【題目】石油加氫精制和天然氣凈化等過程產(chǎn)生有毒的H2S,直接排放會污染空氣。
(1)工業(yè)上用克勞斯工藝處理含H2S的尾氣獲得硫黃,流程如下:
①反應爐中的反應:2H2S(g)+3O2(g) =2SO2(g)+2H2O(g) H=-1035.6 kJ·mol1
催化轉(zhuǎn)化器中的反應:2H2S(g)+SO2(g) = 3S(g)+2H2O(g) H=-92.8 kJ·mol1
克勞斯工藝中獲得氣態(tài)硫黃的總反應的熱化學方程式:______。
②為了提高H2S轉(zhuǎn)化為S的比例,理論上應控制反應爐中H2S的轉(zhuǎn)化率為______。
(2)科研工作者利用微波法處理尾氣中的H2S并回收H2和S,反應為:H2S H2+S,一定條件下,H2S的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖。
①H2S分解生成H2和S的反應為______反應(填“吸熱”或“放熱”)。
②微波的作用是______。
(3)某科研小組將微電池技術用于去除天然氣中的H2S,裝置示意圖如下,主要反應:2Fe+2H2S+O2= 2FeS+2H2O(FeS難溶于水),室溫時,pH=7的條件下,研究反應時間對H2S的去除率的影響。
①裝置中微電池負極的電極反應式:______。
②一段時間后,單位時間內(nèi)H2S的去除率降低,可能的原因是______。
【答案】2H2S(g)+O2(g) = 2S(g)+2H2O(g) H=-407.1 kJ·mol1 或33.3% 吸熱 微波使H2SH2+S的化學平衡向正反應方向移動,提高平衡轉(zhuǎn)化率 Fe-2e-+H2S= FeS+2H+ 生成的FeS附著在鐵碳填料的表面,原電池負極的表面積減小,化學反應速率減慢;鐵的量因消耗而減少,形成微電池的數(shù)量減少,化學反應速率減慢
【解析】
(1) ①根據(jù)蓋斯定律書寫總反應的熱化學方程式;
②為了提高H2S轉(zhuǎn)化為S的比例,催化轉(zhuǎn)化器中H2S(g)、SO2(g)應恰好完全反應;
(2)根據(jù)圖示,隨溫度升高,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率增大;相同溫度下,利用微波法處理尾氣H2S的平衡轉(zhuǎn)化率大。
(3)根據(jù)總反應2Fe+2H2S+O2= 2FeS+2H2O,Fe失電子發(fā)生氧化反應,所以Fe是負極;從影響反應速率的角度分析單位時間內(nèi)H2S的去除率降低的原因。
(1) ① 反應Ⅰ:2H2S(g)+3O2(g) =2SO2(g)+2H2O(g) H=-1035.6 kJ·mol1
反應Ⅱ:2H2S(g)+SO2(g) = 3S(g)+2H2O(g) H=-92.8 kJ·mol1
根據(jù)蓋斯定律Ⅰ×+Ⅱ×得 2H2S(g)+O2(g) = 2S(g)+2H2O(g) H=-407.1 kJ·mol1;
②為了提高H2S轉(zhuǎn)化為S的比例,催化轉(zhuǎn)化器中H2S(g)、SO2(g)應恰好完全反應,假設催化轉(zhuǎn)化器中參加反應的H2S(g)的物質(zhì)的量為2mol,SO2的物質(zhì)的量是1mol,即反應爐中需要生成1molSO2,反應爐中參加反應的H2S的物質(zhì)的量為1mol,所以理論上應控制反應爐中H2S的轉(zhuǎn)化率為;
(2) ①根據(jù)圖示,隨溫度升高,H2S的平衡轉(zhuǎn)化率增大,說明升高溫度,平衡正向移動,正反應為吸熱反應;
②根據(jù)圖示,相同溫度下,利用微波法處理尾氣H2S的平衡轉(zhuǎn)化率大,所以微波的作用是使H2SH2+S的化學平衡向正反應方向移動,提高平衡轉(zhuǎn)化率;
(3) ①根據(jù)總反應2Fe+2H2S+O2= 2FeS+2H2O,Fe發(fā)生氧化反應, Fe是原電池負極,負極反應式是Fe-2e-+H2S= FeS+2H+;
②負極生成的FeS附著在鐵碳填料的表面,原電池負極的表面積減小,化學反應速率減慢;鐵的量因消耗而減少,形成微電池的數(shù)量減少,化學反應速率減慢,所以一段時間后,單位時間內(nèi)H2S的去除率降低。
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【題目】砷()元素廣泛的存在于自然界,在周期表中的位置如表。
完成下列填空:
(1)砷元素最外層電子的排布式為______________。
(2)砷化鎵()和氮化硼()晶體都具有空間網(wǎng)狀結構,硬度大。砷化鎵熔點為1230℃,的熔點為3000℃,從物質(zhì)結構角度解釋兩者熔點存在差異的原因__________。
(3)亞砷酸鹽()在堿性條件下與碘單質(zhì)反應生成砷酸鹽(),完成反應的離子方程式: ____+I2+_____ ______。該反應是一個可逆反應,說明氧化還原反應的方向和______有關。
(4)工業(yè)上將含有砷酸鹽()的廢水轉(zhuǎn)化為粗的工業(yè)流程如下:
①寫出還原過程中砷酸轉(zhuǎn)化為亞砷酸的化學方程式: ___________
②“沉砷”是將轉(zhuǎn)化為沉淀,主要反應有:
i.Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH—(aq)+Q
ii.5Ca2++OH—+3Ca5(AsO4)3OH-Q
沉砷最佳溫度是85℃。用化學平衡原理解釋溫度高于85℃后,隨溫度升高沉淀率下降的原因___。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】據(jù)《科技日報》報道,我國科學家研制成功一系列石墨烯限域的3d過渡金屬中心(Mn、Fe、Co、Ni、Cu)催化劑。請回答下列問題:
(1)基態(tài)Ni原子價層電子的軌道表達式為__________________。
(2)銅的焰色反應呈綠色,在現(xiàn)代化學中,常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素,稱為_____。
(3)因具有良好的結構穩(wěn)定性而成為新一代鋰離子電池正極材料,這與的結構密切相關,的立體構型為________,P、O、S的電負性從大到小的順序為_____,過度脫出易導致鋰電池結構坍塌產(chǎn)生O2而爆炸,實驗證實O2因具有單電子而成為順磁性分子,下列結構式(黑點代表電子)中最有可能代表O2分子結構的是_____(填標號)。
