【題目】.煤制天然氣的工藝流程簡圖如下:

(1)反應(yīng):C(s) + H2O(g)CO(g) + H2(g) ΔH =+135 kJ·mol1,通入的氧氣會與部分碳發(fā)生燃燒反應(yīng)。請利用能量轉(zhuǎn)化及平衡移動原理說明通入氧氣的作用:___________________________。

(2)反應(yīng):CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) ΔH=41 kJ·mol1。如圖表示不同溫度條件下,煤氣化反應(yīng)發(fā)生后的汽氣比(水蒸氣與CO物質(zhì)的量之比)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的變化關(guān)系。

判斷T1、T2和T3的大小關(guān)系:______________。(從小到大的順序)

若煤氣化反應(yīng)發(fā)生后的汽氣比為0.8,經(jīng)煤氣化反應(yīng)和水氣變換反應(yīng)后,得到CO與H2的物質(zhì)的量之比為13,則反應(yīng)應(yīng)選擇的溫度是_______(填“T1”或“T2”或“T3”)。

(3)甲烷化反應(yīng)發(fā)生之前需要進(jìn)行脫酸反應(yīng)。煤經(jīng)反應(yīng)后的氣體中含有兩種酸性氣體,分別是H2S和_______。

工業(yè)上常用熱碳酸鉀溶液脫除H2S氣體得到兩種酸式鹽,該反應(yīng)的離子方程式是__________。

.利用甲烷超干重整CO2技術(shù)可得到富含CO的氣體,將甲烷和二氧化碳轉(zhuǎn)化為可利用的化學(xué)品,能源和環(huán)境上的意義重大。該技術(shù)中的化學(xué)反應(yīng)為:

CH4 (g)+3CO2 (g)2H2O(g)+4CO(g) ΔH>0

CH4超干重整CO2的催化轉(zhuǎn)化原理示意如圖:

(4)過程,實(shí)現(xiàn)了含氫物種與含碳物種的分離。生成H2O(g)的化學(xué)方程式是______________。

(5)假設(shè)過程和過程中的各步均轉(zhuǎn)化完全,下列說法正確的是_______。((填序號)

a.過程和過程中均含有氧化還原反應(yīng)

b.過程中使用的催化劑為Fe3O4和CaCO3

c.若過程投料=1,可導(dǎo)致過程中催化劑失效

(6)一定條件下,向體積為2 L的恒容密閉容器中充入1.2 mol CH4(g)和4.8 mol CO2(g),發(fā)生反應(yīng)CH4 (g)+3CO2 (g)2H2O(g)+4CO(g) ΔH>0,實(shí)驗(yàn)測得,反應(yīng)吸收的能量和甲烷的體積分?jǐn)?shù)隨時間變化的曲線圖像如圖。計(jì)算該條件下,此反應(yīng)的ΔH=________________。

【答案】(1)氧氣與碳發(fā)生燃燒反應(yīng)放熱,放出的熱被可逆反應(yīng)吸收利用,促進(jìn)反應(yīng)正向移動

(2)T1 <T2<T3 T3

(3)CO2 +H2SHS +

(4)4H2+Fe3O43Fe+4H2O

(5)ac

(6)+330 kJ·mol1

【解析】、(1)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) H=+135 kJ·mol1,是吸熱反應(yīng),而碳與氧氣反應(yīng)放出熱量,使反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),向正反應(yīng)方向移動,提高碳的利用率;

(2)反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H=41 kJ·mol1的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越高,一氧化碳的轉(zhuǎn)化率越低,由圖可知,溫度的大小為:T1<T2<T3;

若煤氣化反應(yīng)發(fā)生后的汽氣比為0.8,設(shè)水蒸氣的物質(zhì)的量是4 mol、則生成的CO物質(zhì)的量為5 mol,同時生成5 mol氫氣,經(jīng)煤氣化反應(yīng)和水氣變換反應(yīng)后,設(shè)反應(yīng)中CO轉(zhuǎn)化的為x mol,則生成x mol氫氣,則(5x)(5+x)=13,x=2.5,CO的轉(zhuǎn)化率=×100%=50%,根據(jù)圖知,反應(yīng)溫度為T3

(3)根據(jù)方程式知,生成的酸性氣體還有二氧化碳;工業(yè)上常用熱碳酸鉀法脫除H2S氣體得到兩種酸式鹽,則二者反應(yīng)生成碳酸氫鉀和硫氫化鉀,反應(yīng)方程式為K2CO3+H2SKHS+KHCO3

