题目列表(包括答案和解析)
(9分)美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如
下图:
(1)此流程的第II步反应为:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),该反应的化学平衡常数表达式为K= ;反应的平衡常数随温度的变化如表一,
温度/℃ | 400 | 500 | 830 | 1000 |
平衡常数K | 10 | 9 | 1 | 0.6 |
从上表可以推断:此反应是_______________ (填“吸”、“放”)热反应。在830℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入CO与HzO均为1 mo1,则达到平衡后CO的转化率为_____。
(2)此流程的第II步反应CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),在830℃,以表二的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有 (填实验编号);
实验编号 | N(CO) | N(H2O) | n(H2) | N(CO2) |
A | 1 | 5 | 2 | 3 |
B | 2 | 2 | 1 | 1 |
C | 0.5 | 2 | 1 | 1 |
(3)在一个不传热的固定容积的容器中,判断此流程的第II步反应达到平衡的标志是
① 体系的压强不再发生变化 ②混合气体的密度不变 ③混合气体的平均相对分子质量不变 ④ 各组分的物质的量浓度不再改变 ⑤ 体系的温度不再发生变化 ⑥ v(CO2正)= v(H2O逆)
(4) 图表示该反应此流程的第II步反应在时刻t达到平衡、在时刻t分别因改变某个条件而发生变化的情况:图中时刻t发生改变的条件是_________。(写出两种)
(5)若400℃时,第Ⅱ步反应生成l mol氢气的热量数值为 33.2(单位为kJ),第Ⅰ步反应的热化学方程式为: CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g)△H=-103.3kJ·mol-1。则400℃时,甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为 。
(9分)美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如
下图:
(1)此流程的第II步反应为:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),该反应的化学平衡常数表达式为K= ;反应的平衡常数随温度的变化如表一,
温度/℃ |
400 |
500 |
830 |
1000 |
平衡常数K |
10 |
9 |
1 |
0.6 |
从上表可以推断:此反应是_______________ (填“吸”、“放”)热反应。在830℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入CO与HzO均为1 mo1,则达到平衡后CO的转化率为_____。
(2)此流程的第II步反应CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),在830℃,以表二的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有 (填实验编号);
实验编号 |
N(CO) |
N(H2O) |
n(H2) |
N(CO2) |
A |
1 |
5 |
2 |
3 |
B |
2 |
2 |
1 |
1 |
C |
0.5 |
2 |
1 |
1 |
(3)在一个不传热的固定容积的容器中,判断此流程的第II步反应达到平衡的标志是
① 体系的压强不再发生变化 ②混合气体的密度不变 ③混合气体的平均相对分子质量不变 ④ 各组分的物质的量浓度不再改变 ⑤ 体系的温度不再发生变化 ⑥ v(CO2正)= v(H2O逆)
(4) 图表示该反应此流程的第II步反应在时刻t达到平衡、在时刻t分别因改变某个条件而发生变化的情况:图中时刻t发生改变的条件是_________。(写出两种)
(5)若400℃时,第Ⅱ步反应生成l mol氢气的热量数值为 33.2(单位为kJ),第Ⅰ步反应的热化学方程式为: CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g)△H=-103.3 kJ·mol-1。则400℃时,甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为 。
硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质)。用该烧渣制取药用辅料——红氧化铁的工艺流程如下:
(1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有 。
(2)“酸浸”时间一般不超过20 min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因用离子方程式表示: 。
(3)根据下表数据:
氢氧化物 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 |
开始沉淀的pH | 3.10 | 8.54 | 2.01 | 7.11 |
完全沉淀的pH | 4.77 | 11.04 | 3.68 | 9.61 |
在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于 ,当pH=5时,溶液中c(Al3+)为 mol·L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33)。
(4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,碳酸氢铵与硫酸亚铁反应的离子方程式为 。
若用等物质的量的碳酸铵替代碳酸氢铵,则产品中可能混有的杂质是 。
(5)A的操作是 。
(6)m g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁n g。药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于 (用含m、n的表达式表示)。
硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质)。用该烧渣制取药用辅料——红氧化铁的工艺流程如下:
(1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有 。
(2)“酸浸”时间一般不超过20 min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因用离子方程式表示: 。
(3)根据下表数据:
氢氧化物 |
Al(OH)3 |
Mg(OH)2 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
开始沉淀的pH |
3.10 |
8.54 |
2.01 |
7.11 |
完全沉淀的pH |
4.77 |
11.04 |
3.68 |
9.61 |
在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于 ,当pH=5时,溶液中c(Al3+)为 mol·L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33)。
(4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,碳酸氢铵与硫酸亚铁反应的离子方程式为 。
若用等物质的量的碳酸铵替代碳酸氢铵,则产品中可能混有的杂质是 。
(5)A的操作是 。
(6)m g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁n g。药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于 (用含m、n的表达式表示)。
硼镁泥是一种工业废料,主要成份是MgO(占40%),还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质,以此为原料制取的硫酸镁,可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO4·7H2O的工艺流程如下:
已知:NaClO与Mn2+反应产生MnO2沉淀。
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)2 |
开始沉淀pH |
2.3 |
4.0 |
7.6 |
完全沉淀pH |
4.1 |
5.2 |
9.6 |
根据题意回答下列问题:
(1)实验中需用1.00mol/L的硫酸80.0mL,若用98%的浓硫酸配制,除量筒、玻璃棒、胶头滴管外,还需要的玻璃仪器有 、 。
(2)滤渣的主要成份除含有Fe(OH)3、Al(OH)3外,还有 、 。
(3)加入的NaClO可与Mn2+反应产生MnO2沉淀,该反应的离子方程式: 。
在调节pH=5~6之前,还有一种离子也会被NaClO氧化,该反应的离子方程式为:
。
(4)为了检验滤液中Fe3+是否被除尽,可选用的试剂是 。
A.KSCN溶液 B.淀粉KI溶液 C.H2O2 D.KMnO4稀溶液
(5)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:
温度(℃) |
40 |
50 |
60 |
70 |
MgSO4 |
30.9 |
33.4 |
35.6 |
36.9 |
CaSO4 |
0.210 |
0.207 |
0.201 |
0.193 |
“除钙”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根据上表数据,简要说明操作步骤 、 。
(6)如果测得提供的硼镁泥的质量为100.0g,得到的MgSO4·7H2O196.8g,则MgSO4·7H2O的产率为 (相对分子质量:MgSO4·7H2O-246 MgO-40)。
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