【題目】氫氣作為清潔能源有著廣泛的應(yīng)用前景,含硫天然氣制備氫氣的流程如下。

請回答下列問題:

I.轉(zhuǎn)化脫硫:將天然氣壓入吸收塔,30℃時,在T.F菌作用下,酸性環(huán)境中脫硫過程示意圖如下。

(1)過程i的離子反應(yīng)方程式為_________________________________________。

(2)已知:

Fe3+pH=l.9時開始沉淀,pH=3.2時沉淀完全。

30℃時,在T.F菌作用下,不同pHFeSO4溶液中Fe2+的氧化速率如下表。

pH

0.7

1.1

1.5

1.9

2.3

2.7

Fe2+的氧化速率/g·L-1·h-1

4.5

5.3

6.2

6.8

7.0

6.6

在轉(zhuǎn)化脫硫中,請在上表中選擇最佳pH范圍是_______<pH<_______,這樣選擇的原因是:_______________________________________________。

Ⅱ.蒸氣轉(zhuǎn)化:在催化劑的作用下,水蒸氣將CH4氧化。結(jié)合下圖回答問題。

(3)①該過程的熱化學(xué)方程式是__________________________________________

②比較壓強P1p2的大小關(guān)系:P1 _________ P2(選填“>”“<”“=”)。

③在一定溫度和一定壓強下的體積可變的密閉容器中充入1molCH41mol的水蒸氣充分反應(yīng)達(dá)平衡后,測得起始時混合氣的密度是平衡時混合氣密度的1.4倍,若此時容器的體積為2L,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為______________(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。

.CO變換:500℃時,CO進一步與水反應(yīng)生成CO2H2。

.H2提純:將CO2H2分離得到H2的過程如示意圖

(4)吸收池中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是____________________________________。

【答案】H2S+2Fe3+=2Fe2++S+2H+ 1.5 1.9 此范圍既保證了Fe2+有較快的氧化速率又防止生成的Fe3+形成沉淀 CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H=+204kJ/mol > 0.48 CO32-+CO2+H2O=2HCO3-

【解析】

(1)由圖可知,過程中H2S變成S,S元素化合價由-2價變成0,F(xiàn)e3+被還原變成Fe2+,根據(jù)電子守恒寫出離子反應(yīng)方程式;

(2)由①可知Fe3+pH=l.9時開始沉淀,會導(dǎo)致Fe3+濃度降低,則Fe2+Fe3+濃度均會降低,速率降低,故pH應(yīng)小于1.9。由②可知,pH在1.5的時候的氧化速率較快,故pH的取值范圍是1.5<pH<1.9。

(3)①由圖可知該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),△H=2582kJ/mol-2378kJ/mol=+204kJ/mol,該過程的熱化學(xué)方程式是CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H=+204kJ/mol;

②由圖可知,溫度一定,壓強也大,平衡逆向移動,則CH4的體積分?jǐn)?shù)增大,則

P1 > P2。

③列出三行式,根據(jù)起始時混合氣的密度是平衡時混合氣密度的1.4倍,求出平衡時,CH4、H2O、CO、H2的濃度,再根據(jù)平衡常數(shù)K=計算。

(4)由圖示已知吸收池中用的是K2CO3溶液,吸收CO2,以此書寫離子方程式。

(1)由圖可知,過程中H2S變成S,S元素化合價由-2價變成0,F(xiàn)e3+被還原變成Fe2+,根據(jù)電子守恒過程i的離子反應(yīng)方程式為H2S+2Fe3+=2Fe2++S+2H+;

因此,本題正確答案是:H2S+2Fe3+=2Fe2++S+2H+;

(2)由①可知Fe3+pH=l.9時開始沉淀,會導(dǎo)致Fe3+濃度降低,則Fe2+Fe3+濃度均會降低,速率降低,故pH應(yīng)小于1.9。由②可知,pH在1.5的時候的氧化速率較快,故pH的取值范圍是1.5<pH<1.9。

因此,本題正確答案是:1.5;1.9;此范圍既保證了Fe2+有較快的氧化速率又防止生成的Fe3+形成沉淀;

(3)①由圖可知該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),△H=2582kJ/mol-2378kJ/mol=+204kJ/mol,該過程的熱化學(xué)方程式是CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H=+204kJ/mol;

②由圖可知,溫度一定,壓強增大,平衡逆向移動,則CH4的體積分?jǐn)?shù)增大,則

P1 > P2。

③列出三行式,設(shè)轉(zhuǎn)化的CH4的物質(zhì)的量為x,

CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)

起始(mol) 1 1 0 0

變化(mol) x x x 3x

平衡(mol)1-x 1-x x 3x

根據(jù)起始時混合氣的密度是平衡時混合氣密度的1.4倍,氣體的總質(zhì)量不變,密度與氣體的總物質(zhì)的量成反比,則=1.4,解得x=0.4,

容器的容積為2L,則平衡時,CH4、H2O、CO、H2的濃度分別為:0.3mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L、0.6mol/L,

