【題目】煙氣中的氮氧化物是造成大氣污染的重要因素。
(1)NOx是汽車尾氣的主要污染物之一。汽車發(fā)動機工作時會引發(fā)N2和O2反應,其能量變化示意圖如下:
則N2(g)和O2(g)反應生成NO(g)的熱化學反應方程式為___。
(2)汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放,這使NOx的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。某研究小組在實驗室以Ag—ZSM—5為催化劑,測得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖1所示。
①若不使用CO,溫度超過775 K,發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低,其可能的原因為_____。
②NO直接催化分解(生成N2與O2)也是一種脫硝途徑。在不同條件下,NO的分解產(chǎn)物不同。在高壓下,NO在40℃下分解生成兩種化合物,體系中各組分物質(zhì)的量隨時間變化曲線如圖2所示。請寫出NO分解的化學方程式:______。
(3)一定條件下,向NOx/O3混合物中加入一定濃度的SO2氣體,進行同時脫硫脫硝實驗,實驗結(jié)果如圖3。
①同時脫硫脫硝時NO的氧化率略低的原因是____。
②由圖3可知SO2對NO的氧化率影響很小的原因是_____。
(4)有人設想采用下列方法減少煙氣中的氮氧化物對環(huán)境的污染:用天然氣中的CH4、H2等還原SO2,從產(chǎn)物中分離出一種含硫質(zhì)量分數(shù)約為94%的化合物,并用這種化合物來還原NOx。請寫出這種含硫化合物和NOx反應的化學方程式:_____。
(5)某工業(yè)廢水中含有毒性較大的CN-,可用電解法將其轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>N2,裝置如圖4所示。電解池中生成N2的電極反應式為_____。
【答案】N2(g)+O2(g)=2NO(g);ΔH=+184 kJ·mol-1 NO的分解反應是放熱反應,升溫有利于反應逆向進行 3NON2O+NO2 SO2的氧化消耗了少量O3,減小了O3的濃度 O3氧化SO2反應的活化能較大,O3與NO反應速率比O3與SO2反應速率快 2xH2S+2NOx=N2+2xH2O+2xS 2CN-+12OH--10e-=2CO32-+N2↑+6H2O
【解析】
(1)根據(jù)反應熱=反應物的鍵能和-生成物的鍵能和,從而書寫熱化學方程式;
(2) 溫度超過775 K,發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低,說明平衡向逆反應方向移動;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,由圖像可知3molNO生成兩種氮的氧化物各為1mol,根據(jù)原子守恒判斷產(chǎn)物書寫方程式;
(3)SO2與O3反應導致減小了O3的濃度;SO2對NO的氧化率影響很小,說明臭氧與NO更易反應;
(4) 用天然氣中的CH4、H2等還原SO2,S元素化合價降低,在含硫質(zhì)量分數(shù)約為94%的化合物S顯-2價,結(jié)合質(zhì)量守恒判斷該化合物的化學式,據(jù)此分析解答;
(5)由裝置圖可知,左邊為陽極為CN-失電子生成氮氣的反應,由此書寫電極反應式。
(1)該反應中的反應熱=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和=(946+498)kJ/mol-2×630kJ/mol=+184kJ/mol,所以N2和O2反應生成NO的熱化學反應方程式為N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+184kJmol-1;故答案為:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+184kJmol-1;
(2)①若不使用CO,溫度超過775 K,發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低,說明平衡向逆反應方向移動,則該反應正反應為放熱反應,故答案為:該反應是放熱反應,升高溫度反應更有利于向逆反應方向進行;
②NO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,由圖像可知3molNO生成兩種氮的氧化物各為1mol,其反應方程式為:3NO=Y+Z,根據(jù)原子守恒可知為N2O、NO2,所以方程式為3NON2O+NO2,故答案為:3NON2O+NO2
(3)①SO2與O3反應,減小了O3的濃度,從而使NO的氧化率略低,故答案為:SO2的氧化消耗了少量O3,減小了O3的濃度;
②SO2對NO的氧化率影響很小,說明臭氧與NO更易反應,可說明O3氧化SO2反應的活化能較大,O3與NO反應速率比O3與SO2反應速率快,故答案為:SO2的氧化消耗了少量O3,減小了O3的濃度;O3氧化SO2反應的活化能較大,O3與NO反應速率比O3與SO2反應速率快;
(4) 用天然氣中的CH4、H2等還原SO2,S元素化合價降低,從產(chǎn)物中分離出一種含硫質(zhì)量分數(shù)約為94%的化合物,根據(jù)質(zhì)量守恒,該化合物只能含有H和S元素,為H2S,H2S還原NOx生成氮氣和硫,反應的方程式為2xH2S+2NOx=N2+2xH2O+2xS,故答案為:2xH2S+2NOx=N2+2xH2O+2xS;
(5)根據(jù)圖像,左邊電極上CN-轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>N2,失去電子,發(fā)生氧化反應,CN-失電子生成氮氣,因為溶液顯堿性,因此電極反應式為:2CN-+12OH--10e-=2CO32-+N2↑+6H2O,故答案為:2CN-+12OH--10e-=2CO32-+N2↑+6H2O。
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【題目】設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法中正確的是
A. 0.2 mol FeI2與足量氯氣反應時轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.4NA
B. 常溫常壓下,46gNO2和N2O4混合氣體含有的原子數(shù)為3NA
C. 標準狀況下,2.24LCCl4含有的共價鍵數(shù)為0.4NA
D. 常溫下,56g鐵片投入足量濃H2SO4中生成NA個SO2分子
