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中科院大连化学物理研究所的“煤基甲醇制取低碳烯烃技术(简称DMTO)”荣获2014年度国家技术发明一等奖。DMTO技术主要包括煤的气化、液化、烯烃化三个阶段,相关反应的热化学方程式如下:
(i)煤气化制合成气:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
(ii)煤液化制甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
(iii)甲醇制取低碳烯烃:2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g) ΔH= -11.72kJ·mol-1……(a)
3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O(g) ΔH= -30.98kJ·mol-1……(b)
回答下列问题:
(1)已知:C(s)+CO2(g)=2CO(g)  ΔH= +172.5kJ·mol-1
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)  ΔH= -41.0kJ·mol-1
反应(i)能自发进行的条件是               (填“高温”、“低温”或“任何温度”)。
(2)反应(ii)中以氢碳[n(H2)∶n(CO)]投料比为2制取甲醇,温度、压强与CO的平衡转化率关系如下图1。
  
①对于气体参与的反应,表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B),则A点时反应(ii)的Kp=           (保留两位有效数字,分压=总压×物质的量分数)。
②比较P1            P2,Kp(Q)             Kp(R)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③工业上常以铜基催化剂,压强5MPa,温度275℃下发生反应(ii),CO转化率可达到40%左右。为提高CO转化率除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有                 (写出2个)。
④若反应(ii)在恒容密闭容器内进行,T1温度下甲醇浓度随时间变化曲线如图2所示;不改变其他条件,假定t2时刻迅速降温到T2,t3时刻体系重新达到平衡。试在图中画出t2时刻后甲醇浓度随时间变化趋势图(在图中标出t3)。
(3)烯烃化阶段:在常压和某催化剂作用下,甲醇的平衡转化率及乙烯、丙烯等物质的选择性(指除了水蒸气以外的产物中乙烯、丙烯等物质的物质的量分数)与反应温度之间的关系如图3。为尽可能多地获得乙烯,控制反应温度为550℃的理由是            

科目 化学   题型 填空题   难度 中等
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CO是水煤气的主要成份之一,是一种无色剧毒气体,根据信息完成下列各题
Ⅰ、已知下列热化学方程式
2C(s) + O2(g) = 2CO(g) △H = -221kJ/mol
C(s) + O2(g) = CO2(g) △H = -393kJ/mol
24g单质碳在不足量的O2中燃烧时,生成等物质的量的CO和CO2气体,则和24g单质碳完全燃烧生成CO2相比较,损失热量_________kJ
Ⅱ、850℃时,在10L体积不变的容器中投入2molCO和3molH2O,发生如下反应:
CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g),当CO的转化率达60%时,反应达平衡
(1)850℃时,该反应的平衡常数为_________
(2)该条件下,将CO和H2O都改为投入2mol,达平衡时,H2的浓度为_________mol/L,下列情况能说明该反应一定达平衡的是_________

A.V(CO) = V(CO2)
B.气体的密度不再随时间改变
C.CO的体积分数不再随时间改变
D.气体的平均摩尔质量不再随时间改变

Ⅲ、为防止CO使人中毒,一种CO分析仪的工作原理如图所示,该装置中电解质为氧化钇——氧化钠,其中O2-可以在固体ZASICON中自由移动,则:

(1)该原电池中通入CO的电极为_________极,该电极的电极反应式为___________________
(2)通空气一极的电极反应式为____________________________________

硫酸铜在生产、生活中应用广泛。某化工厂用含少量铁的废铜渣为原料生产胆矾的流程如下:

(1)写出浸出时铜与稀硫酸、稀硝酸反应生成硫酸铜的化学方程式:
(2)取样检验是为了确认Fe3是否除净,你的检验方法是
(3)滤渣c是__________。
(4)气体a可以被循环利用,用化学方程式表示气体a被循环利用的原理为2NO+O2=2NO2
(5)一定温度下,硫酸铜受热分解生成CuO、SO2气体、SO3气体和O2气体,且n(SO3)∶n(SO2)=1∶2,写出硫酸铜受热分解的化学方程式
某同学设计了如下图所示的实验装置分别测定生成的SO2、SO3气体的质量和O2气体的体积。此设计有不合理之处,请指出:

I.氮及其化合物在很多方面有重要的用途。
(1)氮的氧化物有多种。现有NO和NO2的混合气体,其中N 、O元素质量之比为7:12,则该混合气中NO和NO2的物质的量之比为
(2)氨气的实验室制法有多种,若不加热,制取氨气所用试剂可以用浓氨水和氢氧化钠固体,产生氨气的原因是: ;氨气的检验方法是:

通过如图装置(尾气处理装置已略去)验证了氨有还原性,硬质玻璃管中氨发生催化氧化反应的化学方程式为_________________________。
(3)氮的一种氢化物肼(即N2H4)用作发射卫星的燃料。
已知: N2 + 2O2 = 2NO2 N2H4 + O2 = N2 + 2H2O
发射卫星用气体肼为原料,以NO2气体为氧化剂。若1 g气体肼与NO2气体反应生成氮气和水蒸气放出a kJ热量,写出反应的热化学方程式______________________。反应中生成N2质量为42g,则转移电子的物质的量为________________。
II.已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H=-1275.6 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ·mol-1
则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为

I. (1)反应I2+2S2O32—=2I+S4O62—常用于精盐中碘含量测定。某同学利用该反应探究浓度对反应速率的影响。实验时均加入1mL淀粉溶液做指示剂,若不经计算,直接通过褪色时间的长短判断浓度与反应速率的关系,下列试剂中应选择 (填序号)。
①1mL 0.01 mol·L—1的碘水 ②1mL 0.001 mol·L—1的碘水
③4mL 0.01 mol·L—1的Na2S2O3溶液 ④4mL 0.001 mol·L—1的Na2S2O3溶液
(2)若某同学选取①③进行实验,测得褪色时间为4s,计算υ(S2O32—)=
Ⅱ.合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH <0,200℃时,该反应的平衡常数为,该温度下,将一定量的CO和H2投入某10L密闭容器,5min时达平衡,各物质浓度(mol•L—1)变化如下:


0min
5min
10min
CO
0.01

0.0056
H2O
0.01

0.0156
CO2
0

0.0044
H2
0

0.0044

(1)请计算5min时H2O的平衡浓度__________。
(2)CO的平衡转化率为____________。
(3)若5min~10min只改变了某一条件,该条件是__________,如何改变的___________。

Cl2是重要的化工原料。
(1)写出用Cl2制备漂白液的离子方程式______________________。

(2)图1所示的催化剂循环可实验用O2将HCl转化为Cl2,其中反应①为2HCl(g)+CuO(s)H2O(g)+CuCl2(s) ΔH1,反应②消耗1mol O2的反应热为△H2,则总反应生成1mol Cl2(g)的焓变为 (用ΔH1和ΔH2表示)。
(3)实验室模拟用O2将HCl转化为Cl2的总反应
①实验测得在一定压强下,总反应的HCl平衡转化率随温度变化的ɑHCl—T曲线如图2所示,则总反应的△H_________0 ,(填“>”、“﹦”或“<”);A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是 ,简要说明理由:
②在上述实验中若压缩体积使压强增大,在图2中画出相应ɑHCl—T曲线的示意图。
③为提高HCl的平衡转化率下列措施中可行的是
A.增大n(HCl) B.增大n(O2) C.使用更好的催化剂 D.移去H2O

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