【題目】NOx是造成大氣污染的主要物質(zhì),現(xiàn)在工業(yè)上脫硝有多種方法。試回答下列問(wèn)題
I.采用NaClO2溶液作為吸收劑可進(jìn)行脫硝。反應(yīng)一段時(shí)間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表:
寫(xiě)出NaClO2溶液和NO反應(yīng)的脫硝過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式:______________________.
Ⅱ.用焦炭還原法將其轉(zhuǎn)化為無(wú)污染的物質(zhì)也可進(jìn)行脫硝。已知:
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H1=-221.0kJ·mol-1;
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H2=+180.5kJ/mol
2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2 (g) △H3=-746.0kJ /mol
回答下列問(wèn)題
(1)用焦炭還原NO生成無(wú)污染氣體的熱化學(xué)方程式為______________________.
(2)在一定溫度下,向甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中加入一定量的NO和足量的焦炭,反應(yīng)過(guò)程中測(cè)得各容器中c(NO)(mo/L)隨時(shí)間(s)的變化如下表:(已知:三個(gè)容器的反應(yīng)溫度分別為T甲=400℃、T乙=400℃、T丙=a℃)
甲容器中,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_________丙容器的反應(yīng)溫度a__________400℃(填“>”,<”或“=”),理由是___________________________________.,用NH3催化還原NOx,也可以消除氮氧化物的污染。已知:8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(l),ΔH<0。相同條件下,在2L密閉容器內(nèi),選用不同的催化劑進(jìn)行反應(yīng),產(chǎn)生N2的量隨時(shí)間的變化如圖所示
①在催化劑A的作用下0-4min的v(NO2)=___________________.
②該反應(yīng)活化能Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)由小到大的順序是_____________,理由是_______________________________________.
③下列說(shuō)法不正確的是____________(填序號(hào))。
a.使用催化劑A達(dá)平衡時(shí),△H值更大
b升高溫度可使容器內(nèi)氣體顏色加深
c.單位時(shí)間內(nèi)形成N-H鍵與O-H鍵的數(shù)目相等時(shí),說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡
d.若在恒容絕熱的密閉容器中反應(yīng),當(dāng)平衡常數(shù)不變時(shí),說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡
【答案】4NO+3ClO2-+4OH=4NO3-+2H2O+3Cl2NO(g)+C(s)CO2(g)+N2(g) △H573.75kJ/mol(或0.5625)反應(yīng)放熱,甲、丙容器容積相同,反應(yīng)起始量相同,達(dá)平衡時(shí),K(丙)<K(甲)(或丙達(dá)平衡的時(shí)間比甲短)0.375mol/(L·min)Ea(A)<Ea(B)<Ea(C)相同時(shí)間內(nèi)生成的N2越多,反應(yīng)速率越快,活化能越低a
【解析】
I.從題目表格中數(shù)據(jù)可以看出,產(chǎn)物中含有的離子主要是NO3-、Cl,則NaClO2溶液脫硝過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式為4NO+3ClO2-+4OH=4NO3-+2H2O+3Cl;
Ⅱ.(1)依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式;
(2)依據(jù)可逆反應(yīng)2NO(g)+C(s)CO2(g)+N2(g)在甲、乙、丙三種不同條件下建立平衡,建立三行式,找出平衡濃度,計(jì)算平衡常數(shù);
依據(jù)可逆反應(yīng)8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(l) ΔH<0,結(jié)合圖像分析計(jì)算反應(yīng)速率,比較活化能大小,判斷平衡移動(dòng)等。
I.從題目表格中數(shù)據(jù)可以看出,產(chǎn)物中含有的離子主要是NO3-、Cl,則NaClO2溶液脫硝過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式為4NO+3ClO2-+4OH=4NO3-+2H2O+3Cl,
因此,本題答案為:4NO+3ClO2-+4OH=4NO3-+2H2O+3Cl;
Ⅱ.(1)已知:
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H1=-221.0kJ·mol-1;
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H2=+180.5kJ/mol
2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2 (g) △H3=-746.0kJ /mol
由蓋斯定律(①+③-②)÷2得到反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:2NO(g)+C(s)CO2(g)+N2(g) 573.75kJ/mol,
因此,本題答案為:2NO(g)+C(s)CO2(g)+N2(g) 573.75kJ/mol;
(2)甲容器中,30s時(shí)達(dá)到平衡:
2NO(g)+C(s)CO2(g)+N2(g)
起始濃度(mol/L)2.00 0 0
變化濃度(mol/L)1.20 0.60 0.60
平衡濃度(mol/L)0.80 0.60 0.60
平衡常數(shù)K===,
從表中數(shù)據(jù)可知,丙容器和甲容器起始量相同,丙達(dá)平衡的時(shí)間比甲短,說(shuō)明丙反應(yīng)比甲快,故溫度比甲高,
因此,本題答案為:(或0.5625); ;應(yīng)放熱,甲、丙容器容積相同,反應(yīng)起始量相同,達(dá)平衡時(shí),K(丙)<K(甲)(或丙達(dá)平衡的時(shí)間比甲短);
①由圖像可知,在催化劑A的作用下4min,n(N2)=3.5mol,則v(N2)==0.4375 mol/(L·min)
由方程式8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(l),根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,則
