17.近年来对CO2的有效控制及其高效利用德尔研究正引起全球广泛关注.据中国化工报报道,用CaSO4代替O2与燃料CO反应,既可以提高燃烧效率,又能得到高纯度CO2,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术.反应①为主反应,反应②和③为副反应.
①$\frac{1}{4}$CaSO4(s)+CO(g)?$\frac{1}{4}$CaS(s)+CO2(g)△H1=-47.3kJ/mol
②CaSO4(s)+CO(g)?CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)△H2=+210.5kJ/mol
③CO(g)?$\frac{1}{2}$C(s)+$\frac{1}{2}$CO2(g)△H3=-86.2kJ/mol
(1)反应2 CaSO4(s)+7CO(g)?CaS(s)+CaO(s)+C(s)+6CO2(g)+SO2(g)的△H=       (用△H1△H2△H3表示).
(2)反应①~③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见图1(反应①已标明).结合各反应的△H,归纳lgK~T曲线变化规律
(a)当△H>0时,lgK随温度升高而增大,当△H<0时,lgK随温度升高而减小;
(b)当温度同等变化时,△H的数值越大lgK的变化越大.
(3)向盛有CaSO4的真空恒容容器中充入CO,反应①于900°C达到平衡,c(CO)平衡=8.0×10-2mol•L-1,计算CO的转化率(忽略副反应,结果保留2位有效数字)99%.为减少副产物②,下列措施中可行的是AC.(填编号).
A.控制适当温度,体系温度不宜过高 B.增大体系压强 C.在初始燃料中加入适量CO2 D.减少CaSO4的用量
(4)一定条件下,在体积为2L的真空密闭容器中加入1molCaSO4和1molCO,假设只发生反应②,测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如图2所示,图中A表示CO2的平衡浓度与温度的关系曲线,B表示不同温度下反应经过相同时间时CO2的物质的量浓度的变化曲线.
则:温度为T5℃时,该反应耗时40s达到平衡,则T5℃时,该反应的反应速率v(CO2)为0.005mol/(L•s).请说明随温度的升高,曲线B向曲线A逼近的原因:随着温度升高,反应速率加快,达到平衡所需要的时间变短.
(5)某温度下,2L的密闭容器中只发生反应①,已知某组实验c(CO2)与反应时间t变化曲线.若在t0时刻将容器的体积扩大至4L,请在图中绘出c(CO2)与反应时间t变化曲线.
16.研究发现,火力发电厂释放出的尾气是造成雾霾的主要原因之一,CO是其主要成分之一,为减少对环境造成的影响,发电厂试图采用以下方法将CO进行合理利用,以获得重要工业产品.
(1)CO与Cl2在催化剂的作用下合成光气(COCl2).某温度下,向2L的密闭容器中投入一定量的CO和Cl2,在催化剂的作用下发生反应:CO(g)+Cl2(g)?COCl2(g)△H=a kJ/mol反应过程中测定的部分数据如下表:
t/minn (CO)/moln (Cl2)/mol
01.200.60
10.90
20.20
40.80
①反应0~2min末的平均速率v(COCl2)=0.1mol/(L?min).
②在2min~4min间,v(Cl2正=v(Cl2 (填“>”、“=”或“<”),该温度下K=5.
(2)在恒温恒容条件下关于反应CO(g)+Cl2?COCl2(g),下列说法中正确的是CD(填序号).
A.增大压强能使该反应速率加快,是因为增加了活化分子的百分数.
B.使用合适的催化剂可以增大反应体系中COCl2的体积分数
C.若改变某个反应条件,反应体系中COCl2的含量不一定增大
D.若在恒容绝热的密闭容器中发生反应,当K值不变时,说明反应已经达到平衡.
(3)用CO和H2在高温下合成C5H12(汽油的一种成分).已知5CO(g)+11H2(g)?C5H12(g)+5H2O(g)△H<0,若X、L分别代表温度或压强,图(1)表示L一定时,CO的转化率随X的变化关系,则C代表的物理量是温度,判断理由是该反应正反应为放热反应,由图中信息知,升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率减小,所以X代表的物理量为温度.

(4)工业上用CO通过电解法制备CH4,电解池的工作原理如图(2)所示,其阳极的电极反应式为CO+CO3 2-+H2O-2e-=2HCO3-;若每生成1mol CH4,理论上需要消耗CO的物质的量为4mol.
15.氨是生产硝酸、尿素等物质的重要原料,工业合成氨是最重要的化工生产之一.

(1)氨催化氧化法是工业制硝酸的主要方法.已知已知:2NO(g)+3H2(g)?2NH3(g)+O2(g)△H1=-272.9kJ•mol-1,2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H2=-483.6kJ•mol-1,则4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)△H3=-905.0KJ•mol-1
(2)恒容密闭容器中进行合成氨反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H4=-92.4kJ•mol-1,其化学平衡常数(K)与温度的关系如表:
温度/K298398498
平衡常数(K)4.1×105K1K2
K1> K2(填“>”或“<”),其判断理由是该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小.
(3)向氨合成塔中充入10molN2和40mol H2进行氨的合成,一定温度(T)下平衡混合物中氨气的体积分数与压强(p)的关系如图1所示.下列说法正确的是 (填字母).AB
A.由图可知增大体系压强(p),有利于增大氨气在混合气体中的体积分数
B.若图中T=500℃,则温度为450℃时对应的曲线是b
C.工业上采用500℃温度可有效提高氮气的转化率
D.当3v(H2)=2v(NH3)时,反应达到平衡状态
当温度为T、氨气的体积分数为25%时,N2的转化率为50%.
(4)工业上用NH3生产硝酸时,将NH3和O2按体积比1:2混合通入某特定条件的密闭容器中进行反应,所有物质不与外界交换,最后所得溶液中溶质的质量分数为77.8%.
(5)氨碳比[n(NH3)/n(CaO2)]对合成尿素的反应:2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(g)+H2O(g)有影响.T℃时,在一定体积为2L的恒容密闭容器中,将物质的量之和比为3mol的NH3和CO2以不容的氨碳比进行反应,结果如图2所示,a、b分别表示CO2或NH3的转化率,c表示平衡体系中尿素的体积分数.[n(NH3)/n(CO2)]=2时,尿素产量最大;该条件下反应的平衡常数K=40.
 0  160185  160193  160199  160203  160209  160211  160215  160221  160223  160229  160235  160239  160241  160245  160251  160253  160259  160263  160265  160269  160271  160275  160277  160279  160280  160281  160283  160284  160285  160287  160289  160293  160295  160299  160301  160305  160311  160313  160319  160323  160325  160329  160335  160341  160343  160349  160353  160355  160361  160365  160371  160379  203614 

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