解答题-原理综合题 较难0.4 引用2 组卷411
氢气的制取、
的减排和
资源利用是当前研究的热点。
(1)
热解制氢的反应原理为:
、
。常压下,按
投料,并用
稀释,将混合气以一定流速通过石英管反应器,测得不同温度下
和
体积分数如下:
在950-1150°C范围内(保持其他条件不变),
的体积分数随温度升高的变化是_______ (填“先升高后降低”、“先降低后升高”或“不变”),其原因是_______ 。
(2)水煤气变换制氢反应
是放热的可逆反应,需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示),保证反应在最适宜温度附近进行。在催化剂活性温度范围内,图2中
段对应降温操作的过程,实现该过程的一种操作方法是_______ 。若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温,在图3中作出平衡转化率随温度变化的曲线_______ 。
电池是固定
的路径之一、
电池以单质
为负极,电池反应的产物为
和单质碳,研究表明,该电池中
通过4步形成
;
I.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4caea042e5d2251f424b1158e774a7bc.svg)
II.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/72cc3be605ae708a3c1c0a29e0ab3947.svg)
III._______
N.![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bc2af86a3bb405e55caf5d9df0ada9eb.svg)
则步骤III反应式为_______ 。
(4)铜基催化剂
(
为
、
、
等)是
加氢制甲醇常用的催化剂,部分合成路线如图-4所示。
位点、氧化物载体位点),
分别在中碱位(
)、强碱位(
)吸附发生反应。
①请写出中碱位(
)上发生反应的总化学方程式_______ 。
②上述
加氢制甲醇的过程可简单描述为_______ 。
(1)
温度/℃ | 950 | 1000 | 1050 | 1100 | 1150 |
0.5 | 1.5 | 3.6 | 5.5 | 8.5 | |
0.0 | 0.0 | 0.1 | 0.4 | 1.8 |
(2)水煤气变换制氢反应
I.
II.
III._______
N.
则步骤III反应式为
(4)铜基催化剂
①请写出中碱位(
②上述
23-24高三下·江苏镇江·阶段练习
类题推荐
水煤气变换反应是工业上的重要反应,可用于制氢。
水煤气变换反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a2082313ffc23eb3afbf19f677565416.svg)
该反应分两步完成:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/86ef2b1c73ee1751285af2dd497e0cb4.svg)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/87313a67890ccd08c750133d52f93df6.svg)
请回答:
(1)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5cff2f878fa5bfc5b12887d07f8b02ec.svg)
_______
。
(2)恒定总压
和水碳比[
]投料,在不同条件下达到平衡时
和
的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表:
①在条件1下,水煤气变换反应的平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/09b51ee6fe038c30ffb16019af67a9fe.svg)
___________ 。
②对比条件1,条件2中
产率下降是因为发生了一个不涉及
的副反应,写出该反应方程式____ 。
(3)下列说法正确的是______。
(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应,需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示),保证反应在最适宜温度附近进行。______ 。
A.按原水碳比通入冷的原料气 B.喷入冷水(蒸气) C.通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温,在图3中作出
平衡转化率随温度变化的曲线____ 。
(5)在催化剂活性温度范围内,水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高,该反应的反应速率先增大后减小,其速率减小的原因是________ 。
水煤气变换反应:
该反应分两步完成:
请回答:
(1)
(2)恒定总压
条件1 | 0.40 | 0.40 | 0 |
条件2 | 0.42 | 0.36 | 0.02 |
②对比条件1,条件2中
(3)下列说法正确的是______。
A.通入反应器的原料气中应避免混入 |
B.恒定水碳比 |
C.通入过量的水蒸气可防止 |
D.通过充入惰性气体增加体系总压,可提高反应速率 |
A.按原水碳比通入冷的原料气 B.喷入冷水(蒸气) C.通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温,在图3中作出
(5)在催化剂活性温度范围内,水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高,该反应的反应速率先增大后减小,其速率减小的原因是
水煤气变换反应是工业上的重要反应,可用于制氢。
水煤气变换反应:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/180a8ec9d397b9de7e007624064e6c57.svg)
该反应分两步完成:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b3dad45fb2d1d6a6acd11aa88264387e.svg)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4d99536f8ac9daa9bff458c5d257e5c9.svg)
请回答:
(1)![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/260083784b7fd9f8c5ad0c2ec1aaef90.svg)
_____________
。
(2)恒定总压1.70MPa和水碳比[
]投料,在不同条件下达到平衡时
和
的分压(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表:
①在条件1下,水煤气变换反应的平衡常数K=___________ 。
②对比条件1,条件2中
产率下降是因为发生了一个不涉及
的副反应,写出该反应方程式___________ 。
(3)下列说法正确的是 。
