17.某市對(duì)大氣進(jìn)行監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物PM25(直徑小于等于2.5μm的懸浮顆粒物),其主要來(lái)源為燃煤、機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣等.因此,對(duì)PM25、SO2、NOx等進(jìn)行研究具有重要意義.請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)為減少SO2的排放,常采取的措施有:
①將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料.
已知:H2(g)+$\frac{1}{2}{O_2}(g)={H_2}$O(g)△H=-241.8kJ•mol-1
C(s)+$\frac{1}{2}{O_2}$(g)=CO(g)△H=-110.5kJ•mol-1
寫(xiě)出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)△H=+131.3kJ/mol.
②洗滌含SO2的煙氣.以下物質(zhì)可作洗滌劑的是ab.
a.Ca(OH)2      b.Na2CO3       c.CaCl2 d.NaHSO3
(2)汽車(chē)尾氣中NOx和CO的生成及轉(zhuǎn)化
①已知汽缸中生成NO的反應(yīng)為:N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H>0若1mol空氣含0.8molN2和0.2molO2,1300°C時(shí)在密閉容器內(nèi)反應(yīng)達(dá)到平衡,測(cè)得NO為8×10-4mol.計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)K≈4×10-6
汽車(chē)啟動(dòng)后,汽缸溫度越高,單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大,原因是該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度升高,反應(yīng)速率加快,平衡向正方向移動(dòng),單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的NO多.
②汽車(chē)燃油不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生CO,有人設(shè)想按下列反應(yīng)除去CO:2CO(g)═2C(s)+O2(g)已知該反應(yīng)的△H>0,簡(jiǎn)述該設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)的依據(jù):不能實(shí)現(xiàn),因?yàn)樵摲磻?yīng)的△H>0,△S<0,所以△H-T△S>0.
③目前,在汽車(chē)尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器可減少CO和NO的污染,其化學(xué)反應(yīng)方程式為2XCO+2N0X 2XCO2+N2

分析 (1)①利用蓋斯定律,通過(guò)已知熱化學(xué)方程式運(yùn)算得目標(biāo)熱化學(xué)方程式;
②依據(jù)二氧化硫的性質(zhì):是一種酸性氧化物可以和堿反應(yīng),二氧化硫溶于水得亞硫酸,酸性強(qiáng)于碳酸,所以可以和碳酸鈉溶液反應(yīng);
(2)①列三段表示出各種物質(zhì)平衡時(shí)的濃度,帶入平衡常數(shù)表達(dá)式;N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H>0,該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度升高,反應(yīng)速率加快,平衡向正方向移動(dòng),單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的NO多;
②利用反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)△H-T△S;
③CO和NOx在催化劑的作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成無(wú)毒的二氧化碳和氮?dú)猓?/p>

解答 (2)①H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H20 (g)△H=-241.8kJ•mol-1
C(s)+$\frac{1}{2}$O2(g)=CO (g)△H=-110.5kJ•mol-1
利用蓋斯定律將方程式變形:②-①得 C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)△H=+131.3kJ/mol,
故答案為:C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)△H=+131.3kJ/mol;
②二氧化硫是酸性氧化物所以具有酸性氧化物的通性能夠與堿反應(yīng):SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O;
二氧化硫水溶液是亞硫酸所以也能夠與碳酸鈉反應(yīng):SO2+Na2CO3=Na2SO3+CO2↑所以可以用氫氧化鈣溶液和碳酸鈉溶液做洗滌劑;
二氧化硫與氯化鈣溶液不反應(yīng),且在亞硫酸氫鈉溶液中的溶解度很小,所以不能用氯化鈣和亞硫酸氫鈉溶液做洗滌液,
故答案為:ab;
(3)①設(shè)反應(yīng)容器的體積是aL
根據(jù)題意得:
               N2(g)+O2(g)?2NO(g)
初始濃度       $\frac{0.8}{a}$     $\frac{0.2}{a}$         0

轉(zhuǎn)化濃度   $\frac{4×1{0}^{-4}}{a}$  $\frac{4×1{0}^{-4}}{a}$   $\frac{8×1{0}^{-4}}{a}$,

