摘要:有关CO2的计算方法.技巧不过关.学生计算能力不到位. 纠错训练
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(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染.已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ?mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ?mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ?mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(1)的热化学方程式
(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的治理.已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,则另一反应的离子方程式为
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物.有关反应为:C(s)+2NO(g)?N2 (g)+CO2 (g).某研究小组向密闭的真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)加入NO和足量的活性炭,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
浓度/mol?L-1 时间/min |
NO | N2 | CO2 |
| 0 | 1.00 | 0 | 0 |
| 10 | 0.58 | 0.21 | 0.21 |
| 20 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
| 30 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
| 40 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
| 50 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
②根据表中数据,计算T1℃时该反应的平衡常数为
③一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率
④下列各项能作为判断该反应达到平衡的是
A.容器内压强保持不变 B. 2v正(NO)=v逆(N2)
C.容器内CO2的体积分数不变 D.混合气体的密度保持不变
⑤30min末改变某一条件,过一段时间反应重新达到平衡,则改变的条件可能是
(1)某温度下体积为200L的氨合成塔中,测得如下数据:
| 时间(h)浓度(mol/L) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| N2 | 1.500 | 1.400 | 1.200 | C1 | C1 |
| H2 | 4.500 | 4.200 | 3.600 | C2 | C2 |
| NH3 | 0 | 0.200 | 0.600 | C3 | C3 |
0.15
0.15
mol?L-1?h-1若起始时与平衡时的压强之比为a,则N2的转化率为
2(1-
)
| 1 |
| a |
2(1-
)
(用含a的代数式表示)| 1 |
| a |
(2)希腊阿里斯多德大学的 George Marnellos 和 Michael Stoukides,发明了一种合成氨的新方法(Science,2,Oct.1998,p98),在常压下,把氢气和用氦气稀释的氮气分别通入一个加热到570℃的电解池,利用能通过氢离子的多孔陶瓷固体作电解质,氢气和氮气在电极上合成了氨,转化率达到78%,试写出电解池阴极的电极反应式
N2+6H++6e-═2NH3
N2+6H++6e-═2NH3
(3)氨气和氧气从145℃就开始反应,在不同温度和催化剂条件下生成不同产物(如图):
4NH3+5O2?4NO+6H2O K1=1×1053(900℃)
4NH3+3O2?2N2+6H2O K2=1×1067(900℃)温度较低时以生成
N2
N2
为主,温度高于900℃时,NO产率下降的原因生成NO的反应为放热反应,升高温度转化率下降
生成NO的反应为放热反应,升高温度转化率下降
.吸收塔中需要补充空气的原因进一步与NO反应生成硝酸
进一步与NO反应生成硝酸
.(4)尾气处理时小型化工厂常用尿素作为氮氧化物的吸收剂,此法运行费用低,吸收效果好,不产生二次污染,吸收后尾气中NOx的去除率高达99.95%.其主要的反应为氮氧化物混合气与水反应生成亚硝酸,亚硝酸再与尿素反应生成CO2和N2请写出有关反应化学方程式
NO+NO2+H2O=2HNO2
NO+NO2+H2O=2HNO2
,CO(NH2)2+2HNO2=CO2+2N2+3H2O
CO(NH2)2+2HNO2=CO2+2N2+3H2O
.
稀土元素是周期表中IIIB族钪、钇和锏系元素的总称,它们都是很活泼的金属,性质极为相似,常见化合价为+3.其中钇(Y)元素是激光和超导的重要材料.我国蕴藏丰富的钇矿石(Y2FeBe2Si2O10),以此矿石为原料生产氧化钇(Y2O3)的主要流程如下:

已知:①常温下KSP=[Fe(OH)3]=4×10-38,lg2≈0.3 ②有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表:
③在周期表中、铍、铝元素处于第二周期和第三周期的对角线位置,化学性质相似.
(1)钇矿石(Y2FeBe2Si2O10)的组成用氧化物的形式可表示为 .
