题目内容
【题目】实验室用NaOH溶液捕获CO2。向浓度相等、体积均为50mL的A、B两份NaOH溶液中,分别通入一定量的CO2后,再稀释到100mL。在稀释后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的盐酸,产生CO2的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示.
(1)曲线B表明原溶液中通入CO2后,所得溶液中的溶质为(写化学式)_____________,其物质的量之比为__________________。当耗盐酸0<v(HCl)<25 mL时发生的离子反应为:____________。
(2)曲线A表明,最初通入的CO2在标准状况下的体积为_________mL。
(3)通过计算求出原NaOH溶液的物质的量浓度______________。
【答案】Na2CO3 和NaHCO3 1:1 CO32-+H+= HCO3- 33.6 0.15mol/L(不写单位扣1分)
【解析】
(1)溶质成分的确定以及量的关系、离子方程式书写等;
(2)根据气体摩尔体积的公式计算;根据物质的量浓度的公式计算。
(1)根据B曲线分析可知不产生气体消耗的盐酸小于产生气体消耗的盐酸,所以对应的溶质为Na2CO3 和NaHCO3;根据图像可知第一阶段发生的反应的离子方程式为:CO32-+H+=HCO3-;第二阶段对应的反应为HCO3-+H+=H2O+CO2↑,根据第一阶段和第二阶段消耗的盐酸的体积可知碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比为1:1;
(2)根据图像分析可知曲线A中盐酸的体积从60mL到75mL时产生二氧化碳,所以根据HCO3-+H+=H2O+CO2↑可知产生的二氧化碳在标准状况下的体积为0.1mol/L×(75mL-60mL)×10-3L/mL×22.4L/mol×103mL/L=33.6mL,所以开始通入的二氧化碳的体积为33.6mL;
(3)根据曲线A或曲线B产生气体体积达到最大值时,溶液中的溶质只有氯化钠,因此50mL原氢氧化钠溶液中氢氧化钠的物质的量为0.1mol/L×75mL×10-3L/mL=7.5×10-3mol,所以原氢氧化钠的物质的量浓度为(7.5×10-3mol)÷(50mL×10-3L/mL)=0.15mol/L。
【题目】设反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1;反应②Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2。测得在不同温度下,K1、K2值如下:
温度/℃ | K1 | K2 |
500 | 1.00 | 3.15 |
700 | 1.47 | 2.26 |
900 | 2.40 | 1.60 |
(1)若500 ℃时进行反应①,CO2的转化率为_______________。
(2)900 ℃时进行反应③H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g),其平衡常数K3=______________。
(3)反应②的焓变ΔH____________(填“>”、“<”或“=”)0。
(4)700 ℃时反应②达到化学平衡,要使该平衡向正反应方向移动,当其他条件不变时,可采取的措施有___________________________________。
A.缩小容器容积 B.加入更多的水蒸气
C.升高温度至900 ℃ D.使用合适的催化剂
(5)下列图像符合反应①的是________________________。
【题目】H2S是石油化工行业广泛存在的污染性气体,但同时也是重要的氢源和硫源,工业上可以采取多种方式处理。
Ⅰ.干法脱硫
(1)已知:2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l);ΔH1=akJ·mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g);ΔH2=bkJ·mol-1
则空气氧化脱除H2S反应2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l)的ΔH=___kJ·mol-1。
(2)常用脱硫剂的脱硫效果及反应条件如表,则最佳脱硫剂为___。
脱硫剂 | 出口硫/(mg·m-3) | 脱硫温度/℃ | 操作压力(MPa) | 再生条件 |
一氧化碳 | <1.33 | 300~400 | 0~3.0 | 蒸汽再生 |
活性碳 | <1.33 | 常温 | 0~3.0 | 蒸汽再生 |
氧化锌 | <1.33 | 350~400 | 0~5.0 | 不再生 |
锌锰矿 | <3.99 | 400 | 0~2.0 | 不再生 |
Ⅱ.热分解法脱硫
在密闭容器中,充入一定量的H2S气体,发生如下热分解反应:H2S(g)H2(g)+S2(g)
控制不同的温度和压强进行实验,结果如图1所示。
(1)p1、p2、p3由大到小的顺序为___。
()保持压强不变,能提高H2S的平衡转化率的措施有__(写一条)。
Ⅲ.间接电解法脱硫
间接电解法脱硫原理如图2所示(吸收反应器中盛放FeCl3溶液,电解反应器的阴极、阳极均为惰性电极)。
(1)吸收反应器中发生反应的离子方程式为___。
(2)反应器阴极生成H2的电极反应式为__。
(3)气液比为气体与液体的流速比,吸收反应器内液体流速固定。测定吸收器中相同时间内不同气液比下H2S的吸收率和吸收速率,结果如图3所示。随着气液比减小,H2S的吸收率呈上升趋势的原因为___。