9.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,顆粒物(PM2.5等)為霧霾過程中影響空氣質(zhì)量最顯著的污染物,其主要來源為燃煤、機(jī)動(dòng)車尾氣等.因此,對(duì)PM2.5、SO2、NOx等進(jìn)行研究具有重要意義.請(qǐng)回答下列問題:
Ⅰ.改變煤的利用方式可減少環(huán)境污染,通?蓪⑺魵馔ㄟ^紅熱的碳得到水煤氣.
(1)煤氣化過程中產(chǎn)生的有害氣體H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,該反應(yīng)的離子方程式為CO32-+H2S=HCO3-+HS-
(已知:H2S:Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15;H2CO3:Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11
(2)現(xiàn)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通人到體積為2L的恒容密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H,得到兩組數(shù)據(jù)
實(shí)驗(yàn)組溫度℃起始量/mol平衡量/mol達(dá)到平衡
所需時(shí)間/min
COH2OH2CO
1650421.62.46
2900210.41.63
該反應(yīng)的△H<0(填“<”或“>”);若在7500C時(shí),另做一組實(shí)驗(yàn),在2L的恒容密閉容器中加入lmol CO,3mo1H2O,2mo1CO2,5mol H2,則此時(shí)?<?(填“<”,“>”,“=”).
(3)一定條件下,某密閉容器中已建立A(g)+B(g)?C(g)+D(g)△H>0的化學(xué)平衡,其時(shí)間速率圖象如圖1,下列選項(xiàng)中對(duì)于t1時(shí)刻采取的可能操作及其平衡移動(dòng)情況判斷正確的是A
A.減小壓強(qiáng),同時(shí)升高溫度,平衡正向移動(dòng)
B.增加A(g)濃度,同時(shí)降低溫度,平衡不移動(dòng)
C.保持容器溫度壓強(qiáng)不變通入稀有氣體,平衡不移動(dòng)
Ⅱ.壓縮天然氣(CNG)汽車的優(yōu)點(diǎn)之一是利用催化技術(shù)將NOx轉(zhuǎn)變成無毒的CO2和N2
①CH4(g)+4NO(g)$\stackrel{催化劑}{?}$2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1<0
②CH4(g)+2NO2(g)$\stackrel{催化劑}{?}$2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2<0
(4)收集某汽車尾氣經(jīng)測(cè)量NOx的含量為1.12%(體積分?jǐn)?shù)),若用甲烷將其完全轉(zhuǎn)化為無害氣體,處理1×104L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)該尾氣需要甲烷30g,則尾氣中V (NO):V (NO2)=1:1.
(5)在不同條件下,NO的分解產(chǎn)物不同.在高壓下,NO(即X)在40℃下分解生成兩種化合物(即Y、Z),體系中各組分物質(zhì)的量隨時(shí)間變化曲線如圖2所示.寫出Y和Z的化學(xué)式:N2O、NO2
(6)某研究性學(xué)習(xí)小組,為研究光化學(xué)煙霧消長(zhǎng)
規(guī)律,在一煙霧實(shí)驗(yàn)箱中,測(cè)得煙霧的主要成分為RH(烴)、NO、NO2、O3、PAN(CH3COOONO2),各種物質(zhì)的相對(duì)濃度隨時(shí)間的消失,記錄于圖3,根據(jù)圖中數(shù)據(jù),下列推論,最不合理的是D
A.NO的消失的速率比RH快
B.NO生成NO2
C.RH及NO2可以生成PAN及O3
D.O3生成PAN