(2)欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀.则
①最好选用盐酸、 (填字母)两种试剂,再通过必要的操作即可实现.
a.NaOH溶液b.氨水c.CO2气d.HNO3
②写出Na2BeO2与足量盐酸发生反应的离子方程式: .
(3)一般认为离子浓度小于1×10-5mol?L-1为沉淀完全,试计算Fe3+完全沉淀时x= ,实际操作要大于x,为使Fe3+沉淀完全,须用氨水调节pH=a,则a应控制在 的范围内;检验Fe3+是否沉淀完全的操作方法是 .
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已知:①常温下KSP=[Fe(OH)3]=4×10-38,lg2≈0.3 ②有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表:
| 开始沉淀时的pH | 完全沉淀时的pH | |
| Fe3+ | 2.7 | x |
| Y3+ | 6.0 | 8.2 |
(1)钇矿石(Y2FeBe2Si2O10)的组成用氧化物的形式可表示为
(2)欲从Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀.则
①最好选用盐酸、
a.NaOH溶液b.氨水c.CO2气d.HNO3
②写出Na2BeO2与足量盐酸发生反应的离子方程式:
(3)一般认为离子浓度小于1×10-5mol?L-1为沉淀完全,试计算Fe3+完全沉淀时x=
(2013?绍兴二模)二甲醚(DME)以其优良的性质,被称为21世纪的新型“清洁能源”,近年来,二甲醚最为直接的应用是替代液化气作民用燃料以及代替柴油作汽车燃料.二甲醚的生产方法也在不断的研究中,现在主要有以下两种生产方法.
方法一(液相两步法):第一步 CO+2H2?CH3OH 第二步 2CH3OH?CH3OCH3+H2O
方法二(液相一步法):将甲醇的合成和脱水两个反应组合在一个反应器中进行3CO+3H2?CH3OCH3+CO2
(1)液相一步法实际是两步法两个反应的组合,其选用的催化剂应该具有
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(l)+H2O(l)△H=-49.01kJ?mol-1…①
2CH3OH(l)?CH3OCH3(g)+H2O(l)△H=-24.02kJ?mol-1…②
CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(l)△H=41.17kJ?mol-1…③
(2)CO2加氢一步法与液相一步法相比有何优点
(3)写出CO2加氢一步法在298K下总反应的热化学方程式
有人对甲醇脱水转化为甲醚过程从温度、液体空速(在单位时间内单位体积的催化剂表面通过的原料的量,空速越小,停留时间越长,反应程度越高,但处理能力越小)、压力对甲醇的转化率影响进行研究,分别获得以下2组图.

(4)根据以上两幅图选择不受空速影响的合适反应温度和压强
(5)某温度下在2L恒容密闭容器中加入CH3OH发生反应2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g),测得有关数据如下:
则此反应在该温度下的平衡常数为
(6)根据文献,甲醇转化率可以根据冷凝的液相中的甲醇与水的相对百分含量来计算(忽略挥发到气相的甲醇),若以Cw表示冷凝液中水的质量分数,CM表示冷凝液中甲醇的质量分数,则甲醇的转化率ΧM=
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方法一(液相两步法):第一步 CO+2H2?CH3OH 第二步 2CH3OH?CH3OCH3+H2O
方法二(液相一步法):将甲醇的合成和脱水两个反应组合在一个反应器中进行3CO+3H2?CH3OCH3+CO2
(1)液相一步法实际是两步法两个反应的组合,其选用的催化剂应该具有
既有甲醇合成催化的功能,又有甲醇脱水催化的功能,是一种双功能的复合催化剂
既有甲醇合成催化的功能,又有甲醇脱水催化的功能,是一种双功能的复合催化剂
.目前一种更新的方法--CO2加氢一步法取得了较大进展,其反应为:2CO2+6H2?2CH3OCH3+3H2O 该方法包括甲醇的合成、甲醇的脱水和水气的逆转换反应,其方程式如下(298K):CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(l)+H2O(l)△H=-49.01kJ?mol-1…①
2CH3OH(l)?CH3OCH3(g)+H2O(l)△H=-24.02kJ?mol-1…②
CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(l)△H=41.17kJ?mol-1…③
(2)CO2加氢一步法与液相一步法相比有何优点
原料廉价,能减少环境污染等
原料廉价,能减少环境污染等
.(3)写出CO2加氢一步法在298K下总反应的热化学方程式
2CO2(g)+6H2(g)?2CH3OCH3(g)+3H2O(l)△H=-122.04 kJ?mol-1
2CO2(g)+6H2(g)?2CH3OCH3(g)+3H2O(l)△H=-122.04 kJ?mol-1
.有人对甲醇脱水转化为甲醚过程从温度、液体空速(在单位时间内单位体积的催化剂表面通过的原料的量,空速越小,停留时间越长,反应程度越高,但处理能力越小)、压力对甲醇的转化率影响进行研究,分别获得以下2组图.
