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解答题-原理综合题 适中0.65 引用3 组卷165
工业废气的排放对环境造成了极大的影响,研究其吸收或再利用对缓解环境污染有重要意义。请根据所学知识回答下列问题。
(1)工业废气中的H2S可用Fe2(SO4)3溶液吸收,反应后的溶液可在硫杆菌的作用下实现吸收液的再生。用Fe2(SO4)3吸收液脱除H2S经历以下三步:
I: ΔH<0
II:   
III:   
①步骤I_______(填“高温下”“低温下”或“任何条件下”)有利于自发进行。
②第II步的电离平衡常数的表达式为_______
③反应后的溶液在硫杆菌的作用下进行的再生反应为。该反应中每消耗标准状况下11.2LO2,可以再生出_______mol Fe2(SO4)3.该再生反应_______(填“能”或“不能”)在高温下进行,理由是_______
(2)CO2的大量排放会加剧温室效应,实现CO2的资源化利用不但能有效减少CO2排放,还可以变废为宝。CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,转化过程中主要发生下列反应:
反应I: ΔH1=+41.2kJ·mol-1
反应II: ΔH2=-122.5kJ·mol-1
ΔH3=_______ kJ·mol-1
②在一压强为170kPa的恒压密闭容器中充入1molCO2和1mol H2发生反应I、II,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性(CH3OCH3的选择性=×100%)随温度的变化如图。

计算A点时H2(g)的转化率为_______%,此温度下反应I的分压(分压=物质的量分数×总压)平衡常数Kp=_______(保留一位有效数字)。
22-23高二上·广东广州·期中
知识点:盖斯定律与热化学方程式化学平衡常数的有关计算复合判据电离平衡常数及影响因素 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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我国将在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。CO2的资源化利用能有效减少CO2排放。
(1)研究表明CO2与CH4在催化剂存在下可发生反应制得合成气:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH>0
①此反应的活化能Ea(正)________Ea(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
②某温度下,向一恒容密闭容器中充入CO2和CH4发生上述反应,初始时CO2和CH4的分压分别为15kPa、20kPa,一段时间达到平衡后,测得体系压强增加了10kPa,则该反应的平衡常数Kp_______(kPa)2(结果保留两位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度计算。分压=总压×物质的量分数)。
(2)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理如图。

①阳极区为该装置的_______边(填“左”或“右”),电解一段时间后,溶液中的K+_______极区移动(填“阳”或“阴”)。
②写出CO2还原为HCOO-的电极反应式:_______
(3)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应:
反应I:CO(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2k/mol
反应II:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-122.5kJ/mol
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中:CH3OCH3的选择性=100%
①温度高于300°C,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是_______
②220°C时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时化间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高程CH3OCH3选择性的措施有_______。(填一条即可)
CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。
(1)研究表明CO2与CH4在催化剂存在下可发生反应制得合成气:
①此反应的活化能Ea(正)___________Ea(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
②某温度下,向一恒容密闭容器中充入CO2和CH4发生上述反应,初始时CO2和CH4的分压分别为15kPa、20kPa,一段时间达到平衡后,测得体系压强增加了10kPa,则该反应的平衡常数Kp=_______(kPa)2(结果保留两位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(2)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理如图。

①写出阴极CO2还原为的电极反应式:___________
②电解一段时间后,溶液中的K+_______极区移动(填“阳”或“阴”),阳极区溶液的浓度________(填“升高”、“降低”或“不变”)。
(3)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应:
反应I:
反应II:
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中:

CH3OCH3的选择性=
①温度高于300℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是___________
②220℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3选择性的措施有___________。(填一条即可)
倡导生态文明建设,环境问题一直是我们关注的焦点。运用化学反应原理研究氮、碳的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1)NO 的氧化反应 2NO(g)+O2 (g)2NO2(g)分两步进行;
I.2NO(g) N2O2 (g) II.N2O2(g+O2(g)2NO2(g)
其反应过程能量变化如图所示:

①决定 NO 氧化反应速率的步骤是___________(填“I”或“II”)。
②一定温度下,在刚性密闭容器中,起始充入一定量的 NO2气体(NO2转化为 N2O4忽略不计),此时压强为 26kPa,在 5min达到平衡,此时容器的压强为 36kPa,则 0~5min 用 O2的分压表示反应速率为____ kPa/min。该温度下,反应 2NO (g)+O2 (g) 2NO2 (g)的平衡常数 Kp= ____kPa-1(Kp 是用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数)。
③恒温恒容条件下,能说明该反应达到平衡状态的是 ___________(填标号)。
A.压强不再变化
B.混合气体的密度不再变化
C.生成 NO 的速率与消耗 NO2的速率相等
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
(2)为了高效利用能源并且减少 CO2的排放,可用下列方法把 CO2转化成乙醇燃料
I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H1=-49.0kJ·mol-1
II.CO2 (g)+H2 (g)CO(g)+H2O(g) H2 =+41.1kJ·mol-1
①反应 I 在___________(选填“高温”、“低温”或“任意温度”)下,易自发进行。
研究表明:在其他条件相同的情况下,用新型催化剂可以显著提高甲醇的选择性,使用该催化剂,按 n(CO2):n(H2 )=1:3(总量为 amol)投料于恒容密闭容器中进行反应,CO2的平衡转化率和甲醇的选择率(甲醇的选择率:转化的 CO2中生成甲醇的物质的量分数)随温度的变化趋势如图所示 (忽略温度对催化剂的影响)
②根据如图中数据,温度选择___________K,达到平衡时,反应体系内甲醇的产量最高。随着温度的升高,CO2的平衡转化率增加但甲醇的选择率降低,其原因是___________

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