【題目】高爐煤氣是煉鐵廠排放的尾氣,含有H2N2CO、CO2O2,其中N2約為55%、CO約為25%、CO2約為15%O2約為1.64% (均為體積分?jǐn)?shù))。某科研小組對尾氣的應(yīng)用展開研究

I.直接作燃料

己知C(s)+O2(g)=CO2 (g) △H=-393.5kJ/mol

2C(s)+O2(g)=2CO (g) △H=-221kJ/mol

1CO燃燒熱的熱化學(xué)方程式為____________________________________________________________________________

II生產(chǎn)合成氨的原料

高爐煤氣經(jīng)過下列步驟可轉(zhuǎn)化為合成氨的原料氣

在脫氧過程中僅吸收了O2;交換過程中發(fā)生的反應(yīng)如下,這兩個反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)CO2+CH4CO+H2 CO+H2OCO2+ H2

2氣體通過微波催化交換爐需要較高溫度,試根據(jù)該反應(yīng)特征,解釋采用較高溫度的原因____________________________________________________________________________ 。

3通過銅催化交換爐后,所得氣體中V(H2)V(N2)= ______________。

III.合成氨后的氣體應(yīng)用研究

4氨氣可用于生產(chǎn)硝酸,該過程中會產(chǎn)生大氣污染物NOx為了研究對NOx的治理,該科研小組在恒溫條件下,向2L恒容密閉容器中加入0.2molNO 0.1molCl2,發(fā)生如下反應(yīng):2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) H<0。10min時反應(yīng)達(dá)平衡,測得10min 內(nèi)v (ClNO)=7.510-3mol/(L·min),則平衡后n(Cl2)=_________mol。

設(shè)此時NO的轉(zhuǎn)化率為α1,若其它條件不變,上述反應(yīng)在恒壓條件下進(jìn)行,平衡時NO 的轉(zhuǎn)化率為α2,α1 ____α2 、“<”“=”);平衡常數(shù)K____ (填增大”“減小 不變”)

5氨氣還可用于制備NCl3,NCl3發(fā)生水解產(chǎn)物之一具有強(qiáng)氧化性,該水解產(chǎn)物能將稀鹽酸中的NaClO2氧化成ClO2,該反應(yīng)的離子方程式為_____________________________。

【答案】 CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH=-283kJ/mol 該反應(yīng)是吸熱且熵增的反應(yīng),只有在較高溫度下ΔG=ΔH-TΔS 才有可能小于0,反應(yīng)才有利于自發(fā)進(jìn)行 88.36∶55(1.61∶18∶5) 0.025 < 不變 HC1O+2C1O2-+H+=2ClO2↑+Cl-+H2O

【解析】(1)C(s)+O2(g)=CO2 (g) H=-393.5kJ/mol,2C(s)+O2(g)=2CO(g) H=-221kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律,將(×2-得:CO(g)+ O2(g)=CO2(g)ΔH=[(-393.5kJ/mol)×2-(-221kJ/mol)]×=-283kJ/mol,故答案為:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH=-283kJ/mol;

(2)該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),且屬于熵增的反應(yīng),只有在較高溫度下ΔG=ΔH-TΔS才有可能小于0,反應(yīng)才有利于自發(fā)進(jìn)行,因此氣體通過微波催化交換爐需要較高溫度,故答案為:該反應(yīng)是吸熱且熵增的反應(yīng),只有在較高溫度下ΔG=ΔH-TΔS才有可能小于0,反應(yīng)才有利于自發(fā)進(jìn)行;

(3)含有H2N2、CO、CO2O2,其中N2約為55%、CO約為25%、CO2約為15%、O2約為1.64%,則H2約為1-55%-25%-15%-1.64%=3.36%,假設(shè)氣體總量為100mol,經(jīng)過脫氧后含有55mol N2,25molCO、15molCO23.36molH2,經(jīng)過CO2+CH42CO+2H2,反應(yīng)后氣體中含有55mol N2,(25+15×2)molCO(15×2+3.36)molH2,再經(jīng)過CO+H2OCO2+ H2反應(yīng)后,氣體中含有55mol N2,(25+15×2)molCO2、(25+15×2+15×2+3.36)molH2,因此V(H2)V(N2)= n(H2)n(N2)= (25+15×2+15×2+3.36)mol:55mol= 88.3655,故答案為:88.3655;

(4)10min內(nèi)v (ClNO)=7.510-3mol/(L·min),則平衡是c (ClNO)=7.510-3mol/(L·min)×10min =0.075 mol/L,n (ClNO)= 0.075 mol/L×2L=0.15mol,根據(jù)2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g),反應(yīng)的氯氣為0.075mol,則平衡后n(Cl2)= 0.1mol-0.075mol=0.025mol,由于該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),若反應(yīng)在恒壓條件下進(jìn)行,相當(dāng)于平衡時增大壓強(qiáng),平衡正向移動,NO的轉(zhuǎn)化率增大,即α1α2;溫度不變,平衡常數(shù)K不變,故答案為:0.025<;不變;

(5)NCl3Cl元素為+1價,NCl3發(fā)生水解產(chǎn)物之一具有強(qiáng)氧化性,為次氯酸,次氯酸能將稀鹽酸中的NaClO2氧化成ClO2反應(yīng)的離子方程式為HC1O+2C1O2-+H+=2ClO2↑+Cl-+H2O,故答案為:HC1O+2C1O2-+H+=2ClO2↑+Cl-+H2O

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列反應(yīng)原理中,不符合工業(yè)冶煉金屬實(shí)際情況的是

A2HgO2Hg+O2 B4Al+3MnO22Al2O3+3Mn

C2MgO2Mg+O2 D4CO+Fe3O43Fe+4CO2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在煉鋅廠和煉鋼廠廢棄的含鋅煙道灰中,含有30%~50%的氧化鋅,另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等物質(zhì),可用該煙道灰為原料生產(chǎn)草酸鋅晶體(ZnC2O4·2H2O)。

請回答下列問題:

(1)為了提高漫出速率,除將煙道灰處理得更細(xì)外,還可采取的措施有______ (寫出一條)。

(2)證明除鐵工序中Fe3+已經(jīng)沉淀完全的實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象是__________.

