天然气净化过程中产生有毒的，直接排放会污染空气，通过下列方法可以进行处理。

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1. 天然气净化过程中产生有毒的 $\text{[math]}$ ，直接排放会污染空气，通过下列方法可以进行处理。

(1) 工业上用克劳斯工艺处理含 $\text{[math]}$ 的尾气获得硫黄，流程如图：

反应炉中的反应： $\text{[math]}$

催化转化器中的反应： $\text{[math]}$

克劳斯工艺中获得气态硫黄的总反应的热化学方程式：（ $\text{[math]}$ 数值保留小数点后一位）。

(2) T·F菌在酸性溶液中可实现天然气的催化脱硫，其原理如图所示，下列说法正确的是____．

A. 脱硫过程需要不断添加 $\text{[math]}$ 溶液 B. ⅰ过程可导致环境 $\text{[math]}$ 减小 C. 该脱硫过程的总反应为： $\text{[math]}$ D. 该过程可以在高温下进行

(3) $\text{[math]}$ 分解反应 $\text{[math]}$ 。在无催化剂及 $\text{[math]}$ 催化下， $\text{[math]}$ 在反应器中不同温度时反应，间隔相同时间测定一次 $\text{[math]}$ 的转化率，其转化率与温度的关系如图所示：

①在约 $\text{[math]}$ 时，有无 $\text{[math]}$ 催化，其转化率几乎相等，是因为．

②在压强 $\text{[math]}$ 、温度 $\text{[math]}$ 催化条件下，将 $\text{[math]}$ 按照物质的量比为 $\text{[math]}$ 混合，发生热分解反应 $\text{[math]}$ 平衡产率为 $\text{[math]}$ 。掺入 $\text{[math]}$ 能提高 $\text{[math]}$ 的平衡产率，解释说明该事实，平衡常数 $\text{[math]}$ （以分压表示，分压 $\text{[math]}$ 总压 $\text{[math]}$ 物质的量分数）

(4) 当废气中硫化氢浓度较低时常用纯碱溶液进行吸收，已知 $\text{[math]}$ 的电离平衡常数如下表所示：

电离平衡常数	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

纯碱溶液吸收少量 $\text{[math]}$ 的离子方程式为．

【考点】

盖斯定律及其应用; 催化剂; 化学平衡常数; 化学平衡的影响因素; 电离方程式的书写;

【答案】

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综合题困难

1. 天然气、石油钻探过程会释放出CO₂、H₂S等气体。某种将CO₂和H₂S共活化的工艺涉及如下反应：

① $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

③ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

④ $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

回答下列问题：

(1) 已知：298K时，18g气态水转化为液态水释放出44kJ的能量；H₂S(g)的标准摩尔燃烧焓(ΔH)为-586kJ·mol^-1 ，则COS(g)的标准摩尔燃烧焓(ΔH)为kJ·mol^-1 ，反应②在(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。

(2) 一定条件下，向起始压强为200kPa的恒容密闭容器中通入等物质的量的CO₂(g)和H₂S(g)混合气体，发生上述反应，25min时，测得体系总压强为210kPa，S₂(g)的平均反应速率为kPa·min^-1.达到平衡时，测得体系总压强为230kPa，2p(COS)=2p(H₂)=p(CO₂)，此时H₂S(g)的平衡转化率为，反应②的标准平衡常数 $\text{[math]}$ (已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为各组分的平衡分压)。

(3) 将等物质的量的CO₂(g)和H₂S(g)混合气体充入恒压密闭容器中，发生上述反应，反应物的平衡转化率、COS或H₂O的选择性与温度关系如图所示。COS的选择性 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的选择性 $\text{[math]}$ 。

①表示“H₂O的选择性”的曲线是(填“曲线a”或“曲线b”)。

②温度高于600℃时，H₂S的转化率大于CO₂原因是。

综合题普通

2. 甲酸是重要化工原料，在新能源领域应用潜力大，对环保和可持续发展也很重要。

(1) 根据以下信息，写出甲酸分解制氢的热化学方程式：。

已知： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$

$\text{[math]}$ $\text{[math]}$

(2) 甲烷与 $\text{[math]}$ 定向转化制甲酸等物质的反应历程和能垒变化如图所示(部分自由基未画出)。有催化剂时，微粒吸附在催化剂表面进行反应。

①下列说法不正确的是。

A．甲烷定向制甲酸的反应是放热反应

B．该过程的决速步是甲烷产生自由基过程

C．从ⅰ→ⅱ的过程中，存在 $\text{[math]}$

D．微粒ⅱ和ⅲ是反应的中间体

②由 $\text{[math]}$ 生成 $\text{[math]}$ 的过程中， $\text{[math]}$ 产生自由基的过程可表示为。

(3) 利用甲酸钠脱除水体中的 $\text{[math]}$ ，反应的还原主产物是 $\text{[math]}$ ，存在中间产物 $\text{[math]}$ 和副产物 $\text{[math]}$ ，其他可能的还原产物不考虑。水体中 $\text{[math]}$ 初始浓度为 $\text{[math]}$ ，测得过程中 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ( $\text{[math]}$ 元素的含量)随时间变化如图所示。 $\text{[math]}$ 时 $\text{[math]}$ 转化完全，检测不到 $\text{[math]}$ 。

① $\text{[math]}$ 中N原子的杂化方式是。

②从开始到转化完全时，反应速率 $\text{[math]}$ 为(保留3位有效数字，下同) $\text{[math]}$ ，氮的脱除效率( $\text{[math]}$ )可以达到。

(4) 已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。常温下， $\text{[math]}$ 的甲酸钠溶液中， $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”) $\text{[math]}$ ，溶液 $\text{[math]}$ (写出此空的计算过程)。

综合题困难

3. 氢气和碳氧化物反应生成甲烷，有利于实现碳循环利用。涉及反应如下：

反应Ⅰ：CO(g)+3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ H₁=-206.2kJ/mol

反应Ⅱ：CO(g)+H₂O(g) $\text{[math]}$ CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ H₂

反应Ⅲ：CO₂(g)+4H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g)+2H₂O(g) $\text{[math]}$ H₃=-165.0kJ/mol。

回答下列问题：

(1) $\text{[math]}$ H₂=。

(2) 已知反应Ⅱ的速率方程为v_正=k_正p(CO)·p(H₂O)，v_逆=k_逆·p(CO₂)·p(H₂)，其中k_正、k_逆分别为正、逆反应的速率常数。如图(lgk表示速率常数的对数)所示a、b、c、d四条斜线中，表示lgk_正随 $\text{[math]}$ 变化关系的是斜线(填字母标号)；表示lgk_逆随 $\text{[math]}$ 变化关系的是斜线(填字母标号)。

(3) 温度为T₂时，向某固定容积的容器中充入一定量的和1molCO，平衡时H₂和CO的转化率(a)及CH₄和CO₂的物质的量(n)随 $\text{[math]}$ 变化的情况如图所示(忽略其他副反应)。

①图中表示α(CO)、n(CH₄)变化的曲线分别是、(填标号)；m=；CH₄的选择性[ $\text{[math]}$ ×100%]=。

②已知温度为T₂时，起始向该固定容积的容器中充入1mol的CO和0.5mol的H₂进行上述反应，起始压强为1.5P₀ ，反应Ⅰ的K=(用P₀表示)。

③温度为T₁时， $\text{[math]}$ =1时，α(CO)可能对应图中X、Y、Z、W四点中的(填标号)。

综合题困难