(15分)已知2A(g)+B(g)
2C(g),?H=-a kJ/mol(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2 mol A和1 mol B,在500 ℃时充分反应达平衡后C的浓度为ω mol/L,放出热量为b kJ。
⑴比较a b(填“>”“=”或“<”)。
⑵下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1 T2(填“>”、“=”或“<”)。
T/K | T1 | T2 | T3 |
K | 1.00×107 | 2.45×105 | 1.88×103 |
若在原来的容器中,只加入2 mol C,500 ℃时充分反应达平衡后,吸收热量为c kJ,C的浓度 (填“>”“=”或“<”)ωmol/L,a、b、c之间满足何种关系 (用代数式表示)。
⑶ 在相同条件下要想得到2a kJ热量,加入各物质的物质的量可能是 。
A. 4 mol A和2 mol BB. 4 mol A、2 mol B和2 mol C
C. 4 mol A和4 mol BD. 6 mol A和4 mol B
⑷为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是 。
A. 及时分离出C气体B. 适当升高温度
C. 增大B的浓度D. 选择高效催化剂
⑸ 若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时加入2 mol A和1 mol B,500 ℃时充分反应达平衡后,放出热量为d kJ,则d b(填“>”、“=”或“<”),理由是_ 。
⑹ 在一定温度下,向一个容积可变的容器中,通入3 mol A和2 mol B及固体催化剂,使之反应,平衡时容器内气体物质的量为起始时的90%。保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为4 mol A、3 mol B和2 mol C,则平衡时A的百分含量 (填“不变”、“变大”、“变小”或“无法确定”)。
(14分)为回收利用废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,主要流程如下:
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部分含钒物质在水中的溶解性如下:
物质 | VOSO4 | V2O5 | NH4VO3 | (VO2)2SO4 |
溶解性 | 可溶 | 难溶 | 难溶 | 易溶 |
回答下列问题:
⑴工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法,写出该反应的化学方程式 。
⑵滤液中含钒的主要成分为 (写化学式)。
⑶该工艺中反应③的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关键之一,该步反应的离子方程式 ;沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度。根据下图判断最佳控制氯化铵系数和温度为 、 。
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⑷用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液,以测定反应②后溶液中含钒量,反应的离子方程式为□VO2+ +□H2C2O4+□_____ =□VO2++□CO2↑+□H2O,试将其配平。
⑸全矾液流电池的电解质溶液为VOSO4溶液,电池的工作原理为VO2+ +V2++2H+
VO2++H2O+V3+,电池充电时阳极的电极反应式为 。