(10分) 有人设计了如下甲醇(methanol) 合成工艺:
其中,①为甲烷气源,压强250.0kPa,温度25oC,流速55.0 m3s-1。②为水蒸气源,压强200.0kPa,温度150oC,流速150.0 m3s-1。合成气和剩余反应物的混合物经管路③进入25oC的冷凝器(condenser),冷凝物由管路⑤流出。在B中合成的甲醇和剩余反应物的混合物经⑥进入25oC的冷凝器,甲醇冷凝后经管路⑦流出,其密度为0.791gmL-1。
12-1. 分别写出在步骤A和步骤B中所发生的化学反应的方程式。
12-2. 假定:所有气体皆为理想气体,在步骤A和B中完全转化,气液在冷凝器中完全分离,计算经步骤A和步骤B后,在一秒钟内剩余物的量。
12-3. 实际上,在步骤B中CO的转化率只有三分之二。计算在管路⑥中CO、H2和CH3OH的分压(总压强为10.0 MPa)。
12-4. 当甲醇反应器足够大,反应达到平衡,管路⑥中的各气体的分压服从方程
12-1. CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) (1分)
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) (1分)
12-2. n(CH4)=(250.0×103×55.0)/(8.314×298) =5.55×103(mol)
n [H2O(g)]=(200.0×103×150.0)/(8.314×423) =8.53×103(mol)经步骤A后在③中过量的H2O(g)=(8.53×103-5.55×103) mol =2.98×103 mol (1 分)
在步骤A中生成的CO和H2的摩尔比为1:3,而在步骤B中消耗的CO和H2的摩尔比为1:2,故经步骤B后剩余的H2为5.55×103mol (1)
12-3. nT = n(CO)+n(H2)+n(CH3OH)
={5.55×103×1/3+(16.65×103-5.55×103×2/3×2) +5.55×103×2/3}mol
= 14.8×103mol (1 分)
p(i)= pT×ni/nT总
p(CO) =10.0 MPa×(5.55×103×1/3/14.8×103) = 0.125 MPa (1分)
p(H2) =10.0 MPa×(9.25×103/14.8×103) =0.625 MPa ( 1分)
p(CH3OH) =10.0 MPa×(5.55×103×2/3/14.8×103) = 0.250 MPa ( 1分)
12-4.
式中p0=0.100 MPa, 计算平衡常数Kp。
Kp=0.250×(0.100)2/(0.125×0.6252) = 5.12×10-2
科目:高中化学 来源: 题型:
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科目:高中化学 来源: 题型:
(10分)实验室用乙醇与浓硫酸共热制取乙烯,常因温度过高生成少量SO2,有人设计了如下图所示实验,以验证上述混合气体中是否含有乙烯和SO2 。
⑴.装置中X仪器的名称是: ;碎瓷片的作用是: 。
⑵.写出生成乙烯的反应方程式: 。
⑶.A、B、C、D装置中可盛放的试剂是(从下列所给试剂中选出,填序号):
①品红溶液,②NaOH溶液,③溴水,④KMnO4酸性溶液。
A. ;B. ;C. ;D. 。
⑷.能说明SO2气体存在的现象是 。
⑸.确证含有乙烯的现象是 。
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科目:高中化学 来源:江苏省南通市通州区2010届高三查漏补缺专项练习化学试题 题型:填空题
(10 分)SO2和NOx的排放是造成酸雨的两大罪魁祸首。下图表示了某地区在1940~2002年间,空气中SO2和NOx含量因燃料燃烧、工业生产、交通运输以及其他因素的影响而发生变化的基本统计数据。
(1)结合上图数据,判断下列说法正确的是 ▲ 。
A.在交通运输中排放的NOx与燃料的不充分燃烧有关
B.在上世纪60年代以前,在交通运输中排放的SO2主要是使用燃煤的内燃机所致
C.近年来在工业生产中SO2排放量的下降,主要是减少了燃烧的煤的质量
D.随着汽车工业的发展,在形成酸雨的因素中,NOx所占比重在逐渐增大
(2)在上图表示的历史进程中,由工业生产所导致的SO2的排放量明显地在逐年减少。请用化学方程式说明人类在为解决SO2污染问题中所进行的一个反应过程:
▲ 。
(3)汽车排放的尾气中含有未燃烧充分的CmHn、以及N2、CO2、NO、CO等。有人设计利用反应2NO + 2CO N2 + 2CO2 将有害的污染物转化为可参与大气循环的N2和CO2。
在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
时间/h |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
c(NO)/mol·L-1 |
1.00×10-3 |
4.5×10-4 |
2.5×10-4 |
1.5×10-4 |
1.00×10-4 |
1.00×10-4 |
c(CO)/mol·L-1 |
3.6×10-3 |
3.05×10-3 |
2.85×10-3 |
2.75×10-3 |
2.70×10-3 |
2.70×10-3 |
在上述条件下反应能够自发进行,则反应的 ▲ 0(“>”、“<”、“=”)。在该温度下,反应的平衡常数K= ▲ 。
(4)某次降雨过程收集到10L的雨水,向雨水中滴加1mL6mol/L的H2O2,充分反应后测得溶液的pH=3.62 [c(H+) =2.4×10-4 mol/L ]),再向溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液,经过滤、晾干、称重,得沉淀的质量为0.1864g。若假设雨水的酸性仅由NOx和SO2的排放所致。请计算排放在空气中的NOx和SO2的物质的量之比接近于 ▲ 。
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科目:高中化学 来源:2011-2012学年福建省高三上学期期中考试化学试卷 题型:填空题
(10分).近年来,江苏省酸雨污染较为严重,防治酸雨成了迫在眉睫的问题。
⑴有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫废气的方法,流程如下: ( I )将含SO2的废气通入电解饱和食盐水所得溶液中,得NaHSO3溶液。(Ⅱ)将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸。(III)将盐酸加入NaHSO3溶液中得SO2气体回收,生成的NaCl循环利用。
① 写出步骤(I)反应的化学方程式:
② 写出步骤(III)反应的离子方程式:
⑵还有学者提出利用 Fe 2十、Fe3十等离子的催化作用,常温下将SO2氧化成SO42一而实现SO2的回收利用。某研究性学习小组据此设计了如下方案,在实验室条件下测定转化器中SO2氧化成SO42一的转化率。
① 该小组采用下图装置在实验室测定模拟烟气中SO2的体积分数,X溶液可以是(填序号) 。(参考:还原性SO2 > I- >Br->Cl-)
A.碘的淀粉溶液 B.酸性高锰酸钾溶液
C.氢氧化钠溶液 D.氯化钡溶液
② 若上述实验是在标准状况下进行的,X是已知体积和物质的量浓度的溶液,欲测定转化器中SO2氧化成SO42一的转化率,已知气体流速,还需测定的数据是 和加入盐酸酸化的氯化钡溶液后生成沉淀的质量。
(3) 为进一步减少SO2的污染并变废为宝,人们正在探索用CO还原SO2得到单质硫的方法来除去SO2。该方法涉及到的化学反应为:SO2+2CO=2CO2+Sx 、
CO+Sx=COS、2COS+SO2=2CO2+Sx 。其中COS中“C”化合价为 。
(4)若生活污水中含大量的氮化合物,通常用生物膜脱氮工艺进行处理:首先在消化细菌的作用下将NH4+氧化为NO3-:NH4++2O2=NO3-+2H++H2O,然后加入甲醇(CH3OH),NO3-和甲醇转化为两种无毒气体。请写出加入甲醇后反应的离子方程式 。
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