用CaSO4代替O2与燃料反应是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,如图1所示。
燃烧器中反应① 1/4CaSO4(s) + H2(g) = 1/4CaS(s) + H2O(g) △H1 (主反应)
反应② CaSO4(s) + H2(g) = CaO(s) + SO2(g)+ H2O(g) △H2 (副反应)
再生器中反应:1/2 CaS(s) + O2(g) = 1/2CaSO4(s) △H3
(1)气化反应器中发生反应的化学方程式是_____________________。
(2)燃烧器中SO2物质的量分数随温度T、压强p (MPa)的变化曲线见图2,从图2中可以得出三条主要规律:
①其他条件不变,温度越高,SO2含量越高;
②________________________________________________________;
③_________________________________________________________;
由图2,为减少SO2的排放量,可采取的措施是______________________。
(3)该燃烧技术中可循环的物质除CaSO4、CaS外,还有_________(写名称)。
(4)在一定条件下,CO可与甲苯反应,在其苯环对位上引入一个醛基,产物的结构简式为___________。
(5)欲采用氯化钯(PdCl2)溶液除去H2中的CO,完成以下实验装置图:
(注:CO + PdCl2 + H2O = CO2+ Pd + 2HCl)______________________
大气中的氮氧化物、、等的含量高低是衡量空气质量优劣的重要指标,对其研究和综合治理具有重要意义。
汽车发动机工作时会引发反应:,,其能量变化示意图如下:
则NO中氮氧键的键能为______。
以碱液为电解质可实现如下转化: ,该反应在一定条件下能自发进行的原因是______,阴极反应式为______。
将和溶于水可得到相应的酸时,两种酸的电离平衡常数如表:
| ||
①的水解平衡常数为______。
②溶液和溶液反应的离子方程式为______。
汽车尾气处理催化装置中涉及的反应之一为:,研究表明,在使用等质量的催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某科研小组设计了以下三组实验:
实验 编号 | NO初始浓度 | CO初始浓度 | 催化剂比表面积 | |
Ⅰ | 400 | 82 | ||
Ⅱ | 400 | 124 | ||
Ⅲ | 450 | 124 |
根据下列坐标图,计算前5s内用表示的反应速率为______;并在坐标图中画出上表实验Ⅱ、Ⅲ条件下,混合气体中NO浓度随时间变化的趋势标明各条曲线的实验编号。______
氨的合成对国家工业发展有着举足轻重的作用,请根据化学原理知识回答下列问题:
(1)已知氢气的燃烧热为285.8kJ/mol。
4NH3 (g) +5O2 (g) 4NO(g) + 6H2O(l) △H= —1168.8kJ/mol
N2(g)+ O2(g)═ 2NO(g)△H = +180.6kJ/mol。
则工业合成氨的热化学方程式为________________。
(2)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反应的影响。实验结果如图所示:(图中 T表示温度, n表示物质的量)
①图像中 T2和 T1的关系是: T2 _______________ T1(填“高于”、“低于”、 “等于”或“无法确定”)。
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N 2 的转化率最高的是_______________(填字母)。
③在起始体系中n(N2):n(H2)= 1:3时,反应后氨的百分含量最大;若容器容积为1L, n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%,则此条件下( T 2),反应的平衡常数 K=__________________。
(3)氮元素的+4价氧化物有两种,它们之间发生反应:2NO2N2O4 ∆H < 0,将一定量的NO2充入注射器中后封口,下图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化 (气体颜色越深,透光率越小)。下列说法正确的是______________
A.b点的操作是压缩注射器
B.c点与a点相比, c(NO2)增大, c(N2O4)减小
C.若不忽略体系温度变化,且没有能量损失,则b、c两点的平衡常数Kb>Kc
D.d点:v(正)> v(逆)
(4)利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O构成原电池,能消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,装置如图所示。
①电极a为___________________极,其电极反应式为__________________。
②当有0.1 mol NO2被处理时,转移电子为________________mol。
③为使电池持续放电,该离子交换膜需选用___________________交换膜。
CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。
(一)CO2的化学捕获:
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为___(写含碳粒子符号)。(室温下,H2CO3的Ka1=4.3×10﹣7;Ka2=5.6×10﹣11)
(2)固体氧化物电解池(SOEC)用于高温共电解CO/H2,既可实现CO2的减排又可高效制备合成气(CO/H2),其工作原理如图。写出电极A发生的电极反应式___。
(二)CO2的综合利用
(1)CO2与CH4经催化重整制得合成气:
反应Ⅰ.CH4(g)H+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)△H1
已知氢气、一氧化碳和甲烷的标准燃烧热(25℃)如表所示
物质 | H2(g) | CO(g) | CH4(g) |
标准燃烧热△H/kJ•mol﹣1 | ﹣285.8 | ﹣283.0 | ﹣890.3 |
则反应I的△H=___kJ•mol﹣1。
(2)用CO2催化加氢制取二甲醚的反应为:反应Ⅱ.2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g),在10L恒容密闭容器中,均充入2mol CO2和6moH2,分别以铱(Ir)和铈(Ce)作催化剂,反应进行相同的时间后测得的CO2的转化率α(CO2)随反应温度的变化情况如图1。
①根据图1,下列说法不正确的是___。
A.反应Ⅱ的△H<0,△S<0
B.用Ir和Ce作催化剂时,反应Ⅱ的活化能更低的是Ce
C.状态d时,v(正)<v(逆)
D.从状态b到d,α(CO2)先增大后减小,减小的原因可能是温度升高平衡逆向移动
②状态e(900K)时,α(CO2)=50%,则此时的平衡常数K=___。
③若H2和CO2的物质的量之比为n:1,900K时相应平衡体系中二甲醚的物质的量分数为x,请在图2中绘制x随n变化的示意图。_______
下列反应中符合下列图像的是
A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-Q1 kJ/mol(Q1>0)
B.2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g) ΔH=+Q2 kJ/mol(Q2>0)
C.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-Q3 kJ/mol(Q3>0)
D.H2(g)+CO(g) C(s)+H2O(g) ΔH=+Q4 kJ/mol(Q4>0)
一定温度下,在密闭容器内进行着某一反应,X气体、Y气体的物质的量随反应时间变化的曲线如图.下列叙述中正确的是
A.反应的化学方程式为
B.时,Y的浓度是X浓度的倍
C.时,正、逆反应速率相等
D.时,逆反应速率大于正反应速率