17.甲烷重整可以获得CO、H2等重要化工原料,相关反应原理如下:
①CH4(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)?CO(g)+2H2(g)△H=-36kJ/mol
②CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H=+206kJ/mol
③CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)△H=+247kJ/mol副反应
④CH4(g)+2O2(g)?CO2(g)+2H2O (g)△H=-889.6kJ/mol

(1)反应CO2 (g)+H2(g)?CO (g)+H2O(g)△H=41kJ/mol.
(2)某温度下,向体积为1L的密闭容器中充入1molCH4和1molCO2,只发生反应③,测得CH4(g)和CO(g)的浓度随时间变化曲线如图(1)所示.计算0~5小时H2的平均反应速率0.12mol/(L•h),该温度下的平衡常数为1.1(mol/L)2(保留两位有效数字),若再往容器中充0.4molCH4和0.2molCO,其它条件不变,则平衡向正方向移动.
(3)研究人员研究混合气体比例对重整气CO和H2含量影响,在初始温度为973K时,n(O2)/n(H2O)按不同比例投入不同反应容器(绝热)重整相同的时间,重整的数据如图(2):从图可知,重整气CO的含量随$\frac{n({O}_{2})}{n({H}_{2}O)}$增大而增大,其主要原因是反应②③是吸热反应,反应①④是放热反应,增加n(O2)/n(H2O),①④将向正方向移动,反应产生的热量促使反应②③向正方向移动.
(4)甲烷重整可选氧化物NiO-Al2O3作为催化剂.工业上常用Ni(NO32、Al(NO33混合液加入氨水调节pH=12(常温),然后将浊液高压恒温放置及煅烧等操作制备.加入氨水调节pH=12时,c(Ni2+)为5×10-12mol/L.已知:Ksp[Ni(OH)2]=5×10-16
16.某研究性学习小组通过下列反应原理制备SO2并进行性质探究.反应原理为:Na2SO3(固)+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O

(1)根据上述原理制备并收集干燥SO2的实验装置连接顺序为AECED或AECD或AECF.
(2)D中盛装的试剂为NaOH溶液.
(3)甲同学用注射器吸取纯净的SO2并结合装置G进行SO2的性质实验,若X是Na2S溶液,其目的是检验SO2的氧化性,可观察到的现象产生黄色沉淀.
(4)实验1:乙同学将溶液X换为浓度均为0.1mol/L Fe(NO33和BaCl2的混合溶液(已经除去溶解氧),通入少量SO2后观察到烧杯产生白色沉淀,乙同学认为白色沉淀为BaSO4,为探究白色沉淀的成因,他继续进行如下实验验证:(已知:0.1mol/L Fe(NO3) 3的pH=2)
实验操作现象结论和解释
2将SO2通入0.1mol/LFeCl3和BaCl2混合液产生白色沉淀Fe3+能氧化H2SO3
3将SO2通入0.01mol/LHNO3 和 BaCl2混合液产生白色沉淀酸性条件NO3-能将H2SO3氧化为SO42-
(5)丙同学认为以上实验只能说明Fe3+和酸性条件下NO3-均能将H2SO3氧化为SO42-,不能说明谁先氧化H2SO3,他利用提供的试剂(限选试剂:KSCN溶液,K3[Fe(CN)6]溶液,苯酚溶液,硝酸溶液)设计实验方案探究何种微粒先发生反应.请帮助他完成方案(包括操作现象和结论):取乙同学实验1后装置G中烧杯的上层清液于试管中,往试管中滴加铁氰化钾溶液,若溶液出现蓝色沉淀,则证明是Fe3+先氧化H2SO3,若溶液没有明显现象,则证明是pH=2的HNO3先氧化H2SO3
(6)丁同学在实验2过程发现,黄色溶液先变红棕色后慢慢变浅绿色,查阅资料得:Fe3++6SO2?Fe(SO263+(红棕色).请用化学平衡移动原理解释实验2中溶液颜色变化的原因反应2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+(反应①)较Fe3++6SO2?Fe(SO263+(反应②)反应缓慢,故先发生反应②,然后发生反应①,但反应①的限度较大,故溶液中c(Fe3+)慢慢降低,平衡逆向移动,红棕色逐渐褪去,最终得到浅绿色溶液.
 0  160673  160681  160687  160691  160697  160699  160703  160709  160711  160717  160723  160727  160729  160733  160739  160741  160747  160751  160753  160757  160759  160763  160765  160767  160768  160769  160771  160772  160773  160775  160777  160781  160783  160787  160789  160793  160799  160801  160807  160811  160813  160817  160823  160829  160831  160837  160841  160843  160849  160853  160859  160867  203614 

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