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【題目】如下圖是某種有機物分子的球棍模型圖。圖中的“棍”代表單鍵或雙鍵,不同大小的“球”代表三種不同的短周期元素的原子。對該有機物的敘述不正確的是( )
A.該有機物可能的分子式為C2HCl3
B.該有機物的分子中一定有
C.該有機物分子中的所有原子在同一平面上
D.該有機物可以由乙烯和氯化氫加成反應得到
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【題目】如圖Ⅰ所示是用石墨和鐵作電極電解飽和食鹽水的裝置,請?zhí)羁眨?/span>
(1)X的電極名稱是__________極,發(fā)生的電極反應式為______________,Y極的電極材料是____________,檢驗X極產(chǎn)物的方法是_______________。
(2)某同學在實驗時誤將兩種電極材料接反,導致X極上未收集到預期產(chǎn)物,一段時間后又將兩極的連接方式糾正過來,發(fā)現(xiàn)X極附近出現(xiàn)了白色沉淀,此沉淀是________(填化學式),其形成原因是___________________,該沉淀在空氣中放置,現(xiàn)象是______________________。
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【題目】下列圖示與對應的敘述相符的是( )
A. 圖甲所示,表示強堿滴定強酸的滴定曲線
B. 圖乙所示,從能量角度考慮,金剛石比石墨穩(wěn)定
C. 圖丙所示,表示反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);ΔH<0的平衡常數(shù)K與溫度和壓強的關(guān)系
D. 圖丁所示,圖中的陰影部分面積的含義是[υ(正)-υ(逆)]
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【題目】某工業(yè)廢水中含有CN-和Cr2O等離子,需經(jīng)污水處理達標后才能排放,污水處理廠擬用下列流程進行處理:
回答下列問題:
(1)步驟②中,CN-被ClO-氧化為CNO-的離子方程式為_______。
(2)步驟③的反應為(未配平),則每反應0.1molCr2O72-時,消耗S2O32-_____mol。
(3)含Cr3+廢水可以加入熟石灰進一步處理,目的是______。
(4)在25℃下,將的NaCN溶液與0.01mol·L-1的鹽酸等體積混合,反應后測得溶液pH=7,則a____0.01(填“>”、“<”或“=”);用含a的代數(shù)式表示HCN的電離常數(shù)Ka=____。
(5)取工業(yè)廢水水樣于試管中,加入NaOH溶液觀察到有藍色沉淀生成,繼續(xù)加至不再產(chǎn)生藍色沉淀為止,再向溶液中加入足量Na2S溶液,藍色沉淀轉(zhuǎn)化成黑色沉淀。該過程中反應的離子方程式是_______;________。
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【題目】人工腎臟可用間接電化學方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素[CO(NH2)2]。下列有關(guān)說法正確的是( )
A. a為電源的負極
B. 電解結(jié)束后,陰極室溶液的pH與電解前相比將升高
C. 除去尿素的反應為:CO(NH2)2+2Cl2+H2O== N2+CO2+4HCl
D. 若兩極共收集到氣體0.6mol,則除去的尿素為0.12mol(忽略氣體溶解,假設氯氣全部參與反應)
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【題目】
芳香族化合物A()是重要的有機化工原料。由A制備有機化合物F的合成路線(部分反應條件略去)如圖所示:
(1)A的分子式是______,B中含有的官能團的名稱是_________。
(2)D→E的反應類型是_______。
(3)已知G能與金屬鈉反應,則G的結(jié)構(gòu)簡式為_________。
(4)寫出E→F的化學方程式:_________。
(5)寫出符合下列條件的龍膽酸乙酯()的同分異構(gòu)體有______種,寫出其中一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:_________________ 。
①能發(fā)生銀鏡反應,與FeCl3溶液不發(fā)生顯色反應,但水解產(chǎn)物之一能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應;②核磁共振氫譜有四組峰,且峰的面積之比為6:2:1:1。
(6)已知:。參照上述合成路線,設計一條以苯酚、乙醇為原料制備龍膽酸乙酯()的合成路線(無機試劑任用):________。
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【題目】“中和滴定”原理在實際生產(chǎn)生活中應用廣泛。用I2O5可定量測定CO的含量,該反應原理為5CO+I2O55CO2+I2。其實驗步驟如下:
①取250 mL(標準狀況)含有CO的某氣體樣品通過盛有足量I2O5的干燥管中在170 ℃下充分反應;
②用水一乙醇液充分溶解產(chǎn)物I2,配制100 mL溶液;
③量取步驟②中溶液25.00 mL于錐形瓶中,然后用0.01 mol·L-1的Na2S2O3標準溶液滴定。消耗標準Na2S2O3溶液的體積如表所示。
第一次 | 第二次 | 第三次 | |
滴定前讀數(shù)/mL | 2.10 | 2.50 | 1.40 |
滴定后讀數(shù)/mL | 22.00 | 22.50 | 21.50 |
(1)步驟②中配制100 mL待測溶液需要用到的玻璃儀器的名稱是燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管和____________________。
(2)Na2S2O3標準液應裝在__________(填字母)中。
(3)指示劑應選用__________,判斷達到滴定終點的現(xiàn)象是____________________________________。
(4)氣體樣品中CO的體積分數(shù)為__________(已知:氣體樣品中其他成分不與I2O5反應:2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6)
(5)下列操作會造成所測CO的體積分數(shù)偏大的是__________(填字母)。
a.滴定終點俯視讀數(shù)
b.錐形瓶用待測溶液潤洗
c.滴定前有氣泡,滴定后沒有氣泡
d.配制100 mL待測溶液時,有少量濺出
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