(4)根据以上两幅图选择不受空速影响的合适反应温度和压强
320℃、0.2-0.6Mpa
320℃、0.2-0.6Mpa
.(5)某温度下在2L恒容密闭容器中加入CH3OH发生反应2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g),测得有关数据如下:
| 反应时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| c(CH3OH)/mol?L-1 | 0.51 | 0.2 | 0.1 | 0.01 | 0.01 |
625
625
,若再向容器分别加入甲醇0.02mol、CH3OCH31.0mol,此时该反应v正反应>
>
v逆反应(填“>”、“<”或“=”).(6)根据文献,甲醇转化率可以根据冷凝的液相中的甲醇与水的相对百分含量来计算(忽略挥发到气相的甲醇),若以Cw表示冷凝液中水的质量分数,CM表示冷凝液中甲醇的质量分数,则甲醇的转化率ΧM=
XM=
或
| ||||
|
| 32Cw |
| 32Cw+9CM) |
XM=
或
.
| ||||
|
| 32Cw |
| 32Cw+9CM) |
无水硫酸铜在强热下会发生分解反应:
CuSO4
CuO+SO3↑ 2SO3
2SO2↑+O2↑
用如图所示装置(夹持仪器已略去),根据D管在反应前后的质量差计算出分解了的无水硫酸铜的质量.
实验步骤:
①称量反应前D管的质量.
②连接好装置,关闭K,加热硬质玻璃管A一段时间后,停止加热.
③待硬质玻璃管A冷却后,打开K,通入一段时间的已除去二氧化碳等酸性气体的空气.
④再称量D管,得其反应前后的质量差为m.
回答下列问题:
(1)2SO3(g)
2SO2(g)+O2(g)该反应的平衡常数表达式为K= .
(2)B管中除温度明显升高外,还可看到的现象是 ,而温度明显升高的主要原因是 ;B管中发生反应的有关离子方程式是 .
(3)步骤③中通一段时间已除去二氧化碳等酸性气体的空气的目的是 .
(4)按上述方法实验,假设B、C、D对气体的吸收均完全,并忽略空气中CO2的影响,能否根据m计算出分解了的无水CuSO4的质量?(任选其一回答)
①如果能,则分解的无水CuSO4的质量为 (用m表示).
②如果不能,则原因是 .为了能测得分解了的无水硫酸铜的质量,你的简单实验方案是 .
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CuSO4
| ||
| △ |
用如图所示装置(夹持仪器已略去),根据D管在反应前后的质量差计算出分解了的无水硫酸铜的质量.
实验步骤:
①称量反应前D管的质量.
②连接好装置,关闭K,加热硬质玻璃管A一段时间后,停止加热.
③待硬质玻璃管A冷却后,打开K,通入一段时间的已除去二氧化碳等酸性气体的空气.
④再称量D管,得其反应前后的质量差为m.
回答下列问题:
(1)2SO3(g)
| △ |
(2)B管中除温度明显升高外,还可看到的现象是
(3)步骤③中通一段时间已除去二氧化碳等酸性气体的空气的目的是
(4)按上述方法实验,假设B、C、D对气体的吸收均完全,并忽略空气中CO2的影响,能否根据m计算出分解了的无水CuSO4的质量?(任选其一回答)
①如果能,则分解的无水CuSO4的质量为
②如果不能,则原因是