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解答题-原理综合题 较难0.4 引用3 组卷150
化学链燃烧技术的基本原理是将传统燃料与空气接触反应的燃烧借助载氧剂(如,FeO等)的作用分解为几个气固反应,燃料与空气无须接触,由载氧剂将空气中的氧气传递给燃料。回答下列问题:
(1)用Fe0作载氧剂,部分反应的1g Kp与温度的关系如图所示。[已知:平衡常数Kp是用平衡分压代替平衡浓度(平衡分压=总压×物质的量分数)]

①图中涉及的反应中,属于吸热反应的是反应___________(填字母a、b或c)。
②R点对应温度下,向某恒容密闭容器中通入1mol CO,并加入足量的FeO,只发生反应,则CO的平衡转化率为___________
(2)在T℃下,向某恒容密闭容器中加入2mol (g)和8mol FeO(s)进行反应:。反应起始时压强为,达到平衡状态时,容器的气体压强是起始压强的2倍。
①反应达平衡时,容器内气体的总物质的量为___________mol;
②T℃下,该反应的Kp=___________
(3)一种微胶囊吸收剂,将煤燃烧排放的以安全、高效的方式处理掉,胶囊内部充有溶液,其原理如图所示。

①这种微胶囊吸收的原理是___________(用离子方程式表示)。
②将解吸后的催化加氢可制取乙烯。
已知:


___________
21-22高三上·湖南·期中
知识点:吸热反应和放热反应盖斯定律的应用化学平衡常数的有关计算转化率的相关计算及判断 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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运用化学链燃烧技术有利于提高燃料利用率。化学链燃烧技术的基本原理是借助载氧剂(如Fe2O3、FeO等)将燃料与空气直接接触的传统燃烧反应分解为几个气固反应,燃料与空气无须接触,由载氧剂将空气中的氧气传递给燃料。回答下列问题:

以Fe2O3作载氧剂的化学链燃烧循环转化反应的部分热化学方程式如下,循环转化的原理如图1所示。
①C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)△H1=akJ•mol1
②CO(g)+H2(g)+O2(g)═CO2(g)+H2O(g)△H2=bkJ•mol1
(1)写出图1中总反应的热化学方程式:_____
(2)空气经反应器A后得到的尾气_____(填“能”或“不能”)直接用作工业合成氨的原料气,原因是_____
Ⅱ.用FeO作载氧剂,部分反应的lgKp[K是用平衡分压(平衡分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度]与温度的关系如图2所示。
     
(3)图2涉及的反应中,属于吸热反应的是反应_____(填字母)。
(4)R点对应温度下,向某恒容密闭容器中通入1mol CO,并加入足量的FeO,只发生反应CO(g)+FeO(s)⇌Fe(s)+CO2(g),则CO的平衡转化率为_____
Ⅲ.在T℃下,向某恒容密闭容器中加入1mol CH4(g)和4mol FeO(s)进行反应:CH4(g)+4FeO(s)⇌4Fe(s)+2H2O(g)+CO2(g)。反应起始时压强为p0,反应进行至10min时达到平衡状态,测得此时容器的气体压强是起始压强的2倍。
(5)T℃下,该反应的Kp_____
(6)若起始时向该容器中加入1mol CH4(g),4mol FeO(s),1mol H2O(g),0.5mol CO2(g),此时反应向_____(填“正反应”或“逆反应”)方向进行。
(7)其他条件不变,若将该容器改为恒压密闭容器,则此时CH4(g)的平衡转化率_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
化学链燃烧的基本原理是将传统燃料与空气接触的燃烧反应借助载氧剂(如、FeO等)的作用分解为几个气固相反应,燃料与空气无需接触,由载氧剂将空气中的氧传递给燃料。
回答下列问题:
(1)用FeO作载氧剂,部分反应的与温度的关系如图甲所示(已知:是用平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数,平衡分压=总压×物质的量分数)。

①据图甲判断,属于吸热反应的是___________(填“a”“b”或“c”)。
②X点对应温度下,向某恒容密闭容器中通入m molCO,并加入足量的FeO,只发生反应,则CO的平衡转化率为___________
(2)为研究上述反应体系的平衡关系,控制温度为T℃,向某恒容密闭容器中加入进行反应:。反应起始时压强为,达到平衡状态时,容器内气体压强是起始压强的2.0倍。
①T℃时,该反应的平衡常数___________(分压=总压×物质的量分数)。
②相同温度下,再向该恒容密闭容器中通入稀有气体(Ar)稀释,该反应的化学平衡将___________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。平衡时,物质的量浓度之比___________
(3)为研究反应体系的动力学行为,向另一恒容密闭容器中加入一定量,控制不同反应温度,物质的量浓度c随反应时间t的变化曲线如图乙所示。

代表较高温度的变化曲线为___________。(填“X”或“Y”)。温度为T℃,若起始时向该容器中加入,此时___________(填“>”“<”或“=)。
“化学链燃烧技术”可以提高燃料的燃烧效率,其基本原理是借助载氧剂(如金属氧化物等)将燃料与空气直接接触的传统燃烧反应分解为几个气固反应,燃料与空气不用接触,由载氧剂将空气中的氧气传递给燃料。回答下列问题:
(1)CH4用NiO作载氧体的化学链燃烧示意图如下:

主要热化学反应如下:
I.2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s) ∆H=-479.8kJ∙mol-1
II.CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(l)+4Ni(s) ∆H=+68.9kJ∙mol-1
①CH4的燃烧热是_______
②与直接燃烧CH4相比“化学链燃烧”的优点为_______
a.燃烧等质量的CH4,放出的热量多
b.有利用于二氧化碳的分离与回收
c.燃烧等质量的CH4,消耗的O2
(2)用FeO作载氧剂部分反应的lgKp与温度的关系如图所示。[已知:平衡常数Kp是用平衡分压(平衡分压=总压x物质的量分数)代替平衡浓度]

①R点对应温度下向某恒容密闭容器中通入1.0molCO和0.2molCO2,并加入足量的FeO,只发生反应a:CO(g)+FeO(s)=CO2(g)+Fe(s),则CO的平衡转化率为_______
②若某恒容密闭容器中只发生反应b和c,平衡时对应上图中Q处时,容器中气体分压p(X)间应满足的关系是_______
(3)在T℃下,向某恒容密闭容器中加入1molCH4(g)和足量的FeO(s)进行反应:CH4(g)+4FeO(s)4Fe(s)+2H2O(g)+CO2(g)。反应起始时压强为Po,达到平衡状态时容器的气体压强是起始压强的2倍。
①T℃下该反应的Kp=_______
②其他条件不变,若将该容器改为恒压密闭容器,则此时CH4的平衡转化率_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)利用电解装置可实现CH4和CO2两种分子的耦合转化其原理如图所示。

①写出生成乙烯的电极反应式为:_______
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为1:2,则消耗的CH4和CO2体积比为_______

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