【題目】石油產(chǎn)品含有多種含硫物質(zhì),如H2S、COS等。

(1)一種脫硫工藝為:真空K2CO3-克勞斯法。

①K2CO3溶液吸收H2S的反應(yīng)為K2CO3+H2S=KHS+KHCO3,該反應(yīng)的平衡常數(shù)的對(duì)數(shù)值為1gK=___。

(已知:H2CO3 lgK1=-6.4, lgK2=-10.3;H2S 1gK1=-7,lgK2=-19)

②已知下列熱化學(xué)方程式:

2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H1 =-1172kJ·mol-1

2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) △H2 =-632kJ·mol-1

克勞斯法回收硫的反應(yīng)為SO2氣體和H2S氣體反應(yīng)生成S(s),則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為___________________。同時(shí),COS發(fā)生水解反應(yīng): COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g) △H>0,結(jié)合以上兩個(gè)反應(yīng),克勞斯法選擇反應(yīng)溫度為300℃,溫度低有利于____,但溫度過低會(huì)使硫析出,降低催化劑活性,反應(yīng)過慢,以及不利于_______________。

(2)石灰石料漿作為脫硫劑可有效吸收廢氣中的SO2,將CO2氣體通入石灰石料漿罐對(duì)CaCO3脫硫劑進(jìn)行活化處理可明顯提高CaCO3脫硫的效率,活化后的主要脫硫反應(yīng)之一為:2Ca2++2SO2+O2+3H2O = 2CaSO4·H2O+4H+。

①?gòu)U氣經(jīng)脫硫后,除水蒸氣外,________(填氣體化學(xué)式)含量明顯增多。

②其他條件一定,物料比為1.2時(shí),脫硫反應(yīng)的速率受Ca2+濃度的影響。圖中a點(diǎn)是Ca(OH)2為脫硫劑時(shí)的脫硫效率,曲線表示CaCO3活化時(shí)間對(duì)脫硫效率的影響。

I.CaCO3與SO2反應(yīng)的速率明顯低于Ca(OH)2與SO2反應(yīng)的速率,其原因是________。

II.a點(diǎn)和b點(diǎn)脫硫效率接近的原因是________________。

【答案】 3.3 2H2S(g) + SO2(g)=3S(s) + 2H2O(l) △H = - 362 kJ·mol-1 H2S 與 SO2反應(yīng)平衡正向進(jìn)行 COS 水解 CO2 相同條件下,Ca(OH)2的溶解度大于CaCO3,溶液中產(chǎn)生的Ca2+濃度比CaCO3 產(chǎn)生的Ca2+濃度大 CaCO3 +CO2 + H2O=Ca2+ +2HCO3-,Ca2+濃度增大

【解析】本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、蓋斯定律的應(yīng)用、外界條件對(duì)化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

(1)①根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式和H2CO3、H2S的電離平衡常數(shù)計(jì)算。

應(yīng)用蓋斯定律寫出SO2氣體和H2S氣體反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。H2SSO2的反應(yīng)為放熱反應(yīng),COS的水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度低有利于H2SSO2的反應(yīng)平衡正向移動(dòng),溫度過低不利于COS的水解。

(2)①石灰石料漿吸收SO2的原理為2CaCO3+2SO2+O2+H2O=2CaSO4·H2O+2CO2;CO2通入石灰石料漿活化處理,脫硫的原理為CO2+CaCO3+H2O=Ca(HCO32,2Ca(HCO32+2SO2+O2=2CaSO4·H2O+4CO2+H2O;廢氣脫硫后,CO2含量明顯增多。

②I.相同條件下,Ca(OH)2的溶解度大于CaCO3,Ca(OH)2溶液中產(chǎn)生Ca2+濃度比CaCO3中產(chǎn)生的Ca2+濃度大,濃度越大反應(yīng)速率越快。

II.CaCO3脫硫時(shí)會(huì)產(chǎn)生CO2,CO2CaCO3、H2O反應(yīng)生成可溶性Ca(HCO32,溶液中Ca2+濃度增大,使a點(diǎn)和b點(diǎn)的脫硫效率接近。

(1)反應(yīng)K2CO3+H2S=KHS+KHCO3的離子方程式為:CO32-+H2S=HS-+HCO3-,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K===,lgK=lgKa1(H2S)-lgKa2(H2CO3)=-7-(-10.3)=3.3。

