SO2的接觸氧化是工業(yè)生產硫酸的關鍵步驟,其化學方程式為2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196kJ?mol-1。某研究性學習小組研究了相同溫度下該反應的物質變化和能量變化,他們分別在恒溫密閉容器中加入一定量的物質,獲得如下數據:
容器編號 | 容器體積/L | 起始時各物質的物質的量/mol | 達到平衡的時間/min | 平衡時反應熱量變化/kJ | ||
SO2 | O2 | SO3 | ||||
① | 1 | 0.050 | 0.030 | 0 | t1 | 放出熱量:Q1 |
② | 1 | 0.100 | 0.060 | 0 | t2 | 放出熱量:Q2 |
(1)若容器①的容積變?yōu)樵瓉淼?倍,則SO2的平衡轉化率
減小
減小
(填“增大”“減小”或“不變”)。(2)容器①②中均達到平衡時,放出熱量2Q1
<
<
Q2(填“>”“<”或“=”):容器②中從反應開始到平衡時的平均反應速率v(SO2)=Q
2
98
t
2
Q
2
98
t
2
(3)在450℃、100kPa條件下,SO3的平衡體積分數隨起始時投料的變化如圖所示,用平衡壓強
n
(
S
O
2
)
n
(
O
2
)
0.05
0.05
kPa-1。(4)SO2會對環(huán)境和人體健康帶來極大的危害,工業(yè)上采取多種方法減少SO2的排放,回答下列方法中的問題。
方法1(雙堿法):用NaOH溶液吸收SO2,并用CaO使NaOH再生。NaOH溶液
i
.
S
O
2
ii
.
C
a
O
①寫出過程i的離子方程式:
2OH-+SO2=SO32-+H2O
2OH-+SO2=SO32-+H2O
;②CaO在水中存在如下轉化:CaO(s)+H2O(l)═Ca(OH)2(s)?Ca2+(aq)+2OH-(aq)。從平衡移動的角度,簡述過程ii中NaOH再生的原理:
SO32-與Ca2+生成CaSO3沉淀,平衡正向移動,有NaOH生成
SO32-與Ca2+生成CaSO3沉淀,平衡正向移動,有NaOH生成
。方法2:用氨水除去SO2
③已知:室溫下,Kb(NH3?H2O)=1.8×10-5。若氨水濃度為2.0mol?L-1,則溶液中的c(OH-)=
6.0×10-3
6.0×10-3
mol?L-1;將過量SO2通入該氨水中,生成的產物為 NH4HSO3
NH4HSO3
。【答案】減小;<;;0.05;2OH-+SO2=SO32-+H2O;SO32-與Ca2+生成CaSO3沉淀,平衡正向移動,有NaOH生成;6.0×10-3;NH4HSO3
Q
2
98
t
2
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:4難度:0.7
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1.CO2的捕集與轉化是當今科學研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應如下:
Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應)
Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應)
(1)反應Ⅰ的反應歷程可分為如下兩步:
i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應速率較快)
ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應速率較慢)
①ΔH1=
②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應I速率影響更大,其原因是
(2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對相關量的影響如圖所示,工業(yè)生產綜合各方面的因素,反應選擇800℃的原因是
(3)在800℃時,=n(CO2)n(C2H6),充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應,初始壓強為P,一段時間達到平衡,產物的物質的量之和與剩余反應物的物質的量之和相等,該溫度下反應的平衡常數Kp=13
(4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應:2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應,反應過程中CH4的物質的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2),k正、k逆為速率常數,只與溫度有關,則T溫度時═k逆k正
(5)我國科學家使用電化學的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
①M是電源的
②陽極電極反應式是發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24難度:0.6 -
2.一定條件下,可逆反應的平衡常數可以用平衡濃度計算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質的量分數.在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計算平衡常數更方便.下列說法不正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134難度:0.7 -
3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產物N2,兩個競爭反應化學方程式如下:
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
現將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應,相同時間內有關生成物物質的量隨溫度變化曲線如圖所示。
已知:有效轉化率=×100%制備目標物質消耗原料的量原料總的轉化量
下列說法不正確的是( ?。?/h2>發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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