利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2,再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径。回答下列问题:
(1)甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为:CH4+H2O CO+3H2。部分物质的燃烧热数据如下表:
物 质 | 燃烧热(kJ·mol-1) |
H2(g) | -285.8 |
CO(g) | -283.0 |
CH4(g) | -890.3 |
已知1 mol H2O(g)转变为1 mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和水蒸气在高温下反应的热化学方程式。
(2)500℃、50MPa时,在容积为V L的容器中加入1 mol N2、3 molNH3,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时CH4的转化率为a。则K和a的关系是K=。
(3)1,3―丙二醇是重要的化工原料,用乙烯合成1,3―丙二醇的路线如下:
某化工厂已购得乙烯11.2 t,考虑到原料的充分利用,反应②、③所需的CO和H2可由以下两个反应获得:C+H2OCO+H2 CH4+H2OCO+3H2
假设在生产过程中,反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。且反应②中CO和H2、反应③中H2的转化率都为80%,计算至少需要焦炭、甲烷各多少吨,才能满足生产需要?
高三化学填空题中等难度题
(12分)利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2,再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径。回答下列问题:
(1)甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为:CH4+H2O=CO+3H2。部分物质的燃烧热数据如下表:
物 质 | 燃烧热(kJ·mol-1) |
H2(g) | -285.8 |
CO(g) | -283.0 |
CH4(g) | -890.3 |
已知1 mol H2O(g)转变为1 mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和水蒸气在高温下反应的热化学方程式________。
(2)500℃、50MPa时,在容积为V L的容器中加入1 mol N2、3 mol H2,,此时N2的转化率为a。则平衡时NH3的浓度为________。
(3)1,3―丙二醇是重要的化工原料,用乙烯合成1,3―丙二醇的路线如下:
某化工厂已购得乙烯11.2 t,考虑到原料的充分利用,反应②、③所需的CO和H2可由以下两个反应获得:
C+H2OCO+H2 CH4+H2OCO+3H2
假设在生产过程中,反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。且反应②中CO和H2、反应③中H2的转化率都为80%,计算至少需要焦炭________吨、甲烷________吨,
才能满足生产需要。
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利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2,再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径。回答下列问题:
(1)甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为:CH4+H2O CO+3H2。部分物质的燃烧热数据如下表:
物 质 | 燃烧热(kJ·mol-1) |
H2(g) | -285.8 |
CO(g) | -283.0 |
CH4(g) | -890.3 |
已知1 mol H2O(g)转变为1 mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和水蒸气在高温下反应的热化学方程式。
(2)500℃、50MPa时,在容积为V L的容器中加入1 mol N2、3 molNH3,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时CH4的转化率为a。则K和a的关系是K=。
(3)1,3―丙二醇是重要的化工原料,用乙烯合成1,3―丙二醇的路线如下:
某化工厂已购得乙烯11.2 t,考虑到原料的充分利用,反应②、③所需的CO和H2可由以下两个反应获得:C+H2OCO+H2 CH4+H2OCO+3H2
假设在生产过程中,反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。且反应②中CO和H2、反应③中H2的转化率都为80%,计算至少需要焦炭、甲烷各多少吨,才能满足生产需要?