分析 (1)根據(jù)碳酸和氫硫酸的兩步電離平衡常數(shù)進(jìn)行比較氫硫酸與碳酸、碳酸氫根離子離子酸性大小,從而得出反應(yīng)產(chǎn)物,寫出反應(yīng)的離子方程式;
(2)利用實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)2溫度變化比較平衡常數(shù)來判斷反應(yīng)熱,依據(jù)濃度商和平衡常數(shù)比較分析判斷;
(3)根據(jù)圖1t1時(shí)刻改變條件后v(正)瞬間增大,v(逆)減小,v(正)<v(逆),則平衡一定正向移動(dòng),據(jù)此分析;
(4)依據(jù)一氧化氮、二氧化氮變化為氮?dú),甲烷變化為二氧化碳過程中電子轉(zhuǎn)移守恒列式計(jì)算;
(5)NO在40℃下分解生成兩種化合物,根據(jù)元素守恒可知生成的為N的氧化物,由圖象可知3molNO生成兩種氮的氧化物各為1mol,根據(jù)原子守恒判斷產(chǎn)物;
(6)A.看清縱坐標(biāo)代表的是相對(duì)濃度;
B.理清圖象變化的趨勢(shì),RH、NO的濃度一直在減少,O3、PAN的濃度一直在增加,NO2的濃度先增大后減少;
C.在某一時(shí)間段內(nèi)的變化與總體變化的不同,這也是本題的易錯(cuò)點(diǎn),如NO消失的速率在0-1時(shí)間段內(nèi)比PH的快,在0-1時(shí)間段內(nèi)NO可能生成NO2等;
D.O3的濃度一直在減少不可能是反應(yīng)物.

解答 解:(1)由于Ka2=5.61×10-11<Ka1=9.1×10-8<Ka1=4.30×10-7、Ka2=5.61×10-11>Ka2=1.1×10-12,所以氫硫酸能夠與碳酸鈉溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉和硫氫化鈉,反應(yīng)的離子方程式為:CO32-+H2S=HCO3-+HS-,
故答案為:CO32-+H2S=HCO3-+HS-;
(2)實(shí)驗(yàn)1計(jì)算平衡常數(shù),
    H2O(g)+CO(g)?CO2(g)+H2(g)
初始 1mol/L    2mol/L            0        0
轉(zhuǎn)化 0.8mol/L  0.8mol/l     0.2mol/l    0.2mol/l
平衡 0.2mol/L  1.2mol/L      0.2mol/l   0.2mol/l
K=$\frac{0.8×0.8}{0.2×1.2}$=2.67,
實(shí)驗(yàn)1升高溫度實(shí)驗(yàn)2,實(shí)驗(yàn)2計(jì)算平衡常數(shù),
    H2O(g)+CO(g)?CO2(g)+H2(g)
初始 0.5mol/L   1mol/L             0      0
轉(zhuǎn)化 0.2mol/L   0.2mol/l     0.2mol/l    0.2mol/l
平衡 0.3mol/L   0.8mol/L    0.2mol/l    0.2mol/l
K=$\frac{0.2×0.2}{0.3×0.8}$=0.167,溫度升高K變小,溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),△H<0;
按1mol C0,3mol H20,2mol C02,5mol H2,分別加入該容器
Qc=$\frac{\frac{2}{2}×\frac{5}{2}}{\frac{1}{2}×\frac{3}{2}}$=$\frac{10}{3}$>K
反應(yīng)逆向進(jìn)行,v(正)<v(逆),
故答案為:<;<;
(3)根據(jù)圖1t1時(shí)刻改變條件后v(正)瞬間增大,v(逆)減小,v(正)<v(逆),則平衡一定正向移動(dòng),
故選A;
(4)收集某汽車尾氣經(jīng)測(cè)量NOx的含量為1.12%(體積分?jǐn)?shù)),若用甲烷將其完全轉(zhuǎn)化為無害氣體,處理1×104L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)該尾氣需要甲烷30g,設(shè)尾氣中NO物質(zhì)的量為x,NO2物質(zhì)的量為y,2NO~N2~4e-,2NO2~N2~4e-,CH4~CO2~8e-,
2x+4y=$\frac{30g}{16g/mol}$×8=15mol
x+y=$\frac{1×1{0}^{4}L×1.12%}{22.4L/mol}$=5mol
計(jì)算得到x=2.5mol,y=2.5mol
尾氣中V(NO):V(NO2)=1:1
故答案為:1:1;
(5)NO在40℃下分解生成兩種化合物,根據(jù)元素守恒可知生成的為N的氧化物,氮元素的氧化物有NO、N2O、NO2、N2O3、N2O4、N2O5,由圖象可知3molNO生成兩種氮的氧化物各為1mol,其反應(yīng)方程式為:3NO=Y+Z,根據(jù)原子守恒可知為N2O、NO2
故答案為:N2O、NO2;
(6)A、由曲線斜率可知在某一時(shí)間段內(nèi)NO消失的速率比RH快,故A正確;
B、NO的濃度一直在減少,NO2的濃度先增加后減少,在0-1時(shí)間段內(nèi)NO可能生成NO2,故B正確;
C、圖中O3和PAN的濃度增加,RH的濃度減少,RH及NO2在某一時(shí)間段內(nèi)可能反應(yīng)生成PAN和O3,故C正確
D、O3的濃度一直在增加,不可能作為反應(yīng)物,故D錯(cuò)誤.
故選D.