平衡濃度 $\frac{0.8}{a}$-$\frac{4×1{0}^{-4}}{a}$$\frac{0.2}{a}$-$\frac{4×1{0}^{-4}}{a}$$\frac{8×1{0}^{-4}}{a}$
將各種物質(zhì)的濃度帶入表達(dá)式 得K=$\frac{{c}^{2}(NO)}{c({N}_{2})c({O}_{2})}$≈4×10-6,
故答案為:4×10-6;
汽缸中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng):N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H>0,這是個(gè)吸熱反應(yīng),溫度升高,反應(yīng)速率加快,平衡向正方向移動(dòng),單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的NO多,
故答案為:該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度升高,反應(yīng)速率加快,平衡向正方向移動(dòng),單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的NO多;
②2CO(g)=2C(s)+O2(g)是一個(gè)熵值減小的反應(yīng)即:△S<0,同時(shí)又是一個(gè)△H>O,所以△H-T△S一定大于0,所以任何條件下不能自發(fā)進(jìn)行,
故答案為:不能實(shí)現(xiàn),因?yàn)樵摲磻?yīng)的△H>0,△S<0,所以△H-T△S>0;
③CO和NOx在催化劑發(fā)生反應(yīng):2XCO+2N0X 2XCO2+N2,故答案為:2XCO+2N0X 2XCO2+N2

點(diǎn)評(píng) 本題考查了pH值的計(jì)算、蓋斯定律求反應(yīng)熱、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算、反應(yīng)進(jìn)行方向的判斷,題目綜合性非常強(qiáng),涉及知識(shí)點(diǎn)多,難度中等,同時(shí)又結(jié)合了環(huán)境的污染和治理,題目又比較新穎,是高考的熱門(mén)話(huà)題,解題時(shí)應(yīng)該結(jié)合相應(yīng)的知識(shí),認(rèn)真解答.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

7.下列是某化學(xué)小組為探究氫氧化鈣的性質(zhì)而進(jìn)行的相關(guān)實(shí)驗(yàn),請(qǐng)你也一起參與探究.
(1)小明通過(guò)一玻璃管向盛有澄清石灰水的試管中吹氣,溶液變渾濁
(2)小麗向盛有澄清石灰水的試管中加入適量的碳酸鈉溶液,溶液變渾濁.
(3)小倩向盛有少量氫氧化鈣固體的試管中加入一定量的蒸餾水,液體變渾濁,再向其中加入3滴無(wú)色酚酞,液體變成紅色,繼續(xù)向試管中加入過(guò)量的稀鹽酸,出現(xiàn)的現(xiàn)象是紅色褪去,渾濁液體變澄清,據(jù)小倩同學(xué)的實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象可知?dú)溲趸}具有的性質(zhì)有微溶于水、能使酚酞變紅、能與(鹽)酸反應(yīng).
(4)上述實(shí)驗(yàn)涉及的反應(yīng)不屬于堿的相似化學(xué)性質(zhì)的反應(yīng)方程式是Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2 NaOH,不屬于基本反應(yīng)類(lèi)型的反應(yīng)方程式是CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O.
(5)實(shí)驗(yàn)后三位同學(xué)將試管中的廢液倒入同一燒杯中,攪拌,得到無(wú)色溶液,則該溶液中一定含有的物質(zhì)是NaCl、CaCl2、(酚酞)(或氯化鈉、氯化鈣(酚酞)).請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明可能存在的物質(zhì)是否存在:
實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論
取實(shí)驗(yàn)所得的無(wú)色溶液少量于試管中,向試管中滴加石蕊溶液(或鋅粒、碳酸鈉等)溶液由無(wú)色變成紅色(或有氣泡冒出)說(shuō)明溶液中還含有HCl

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

8.下列試劑:①濃硫酸、②氯水、③硝酸銀、④濃硝酸、⑤濃鹽酸、⑥溴化銀,其中必須用棕色試劑瓶裝的有( 。
A.①②③④⑤⑥B.②③④⑥C.②③⑤⑥D.①③④⑥

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

5.下列有關(guān)物質(zhì)用途的敘述中不正確的是(  )
A.二氧化硅用于制作電腦芯片和光導(dǎo)纖維
B.硫磺用于配制黑火藥和工業(yè)生產(chǎn)硫酸
C.氯氣用于城市自來(lái)水消毒和生產(chǎn)漂白粉
D.鉀鈉合金用作原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

