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二甲醚(CH3OCH3)是一种应用前景广阔的清洁燃科,以CO和氢气为原料生产二甲醚主要发生以下三个反应:
回答下列问题: 工艺中反应①和反应②分别在不同的反应器中进行,无反应③发生。该工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率,原因是___。
用CaSO4代替O2与燃料CO反应,既可以提高燃烧效率,又能得到高纯CO2,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,反应①为主反应,反应②和③为副反应。 ①1/4CaSO4(s)+CO(g) ②CaSO4(s)+CO(g) ③CO(g) 反应①~③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见图,结合各反应的△H,归纳lgK~T曲线变化规律:
a)___;b)___。
煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下: CaSO4(s)+CO(g) CaSO4(s)+4CO(g) 请回答下列问题: 通过监测反应体系中气体浓度的变化判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生,理由是___。
用O2将HCl转化为Cl2,可提高效益,减少污染, 新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性, 在上述实验中若压缩体积使压强增大,画出相应aHCl—T曲线的示意图,并简要说明理由___。
(2016·新课标全国卷Ⅱ)丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等,回答下列问题: (1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下: ①C3H6(g)+NH3(g)+ ②C3H6(g)+O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g) ΔH =−353 kJ/mol 两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是________;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是________;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________。 (2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应温度为460℃。低于460℃时,丙烯腈的产率________(填“是”或者“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是________;高于460℃时,丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选,填标号) A.催化剂活性降低 B.平衡常数变大 C.副反应增多 D.反应活化能增大
(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为_________,理由是____________。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为________。
丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题:
(1)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中 (2)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是___、___;590℃之后,丁烯产率快速降低的主要原因可能是__。
CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题: 反应中催化剂活性会因积碳反应而降低,同时存在的消碳反应则使积碳量减少。 相关数据如下表:
①由上表判断,催化剂X___Y(填“优于”或“劣于”),理由是___。
NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。 在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。 ①NH3与NO2生成N2的反应中,当生成1molN2时,转移的电子数为___mol。 ②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见图)。
反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示,在50~250 ℃范围内随着温度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是___;当反应温度高于380℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是___。
NH3经一系列反应可以得到HNO3,如图所示。
II中,2NO(g)+O2
①比较P1、P2的大小关系:___。 ②随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是___。
在容积为1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)
(1)100℃时达到平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.0020mol·L-1·s-1的平均速率降低,经10s又达到平衡。T___100℃(填“大于”“小于”),判断理由是___。 (2)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,平衡向___(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是___。
乙苯催化脱氢制苯乙烯反应: 工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如图:
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实___。 ②控制反应温度为600℃的理由是___。
甲醇是重要的化工原料,又可称为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下: ①CO(g)+2H2(g) ②CO2(g)+3H2(g) ③CO2(g)+H2(g) 回答下列问题: (1)反应①的化学平衡常数K的表达式为___;图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为___(填曲线标记字母),其判断理由是___。
(2)合成气的组成
催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一,研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO,反应的热化学方程式如下: CO2(g)+3H2(g) CO2(g)+H2(g) 某实验室控制CO2和H2初始投料比为1︰2.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:
[备注]Cat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比 (1)表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是___。 (2)在如图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图___。
煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题: 在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323K,NaClO2溶液浓度为5×10−3mol·L−1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如表。
由实验结果可知,脱硫反应速率___脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是___。
三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题: 对于反应2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
在343K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是___;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有___、___。
乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题: (1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是:___。 (2)如图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1)