v(NO2)= v(N2)=0.4375 mol/(L·min)= 0.375mol/(L·min),
② 由圖像可知,相同時(shí)間內(nèi)生成的N2的物質(zhì)的量A>B>C,相同時(shí)間內(nèi)生成的N2越多,說(shuō)明反應(yīng)速率越快,則活化能越低,該反應(yīng)活化能Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)由小到大的順序是Ea(A)<Ea(B)<Ea(C),
因此,本題答案為:Ea(A)<Ea(B)<Ea(C);相同時(shí)間內(nèi)生成的N2越多,反應(yīng)速率越快,活化能越低;
③ a.△H值大小與是否使用催化劑無(wú)關(guān),故a錯(cuò)誤;
b.正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),NO2濃度增大,容器內(nèi)氣體顏色加深,故b正確;
c.單位時(shí)間內(nèi)形成N-H鍵與O-H鍵的數(shù)目相等時(shí),即單位時(shí)間內(nèi)生成8個(gè)NH3,同時(shí)生成12個(gè)H2O時(shí),說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡,故c正確;
d.平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),當(dāng)平衡常數(shù)不變時(shí),說(shuō)明溫度不變,說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡,故d正確。
因此,本題答案為:a。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在xR2++yH++O2=mR3++nH2O的離子方程式中,對(duì)m和R3+的判斷正確的是( )
A.m=2 R2+是還原劑B.m=y R3+是氧化產(chǎn)物
C.m=2 R2+是氧化劑D.m=y R3+是還原產(chǎn)物
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】材料的應(yīng)用和發(fā)展與人類(lèi)文明的進(jìn)步緊密相關(guān),下列關(guān)于材料的說(shuō)法正確的是( )
A.普通玻璃是合成材料B.玻璃鋼是無(wú)機(jī)非金屬材料
C.有機(jī)玻璃是一種常見(jiàn)的塑料D.有機(jī)玻璃是復(fù)合材料
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某研究小組在實(shí)驗(yàn)室以含鐵的銅屑為原料制備Cu(NO3)2·H2O晶體,并進(jìn)一步探究用SOCl2制備少量無(wú)水Cu(NO3)2。設(shè)計(jì)的合成路線如下:
已知:Cu(NO3)2·3H2O Cu(NO3)2·Cu(OH)2 CuO
SOCl2熔點(diǎn)―105℃、沸點(diǎn)76℃、遇水劇烈水解生成兩種酸性氣體。
請(qǐng)回答:
(1)第②步調(diào)pH適合的物質(zhì)是_________(填化學(xué)式)。
(2)第③步包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、抽濾等步驟,其中蒸發(fā)濃縮的具體操作是_____________。為得到較大顆粒的Cu(NO3)2·3H2O晶體,可采用的方法是___________(填一種)。
(3)第④步中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________。
(4)第④步,某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖(夾持及控溫裝置省略,如圖)有一處不合理,請(qǐng)?zhí)岢龈倪M(jìn)方案并說(shuō)明理由___________________。
裝置改進(jìn)后,向儀器A中緩慢滴加SOCl2時(shí),需打開(kāi)活塞______(填“a”、“b”或“a和b”)。
(5)為測(cè)定無(wú)水Cu(NO3)2產(chǎn)品的純度,可用分光光度法。
已知:4NH3·H2O + Cu2+ == Cu(NH3)42+ + 4H2O;Cu(NH3)42+ 對(duì)特定波長(zhǎng)光的吸收程度(用吸光度A表示)與Cu2+ 在一定濃度范圍內(nèi)成正比,F(xiàn)測(cè)得Cu(NH3)42+的吸光度A與Cu2+ 標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度關(guān)系如圖所示:
準(zhǔn)確稱(chēng)取0.3150g無(wú)水Cu(NO3)2,用蒸餾水溶解并定容至100 mL,準(zhǔn)確移取該溶液10.00mL,加過(guò)量NH3·H2O,再用蒸餾水定容至100 mL,測(cè)得溶液吸光度A=0.620,則無(wú)水Cu(NO3)2產(chǎn)品的純度是_________(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列各組氣體通常情況下能大量共存,并且既能用濃硫酸干燥,又能用堿石灰干燥的是( )
A. SO2、O2、HBr B. NH3、O2、N2
C. NH3、CO2、HCl D. H2、CH4、O2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列化學(xué)反應(yīng)中,既有離子鍵、極性鍵、非極性鍵斷裂,又有離子鍵、極性鍵、非極性鍵形成的是( )
A. NH4Cl+NaOH=NaCl+NH3+H2O B. Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3
C. Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O D. 2Na2O2+2H2O=NaOH+O2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在一定條件下,反應(yīng)A2(g)+B2(g) 2AB(g) 達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是( )
A. 單位時(shí)間內(nèi)生成n mol A2的同時(shí),生成n mol的AB
B. 單位時(shí)間內(nèi)生成2n mol AB的同時(shí),生成n mol的B2
C. 單位時(shí)間內(nèi),生成n mol A2的同時(shí),生成n mol的B2
D. 容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間而變化
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列一定屬于放熱反應(yīng)的是( )
A. 不需要加熱就能發(fā)生的反應(yīng)
B. 拆開(kāi)反應(yīng)物所有化學(xué)鍵吸收的能量小于生成物化學(xué)鍵形成時(shí)釋放的能量
C. 反應(yīng)物總能量小于生成物總能量
D. NaOH固體溶于水
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