【題目】“綠水青山就是金山銀山”,因此研究NOx、SO2等大氣污染物的妥善處理具有重要意義。
(1)SO2的排放主要來自于煤的燃燒,工業(yè)上常用氨水吸收法處理尾氣中的SO2。
已知吸收過程中相關反應的熱化學方程式如下:
①SO2(g)+NH3·H2O(aq)=NH4HSO3(aq) ΔH1=a kJ/mol;
②NH3·H2O(aq)+ NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(aq)+H2O(l) ΔH 2=b kJ/mol;
③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq) ΔH 3=c kJ/mol。
則反應2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)的ΔH =______kJ/mol。
(2)燃煤發(fā)電廠常利用反應2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g) ΔH =-681.8 kJ/mol對煤進行脫硫處理來減少SO2的排放。對于該反應,在溫度為T K時,借助傳感器測得反應在不同時間點上各物質(zhì)的濃度如下:
時間/min 濃度/mol/L | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
O2 | 1.00 | 0.79 | 0.60 | 0.60 | 0.64 | 0.64 |
CO2 | 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 0.88 | 0.88 |
①0~10 min內(nèi),平均反應速率v(SO2)=___________mol/(L·min)。
②30 min后,只改變某一條件,反應重新達到平衡。根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷,改變的條件可能是___________(填字母)。
A.加入一定量的粉狀碳酸鈣 B.通入一定量的O2
C.適當縮小容器的體積 D.加入合適的催化劑
(3)NOx的排放主要來自于汽車尾氣,可采用NSR(NOx儲存還原)進行處理,NOx的儲存和還原在不同時段交替進行,如圖a所示。
①通過BaO和Ba(NO3)2的相互轉化實現(xiàn)NOx的儲存和還原。儲存NOx的物質(zhì)是_________。
②NOx儲存轉化為Ba(NO3)2過程中,參加反應的NO和O2的物質(zhì)的量之比為_________。
(4)有人利用反應C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=34.0 kJ/mol,用活性炭對NO進行吸附。在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO氣體,保持恒壓在不同溫度下發(fā)生該反應,并分別在t秒時測得NO的轉化率,如圖所示:
①由圖可知,1050 K前反應中NO的轉化率隨溫度升高而增大,其原因為 _______________;在1100 K時,CO2的體積分數(shù)為___________。
②用某物質(zhì)的平衡分壓代替其物質(zhì)的量濃度也可以表示化學平衡常數(shù)(記作Kp),在1050K1.1×106 Pa時,該反應的化學平衡常數(shù)Kp=______________________。
[已知:氣體分壓(P分)=氣體總壓(P)×體積分數(shù)]
【答案】2a+2b+c 0.042 BC BaO 4:3 1050K前反應未達到平衡狀態(tài),隨著溫度升高,反應速率加快,NO轉化率增大 20% 4
【解析】
(1)根據(jù)蓋斯定律,將已知的熱化學方程式疊加,可得相應反應的熱化學方程式;
(2)①根據(jù)v=計算;②根據(jù)30min后,氧氣、二氧化碳的濃度都增大,改變的條件可為加入氧氣或適當縮小容器的體積等;
(3)根據(jù)圖示中物質(zhì)變化分析、計算和判斷;
(4)①根據(jù)在1050 kPa時反應達到平衡,在1050 kPa前,溫度升高對化學反應速率及反應進行的方向分析判斷;
②根據(jù)在1100kPa時NO轉化率40%,結合三行計算列式得到。
(1)根據(jù)蓋斯定律,將①×2+②×2+③可得2SO2(g)+4NH3H2O(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(1) 的△H=(2a+2b+c)kJ/mol;
(2)①根據(jù)v=;CO2的化學反應速率v(CO2)==0.042mol/(Lmin),根據(jù)方程式可知:物質(zhì)反應的速率比等于化學方程式的化學計量數(shù)的比,所以v(SO2)= 0.042mol/(Lmin);
②30min后,氧氣、二氧化碳的濃度都增大,可為加入氧氣或適當縮小容器的體積等,故合理選項是BC;
(3)①通過BaO和Ba(NO3)2的相互轉化實現(xiàn)NOx的儲存和還原。根據(jù)圖示可知NO與O2反應產(chǎn)生的NO2儲存在BaO中,即儲存NOx的物質(zhì)是BaO;
②NO和O2轉化為Ba(NO3)2儲存起來,NO失去電子,作還原劑,N元素化合價升高3價;O2獲得電子,作氧化劑,O元素變?yōu)?/span>-2價,獲得電子2×2=4,最小公倍數(shù)是12,所以NO的系數(shù)是4,O2的系數(shù)是3,參加反應的NO和O2的物質(zhì)的量之比為4:3;
(4)①1050 kPa 前,反應b 中NO2轉化率隨著溫度升高而增大是由于1050kPa前反應未達平衡狀態(tài),隨著溫度升高,反應速率加快,更多的反應物變?yōu)樯晌铮虼?/span>NO2轉化率隨溫度的升高而增大;
②在1100kPa時NO轉化率40%,結合三行計算列式得到;
C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)
起始量 2 0 0
變化量 2×40%=0.8 0.4 0.4
平衡量 1.2 0.4 0.4
平衡時氣體的物質(zhì)的量的比等于氣體的體積比,因此此時CO2的體積分數(shù)為×100%=20%;
②由于容器的容積不變,因此氣體的物質(zhì)的量的比等于氣體壓強之比,1050K,1.1×106 Pa;
C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)
起始量 2 0 0
變化量 2×80%=1.6 0.8 0.8
平衡量 0.4 0.8 0.8
可知平衡時p(NO)=0.2p(總),p(N2)=0.4 p(總),p(CO2)=0.4 p(總),則用平衡分壓表示的化學平衡常數(shù)Kp==4。
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【題目】石油是工業(yè)的血液,通過它可以得到很多重要的化工產(chǎn)品。
已知:+
(1)B和A為同系物,B的結構簡式為____,其含有的官能團名稱為____。
