2MnO2+2e-+H2O=2OH-+Mn2O3 有无色气体和白色沉淀产生
解析试题分析:(1)K2CO3溶液的吸收CO2生成KHCO3,将K+删除写成离子方程式。
(2)KHCO3受热分解又得到K2CO3,这是循环物质;
(3)反应达到平衡状态又两个特征:一是v(正)= v(逆);二是各物质组分含量不变。a图像没有说明逆反应的速率,不能确定;b是反应得到平衡的常数K,与反应是否达到平衡无关,与温度有关,b不能判断平衡与否;c中的CH3OH和CO2的物质的量不变,即组分不变,说明得到平衡状态;d是H2的含量分数不变,也是组分恒定,说明得到平衡状态。
(4)0.01mol/L Cl-,开始沉淀时c(Ag+)==1.56×10-8;0.01mol/L CrO42-,开始沉淀时c(Ag+)==3.0×10-5。故Cl-先沉淀。
(5)氧化剂MnO2做正极材料,得电子,生成Mn2O3,注意环境,故生成OH-。电解(惰性电极)足量的Mg(NO3)2和NaCl的混合溶液,根据放电顺序,阳极Cl-放电,阴极水电离的H+放电,产生OH-,与Mg2+结合生成Mg(OH) 2白色沉淀。
考点:化学流程为载体,考查化学平衡图像、难溶物的Ksp计算及电化学反应原理。
在2 L密闭容器中进行反应:mX(g)+nY(g)pZ(g)+qQ(g),式中m、n、p、q为化学计量数。在0~3 min内,各物质物质的量的变化如下表所示:
物质 时间 | X | Y | Z | Q |
起始/mol | 0.7 | | 1 | |
2 min末/mol | 0.8 | 2.7 | 0.8 | 2.7 |
3 min末/mol | | | 0.8 | |
已知2 min内v(Q)="0.075" mol·L-1·min-1,,
(1)试确定以下物质的相关量:
起始时n(Y)= ,n(Q)= 。
(2)方程式中m= ,n= ,p= ,q= 。
(3)用Z表示2 min内的反应速率 。
甲醇被称为21世纪的新型燃料,工业上通过下列反应Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
(1)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入反应室(容积为100 L),在一定条件下发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……Ⅰ,CH4的转化率与温度、压强的关系如图所示。
①已知100°C时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示的平均反应速率为________。
②图中的p1________p2(填“<”“>”或“=”),100°C时平衡常数为________。
③在其他条件不变的情况下降低温度,逆反应速率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)在压强为0.1 MPa条件下,a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)……Ⅱ。
④该反应的ΔH________0,ΔS________0(填“<”“>”或“=”)。
⑤若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是________。
A.升高温度
B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充入He,使体系总压强增大
D.再充入1 mol CO和3 mol H2
⑥为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。请在下表空格中填入剩余的实验条件数据。
实验编号 | T(°C) | n(CO)/n(H2) | p(MPa) |
ⅰ | 150 | ½ | 0.1 |
ⅱ | ________ | ________ | 5 |
ⅲ | 350 | ________ | 5 |
哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现将氢气和氮气充入某密闭容器中,在一定条件下反应的有关数据为:
项目 | H2 | N2 | NH3 |
起始时 | 5 mol·L-1 | 3 mol·L-1 | 0 |
2 s末 | 2 mol·L-1 | | |
(1)氢气和氮气反应生成氨气(在2 s内)的反应速率v(H2)=__________。若此时已达平衡,则可求得平衡常数为__________。
(2)下图表示合成NH3反应在时间t0→t6中反应速率与反应过程曲线图,则在下列达到化学平衡的时间段中,化学平衡常数最大的一段时间是__________。
①t0→t1 ②t2→t3 ③t3→t4 ④t5→t6
若t1时改变的条件是升高温度,则说明合成NH3反应的焓变ΔH________0(填“大于”或“小于”)。
(1)在固定体积的密闭容器中通入N2和H2,下列能说明达到平衡的是________。
A.3v(N2)=v(H2) |
B.断裂1个N≡N的同时断裂6个N—H |
C.N2、H2、NH3的物质的量之比是1∶3∶2 |
D.容器内气体的压强不变 |
F.气体的平均相对分子质量不变
(2)在2 L的密闭容器中通入2 mol N2、8 mol H2,5 min时达到平衡,测得NH3的物质的量是2 mol,则平衡时c(H2)=______________。
水煤气是一种高效气体燃料,其主要成分是CO和H2,可用水蒸气通过炽热的碳制得:C (s)+H2O(g)CO (g)+H2 (g) ΔH="+131" kJ·mol-1
(1)T温度下,四个容器中均进行着上述反应,各容器中碳足量,其他物质的物质的量浓度及正、逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。
容器 编号 | c(H2O) /mol·L-1 | c(CO) /mol·L-1 | c(H2) /mol·L-1 | v正、v逆比较 |
Ⅰ | 0.06 | 0.60 | 0.10 | v正=v逆 |
Ⅱ | 0.06 | 0.50 | 0.40 | ① |
Ⅲ | 0.12 | 0.40 | 0.80 | v正<v逆 |
Ⅳ | 0.12 | 0.30 | ② | v正=v逆 |
① ,② 。
在T温度下该反应的化学平衡常数为 。
(2)另有一个容积可变的密闭容器。恒温恒压下,向其中加入1.0 mol碳和1.0 mol水蒸气 (H2O),发生上述反应,达到平衡时,容器的体积变为原来的1.25 倍。平衡时水蒸气的转化率为 ;向该容器中补充a mol 碳,水蒸气的转化率将 (填 “增大”、“减小”或“不变”)。
(3)在一定条件下用水煤气能合成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH>0,给合成甲醇反应体系中通入少量CO则平衡 移动,减小压强则平衡 移动,降低温度则平衡 移动(填“向左”、“向右”或“不”)。