①图中压强P1、P2、P3、P4的大小顺序为:___,理由是:___。 ②气相直接水合法党采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290℃,压强6.9MPa,n(H2O)︰n(C2H4)=0.6︰1。乙烯的转化率为5℅。若要进一步提高乙烯的转化率,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:___、___。
25℃,浓度都是1mol/L的四种正盐溶液,其pH情况如下:
(1)AY溶液pH______7 (填“>”、“<”或“=”); (2)将等浓度的HX、HY稀释相同的倍数,溶液的pH变化幅度:HX______HY;若将等体积、等pH的AOH、BOH溶液在稀释时pH均下降2,则加水量:AOH______BOH(均填“>”、“<”或“=”); (3)在BX溶液中:c(B+)+c(H+)-c(OH-)=________mol/L;在AY溶液中:c(A+)-c(Y-)=___________(用两项表示);
将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1 L的恒温密闭容器中,各物质浓度随时间变化的关系如图所示:
计算该反应的平衡常数K=________。反应进行到20 min时,再向容器内充入一定量NO2,10 min后达到新的平衡,此时测得c(NO2)=0.9 mol·L-1。第一次平衡时混合气体中NO2的体积分数为w1,达到新平衡后混合气体中NO2的体积分数为w2,则w1________w2(填“>”、“=”或“<”)。
工业上用难溶于水的碳酸锶(SrCO3)粉末为原料(含少量钡和铁的化合物)制备高纯六水氯化锶晶体(SrCl2·6H2O),其过程为:
已知:Ⅰ.有关氢氧化物沉淀的pH:
Ⅱ.SrCl2·6H2O晶体在61℃时开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水。 (1)操作①需要加快反应速率,措施有充分搅拌和____________________(写一种)。碳酸锶与盐酸反应的离子方程式________________________________。 (2)在步骤②~③的过程中,将溶液的pH值由1调节至_______;宜用的试剂为_______。 A.1.5 B.3.7 C.9.7 D.氨水 E.氢氧化锶粉末 F.碳酸钠晶体 (3)操作③中所得滤渣的主要成分是_______________________(填化学式)。 (4)工业上用热风吹干六水氯化锶,适宜的温度是_______。 A.50~60℃ B.80~100℃ C.100℃以上 (5)步骤⑥宜选用的无机洗涤剂是_______________。
已知A(g)+B(g)
回答下列问题: (1)该反应的ΔH______0(填“<”“>”或“=”)。 (2)830 ℃时,向一个5 L的密闭容器中充入0.20 mol的A和0.80 mol的B,如反应初始6 s内A的平均反应速率v(A)=0.003 mol·L-1·s-1,则6 s时c(A)=________mol·L-1,C的物质的量为________mol;若反应经一段时间后,达到平衡时A的转化率为________,如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气,平衡时A的转化率为________。 (3)1200℃时反应C(g)+D(g)
如图所示,A为电源,B为浸透饱和食盐水和酚酞的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,C、D为电解槽,其电极材料及电解质溶液如图所示。
(1)闭合K1 ,断开K2 ,通电后,d端显红色,则电源a端为______极,若c、d为惰性电极,c端的电极反应是____________________________________ 检验c端产物的方法_______________________________________________ 高锰酸钾液滴现象__________________________________________________ (2)已知C装置中溶液的溶质为Cu(NO3)2和X(NO3)3 ,且均为0.1 mol,断开K1,闭合K2,通电一段时间后,阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如图所示,则Cu2+、X3+、H+ 氧化能力由大到小的顺序是_______;
(3)D装置中反应的方程式 ___________________________
草酸(H2C2O4)是二元弱酸,NaHC2O4溶液呈酸性。常温下,向10 mL 0.01 mol/L NaHC2O4溶液中滴加0.01 mol/L NaOH溶液,随着NaOH溶液体积的增加,溶液中离子浓度关系错误的是( ) A.V(NaOH) = 0时,c(H+) >1×10-7mol/L B.V(NaOH)<10 mL时,可能存在c(Na+) = 2c(C2O42-)+c(HC2O4- ) C.V(NaOH) = 10 mL时,溶液的pH为9,则10-9= 10-5-2c(H2C2O4)-c(HC2O4-) D.V(NaOH)>10 mL时,可能存在c(OH- )>c(Na+)>c(C2O42-)
下图是可逆反应 A + 2B
A.若 A、B 是气体,则 D 是液体或固体 B.A、B、C、D均为气体 C.逆反应是放热反应 D.达平衡后,v(A)正 = 2v(C)逆
工业上燃烧硫矿石制取硫酸产生的废气SO2,用电化学原理将SO2转化为重要的化工原料,如图,下列说法正确的是( )
A.电池工作时,消耗O2、SO2物质的量之比为2∶1 B.电子从a极经导线移向b极,再经溶液移向a极 C.电池工作一段时间后电解质溶液的pH增大 D.a为负极,电极反应式为SO2+2H2O-2e-= SO42-+4H+
汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等),是城市主要污染源之一,治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器,它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,反应原理:2NO(g)+2CO(g)= N2(g)+2CO2(g),在298 K、100 kPa下,ΔH=-113 kJ·mol-1、ΔS=-145 J·mol-1·K-1。下列说法中错误的是( ) A.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 B.该反应常温下不能自发进行,因此需要高温和催化剂 C.该反应常温下能自发进行,高温和催化剂只是加快反应的速率 D.汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒
在100℃时,把0.5molN2O4通入体积为5L的真空密闭容器中,立即出现红棕色。反应进行到2s时,NO2的浓度为0.02mol·L-1。在60s时,体系己达平衡,此时容器内压强为开始时的1.6 倍。下列说法正确的是( ) A.前2s以N2O4的浓度变化表示的平均反应速率为0.01mol·L-1·s-1 B.在平衡时体系内N2O4的物质的量为0.25mol C.在2s时体系内的压强为开始时的1.1倍 D.平衡时,N2O4的转化率为40%
下列各组物质混合、加热蒸干、并经充分灼烧,得到混合物的是( ) A.0.1 mol•L﹣1 CH3COOH溶液与0.1 mol•L﹣1NaOH溶液等体积混合 B.向40mL0.2 mol•L﹣1的NaOH溶液中通入67.2mLCO2(标况) C.在100mL1 mol•L﹣1NH4Cl溶液中,投入3.9gNa2O2 D.在20mL0.01 mol•L﹣1Mg(HCO3)2溶液中,投入0.2g Mg(OH)2
下列关系的表述中,正确的是 A. 等体积、等物质的量浓度的NaCl溶液中离子总数小于NaClO溶液中离子总数 B. 中和pH和体积都相同的盐酸和醋酸,消耗氢氧化钠的物质的量之比为1:1 C. 等物质的量浓度的下列溶液:①H2CO3、②Na2CO3、③NaHCO3、④(NH4)2CO3、⑤NH4HCO3中c(CO32-)的大小关系为:②﹥④﹥③﹥⑤﹥① D. 0.2 mol/L的CH3COONa和0.1 mol/L的盐酸等体积混合溶液显酸性:c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COOH)>c(OH-)
下列有关反应热的说法中正确的是 A.一个化学反应是否能在常温下发生与该反应的△H值的大小没有必然联系 B.中和热△H=- 57.3kJ·mol-1,所以1.00L 1.00mol·L-1H2SO4与稀的NaOH溶液恰好完全反应放出57.3kJ的热量 C.用等体积的0.50mol·L-1盐酸、0.55mol·L-1NaOH溶液进行中和热测定的实验,会使测得的值偏大 D.在101kPa时,1molCH4完全燃烧生成CO2和水蒸气放出的热量就是CH4的燃烧热
有一反应:2A(g)+B(g)
A.该反应是吸热反应 B.b点时混合气体的平均摩尔质量不再变化 C.T1时若由a点达到平衡,可以采取增大压强的方法 D.c点v正>v逆
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