(2)反應①的化學方程式為___,其反應類型為____。
(3)寫出檢驗C3H5Cl中含有的Cl原子的方法____。
(4)C的結構簡式為___。
(5)反應④的化學方程式為_____。
(6)設計一條由乙烯為原料制備D的合成路線(其他無機原料任選)。___
合成路線流程圖示例如下:CH3CH2OHCH2=CH2BrH2C-CH2Br。
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【題目】某溶液中可能含有H+、Na+、NH4+、Fe3+、Al3+、SO42-等離子。向該溶液中滴加NaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量變化曲線如圖所示。下列有關判斷正確的是 ( )
A.m點處反應:H++OH-=H2O
B.p點:c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)
C.若取原溶液做焰色反應實驗,焰色應為黃色
D.原溶液中存在的主要離子:n(H+)=2n(NH4+)=n(Al3+)
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【題目】實驗室從含溴化氫的廢液中提取溴單質(zhì),下列說法中能達到實驗目的的是( )
A.用裝置 氧化廢液中的溴化氫
B.用裝置分離油層和水層
C.用裝置分離四氯化碳和液溴
D.用儀器密封存放單質(zhì)溴
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【題目】已知甲、乙、丙三種物質(zhì)均含有同種元素X,其轉化關系如下:
下列說法錯誤的是
A.若A為NaOH溶液,乙為白色沉淀,則X可能為短周期金屬元素
B.若A為硝酸,X為金屬元素,則甲與乙反應可生成丙
C.若A為氧氣,丙在通常狀況下為紅棕色氣體,則甲可能為非金屬單質(zhì)
D.若乙為NaHCO3,則甲或丙可能是CO2
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【題目】下列所示物質(zhì)的制備方法合理的是
A.實驗室從海帶中提取單質(zhì)碘取樣→灼燒→溶解→過濾→萃取→蒸餾
B.金紅石(主要成分TiO2)為原料生產(chǎn)金屬Ti:金紅石、焦炭TiCl4Ti
C.從鹵水中(溶質(zhì)主要是MgCl2)提取Mg:鹵水Mg(OH)2MgCl2(aq) MgCl2(s) Mg
D.由食鹽制取漂粉精NaCl(ag) Cl2漂粉精
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【題目】海水是寶貴的自然資源,從海水中可以提取多種化工原料,如圖是某工廠對海水綜合利用的示意圖:
(1)在粗鹽中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì),精制時所用的試劑有①鹽酸;②氯化鋇溶液;③氫氧化鈉溶液;④碳酸鈉溶液。則加入試劑的先后順序是________(填編號)。
(2)步驟Ⅰ中已獲得Br2,步驟Ⅱ中又將Br2還原為Br-,其目的是_____________。步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可達95%,有關反應的離子方程式:_______________________。
(3)從步驟Ⅲ得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2,除去少量Ca(OH)2的方法是向沉淀中加入MgCl2溶液,充分攪拌后經(jīng)________(填操作方法)可得純凈的Mg(OH)2。
(4)電解無水氯化鎂所得的鎂蒸氣在特定的環(huán)境里冷卻后即為固體鎂,下列物質(zhì)中可以用作鎂蒸氣冷卻劑的是________(填字母)。
A.H2 B.CO2 C.N2 D.O2 E.水蒸氣
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【題目】常溫下,下列三個化學反應均能發(fā)生:
X2+2W2+2X-+2W3+
Z2+2X-2Z-+X2
2W3++2Y-2W2++Y2
則在相同條件下,下列三個反應也能發(fā)生的是( )
①Y2+2X-2Y-+X2 ②Z2+2Y-2Z-+Y2 ③2W3++2Z-2W2++Z2
A. 只有① B. 只有② C. ①和② D. ②和③
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【題目】Ⅰ、(1)在25 ℃、101 kPa下,1 g甲烷完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O,放出55 kJ的熱量,寫出表示甲烷燃燒熱的熱化學方程式:___________________________________。
(2)Zn(s) + 1/2 O2(g) = ZnO(s) ΔH1 = -351 kJ/mol Hg(l) + 1/2 O2(g) = HgO(s) ΔH2 = -91 kJ/mol,由此可知ZnO(s) + Hg(l) = Zn(s) + HgO(s) △H3= __________kJ/mol。
Ⅱ、二甲醚是一種重要的清潔燃料,可替代氟利昂作制冷劑,對臭氧層無破壞作用。工業(yè)上可利用水煤氣合成二甲醚,總反應為:3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2(g) ΔH = -246.4 kJ/mol
(1)在一定條件下的密閉容器中,該總反應達到平衡。改變下列條件之一,既能提高反應速率,又能提高CO的轉化率的是________(填字母代號)。
a 降低溫度 b 加入催化劑 c 縮小容器體積 d 增加H2的濃度
(2)該反應的化學平衡常數(shù)表達式K = _______________________,升高溫度,平衡常數(shù)___________(填“變大”、“變小”、“不變”)
(3)在一體積可變的密閉容器中充入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2,在一定溫度和壓強下發(fā)生反應:3 H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2(g),達到平衡后,測得平衡時混合氣體的物質(zhì)的量是同溫同壓下起始時的1.2倍。
① 反應開始時正、逆反應速率的大小:v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“=”)
② 平衡時,n(CH3OCH3) = ________,平衡時CO2的轉化率為________。
③ 平衡時,再向原容器中投入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2,一段時間后達到新的平衡,此時CO2的轉化率與原平衡相比________(填“增大”、 “減小”或 “不變”)。
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