【題目】唐山市打造“山水園林城市”,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:

SO2(g)+NH3·H2O(aq)NH4HSO3(aq) ΔH1=a kJ·mol1;

NH3·H2O(aq)+ NH4HSO3(aq)(NH4)2SO3(ag)+H2O(l) ΔH 2=b kJ·mol1;

2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)2(NH4)2SO4(aq) ΔH 3=c kJ·mol1。

則反應2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g) 2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)的ΔH =____kJ·mol1。

(2)以乙烯(C2H4)作為還原劑脫硝(NO),脫硝機理如圖1,則總反應的化學方程式為_______;脫硝率與溫度、負載率(分子篩中催化劑的質量分數(shù))的關系如圖2,為達到最佳脫硝效果,應采用的條件是______。

(3)T1溫度時在容積為2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H<0。實驗測得:υ=υ(NO)消耗=2υ(O2)消耗=kc2(NO)·c(O2),υ=(NO2) 消耗=kc2(NO2),k、k為速率常數(shù)只受溫度影響。不同時刻測得容器中n(NO)、n(O2)如表:

時間/s

0

1

2

3

4

5

n(NO)/mol

1

0.6

0.4

0.2

0.2

0.2

n(O2)/mol

0.6

0.4

0.3

0.2

0.2

0.2

①T1溫度時k/k=__________ L/mol。

②若將容器的溫度改變?yōu)門2時其k=k,則T2__________T1(填“>”、“<”或“=")。

(4)已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+181.5 kJ·mol-1,某科研小組嘗試利用固體表面催化工藝進行NO的分解。若用分別表示N2、NO、O2和固體催化劑,在固體催化劑表面分解NO的過程如圖所示。從吸附到解吸的過程中,能量狀態(tài)最低的是___(填字母序號)。

(5)利用電解法處理高溫空氣中稀薄的NO(O2濃度約為NO濃度的10倍),裝置示意圖如下,固體電解質可傳導O2-

①陰極的電極反應式為______。

②消除一定量的NO所消耗的電量遠遠大于理論計算量,可能的原因是(不考慮物理因素)_________。

【答案】2a+2b+c 6NO+3O2+2C2H43N2+4CO2+4H2O 350℃左右、負載率3.0% 160 > C 2NO+4e-=N2+2O2- 陰極發(fā)生副反應O2+4e-=2O2-

【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)由圖1可知,在催化劑的作用下,C2H4NOO2反應最終生成N2、CO2、H2O, 據(jù)此寫出反應的總方程式;根據(jù)圖2可知,為達到最佳脫硝效果,應滿足脫硝率高,負載率低,適宜的溫度;

3)①根據(jù)k/k=c2(NO2)/c2(NOc(O2)=K,依據(jù)表格數(shù)據(jù)列出三段式求出結論;

k=k時,則K=1,利用K與溫度的關系作答;

4)該分解反應為放熱反應;

5)①陰極是NO得到電子生成O2-N2;

②電解裝置中下電極板上存在有O2,容易在陰極發(fā)生副反應;

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)+2H2O1) 的△H=(2a+2b+c)kJ/mol

2)①根據(jù)圖1可以知道,在催化劑的作用下,C2H4NO、O2反應最終生成N2、CO2、H2O,反應總方程式為: 6NO+3O2+2C2H43N2+4CO2+4H2O;由圖可知,b曲線的最高點處,脫硝率高,負載率低,溫度適宜,適宜適合條件為350℃、負載率3.0%;

3)①根據(jù)v=v(NO)消耗=2v(O2)消耗= kc2(NOc(O2),得出k=v(NO)消耗/c2(NOc(O2),根據(jù)v=v(NO2)消耗= kc2(NO2),得出k= v(NO2)消耗/c2(NO2),因為v(NO)消耗= v(NO2)消耗,所以k/k= c2(NO2)/ [c2(NOc(O2)]=K,表格中初始物質的量:n(NO)=1mol,n(O2)=0.6mol,體積為2L,則列出三段式如下:

2NO(g)+O2(g)2NO2(g)

起(mol·L10.5 0.3 0

轉(mol·L10.4 0.2 0.4

平(mol·L10.1 0.1 0.4

K= c2(NO2)/[c2(NOc(O2)]= (0.4mol/L)2/[(0.1 mol/L) 2×(0.1 mol/L)]=160 L/mol,故答案為:160

②若將容器的溫度改變?yōu)?/span>T2時其k=k,則K=1160,因反應:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H0,反應放熱,K值減小,則對應的溫度增大,即T2T1;

4ABNO斷鍵轉化為氮原子和氧原子,BC是氮原子與氮原子結合轉化為氮氣,氧原子與氧原子結合轉化為氧氣,斷鍵吸熱,成鍵放熱,故能量最低的狀態(tài)是C處;

5)①陰極是NO得到電子生成O2-N2,其電極反應式為:2NO +4e== N2↑+ 2O2-;

②因O2濃度約為NO濃度的十倍,且電解裝置中下電極板上存在有O2,容易在陰極發(fā)生副反應:O2+4e==2O2-,導致耗能遠高于理論值。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】實驗室可以利用如圖所示裝置制備氯氣,回答下列問題:

1)分液漏斗中為濃鹽酸,燒瓶中是二氧化錳固體,寫出制取氯氣的化學方程式___。

2E中發(fā)生的化學反應方程式___。

3B中盛放的試劑是___。

4C中試劑的作用___

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】研究CO2與CH4的反應使之轉化為CO 和H2,對減緩燃料危機,減少溫室效應具有重要的意義。

(1)已知該轉化反應為CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH,則加快該反應的化學反應速率,應采用的有效措施有___________________________(填寫兩種)。