、(4)由圖示可知,過程中氫氣還原Fe3O4生成H2O,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是4H2+Fe3O43Fe+4H2O;

(5)假設(shè)過程和過程中的各步均轉(zhuǎn)化完全,a.過程有氫氣生成,而過程中存在氫氣還原四氧化三鐵和CO還原四氧化三鐵,均屬于氧化還原反應(yīng),故a正確;b.過程中使用的催化劑為Fe3O4和CaO,故b錯誤;c.若過程投料=1,則CH4和CO2恰好生成CO和H2,無多余的CO2,導(dǎo)致過程中只能生成FeO,催化劑效果降低,故c正確;答案為ac;

(6) CH4 (g)+3CO2 (g)2H2O(g)+4CO(g)

起始物質(zhì)的量(mol) 1.2 4.8 0 0

變化物質(zhì)的量(mol) x 3x 2x 4x

平衡物質(zhì)的量(mol) 1.2 x 4.83x 2x 4x

平衡時CH4的體積為=,解得x=0.36 mol,則ΔH=+118.8× kJ·mol1=+330 kJ·mol1。

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】大力發(fā)展電動汽車,可以有效控制空氣污染。目前機(jī)動車常使用的電池有鉛蓄電池、鋰電池等。

I.鉛蓄電池充放電的總反應(yīng)為:PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O,鋰硫電池充放電的總反應(yīng)為:2Li+SLi2S。

(1)82Pb的原子結(jié)構(gòu)示意圖為 。鉛蓄電池的正極材料為_________。

(2)當(dāng)消耗等質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時,鋰硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的 ____倍。(保留三位有效數(shù)字)。

(3)古代用PbSO4作油畫的白色顏料,置于空氣會慢慢變成黑色的PbS,從而使油畫色彩變暗。用H2O2清洗可使油畫“復(fù)原”。用化學(xué)方程式表示該復(fù)原的原理________。

II.由方鉛礦(PbS)制備鉛蓄電池電極材料(PbO2)的方法如下:

(4)濾液X是一種可循環(huán)使用的物質(zhì),其溶質(zhì)主要是__________________(填化學(xué)式),若X中殘留的過多,循環(huán)使用時可能出現(xiàn)的問題是___________________________。

(5)向 PbSO4中加Na2CO3溶液會發(fā)生:PbSO4 (s)+ (aq)PbCO3 (s)+ (aq)。已知25時,Ksp(PbSO4)= 1.8×10-8,Ksp(PbCO3)=1.5×10-13。列式并計(jì)算該反應(yīng)此溫度下的平衡常數(shù)K 。(提示:需寫出K的表達(dá)式、代入數(shù)據(jù)、算出結(jié)果)

(6)以石墨為電極電解Pb(NO3)2溶液也可以制得PbO2。PbO2將在 極生成(填“陰”或“陽”);而另一極的電極反應(yīng)式為 ,故Pb元素的利用率較低。若在Pb(NO3)2溶液中加入適量Cu(NO3)2則可有效利用Pb2+,其理由是___________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】香豆素-4是一種激光染料,應(yīng)用于可調(diào)諧染料激光器。香豆素-4由C、H、O三種元素組成,分子球棍模型如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是

①分子式為

②能與飽和溴水發(fā)生取代反應(yīng)

③能與飽和溴水發(fā)生加成反應(yīng)

④能使酸性溶液褪色

⑤1mol香豆素-4最多能與含1molNaOH的溶液反應(yīng)

A. ①②③ B. ③④⑤ C. ②③④ D. ②③④⑤

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】鐵、銅及其化合物在日常生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用。回答下列問題:

(1)鐵元素在周期表中的位置是_______,基態(tài)Cu2+的核外電子排布式是__________。元素鐵與銅的第二電離能分別為:ICu=1958 kJ·mol-1IFe=1561 kJ·mol-1,ICuIFe的原因是_________________。

2)有機(jī)鐵肥三硝酸六尿素合鐵(),化學(xué)式為:[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3。

尿素分子中C原子的雜化方式是__________。

[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3“H2NCONH2”與 Fe()之間的作用力是_______。根據(jù)價層電子對互斥理論推測 NO3的空間構(gòu)型為____________。

(3)Fe3+可用SCN檢驗(yàn),其對應(yīng)的酸有兩種,分別為硫氰酸(H-S-C≡N)和異硫氰酸(H-N=C=S),這兩種酸中沸點(diǎn)較高的是_______, 原因是______________。