A. B. C. D.
(4)易與結合形成,與間的化學鍵類型為________,若將配離子中的2個換為,2種結構,則是否為雜化________(填“是”或“否”),理由為_________________。
(5)金屬錳有多種晶型,其中的結構為體心立方堆積,晶胞參數(shù)為apm。中錳的原子半徑為________pm。已知阿伏加德羅常數(shù)的值為,的理論密度________。(列出計算式)
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【題目】有下列反應:
①Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
②CaO+H2O=Ca(OH)2
③Ba(OH)2+H2SO4 =BaSO4↓+2H2O
④Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
⑤2KClO3 2KCl+3O2↑
⑥CaCO3 CaO+CO2↑
⑦2CO+O2 2CO2
⑧SO42-+Ba2+=BaSO4↓
(1)反應①中,氧化劑是______________________。
(2)反應③的離子反應方程式為_________________________________________。
(3)寫出一個符合⑧的化學反應方程式___________________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】對甲基苯甲醚是我國CB2760-86規(guī)定為允許使用的食用香料。常用于烘烤食品、軟糖、冰凍乳制品。根據(jù)以下與其有關的合成有機物H的路線,回答問題。
(1) 有機物A的名稱是___,有機物C的結構簡式是___。()
(2) E→F的反應類型是___,F→G的反應類型是___。
(3) 已知G→H的反應過程是,G先與NaBH4以物質(zhì)的量比4:1發(fā)生加成反應,然后再水解生成H以及鈉和硼的氫氧化物,則G→H的總化學方程式為___。
(4) 能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應的E的同分異構體中,其苯環(huán)上的一氯取代物最多有___種。
(5) 已知,請結合題中信息設計由合成的合成路線(其他試劑任選):___。
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【題目】工業(yè)上應用兩礦法浸出軟錳礦(主要成分MnO2)和方鉛礦(主要成分PbS、FeS2),制備PbSO4和Mn3O4,轉(zhuǎn)化流程如下。
已知:PbCl2微溶于水,溶液中存在可逆反應: 。
下列說法正確的是
A.Ⅰ中可使用濃鹽酸代替稀鹽酸和NaCl的混合溶液
B.Ⅱ中生成的沉淀Y是Fe(OH)2
C.Ⅳ中試劑X可能作氧化劑
D.Ⅴ中發(fā)生反應:Pb2++SO42-== PbSO4
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【題目】肉桂皮是肉桂樹的樹皮,常被用作藥物和食用香料,有效成分為肉桂醛。從肉桂皮中提取肉桂醛的主要流程如下:
下列說法不正確的是
A.肉桂醛可用作食品添加劑且不應過量
B.肉桂醛可溶于乙醇
C.紅外光譜可檢測出肉桂醛分子中含有碳碳雙鍵和醛基
D.肉桂醛長期置于空氣中容易發(fā)生還原反應
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【題目】下列離子方程式不正確的是
A.硫酸鋁溶液中加入氫氧化鋇溶液:Ba2++== BaSO4↓
B.硫酸亞鐵溶液中加入過氧化氫溶液:2Fe2+ + H2O2 + 2H+ == 2Fe3+ + 2H2O
C.向NaHCO3 溶液中加入NaOH溶液:+ OH-==+ H2O
D.向AgCl懸濁液中加入Na2S溶液:2AgCl + S2-== Ag2S + 2Cl-
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【題目】工業(yè)上合成氨反應的能量變化如圖所示,該反應的熱化學方程式是
A. N2(g)+3H2(g)=2NH3(l) ΔH=2(a-b-c)kJ·mol-1
B. N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=2(b-a)kJ·mol-1
C. N2(g)+H2(g)=NH3(l) ΔH=(b+c-a)kJ·mol-1
D. N2(g)+H2(g)=NH3(g) ΔH=(a+b)kJ·mol-1
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