某煤化厂设计了如下清洁生产工艺,先用两种方法同时生产原料气,再调整①②的比例,合成塔中催化剂为CuO/ZnO/Al2O3/V2O3)。该催化剂在250℃和5MPa的操作条件下表现出很好的活性。合成气经循环利用,最终碳元素全部转变甲醇,排空的只有水蒸气,合成原理简图为:
试回答下列问题
(1)工业上用的催化剂由CuO和ZnO组成(质量比为1∶1),最终体系中含二氧化碳, Cu2O的比例也保持相对恒定,从平衡角度考虑,该反应的化学方程式为:
▲ 。
(2)参考CO+2H2CH3OH的平衡常数,工业上采用稍高的压强(5MPa)和250℃,其可能原因是: ▲ 。
(3)为使①和②中CO、CO2及H2合成甲醇时原子利用率最高,且各物质均无剩余(假定转化率为100%)。反应①产生的气体与反应②产生的气体最佳体积比为 ▲ 。
(4)某合作学习小组的同学按照上题(3)的结论,取①的产物与②的产物混合气体67.2L(标准状况),其中CO的体积分数为x ,通过模拟装置合成,得到甲醇的物质的量随CO体积分数变化的函数关系式,并作出图象 (假定CO先与H2反应,CO完全反应后,CO2才与H2反应,且各步转化率均为100%)。
臭氧层是地球生命的保护伞,臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧:3O22O3
(1)若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧,所得混合气体的平均摩尔质量为________g/mol(写出计算过程,并将结果保留一位小数)。
(2)将8 L氧气通过放电管后,恢复到原状况,得到气体6.5 L,其中臭氧为________L。
(3)实验室将氧气和臭氧的混合气体0.896 L(标准状况)通入盛有20.0 g铜粉的反应器中,充分加热后,粉末的质量变为21.6 g。则原混合气中臭氧的体积分数为________。
已知反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)
在427°C时的平衡常数是9.4.如果反应开始时,一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.01mol·L-1,计算一氧化碳在此反应条件下的转化率。
将5.0g碳酸钙放入一定量稀盐酸中恰好完全反应,得到40mL密度为1.32g/mL的溶液。试计算:
(1)生成标准状况下的二氧化碳气体多少升?(不考虑CO2在水中的溶解)
(2)所得溶液中氯化钙的物质的量浓度。
(3)所用稀盐酸的质量分数。
3.16 g KMnO4与50mL 12 mol·L-1过量浓盐酸完全反应(假设浓盐酸无挥发),化学方程式如下:2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl 2+ 5Cl2↑+8H2O,通过计算回答:
(1)未被氧化的HCl的物质的量是;
(2)产生的Cl2在标准状况下的体积为多少升?
(3)在反应后的溶液中加足量的AgNO3溶液可生成多少克沉淀?
将一定量的PH3和H2的混合气体,依次通过两支加热的硬质玻璃管,第一支装有足量的铜屑,第二支装有足量的CuO。第一支玻璃管中因发生反应:2PH3+3CuCu3P2+3H2而增重4.96 g;第二支玻璃管反应后质量减轻了5.76 g。
试求:原混合气体中PH3与H2的体积比。