(4FeCl3晶體易溶于水和乙醇,用酒精燈加熱即可氣化,由此可知 FeCl3的晶體類型為______;SFe形成的某化合物,其晶胞如圖一所示, 則該物質(zhì)的化學(xué)式為__________。

5Cu晶體的堆積方式如圖二所示,晶體中Cu原子的配位數(shù)為_______;設(shè)Cu原子半徑為a,晶體空間利用率為 _________(用含a 的式子表達(dá),不化簡)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】A、BC三種物質(zhì)隨著X的變化,Y發(fā)生相應(yīng)的變化,其變化關(guān)系如圖所示。

1X表示的是物質(zhì)的量,則Y表示的不可能是_____填序號,下同)

①物質(zhì)的量 ②物質(zhì)的體積 ③物質(zhì)所含分子或原子的數(shù)目 物質(zhì)的摩爾質(zhì)量

2A、B、C均為氣體且壓強(qiáng)恒定時,X表示的是溫度,則Y表示的可能是______

①氣體的質(zhì)量 ②氣體的分子數(shù) ③氣體的體積 ④氣體的摩爾質(zhì)量

3A、B、C均為氣體,Y表示在相同條件下氣體的體積,X表示的是氣體的質(zhì)量。

①相同條件下A、B、C三種氣體的密度由大到小的順序是_____(用字母A、BC表示,下同)。

②A、B、C三種氣體的摩爾質(zhì)量由大到小的順序是__________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是( )

A. 1mol N2 的質(zhì)量是14g B. H2SO4的摩爾質(zhì)量是98 g/mol

C. H2O的摩爾質(zhì)量是18 D. 1mol HCl的質(zhì)量是36.5 g /mol

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】

氯吡格雷是一種血小板聚集抑制劑,該藥物以為原料的合成路線如圖:

請根據(jù)以上信息,結(jié)合自己掌握的知識和具有的經(jīng)驗(yàn)回答下列問題:

(1)分子C中無氧官能團(tuán)的名稱為____________。命名為__________。

(2)D→E的反應(yīng)類型是_________反應(yīng)。

(3)X的結(jié)構(gòu)簡式為___________________。

(4)下列敘述正確的是________(填序號)。

A.A物質(zhì)中所有原子均可共面 B.C物質(zhì)可發(fā)生取代、氧化、還原反應(yīng)

C.在水中溶解度小 D.E中有兩個手性碳原子

(5)分子C在一定條件下生成一種含有3個六元環(huán)的產(chǎn)物的化學(xué)方程式為_____________。

(6)同時滿足下列兩個條件的B的同分異構(gòu)體共有_____種(不包括B)。

①與B含有相同的官能團(tuán);②苯環(huán)上的取代基不超過2個。

(7)已知:,則由乙醇、甲醇為有機(jī)原料制備化合物需要經(jīng)歷的反應(yīng)類型有______(填序號)。

①加成反應(yīng) ②消去反應(yīng) ③取代反應(yīng) ④氧化反應(yīng) ⑤還原反應(yīng)

寫出制備化合物的最后一步反應(yīng):______________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于堿金屬單質(zhì)的描述正確的是( )

A. 堿金屬都可以保存在煤油中

B. 堿金屬與水反應(yīng),均浮在水面上

C. 在空氣中加熱均可生成多種氧化物

D. 硬度小、密度小、熔點(diǎn)低

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】1-溴丙烷是一種重要的有機(jī)合成中間體,沸點(diǎn)為71℃,密度為1.36g.cm-3。實(shí)驗(yàn)室制備少量1-溴丙烷的主要步驟如下:

步驟1:在儀器A中加入攪拌磁子、12g正丙醇及20mL水,冰水冷卻下緩慢加入28mL濃H2SO4;冷卻至室溫,攪拌下加入24gNaBr。

步驟2:如上圖所示搭建實(shí)驗(yàn)裝置,緩慢加熱,直到無油狀物餾出為止。

步驟3:將餾出液轉(zhuǎn)入分液漏斗,分出有機(jī)相。

步驟4:將分出的有機(jī)相轉(zhuǎn)入分液漏斗,依次用12mLH2O、12mL5%Na2CO3溶液和12mLH2O洗滌,分液,得粗產(chǎn)品,進(jìn)一步提純得1-溴丙烷。

(1)儀器A、B的名稱分別是__________________________________________。

(2)反應(yīng)時生成的主要有機(jī)副產(chǎn)物有_______________。(寫出兩種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式)

(3)步驟2中需向接受瓶內(nèi)加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是_____________。

(4)寫出生成1-溴丙烷的化學(xué)方程式_______________________________________

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