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题文

工业上由焦炭或夭然气制氢气的过程中会产生一氧化碳。为了除去氢气中混有的一氧化碳,可在催化剂存在的条件下将一氧化碳与水蒸气发生反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)  △H="-41.0" kJ·mol-l    .
该反应在工业上被称为“一氧化碳变换”。
(1)写出该反应的平衡常数表达式:K=         ;K ( 200℃)     K ( 300℃) (填 “>”、“=”或“<”)。
(2)在773K时,一氧化碳发生反应的平衡常数K=9,如反应开始时CO和H2O的浓度都是0.020·mol-l  ,则在此反应条件下一氧化碳的转化率为       
(3)某工业合成氨的原料气组成为:H2 40%、N2 20%、CO30%、CO210%(均为体积分数)。现采用“一氧化碳变换”法,向上述原料气中加入水蒸气,以除去其中的CO。已知不同温度及反应物投料比()下,变换后平衡混合气体中CO的体积分数如下表所示:

CO的体积分数/%    投料比
温度/℃
=1
=3
=5
200
1.70
0.21
0.02
250
2.73
0.30
0.06
300
6.00
0.84
0.43
350
7.85
1.52
0.80

①从表中数据可以得到控制不同条件时CO的转化率的变化规律。能使CO的转化率升高,可改变的条件是                 
②温度是一氧化碳变换工艺中最重要的工艺条件,实际生产过程中将温度控制在300℃左右,其原因是       
③温度为300℃、=1时,反应后的平衡混合气体中CO2的体积分数是    。(结果保留3位有效数字)o

科目 化学   题型 填空题   难度 困难
知识点: 探究温度、压强对化学平衡的影响
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A、B、C、D、E、F六种短周期元素的原子序数依次增大。A、D同族,B、C同周期;C是F不同周期的邻族元素;B原子最外层电子数是次外层的两倍;A、B两元素的核电荷数之差等于它们的原子最外层电子数之和;E和F的原子序数之和为30。由上述六种元素中的两种元素组成的甲、乙、丙、丁、戊、己六种化合物如下图所示:

化合物



各元素原子个数比
N(A)∶N(C)=2∶1
N(A)∶N(C)=1∶1
N(B)∶N(A)=1∶1
化合物



各元素原子个数比
N(D)∶N(C)=1∶1
N(E)∶N(F)=1∶3
N(B)∶N(F)=1∶4

请完成下列问题:
(1)化合物己的电子式:__________________________。
(2)向含有1 mol乙的水溶液中加入MnO2,该反应中电子转移的物质的量为____________mol。
(3)化合物丙中所有的原子都在同一直线上,实验室制取丙的化学方程式为_______________。
(4)F的单质与甲反应的离子方程式为___________________________。
(5)将丁与二氧化碳反应生成的盐置于戊的水溶液中,发生反应的离子方程式为___________。

已知W、X、Y、Z为四种短周期元素,原子序数依次增大。其中W元素的原子核内只有1个质子;X是化合物种类最多的元素;Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍;Z是短周期中最活泼的金属元素。
(1)X的原子结构示意图为__________________。
(2)XY2与Z2Y2反应的化学方程式____________________________________。
(3)W、Y、Z三种元素可组成一种离子化合物,其中阳离子所含电子数与阴离子所含电子数之比为___________________________。

“西气东输”是西部开发的重点工程,这里的气是指天然气,其主要成分是甲烷。工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气,水煤气的主要成分是CO和H2,两者的体积比约为1∶1。已知1 mol CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283 kJ热量;1molH2完全燃烧生成液态水放出286 kJ热量;1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890kJ热量。
(1)写出H2完全燃烧生成液态水的热化学反应方程式:__________________,若1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气,放出的热量____________890kJ(填“> ”“=”或“<”)。
(2)忽略水煤气中其他成分,相同状况下若得到相等的热量,所需水煤气与甲烷的体积比约为____________;燃烧生成的CO2的质量比约为____________。
(3)以上数据和计算说明,以天然气代替水煤气作民用燃料,突出的优点是________________________________________________。

家用液化气中的主要成分之一是丁烷,当10kg丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时,放出热量为5×105kJ,试写出丁烷燃烧反应的热化学方程式:________________________。已知1 mol 液态水汽化时需要吸收44 kJ的热量,则1 mol 丁烷完全燃烧并生成气态水时放出的热量为______kJ。

“西气东输”是西部大开发的重点工程,这里的“气”指天然气,其主要成分为甲烷。
(1)工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气,水煤气的主要成分是CO和H2,它们的体积比约为1∶1。已知:
2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-572kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890kJ·mol-1
若不考虑水煤气中其他成分,相同状况下要获得相等的热量,所需甲烷与水煤气的体积比约为_________,它们燃烧生成的CO2的物质的量之比约为______________。
以甲烷代替水煤气作民用燃气,其优点是_________。
(2)某化工生产中用烷烃和水蒸气反应得到CO和H2为主的混合气,这种混合气可用于生产甲醇或合成氨,对甲烷而言,有如下两个主要反应:
①CH4(g)+1/2O2(g)CO(g)+2H2(g) ΔH1=-36kJ·mol-1
②CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH2=+216kJ·mol-1
由反应①②推出总反应热为零的总反应方程式为____________________________;求进料气中空气(O2的体积分数为21%)与水蒸气的体积比__________。

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