空气中CO2的含量及有效利用,已经引起各国的普遍重视
Ⅰ: 目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ,△H=-49.0kJ/mol;测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图甲所示。
(1)前3min内,平均反应速率v(H2)= mol·L-1·min-1。此温度下该反应的平衡常数为 (保留两位小数,注意要写单位)。
(2)下列措施中,既能使反应加快,又能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是 。
A.升高温度 B.充入惰性气体
C.将H2O(g)从体系中分离 D.再充入1mol H2
(3)图乙中t5时引起平衡移动的条件是 。(填序号)
A.升高温度 B.增大反应物浓度 C.使用催化剂 D.增大体系压强
(4)反应达到平衡后,若向反应体系再加入CO2(g)、H2(g) 、CH3OH(g)、H2O(g)各1mol,化学平衡 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
Ⅱ:利用CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)将CO2转化成燃料气。T℃时,在恒容密闭容器中通入物质的量均为0.1 mol的CH4与CO2,发生上述反应,吸收热量Q1kJ,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示
(5)下列事实能说明该反应达到平衡的是( )
a.CO的物质的量不再发生变化
b.混合气体的密度不再发生变化
c.v正(CO2)= 2v逆(H2)
d.混合气体压强不再发生变化
e.单位时间内生成n mol CH4的同时消耗2n mol H2
(6)据图可知P1、P2、P3、P4由小到大的顺序是 。
(7)若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时通入物质的量均为0.1 mol的CH4与CO2,相同的温度下充分反应达到平衡后,放出热量Q2 kJ,
则Q1 Q2(填 “>”“=”或“<”)
Ⅲ: 设反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) 和反应②Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g)的平衡常数分别为K1、K2,在不同温度下, K1、K2的值如下表所示:
T(K) |
K1 |
K2 |
973 |
1.47 |
2.36 |
1173 |
2.15 |
1.67 |
(8)现有反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),是 (填“吸”或“放”)热反应。
以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料,原料的综合利用率较高。其主要流程如下:(1)反应I前需在FeSO4溶液中加入(填字母),以除去溶液中的Fe3+。
A.锌粉 | B.铁屑 | C.KI溶液 | D.H2 |
(2)反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃,其目的是。
(3)工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂,其目的是。
(4)反应Ⅳ常被用于电解生产(NH4)2S2O8(二硫酸铵)。电解时均用惰性电极,阳极发生的电极反应可表示为。
工业上常用氨氧化法生产硝酸,其过程包括氨的催化氧化(催化剂为铂铑合金丝网)、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。请回答下列问题:
(1)氨催化氧化的化学方程式为:
(2)原料气中空气必须过量,其主要原因是;
(3)将铂铑合金做成薄丝网的主要原因是;
(4)水吸收二氧化氮生成硝酸为放热反应,其化学方程式为,为了提高水对二氧化氮的吸收率,可采取的措施为(答2项)。
工业上生产硫酸时,利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤。压强及温度对SO2转化率的影响如下表(原料气各成分的体积分数为:SO2 7%O2 11% N2 82%);
(1)已知SO2的氧化是放热反应,如何利用表中数据推断此结论? ;
(2)在大400~500℃时,SO2的催化氧化采用常压而不是高压,主要原因是: ;
(3)选择适宜的催化剂,是否可以提高SO2的转化率?(填“是”或“否”),是否可以增大该反应所放出的热量?(填“是”或“否”);
(4)为提高SO3吸收率,实际生产中用吸收SO3;
(5)已知:2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g);△H=-196.9kJ·mol-1,计算每生产1万吨98%硫酸所需要的SO3质量和由SO2生产这些SO3所放出的热量。
28g KOH固体必须溶解在________g水中,才能使每200个水分子中有1个K+,所得溶液的密度为ρg/cm3,则该溶液中OH-的物质的量浓度为________。(保留到小数点后两位)
有一包白色粉末可能含有Na2SO4、Na2CO3、KCl、Ba(NO3)2、CuSO4中的一种或几种,按以下步骤进行实验:
(1)将固体粉末溶于水得无色溶液和白色沉淀;
(2)加入稀盐酸,沉淀部分溶解且有气泡产生。
(3)在(2)的滤液中加入硝酸酸化的硝酸银有白色沉淀。
根据以上实验所产生得现象,判断这种混合物里,一定含有,一定没有,可能有的物质是。
写出前两步所发生反应的离子方程式。