則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K===0.48。

因此,本題正確答案是:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H=+204kJ/mol;>;0.48;

(4)由圖示已知吸收池中用的是K2CO3溶液,吸收CO2,則離子方程式是CO32-+CO2+H2O=2HCO3-,

因此,本題正確答案是:CO32-+CO2+H2O=2HCO3-。

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A. H2AKa1101.2

B. pH4.2的溶液中:c(HA)c(A2)0.050 molL1

C. pH7的溶液中:c(Na+)2c(A2)+c(H+)

D. c(Na+)0.150 molL1的溶液中:2c(OH)+c(HA)+3c(H2A)2c(H+)+c(A2)

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______,②_______,③_______,④________,⑤____,⑥_______,⑦______。

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A. 制取氨氣,可選用②③

B. 分離 NaHCO3,可選用④⑤⑦

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D. 制取 NaHCO3時,應(yīng)先在⑨中通入CO2后再加入氨水

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【題目】圖為H2O2反應(yīng)生成H2O(g)的能量變化示意圖:

下列有關(guān)敘述不正確的是

A. 1molH2分子斷鍵需要吸收436kJ的能量

B. H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=-241.8kJ/mol

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【題目】硫酸四氨合銅晶體([Cu(NH3)4]SO4·H2O)常用作殺蟲劑,媒染劑,在堿性鍍銅中也常用作電鍍液的主要成分,在工業(yè)上用途廣泛。常溫下該物質(zhì)在空氣中不穩(wěn)定,受熱時易發(fā)生分解。某化學(xué)興趣小組以Cu粉、3mol/L的硫酸、濃氨水、10% NaOH溶液、95%的乙醇溶液、0.500 mol/L稀鹽酸、0.500 mol/LNaOH溶液來合成硫酸四氨合銅晶體并測定其純度。

I.CuSO4溶液的制備

①稱取4g銅粉,在A儀器中灼燒10分鐘并不斷攪拌,放置冷卻。

②在蒸發(fā)皿中加入30mL 3mol/L的硫酸,將A中固體慢慢放入其中,加熱并不斷攪拌。

③趁熱過濾得藍(lán)色溶液。

(1)A儀器的名稱為________________________________

(2)某同學(xué)在實驗中有1.5g的銅粉剩余,該同學(xué)將制得的CuSO4溶液倒入另一蒸發(fā)皿中加熱濃縮至有晶膜出現(xiàn),冷卻析出的晶體中含有白色粉末,試解釋其原因__________________________________________。

II.晶體的制備

將上述制備的CuSO4溶液按如圖所示進行操作

(3)已知淺藍(lán)色沉淀的成分為Cu2(OH)2SO4,試寫出生成此沉淀的離子反應(yīng)方程式___________________。

(4)析出晶體時采用加入乙醇的方法,而不是濃縮結(jié)晶的原因是________________________。

III.氨含量的測定

精確稱取wg晶體,加適量水溶解注入如圖所示的三頸瓶中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入水蒸氣,將樣品液中的氨全部蒸出,并用蒸餾水沖洗導(dǎo)管內(nèi)壁,用V1mL0.5mol/L的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液完全吸收。取下接收瓶,0.5mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過剩的HCl(選用甲基橙作指示劑),到終點時消耗V2mLNaOH溶液。

(5)A裝置中長玻璃管的作用_________________,樣品中氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式_______。

(6)下列實驗操作可能使氨含量測定結(jié)果偏高的原因是____________________。

A.滴定時未用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗滴定管。

B.讀數(shù)時,滴定前平視,滴定后俯視。

C.滴定過程中選用酚酞作指示劑。

D.取下接收瓶前,未用蒸餾水沖洗插入接收瓶中的導(dǎo)管外壁。

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【題目】同溫同壓下,含有相同氧原子數(shù)的CO氣體,下列敘述正確的(

A.物質(zhì)的量之比為21B.體積之比為12

C.質(zhì)量之比為167D.密度之比為716

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A. 當(dāng)VNaOH="20" mL時,溶液中各離子濃度的大小順序為:cNa+>cHA->cA2->cOH-> ((H+

B. 等體積等濃度的NaOH溶液與H2A溶液混合后,其溶液中水的電離程度比純水中的大

C. 等濃度H2ANaHA的混合溶液中無論加入少量的強酸或強堿,溶液的pH變化都不大

D. 當(dāng)VNaOH="40" mL時,升高溫度,cNa+)/cA2-)減小

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【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說法正確的是

A. 在含CO32-總數(shù)為NANa2CO3溶液中,Na+總數(shù)為2NA

B. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24 L乙烷和丙烯的混合物中含氫原子數(shù)目為0.6NA

C. 0.1 mol H20.2 mol I2(g)充入密閉容器中充分反應(yīng)后,生成的H-I鍵數(shù)目為0.2NA

D. 常溫下,電解1 L的精制食鹽水,一段時間后測得溶液pH11,則電解過程中通過導(dǎo)線的電子數(shù)目為0.002NA

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