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物 质 | 燃烧热 |
H2(g) | -285.8 |
CO(g) | -283.0 |
CH4(g) | -890.3 |
反应温度/℃ | 平衡常数 | 反应温度/℃ | 平衡常数 |
667.30 | 200 | 1.909×10-2 | |
100 | 12.92 | 300 | 2.42×10-4 |
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氰化钠(NaCN)是重要的化工原料,常用于化学合成、冶金工业等。回答下列问题:
(1)下列标志中,应贴在装有氰化钠容器上的是 。
(2)写出NaCN的电子式 。
(3)可用纯碱、焦炭、氨气反应制取NaCN,写出反应的化学方程式,并用单线桥标明电子转移的方向和数目 。
(4)现代采金技术先以NaCN溶液在自然环境中浸取粉碎的含金(Au)矿石,得到Na[Au(CN)2](二氰合金酸钠)溶液,再用锌还原Na[ Au(CN)2]生成金。“浸取”反应的氧化剂是 ,消耗的锌与生成的金的物质的量之比为 。
(5)工业利用NaCN制备蓝色染料的流程如下:
通入Cl2时发生反应的离子方程式为_ _,该蓝色染料的化学式为 。
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氰化钠(NaCN)是重要的化工原料,常用于化学合成、冶金工业等.回答下列问题:
(1)可用纯碱、焦炭、氨气反应制取 NaCN,同时还有水生成,写出反应的化学方程式,并标明电子转移的方向和数目______________;
(2)现代采金技术先以NaCN溶液在自然环境中浸取粉碎的含金(Au)矿石,得到 Na[Au(CN)2](二氰合金酸钠)溶液,再用锌还原 Na[Au(CN)2]生成金,“浸取”反应的还原产物是______________;
(3)下图为用含NaCN的废水合成黄血盐(K4Fe(CN)6)的主要工艺流程如图:
已知相同温度下溶解度:Na4Fe(CN)6>K4Fe(CN)6
① 实验室用NaCN固体配制NaCN溶液时,应先将其溶于______________溶液,再用蒸馏水稀释。
②在转化罐中发生反应的化学方程式为______________。
③加入碳酸钠溶液主要目的是______________。
④“操作”环节具体为______________。
(4)CN -可以造成水体污染,某小组用如下方法对此污水进行处理如下图装置模拟电化学法处理CN -,有关结果见表.
实验序号 | 电极(X) | NaCl溶液浓度(mol/L) | 甲中石墨表面通人气体 | 电流计读数(A) |
(1) | Fe | 0.l | 空气 | I |
(2) | Al | 0.1 | 空气 | 1.5Ⅰ |
(3) | Fe | 0.1 | 02 | 2Ⅰ |
(4) | Al | 0.5 | 空气 | 1.6Ⅰ |
①若乙池中石墨(I)极产生无毒无害的物质,其电极反应式为___________;
②该实验表明电化学法处理CN -时,影响处理速率的因素有___________、___________(任答两点)
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利用天然气制取合成气,然后用合成气合成多种有机物是目前部分有机物的重要来源。
I.甲烷制取合成气时,在同一容器中同时发生的主要反应是:
反应①: CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H =+206.3 kJ mol-l
反应②: CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) △H =-802.6 kJmol-l
(1)下列有关合成气制取的说法中正确的是_____。
A.升温时反应①的正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡正向移动
B.反应②因为反应物和生成物的计量数相等,所以△S=0
C.反应②放出的热可以提供反应①所需的热量
D.在恒温恒容容器中,气体密度保持不变时,反应达到化学平衡状态
(2)在制取合成气的初始阶段,反应②的反应速率大于反应①的反应速率,请用碰撞理论解释原因______。
(3)在某密闭容器中加入一定量的CH4、H2O,在温度为T1时发生反应①,t1时达到化学平衡状态,氢气浓度[c(H2)]随时间(t)的变化如图。控制其它条件不变,在温度为T2时(T2<T1)发生反应,在图中画出c(CO)变化曲线_____。
II.合成己烷时发生的反应是∶
主反应:反应③6CO(g)+13H2(g)C6H14(g)+6H2O(g) △H
副反应:反应④CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+H2(g)
反应⑤2CO(g)CO2(g)+C(s)
反应③的平衡常数的对数(lgK)随温度(T/K)的变化如图1,在固定的氢碳比[m(H2)/m(CO)]条件下CO的平衡转化率[a(CO)]随温度变化的曲线如图2.
