題目列表(包括答案和解析)
(本題共11分)某含氧有機化合物,它的相對分子質(zhì)量為88.0,含C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為68.2%,含H的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.6%,經(jīng)紅外光譜測定含有一個羥基,核磁共振氫譜顯示該分子中有3個甲基;且有三種不同環(huán)境的氫原子,請寫出其結(jié)構(gòu)簡式。
(本題共16分)防治環(huán)境污染是當(dāng)前環(huán)保工作的重要研究內(nèi)容之一。二氧化硫和氮氧化物是大氣的主要污染物。
1.將1.5 mol SO2用氫氧化鈉溶液、石灰及氧氣處理后,假設(shè)硫元素不損失,理論上可得到_________________g石膏(CaSO4•2H2O)。
2.用CH4消除NOx污染的化學(xué)方程式為:
CH4+4NO → 2N2+CO2+2H2O; CH4+2NO2 → N2+CO2+2H2O
現(xiàn)有11.2 L NO2、NO的混合氣體NOx,將其還原為N2,需要4.48 L 的CH4,則混合氣體中NO2、NO的物質(zhì)的量分別為___________________。(體積都已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)
3.(1)常溫下用氧缺位鐵酸鋅ZnFe2Oy可以消除NOx污染,使NOx轉(zhuǎn)變?yōu)镹2,同時ZnFe2Oy轉(zhuǎn)變?yōu)閆nFe2O4。若2 mol ZnFe2Oy與足量NO2可生成0.5mol N2,則y=_______________。
(2)氧缺位鐵酸鋅ZnFe2Oz化學(xué)式的氧化物形式為aZnO•bFeO•cFe2O3。已知1 mol ZnFe2Oz最多能使4.0 L(標(biāo)況)NO1.4轉(zhuǎn)化為N2。則上述氧化物形式的化學(xué)式可具體表示為______________________________。
4.低溫臭氧氧化脫硫脫硝技術(shù)可以同時吸收煙氣中的氮氧化物和二氧化硫,反應(yīng)原理是將NOx氧化成N2O5,通過洗滌形成硝酸鹽,二氧化硫形成硫酸鹽。其主要反應(yīng)如下:
NO+O3 → NO2+O2 ……………………………………………①
2NO2+O3 → N2O5+O2 …………………………………………②
N2O5+2NH3+H2O→ 2NH4NO3 ………………………………③
SO2+O3+2NH3+H2O → (NH4)2SO4+O2 ……………………④
某熱電廠煙氣中平均含NOx 4.5‰、SO29.0‰(體積分?jǐn)?shù)),壓縮空氣經(jīng)臭氧發(fā)生器變成臭氧空氣,其中O3濃度為90 L/m3,臭氧空氣與加濕氨氣和煙氣混合反應(yīng)。若流量比為y,請通過計算列出y與x的關(guān)系式。
(本題共16分)防治環(huán)境污染是當(dāng)前環(huán)保工作的重要研究內(nèi)容之一。二氧化硫和氮氧化物是大氣的主要污染物。
1.將1.5 mol SO2用氫氧化鈉溶液、石灰及氧氣處理后,假設(shè)硫元素不損失,理論上可得到_________________g石膏(CaSO4?2H2O)。
2.用CH4消除NOx污染的化學(xué)方程式為:
CH4+4NO → 2N2+CO2+2H2O; CH4+2NO2 → N2+CO2+2H2O
現(xiàn)有11.2 L NO2、NO的混合氣體NOx,將其還原為N2,需要4.48 L 的CH4,則混合氣體中NO2、NO的物質(zhì)的量分別為___________________。(體積都已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)
3.(1)常溫下用氧缺位鐵酸鋅ZnFe2Oy可以消除NOx污染,使NOx轉(zhuǎn)變?yōu)镹2,同時ZnFe2Oy轉(zhuǎn)變?yōu)閆nFe2O4。若2 mol ZnFe2Oy與足量NO2可生成0.5 mol N2,則y=_______________。