(2)在密閉容器中通入物質的量濃度均為0.1 mol·L-1的CH4與CO2,在一定條件下發(fā)生反應CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH,測得CH4的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如下圖所示。

①由圖可知,該反應的ΔH_____0 (填寫“大于”或者“小于”),P1、P2、P3、P4由大到小的順序為_________________________。

②工業(yè)生產(chǎn)時一般會選用P4和1250℃進行合成,請解釋其原因______________________________

③在壓強為P4、1100℃的條件下,該反應5min時達到平衡點X,則用CO表示該反應的速率為_________________mol·L-1·min-1。

④該溫度下,反應的平衡常數(shù)K的數(shù)學表達式為K=_______,經(jīng)計算K的數(shù)值為K=_____________(保留3位有效數(shù)字),若要使K減小可采取的措施是_________________。

(3)CO和H2在工業(yè)上還可以通過反應C(s)+H2O(g) CO(g)+H2 (g)來制取。

① 在恒溫恒容下,如果從反應物出發(fā)建立平衡,可認定已達平衡狀態(tài)的是_______________

A. H2、CO和H2O的物質的量之比為1:1:1 B.體系壓強不再變化

C. 氣體平均相對分子質量不變 D.混合氣體的密度保持不變

② 在某密閉容器中同時投入四種物質,2min時達到平衡,測得容器中有1mol H2O(g)、1mol CO(g)、2.2molH2(g)和一定量的C(s),如果此時對體系加壓,平衡向_______(填“正”或“逆”)反應方向移動,達到新的平衡后,氣體的平均摩爾質量為________________

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】113.8g氮的氧化物(NOx)中含N原子數(shù)為0.3mol,則NOx的摩爾質量為___x的數(shù)值為___,該質量的NOx在標準狀況下的體積為___L。

2)某待測液中可能含有Ag+、Fe3+、K+、Ba2+、NH4+等離子,進行如下實驗:① 加入過量的稀鹽酸,有白色沉淀生成;② 過濾,得無色透明溶液,在濾液中加入過量的稀硫酸,又有白色沉淀生成;③ 過濾,取少量濾液,加入NaOH溶液至溶液呈堿性,加熱,可產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍色的氣體。

根據(jù)實驗現(xiàn)象回答:待測液中一定含有___離子;定不含有__離子;還有____離子不能確定是否存在,要檢驗這些離子的實驗方法是___。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】菲斯科(FiskerInc.)公司宣布正在開發(fā)的固態(tài)鋰電池能量密度是現(xiàn)有電池的2.5倍,續(xù)航里程可達500英里(約804公里),最快充電時間可以分鐘計,鈷酸鋰(LiCoO2) 電池的工作原理如圖所示,M極材料是金屬鋰和碳的復合材料(碳作金屬鋰的載體),電解質為一種能傳導Li+的高分子材料。隔膜只允許特定的離子通過。下列說法正確的是

A. 電池的總反應式為:LixC6+Li1-xCoO2==C6+LiCoO2

B. M為電池的正極

C. 放電時,N為負極,電極發(fā)生氧化反應

D. 充電時,M為陽極,電極發(fā)生氧化反應

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】人們將有機物中連有四個不同原子(或原子團)的碳原子稱為手性碳原子,如圖所示烷烴X中含有一個手性碳原子(*標記)。含有手性碳原子的物質通常具有光學活性;卮鹣铝袉栴}:

(1)烷烴X的名稱是_____________;其一氯代物共有__________(不考慮立體異構,下同)。

(2)具有光學活性且相對分子質量最小的烷烴的分子式是__________,其有__________種符合條件的結構。

(3)某芳香烴A可經(jīng)過如下反應得到一種熱塑性塑料SAN(兩種單體11共聚產(chǎn)物)

寫出SAN的結構簡式:_____________________________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】NA為阿伏加德羅常數(shù)值。下列有關敘述正確的是(  )

A. 14 g乙烯和丙烯混合氣體中的氫原子數(shù)為2NA

B. 1 mol N24 mol H2反應生成的NH3分子數(shù)為2NA

C. 1 mol Fe溶于過量硝酸,電子轉移數(shù)為2NA

D. 標準狀況下,2.24 L CCl4含有的共價鍵數(shù)為0.4NA

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列離子方程式書寫正確的是(

A.銅跟硝酸銀溶液反應:

B.碳酸鈣與鹽酸反應:

C.足量的CO2與澄清石灰水反應:

D.Ba(OH)2CuSO4溶液反應:

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】 三月萬物復蘇,很多人會外出踏青旅游。

①自駕游出行方便。制造汽車輪胎的主要材料是____(填字母)。

a.鋁合金        b.橡膠 c.玻璃

②高速列車出行快捷。建設鐵路需要大量水泥。工業(yè)上生產(chǎn)水泥的主要原料是石灰石和____(填字母)。

a.黏土       b.純堿 c.石英

③輪船出行舒適。為防止輪船鋼板被腐蝕,可在鋼板上鑲嵌____(填字母)。

a.銅塊 b.錫塊 c.鋅塊

旅游期間,在娛樂、購物、旅游時要講究文明、保護環(huán)境。

用過的聚乙烯塑料食品袋要投入貼有可回收物標志的垃圾箱中。聚乙烯的結構簡式是______。

⑶在外出行要注意飲食健康。

①面包、牛奶是常見的食物之一,牛奶中的蛋白質在人體內水解可生成______________。

②橙汁是常用飲品。某品牌橙汁中含有維生素C、白砂糖、精制鹽、檸檬黃和苯甲酸鈉等成分,這幾種物質中屬于著色劑的是______________。

③飲食不當會引起胃痛。胃舒平[主要成分是Al(OH)3]可治療胃酸過多,寫出Al(OH)3與胃酸反應的離子方程式________________________________。

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