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查化學(xué)平衡和化學(xué)反應(yīng)速率等知識(shí),做題時(shí)注意把握影響平衡移動(dòng)的因素以及平衡常數(shù)的有關(guān)計(jì)算,此為化學(xué)平衡?疾閱栴}.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

19.下列說法不正確的是( 。
A.pH=7的溶液不一定是中性溶液
B.0.2 mol•L-1的鹽酸與等體積水混合后pH=1(體積變化忽略不計(jì))
C.能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng),一定是△H<0、△S>0
D.NaNO2固體溶于水會(huì)促進(jìn)水的電離(已知Ka(HNO2)=4.6×10-4

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

20.某研究性學(xué)習(xí)小組為確定一種從煤中提取的液態(tài)烴X的結(jié)構(gòu),進(jìn)行如下探究.

步驟一:將該烴蒸氣通過熱的氧化銅(催化劑),氧化成二氧化碳和水,再用裝有無水氯化鈣和固體氫氧化鈉的吸收管完全吸收.2.12g有機(jī)物X的蒸氣氧化產(chǎn)生7.04g二氧化碳和1.80g水.
步驟二:通過儀器分析得知X的相對(duì)分子質(zhì)量為106.
步驟三:用核磁共振儀測(cè)出X的1H核磁共振譜有2個(gè)峰,其面積之比為2:3.如圖2.
步驟四:利用紅外光譜儀測(cè)得X分子的紅外光譜如圖3.
試填空:
(1)X的分子式為C8H10;X的名稱為1,4-二甲苯.
(2)步驟二中的儀器分析方法稱為質(zhì)譜法.
(3)寫出比X少一個(gè)碳原子的同系物與足量濃硝酸和濃硫酸混合物反應(yīng)的化學(xué)方程式:
(4)寫出X符合下列條件的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式、
①芳香烴    ②苯環(huán)上一氯代物有三種
(5)X以醋酸為溶劑在催化劑作用下用氧氣氧化得到另一種重要的化工原料PTA,查閱資料得知PTA的溶解度:25℃時(shí)0.25g、50℃時(shí)0.97g、95℃時(shí)7.17g.得到的粗產(chǎn)品中有部分不溶性雜質(zhì),請(qǐng)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)室中提純PTA的實(shí)驗(yàn)方案:將粗產(chǎn)品溶于適量熱水中,趁熱過濾,冷卻結(jié)晶,過濾出晶體.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題

17.由疊氮化鈉(NaN3)熱分解可得純N2:2NaN3(s)=2Na(l)+3N2(g),有關(guān)說法正確的是( 。
A.NaN3與KN3結(jié)構(gòu)類似,前者晶格能較小
B.第一電離能(I1):N>P>S
C.鈉晶胞結(jié)構(gòu)屬于體心結(jié)構(gòu),該晶胞分?jǐn)偤?個(gè)鈉原子
D.氮?dú)獬叵潞芊(wěn)定,是因?yàn)榈碾娯?fù)性小