對(duì)反應(yīng)編號(hào),

2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2 H2O(l)ΔH1 =-1172kJ·mol-1(I式)

2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l)ΔH2 =-632kJ·mol-1(II式)

應(yīng)用蓋斯定律,將(II3-I2,2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l)ΔH=[(-632kJ/mol)3-(-1172kJ/mol)]2=-362kJ/mol,H2S氣體與SO2氣體反應(yīng)生成S(s)的熱化學(xué)方程式為2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l)ΔH=-362kJ/mol。H2SSO2的反應(yīng)為放熱反應(yīng),COS的水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),降低溫度,H2SSO2的反應(yīng)平衡正向移動(dòng),COS的水解反應(yīng)逆向移動(dòng),溫度低有利于H2SSO2的反應(yīng)平衡正向移動(dòng)。溫度過低不利于COS的水解。

(2)①石灰石料漿吸收SO2的原理為2CaCO3+2SO2+O2+H2O=2CaSO4·H2O+2CO2;將CO2通入石灰石料漿活化處理,脫硫的原理為CO2+CaCO3+H2O=Ca(HCO32,2Ca(HCO32+2SO2+O2=2CaSO4·H2O+4CO2+H2O;廢氣脫硫后,除水蒸氣外,CO2含量明顯增多。

②I.主要的脫硫反應(yīng)為2Ca2++2SO2+O2+3H2O=2CaSO4·H2O+4H+;相同條件下,Ca(OH)2的溶解度大于CaCO3,Ca(OH)2溶液中產(chǎn)生Ca2+濃度比CaCO3中產(chǎn)生的Ca2+濃度大,Ca2+濃度越大反應(yīng)速率越快,所以CaCO3SO2反應(yīng)的速率明顯低于Ca(OH)2SO2反應(yīng)的速率。

II.CaCO3脫硫時(shí)反應(yīng)為2CaCO3+2SO2+O2+H2O=2CaSO4·H2O+2CO2,脫硫時(shí)會(huì)產(chǎn)生CO2,CO2CaCO3、H2O反應(yīng)生成可溶性Ca(HCO32,反應(yīng)為CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO32,溶液中Ca2+濃度增大,使a點(diǎn)和b點(diǎn)的脫硫效率接近。

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相關(guān)習(xí)題

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【題目】下列各組化合物中,化學(xué)鍵的類型完全相同的是( )

MgCl2Na2OCO2CS2Na2SNa2O2 HClNaOH

A.①②B.①③C.②③D.②④

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【題目】氮及其化合物在生活和生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。

(1)合成氨用的H2可以CH4為原料制得。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下圖所示。CH4(g) H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)H2(g)的熱化學(xué)方程式為________________________________________________。

(2)氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的合成塔中發(fā)生反應(yīng)2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(l)H2O(g)。下圖為合成塔中不同氨碳比a[n(NH3)/n(CO2)]和水碳比b[n(H2O)/n(CO2)]1時(shí)二氧化碳轉(zhuǎn)化率(x%)的曲線圖。請(qǐng)畫出在相同條件下,a3.54.5范圍內(nèi),b[n(H2O)/n(CO2)]1.5時(shí)的二氧化碳轉(zhuǎn)化率(x%)的曲線圖。_______

(3)疊氮酸鈉(NaN3)常用于汽車安全氣囊中,工業(yè)生產(chǎn)NaN3主要是在175 ℃時(shí)把NaNO3粉末加到熔化的NaNH2,此外還生成兩種常見的堿性物質(zhì),請(qǐng)寫出上述過程的化學(xué)方程式__________________。

(4)疊氮酸(HN3)是一種一元弱酸,在水溶液中存在HN3HN,常溫下將a mol NaN3加入到b L c mol·L1HN3溶液中,所得溶液呈中性,計(jì)算該溫度下HN3的電離平衡常數(shù)Ka____________(用含字母的代數(shù)式表示,忽略溶液體積變化)。

(5)羥胺NH2OH可以看作是NH3分子內(nèi)的一個(gè)氫原子被羥基取代的衍生物。以硝酸、硫酸水溶液作電解質(zhì)進(jìn)行電解,在汞電極上NO可轉(zhuǎn)化為NH2OH,以鉑為另一極,則該電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式為_____________________________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】苯乙酮酸是醫(yī)藥合成中的一種重要中間體,某研究小組對(duì)苯乙酮酸展開如下設(shè)計(jì)研究:

已知:I. II.