12.粉煤灰中含有SiO2、Al2O3、Fe2O3等,某實(shí)驗(yàn)室對(duì)其進(jìn)行處理的流程如圖所示:

回答下列問(wèn)題:
(1)第①步得到的“熟料”中可溶性的成分主要是NH4Fe(SO42、NH4Al(SO42等,寫(xiě)出生成NH4Fe(SO42的化學(xué)方程式Fe2O3+4NH4HSO4$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$2 NH4Fe(SO42+2NH3↑+3H2O.
(2)濾渣B的主要成分與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為SiO2+2OH-=SiO32-+H2O.
(3)步驟③中用NH4HCO3調(diào)節(jié)pH的實(shí)驗(yàn)原理為H++HCO3-=H2O+CO2↑(用離子方程式表示).
(4)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行第④步操作時(shí),所需的儀器是酒精燈、石棉網(wǎng)、三腳架、玻璃棒、蒸發(fā)皿,得到的晶體主要成份是(NH42SO4(填化學(xué)式).第⑥步生成Al(OH)3的離子方程式為[Al(OH)4]-+CO2+H2O=Al(OH)3↓+HCO3-

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

2.盛放有較強(qiáng)腐蝕性的試劑瓶的標(biāo)簽上最應(yīng)有的警示標(biāo)志是(  )
A.B.C.D.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

2.如表是四種鹽在不同溫度下的溶解度(g/100g水):
 NaNO3KNO3NaClKCl
10℃80.521.235.731.0
100℃17524639.156.6
(假設(shè):鹽類(lèi)共存時(shí)不影響各自的溶解度,分離晶體時(shí),溶劑的損耗忽略不計(jì))
某同學(xué)設(shè)計(jì)用物質(zhì)的量之比為1:1的硝酸鈉和氯化鉀為原料,加入一定量的水制取硝酸鉀的實(shí)驗(yàn),其流程如圖所示:

(1)在①和②的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,需要控制的關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)條件是控制溫度,在上述晶體中,C(填“A”或“C”)應(yīng)為硝酸鉀晶體.
(2)在①的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,需要進(jìn)行的操作依次是加水溶解、蒸發(fā)濃縮、趁熱過(guò)濾.
(3)粗產(chǎn)品中可能含有雜質(zhì)離子Na+、Cl-,檢驗(yàn)其中一種離子的方法是用潔凈的鉑絲或鐵絲蘸取粗產(chǎn)品在火焰上灼燒,若火焰呈黃色,證明有Na+;或 取粗產(chǎn)品少許,加水配成溶液,加入硝酸酸化的硝酸銀溶液,若有白色沉淀產(chǎn)生,證明有Cl-
(4)為了洗滌所得的硝酸鉀晶體,下列溶劑可用作洗滌劑的是bc(填編號(hào)).
a.熱水         b.冰水        c.95%的酒精        d.四氯化碳
(5)如取34.0g硝酸鈉和29.8g氯化鉀,加入70g水,在100℃蒸發(fā)掉50g水,維持該溫度,過(guò)濾,析出晶體的質(zhì)量為15.58g.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

19.反應(yīng)4NH3+5O2?4NO+6H2O在一定體積的密閉容器中進(jìn)行,30s后NO的物質(zhì)的量濃度增加了3mol/L,則下列反應(yīng)速率正確的是( 。
A.v(O2)=0.125mol•(L•s)-1B.v(NO)=0.01mol•(L•s)-1
C.v(NH3)=0.01 mol•(L•s)-1D.v(NH3)=0.2 mol•(L•s)-1

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

20.下列化學(xué)用語(yǔ)書(shū)寫(xiě)正確的是( 。
A.氯原子的結(jié)構(gòu)示意圖:
B.作為相對(duì)原子質(zhì)量測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)的碳核素:614C
C.CCl4的電子式
D.氯化鎂的電子式:

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案