(3)上述流程中除鐵與除銅的順序不能顛倒,否則除鐵率會減小,其原因是__________.

(4)己知: 常溫下,Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38.當(dāng)加入ZnO控制反應(yīng)液pH=5.0時,溶液中c(Fe3+)=_________.

(5)草酸能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,試寫出相關(guān)反應(yīng)的離子方程式:___________.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】Al-Ag2O電池是一種可用作水下動力的優(yōu)良電源,其原理如圖所示。該電池工作時總反應(yīng)式為2Al+3Ag2O+2NaOH=2NaAlO2+6Ag+H2O,則下列說法錯誤的是 (  )。

A. 工作時正極發(fā)生還原反應(yīng),且正極質(zhì)量逐漸減小

B. 當(dāng)電極上生成1.08 g Ag時,電路中轉(zhuǎn)移的電子為0.1 mol

C. Al電極的反應(yīng)式為Al-3e+4OH=AlO2+2H2O

D. 工作時電解液中的Na移向Ag2O/Ag電極

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)支鏈有一個乙基且相對分子質(zhì)量最小的烷烴的分子式為________ 

(2)分子中含有25個共價鍵且一氯代物只有一種的烷烴結(jié)構(gòu)簡式是________

(3)某飽和鏈狀有機(jī)物分子中含有n個﹣CH3,b個﹣CH2﹣,m個,a個 ,其余為﹣Cl,則﹣Cl的數(shù)目是________

(4)某烴A 0.2 mol在氧氣中充分燃燒后,生成化合物CO2、H2O各1.2 mol,試回答:

①烴A的分子式是________。

②若烴A能使溴水褪色,在催化劑作用下與H2發(fā)生加成反應(yīng)后生成,對A進(jìn)行命名,其名稱為________。

③若烴A能使溴水褪色,且分子中所有碳原子共平面,則A的結(jié)構(gòu)簡式為________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】按要求回答下列問題: I.將等物質(zhì)的量的A、B混合放于2L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g).經(jīng)5min后達(dá)到平衡,平衡時測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,v(C)=0.1mol/(Lmin).則:
(1)x=
(2)前5min內(nèi)B的反應(yīng)速率v(B)=
(3)平衡時A的轉(zhuǎn)化率為
(4)II.水蒸氣通過炙熱的碳層發(fā)生反應(yīng):C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H. 已知:K(300℃)<K(350℃),則該反應(yīng)是熱反應(yīng).
(5)上述反應(yīng)在t0時刻達(dá)到平衡,在t1時刻改變某一條件后正反應(yīng)速率(ν)隨時間的變化如下圖所示,填出對應(yīng)的編號.
①縮小容器體積; ②降低溫度
(6)已知反應(yīng)①CO(g)+CuO(g)CO2(g)+Cu(s)②H2(g)+CuO(g)Cu(s)+H2O(g) 在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K1和K2 , 該溫度下反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)K=(用K1和K2表示).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在生物體內(nèi)含量很少,但必不可少的微量元素有( )

A. Fe Mn Zn Mg

B. Zn Cu Mn Ca

C. H O Na Mg

D. Zn Cu B

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某種植物培養(yǎng)液中含有多種礦質(zhì)元素,其中屬于組成生物體的大量元素的是( )

A. Fe K B. Ca P C. Se Zn D. Zn Mg

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】根據(jù)題意填空:
(1)一瓶無色氣體,可能含有 CH4和 CH2=CH2 或其中的一種,與一瓶 Cl2混合后 光照,觀察到黃綠色逐漸褪去,瓶壁有少量無色油狀小液滴. ①由上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推斷出該瓶氣體中一定含有 CH4 , 你認(rèn)為是否正確,為什么?
②上述實(shí)驗(yàn)可能涉及的反應(yīng)類型有
(2)含有 的化合物與 CH2=CH2 一樣,在一定條件下可聚合成高分子化合物.廣泛用作 農(nóng)用薄膜的聚氯乙烯塑料,是由 CH2=CH﹣Cl 聚合而成的,其化學(xué)反應(yīng)方程式是
(3)實(shí)驗(yàn)室用加熱無水乙醇與濃硫酸的混合物的方法制取乙烯,產(chǎn)物氣體中常;煊卸趸 硫.利用下圖裝置和可選試劑驗(yàn)證產(chǎn)物氣體中乙烯和二氧化硫均存在,圖中①、②、③、④的容器內(nèi)盛放的化學(xué)試劑分別是(填寫代號)①
可選擇的化學(xué)試劑有:A.品紅溶液 B.濃燒堿溶液 C.濃硫酸 D.酸性高錳酸鉀溶液 確認(rèn)乙烯氣體存在的現(xiàn)象是若將酸性高錳酸鉀溶液換成溴 水,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式

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