题目内容
【题目】一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l) ΔH
(1)已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH1=-566kJmol-1;S(l)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=-296 kJmol-1,则反应热ΔH=___kJmol-1。
(2)其他条件相同、催化剂不同时,SO2的转化率随反应温度的变化如图a所示。260℃时___(填“Fe2O3”、“NiO”或“Cr2O3”)作催化剂反应速率最快。Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高,不考虑价格因素,选择Fe2O3的主要优点是___。
(3)科研小组在380℃、Fe2O3作催化剂时,研究了不同投料比[n(CO):n(SO2)]对SO2转化率的影响,结果如图b所示。请分析当n(CO):n(SO2)=1:1时,SO2转化率接近50%的原因___。
(4)工业上还可用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2:Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3。某温度下用1.0molL-1Na2SO3溶液吸收纯净的SO2,当溶液中c(SO32-)降至0.2molL-1时,吸收能力显著下降,应更换吸收剂。此时溶液中c(HSO3-)约为___molL-1,溶液的pH=___。(已知该温度下亚硫酸的平衡常数Ka1=1.75×10-2,Ka2=1.25×10-7)
(5)用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫,将所得的混合液进行电解循环再生,这种新工艺叫再生循环脱硫法。其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示。请写出该电解过程中,阴极区发生反应的方程式:___。
【答案】-270 Cr2O3 Fe2O3作催化剂时,在相对较低温度可获得较高SO2的转化率,从而节约大量能源 有图a和图b可知,当CO量足够时,SO2的平衡转化率可以接近100%,但是当n(CO):n(SO2)=1:1,SO2的转化率最大只能达到50%,因此平衡时转化率接近50% 1.6 6 2H++2e-= H2↑
【解析】
(1)根据盖斯定律来计算化学反应的焓变;
(2)根据图示内容对比260℃时SO2的转化率来寻找反应速率最快,根据催化剂和二氧化硫转化率之间的关系来判断Fe2O3作催化剂的优点;
(3)n(CO):n(SO2)=2:1时反应速率介于n(CO):n(SO2)=3:1和n(CO):n(SO2)=1:1之间,压强对反应速率的影响来回答即可;
(4)①根据化学方程式结合物质的量之间的关系来计算;
②根据SO32-+H+HSO3-平衡常数K来计算即可。
(1)已知①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H1=-566kJmol-1;②(l)+O2(g)=SO2(g)△H2=-296kJmol-1;反应2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l)可以是①-②所得,所以该反应的焓变△H=-566kJmol-1-(-296kJmol-1)=-270kJmol-1;
故答案为:-270;
(2)根据图示内容,对比260℃时不同催化剂作用下SO2的转化率,可以看出Cr2O3作催化剂时,反应速率最快,Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高,但是Fe2O3作催化剂时,在相对较低温度可获得较高SO2的转化率,从而节约大量能源;
故答案为:Cr2O3;Fe2O3作催化剂时,在相对较低温度可获得较高SO2的转化率,从而节约大量能源;
(3)n(CO):n(SO2)=2:1时反应速率介于n(CO):n(SO2)=3:1和n(CO):n(SO2)=1:1之间,反应速率介于二者之间,且二氧化硫的转化率和n(CO):n(SO2)=3:1是相等的,即;
故答案为:;
(4)①当溶液中c(SO32-)的浓度降至0.2molL-1时,亚硫酸氢钠的生成浓度是1.6mol/L;
故答案为:1.6;
②根据SO32-+H+HSO3-平衡常数K= ,所以c(H+)=
=106mol/L,即此时溶液的pH=6;
故答案为:6;
故答案为:;6;
由题意得,阴极区发生反应的方程式:2H++2e-= H2↑;
故答案为:2H++2e-= H2↑。
。
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
【题目】工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体,严重污染空气。通过对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
(1)已知:H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1 H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44 kJ/mol
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+133 kJ/mol
①在催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和另一种无毒物质的热化学方程式为:___________________________________。
②反应2NO2(g )=N2(g)+2O2(g),设起始时容器中只有NO2,平衡时三种物质的物质的量与温度关系如图所示。
则A点时,NO2的转化率为_______________。
B点时,设容器的总压为a Pa,则平衡常数Kp为____(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)向2 L密闭容器中加入2 mol CO2和6 mol H2,在适当的催化剂作用下,下列反应能自发进行:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g)。
①该反应ΔH_______0(填“>”、“<”或“=”)
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是____________。(填字母)
a.混合气体的平均相对分子质量保持不变
b.1 mol CO2生成的同时有3 mol H—H键断裂
c.CO2的转化率和H2的转化率相等
d.混合气体的密度保持不变
③反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在起始温度(T1℃)、体积相同(2L)的两密闭容器中,改变条件,反应过程中部分数据见下表:
反应时间 | CO2/mol | H2/mol | CH3OH/mol | H2O/mol | |
反应Ⅰ:恒温恒容 | 0 min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10 min | 4.5 | ||||
20 min | 1 | ||||
30 min | 1 | ||||
反应Ⅱ:绝热恒容 | 0 min | 0 | 0 | 2 | 2 |
反应Ⅰ,前10min内的平均反应速率v(CH3OH)=____________。达到平衡时,反应Ⅰ、Ⅱ对比:平衡常数K(I)____________K(II)(填“>”、“<”或“=”);平衡时CH3OH的浓度c(I)____________c(II)(填“>”、“<”或“=”)。
【题目】有下列三种有机物,实现它们之间相互转化所选试剂(均足量)正确的是( )
选项 | a转化为b | a转化为c | c转化为b |
A | NaOH | Na | CO2 |
B | Na2CO3 | NaOH | HCl |
C | NaHCO3 | NaOH | CO2 |
D | NaHCO3 | NaCl | HCl |
A.AB.BC.CD.D
【题目】工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)+Q
32、能判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)________。
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.混合气体的平均相对分子质量不变 | D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化 |
33、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由表中数据判断该反应Q________(填“>”、“=”或“<”)0;
②某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2 mol/L,则CO的转化率为________,此时的温度为________。
34、要提高CO的转化率,可以采取的措施是________。
a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO的浓度 d.加入H2加压
e.加入惰性气体加压 f.分离出甲醇
35.寻找合适的催化剂来改善上述合成甲醇的条件一直是研究课题。现分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件均相同):
① X在T1℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
② Y在T2℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③ Z在T3℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
已知:T1>T2>T3,根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂并简述理由:___________________________________________________。