请回答∶
(1)反应③的△H______0 (填“>”“="或“<")
(2) 600K前随温度升高反应③的平衡转化率几乎不变,结合图1说明原因(副反应影响可忽略)_____。
(3)工业生产需要选择适合的条件提高综合效益,下列对工业合成已烷的说法中正确的是(______)
A.减少体系中的水蒸气,有利于提高生产效益
B.在体系中加入并保持一定量的二氧化碳有利于减少副反应的发生
C.在体系中加入并保持一定量的碳有利于工业合成已烷
D.工业生产中,选择的压强越高越有利于提高综合效益
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氨气是一种重要的化工产品,在生产和科研中应用广泛,氢气是工业合成氨的原料之一,工业上制取氨气有下列两种途径:
途径一、用水和天然气作原料一步反应制得
途径二,用煤和水作原料经多步反应制得
请回答下列问题:
(1)途径一反应的还原产物是______。
(2)途径二中的一步反应为:
①上述反应达到平衡后,为提高CO的转化率,下列措施中正确的是______填写序号。
A.增大压强 降低温度 增大的浓度 使用催化剂
②已知1000K时,上述反应的平衡常数,若要使CO的转化率超过,则起始时:不低于______。
③在容积为2L的容器中发生上述反应,测得与反应时间t的变化曲线Ⅰ如图1所示,若在时刻将容器的体积扩大至4L,请在答题卡图中绘出与反应时间变化的曲线Ⅱ。____________
(3)目前常用氨气处理硝酸生产的工业尾气,在左右且有催化剂存在的情况下,氨气能把还原成无色无毒气体,直接排入空气中,已知氢气的燃烧热为,,。试写出氨气与反应生成无毒气体和液态水的热化学方程式______。
(4)工业上用氨和二氧化碳反应合成尿素,其反应为:CO2+2NH3=CO(NH2)2+H2O;生成过程中,原料气常混有水蒸气,的转化率与氨碳比、水碳比的变化关系如图2所示:
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最小的是______。
②若B点氨的转化率为,则______。
(5)某同学将和按物质的量之比2:1通入水中,充分反应所得溶液中、、三种离子浓度由大到小的顺序是______已知:氨水、碳酸的电离平衡常数如表
弱电解质 | 化学式 | 电离常数 |
氨水 | ||
碳酸 | ||
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(共10分)二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用焦炭与水蒸气在高温下的反应产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题:
(1)、制水煤气的主要化学反应方程式为: 。
(2)、煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为: 。
(3)、利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
① 2H2(g)CO(g)CH3OH(g)90.8 kJ
② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)23.5 kJ
③ CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)41.3 kJ
总反应:3H2(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)Q,其中Q kJ;
一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是
(填字母代号)。
a.低温高压 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度 d.增加CO的浓度
(4)、已知某温度下反应②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)在一密闭容器中进行到10min时恰好达平衡,测得各组分的浓度如下:
物质 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
浓度/(mol·L) | 0.44 | 0.6 | 0.6 |
比较此时正、逆反应速率数值(单位相同)的大小:(甲醇) (水)(填“>”、“<”或“=”)。
反应开始时(CH3OH)________ ;
该时间内的平均反应速率(CH3OH) ;
该温度下反应的平衡常数值为 。(精确到0.01)
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Ⅰ.CO和H2的混合气体俗称合成气,是一种重要的工业原料气,工业上利用天然气(主要成分为CH4)与水进行高温重整制备合成气。
(1)用甲烷与水蒸气制备合成气,每生成1mol合成气,需要供给51.5 kJ热量。该反应的热化学方程式为_____________________________________________________。
(2)在一定温度下,向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g),发生反应: CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)。测得CH4和H2的物质的量浓度随时间变化如下表所示:
时间/min 物质的浓度(mol/L) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
CH4 | 0.2 | 0.13 | 0.1 | 0.1 | 0.09 |
H2 | 0 | 0.21 | 0.3 | 0.3 | 0.33 |
①该反应第一次达平衡时的平衡常数K=_______________。
②3min时改变的反应条件是__________________(只填一种条件的改变即可)。
(3)已知一定压强下,温度、投料比X[n(CH4)/n(H2O)]对该反应的影响如图所示。图1中的两条曲线所示投料比的关系X1 ______X2(填“=”、“>”或“<”)。
Ⅱ.(4)已知常温下HCOOH的电离常数为,则HCOO—的水解反应HCOO- + H2O HCOOH + OH-的平衡常数K h =__________________。
(5)常温下,将a mol/L的HCOOH溶液与a/2mol/L的NaOH溶液等体积混合后,溶液中各离子浓度由大到小的顺序是______________________________。
(6)常温下,在a mol/L的HCOOH溶液中加入等体积的bmol/L的NaOH溶液至溶液呈中性,此时溶液中HCOOH的物质的量浓度为______________________。
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