(2)氧缺位鐵酸鋅ZnFe2Oz化學(xué)式的氧化物形式為aZnO?bFeO?cFe2O3。已知1 mol ZnFe2Oz最多能使4.0 L(標(biāo)況)NO1.4轉(zhuǎn)化為N2。則上述氧化物形式的化學(xué)式可具體表示為______________________________。
4.低溫臭氧氧化脫硫脫硝技術(shù)可以同時吸收煙氣中的氮氧化物和二氧化硫,反應(yīng)原理是將NOx氧化成N2O5,通過洗滌形成硝酸鹽,二氧化硫形成硫酸鹽。其主要反應(yīng)如下:
NO+O3 → NO2+O2 ……………………………………………①
2NO2+O3 → N2O5+O2 …………………………………………②
N2O5+2NH3+H2O → 2NH4NO3 ………………………………③
SO2+O3+2NH3+H2O → (NH4)2SO4+O2 ……………………④
某熱電廠煙氣中平均含NOx 4.5‰、SO2 9.0‰(體積分?jǐn)?shù)),壓縮空氣經(jīng)臭氧發(fā)生器變成臭氧空氣,其中O3濃度為90 L/m3,臭氧空氣與加濕氨氣和煙氣混合反應(yīng)。若流量比為y,請通過計算列出y與x的關(guān)系式。
(本題共8分)
水煤氣法制甲醇工藝流程框圖如下
(注:除去水蒸氣后的水煤氣含55~59%的H2,15~18%的CO,11~13%的CO2,少量的H2S、CH4,除去H2S后,可采用催化或非催化轉(zhuǎn)化技術(shù),將CH4轉(zhuǎn)化成CO,得到CO、CO2和H2的混合氣體,是理想的合成甲醇原料氣,即可進行甲醇合成)
(1)制水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),此反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。① 此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為 ;
②下列能提高碳的平衡轉(zhuǎn)化率的措施是 。
A.加入C(s) B.加入H2O(g) C.升高溫度 D.增大壓強
(2)將CH4轉(zhuǎn)化成CO,工業(yè)上常采用催化轉(zhuǎn)化技術(shù),其反應(yīng)原理為:
CH4 (g)+3/2O2 (g)CO (g)+2H2O (g) +519KJ。工業(yè)上要選擇合適的催化劑,分別對X、Y、Z三種催化劑進行如下實驗(其他條件相同)
① X在T1℃時催化效率最高,能使正反應(yīng)速率加快約3×105倍;
② Y在T2℃時催化效率最高,能使正反應(yīng)速率加快約3×105倍;
③ Z在T3℃時催化效率最高,能使逆反應(yīng)速率加快約1×106倍;
已知:T1>T2>T3,根據(jù)上述信息,你認(rèn)為在生產(chǎn)中應(yīng)該選擇的適宜催化劑是 (填“X”或“Y”或“Z”),選擇的理由是 。
(3)合成氣經(jīng)壓縮升溫后進入10m3甲醇合成塔,在催化劑作用下,進行甲醇合成,主要反應(yīng)是:2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)+181.6kJ。T4℃下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為160。此溫度下,在密閉容器中加入CO、H2,反應(yīng)到某時刻測得各組分的濃度如下:
物質(zhì) |
H2 |
CO |
CH3OH |
濃度/(mol·L-1) |
0.2 |
0.1 |
0.4 |
① 比較此時正、逆反應(yīng)速率的大。v正 v逆 (填“>”、“<”或“=”)。
② 若加入同樣多的CO、H2,在T5℃反應(yīng),10 min后達到平衡,此時c(H2)=0.4 mol·L-1、c(CO)=0.7 mol·L-1、則該時間內(nèi)反應(yīng)速率v(CH3OH) = mol·(L·min)-1。
(4)生產(chǎn)過程中,合成氣要進行循環(huán),其目的是 。
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