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

4.人類在使用金屬的歷史進(jìn)程中,經(jīng)歷了銅、鐵、鋁之后,第四種將被廣泛應(yīng)用的金屬被科學(xué)家預(yù)測(cè)是鈦(Ti),它被譽(yù)為“未來世紀(jì)的金屬”.試回答下列問題:

(1)Ti元素在元素周期表中的位置第四周期第四IVB族;其基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d24s2
(2)在Ti的化合物中,可以呈現(xiàn)+2、+3、+4三種化合價(jià),其中以+4價(jià)的Ti最為穩(wěn)定.偏鈦酸鋇的熱穩(wěn)定性好,介電常數(shù)高,在小型變壓器、話筒和擴(kuò)音器中都有應(yīng)用.偏鈦酸鋇晶體中晶胞的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示,它的化學(xué)式是BaTiO3,其中Ti4+的氧配位數(shù)為6,Ba2+的氧配位數(shù)為12,
(3)常溫下的TiCl4是有刺激性臭味的無色透明液體,熔點(diǎn)-23.2℃,沸點(diǎn)136.2℃,TiCl4在潮濕空氣中易揮發(fā),水解而冒白煙,這是因?yàn)樗夂笥蠬2TiO3、HC1生成.
(4)已知Ti3+可形成配位數(shù)為6的配合物,其空間構(gòu)型為正八面體,如下圖2所示,我們通?梢杂孟聢D3所示的方法來表示其空間構(gòu)型(其中A表示配體,M表示中心原子).配位化合物[Co(NH34Cl2]的空間構(gòu)型也為八面體型,它有2種同分異構(gòu)體.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

14.T1溫度下,反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g);△H<0的平衡常數(shù)K=532.4.
(1)該反應(yīng)△S<0;升高溫度,平衡常數(shù)減。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”).
(2)T2溫度下,2L容積固定的甲、乙兩密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),測(cè)得平衡時(shí)有關(guān)數(shù)據(jù)如
表所列:
容       器
反應(yīng)物投入量2molSO2、1molO24molSO3
平衡時(shí)n(SO3)/mol1m
反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率α1α2
請(qǐng)分析表格中數(shù)據(jù)判斷:α12<1(選填“>”、“=”或“<”;下同),T1<T2

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

1.煙氣(主要污染物SO2、NOx)經(jīng)O3預(yù)處理后用CaSO3水懸浮液吸收,可減少煙氣中SO2、NOx的含量.O3氧化煙氣中SO2、NOx的主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:
NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)△H=-200.9kJ•mol-1
NO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=NO2(g)△H=-58.2kJ•mol-1
SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g)△H=-241.6kJ•mol-1
則反應(yīng)3NO(g)+O3(g)=3NO2(g)的△H=-317.3KJ/mol.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

18.通常人們把拆開1mol某化學(xué)鍵吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能.鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱,也可以估計(jì)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱.下列是一些化學(xué)鍵的鍵能.
化學(xué)鍵C-HC-FH-FF-F
鍵能/(kJ•mol-1414489565155
根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)估算反應(yīng)CH4+4F2=CF4+4HF每消耗1mol CH4的熱效應(yīng)( 。
A.放熱1940 kJB.吸熱1940 kJC.放熱485 kJD.吸熱485 kJ

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

19.相關(guān)數(shù)據(jù)如表:
H2(g)Br2(g)HBr(g)
1mol分子中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收的能量/kJ436200369
則已知H2(g)+Br2(g)=2HBr (g)△H 為( 。
A.△H=+102kJ/molB.△H=-102kJ/molC.△H=+267kJ/molD.△H=-267kJ/mol

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案