請(qǐng)回答:

1)下列說法正確的是_____________;

A.反應(yīng)①②④都是取代反應(yīng) B.化合物C能發(fā)生消去反應(yīng)

C.化合物D中含有兩種官能團(tuán) D.化合物E的分子式為C17H25NO3

2)反應(yīng)④D→E的化學(xué)方程式是___________________________________。

3)化合物M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是___________________________。

4)寫出同時(shí)符合下列條件的化合物的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式____________。

①能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

1H-NMR譜顯示分子中有三種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子。

5)采用甲苯為原料制備苯乙酮酸(),請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)該合成路線(用流程圖表示,無(wú)機(jī)試劑任選)_____。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于糖類對(duì)應(yīng)正確的一組是

①存在于DNA而不存在于RNA的糖類

②植物細(xì)胞主要的儲(chǔ)能物質(zhì)

人和動(dòng)物特有多糖的合成原料

④存在于肝臟細(xì)胞而不存在于動(dòng)物乳汁的糖類

A.核糖、纖維素乳糖、糖原 B.脫氧核糖、淀粉、糖原、蔗糖

C.脫氧核糖、淀粉、葡萄糖、糖原 D.核糖、淀粉、葡萄糖、糖原

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】向恒溫、恒容(2L)的密閉容器中充入2 mol SO2和一定量的O2,發(fā)生反應(yīng):2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) ; △H= -197.74 kJ·mol-1,4min后達(dá)到平衡,這時(shí)c(SO2)=0.2mol·L-1,且SO2和O2的轉(zhuǎn)化率相等。下列說法中,不正確的是

A2min時(shí),c(SO2)=0.6mol·L-1

B用O2表示4min內(nèi)的反應(yīng)速率為0.1mol·(L·min)-1

C再向容器中充入1mol SO3,達(dá)到新平衡,n(SO2):n(O2)=2:1

D4min后,若升高溫度,平衡向逆方向移動(dòng),平衡常數(shù)減小

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氫氣還原氧化銅:CuO+H2=Cu+H2O,在該反應(yīng)中( 。
A.CuO作還原劑
B.CuO作氧化劑
C.銅元素化合價(jià)降低
D.銅元素化合價(jià)升高

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】哺乳動(dòng)物的乳汁中含量較豐富糖經(jīng)幼仔消化后形成

A.葡萄糖+果糖 B.葡萄糖+葡萄糖

C.葡萄糖+半乳糖 D.果糖+半乳糖

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【題目】碳和氮是地球上含量豐富的兩種元素。其氧化物的化學(xué)熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)研究有助于人類充分利用化石燃料,消除氧化物對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。

1下圖是25℃,101kPa時(shí),1molNO2氣體和1molCO反應(yīng)生成CO2NO過程中能量變化示意圖。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式____________________________________。

2在不同溫度下,向2L密閉容器中加入1molNO1mol活性炭,發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),達(dá)到平衡時(shí)的數(shù)據(jù)如下:

溫度

n(C)/mol

n(CO2)/mol

T1

0.3

T2

0.6

請(qǐng)回答下列問題:

①T1時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___________。

②T2時(shí),下列能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________(填序號(hào))

Av(CO2)=2v(NO) B.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化

C.混合氣體的密度不再變化 DN2、CO2的物質(zhì)的量之比不再變化

③T2時(shí),若達(dá)平衡后再充入0.4molNO0.3molCO2,平衡向___________(正向”“逆向”)移動(dòng)。

H<O,T1___________T2(“>”“<”)。

3電解法處理含氮氧化物廢氣,可回收硝酸。實(shí)驗(yàn)室模擬電解法吸收NOx的裝置如右圖所示:

若用NO2氣體進(jìn)行模擬電解法吸收實(shí)驗(yàn),寫出NO2發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式________________。

若有標(biāo)況下2.24LNO被吸收,通過陽(yáng)離子交換膜的H+___________mol。

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