(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应,需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示),保证反应在最适宜温度附近进行。_____________ 。
C.通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温,在图3中作出CO平衡转化率随温度变化的曲线_____________ 。________________ 。
水煤气变换反应:
该反应分两步完成:
请回答:
(1)
(2)恒定总压1.70MPa和水碳比[
|
|
| |
条件1 | 0.40 | 0.40 | 0 |
条件2 | 0.42 | 0.36 | 0.02 |
②对比条件1,条件2中
(3)下列说法正确的是 。
A.通入反应器的原料气中应避免混入 |
B.恒定水碳比[ |
C.通入过量的水蒸气可防止 |
D.通过充入惰性气体增加体系总压,可提高反应速率 |
(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应,需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示),保证反应在最适宜温度附近进行。
C.通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温,在图3中作出CO平衡转化率随温度变化的曲线
主要成分为
的工业废气的回收利用有重要意义。
Ⅰ.可利用
热分解制备![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.svg)
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/05e019b332bd9c9a39a31e87dfdc4f74.svg)
②![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3007e6e98bf2a8f7d5d9ffd14e9bc713.svg)
③![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/81be363d264f2d50fb540045fb6af9a4.svg)
计算
热分解反应④![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/798e26fa9cda7549bae1f83e213bdd53.svg)
___________
。
Ⅱ.可利用
与
反应制备![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7644a7769a5fa1bdab46cc0b2dee2861.svg)
(2)根据文献,将
和
的混合气体导入石英管反应器热解,发生反应:
反应Ⅰ:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/20274bcea875e86b0e1b95be76c18904.svg)
反应Ⅱ:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0718abe40951e9d493baef33641fd75b.svg)
总反应:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d9b67c4a9bcfe167711be698b823f8d1.svg)
投料按体积之比
,并用N2稀释;甲烷和硫化氢的混合气体以一定流速通过石英管;常压、不同温度下反应相同时间后,测得和体积分数如下表:
活化能:反应Ⅰ___________ 反应Ⅱ(填“>”“<”或“=”)。
②在
、常压下,保持通入
体积分数
不变,提高投料比
,
的转化率不变,其原因是___________ 。
(3)实验测定,在
范围内(其他条件不变),
的体积分数随温度升高先增大而后减小,其原因可能是___________ 。
(4)理论计算表明,压强为
,原料初始组成
,只发生反应:
,达到平衡时四种组分的物质的量分数随温度T的变化如下图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/7/56dfe58a-0821-47be-b5ac-7996a08caeb2.png?resizew=293)
① 图中表示H2S、CS2变化的曲线分别是___________ 、___________ 。
反应:
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/22e1324e1e9318481b6e7264c8595804.svg)
___________ 0(填“大于”或“小于”)。
②
时,该反应的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/326276f15395fb6697f1502b9a1ae5e6.svg)
___________ 。
Ⅲ.可利用H2S间接制备单质硫
(5)先用足量NaOH溶液吸收H2S气体,再将吸收后的溶液用如下图所示的装置电解,碱性条件下,S2-被氧化生成
。取阳极区电解后的溶液,加入硫酸可得到单质硫。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/7/3d4f3671-d46b-4957-a5f0-4f02bca228ec.png?resizew=257)
①图中隔膜应使用___________ (填“阳”或“阴”)离子交换膜。
②阳极电极反应式为___________ 。
③若电解前阳极室和阴极室溶液质量相同,当标准状况下收集到22.4L氢气时,则理论上阴极室与阳极室溶液质量之差为___________ g。
Ⅰ.可利用
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
③
计算
Ⅱ.可利用
(2)根据文献,将
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
总反应:
投料按体积之比
温度/ | 950 | 1000 | 1050 | 1100 | 1150 |
0.5 | 1.5 | 3.6 | 5.5 | 8.5 | |
0.0 | 0.0 | 0.1 | 0.4 | 1.8 |
②在
(3)实验测定,在
(4)理论计算表明,压强为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/7/56dfe58a-0821-47be-b5ac-7996a08caeb2.png?resizew=293)
① 图中表示H2S、CS2变化的曲线分别是
反应:
②
Ⅲ.可利用H2S间接制备单质硫
(5)先用足量NaOH溶液吸收H2S气体,再将吸收后的溶液用如下图所示的装置电解,碱性条件下,S2-被氧化生成
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/7/3d4f3671-d46b-4957-a5f0-4f02bca228ec.png?resizew=257)
①图中隔膜应使用
②阳极电极反应式为
③若电解前阳极室和阴极室溶液质量相同,当标准状况下收集到22.4L氢气时,则理论上阴极室与阳极室溶液质量之差为
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