【題目】冶金工業(yè)、硝酸工業(yè)的廢氣廢液中含氮化合物污染嚴(yán)重,必須處理達(dá)標(biāo)后才能排放。

.用活性炭處理工廠尾氣中的氮氧化物。

(1)已知:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) ΔH1=a kJ·mol-1

4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) ΔH2=b kJ·mol-1

C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3=c kJ·mol-1

則反應(yīng)C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)ΔH=_____。

(2)在容積不變的密閉容器中,一定量的NO與足量的C發(fā)生反應(yīng):C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) ΔH=Q kJ·mol-1,平衡時(shí)c(NO)與溫度T的關(guān)系如圖1所示,下列說(shuō)法正確的是______。

A.其他條件不變,改變活性炭的用量,平衡一定不移動(dòng)

B.該反應(yīng)的Q0,所以T1T2、T3對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù):K1K2K2

C.溫度為T2時(shí),若反應(yīng)體系處于狀態(tài)D,則此時(shí)vv

D.若狀態(tài)B、CD體系的壓強(qiáng)分別為p(B)p(C)、p(D),則p(D)=p(C)p(B)

(3)已知某溫度時(shí),反應(yīng)C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)的平衡常數(shù)K=9/16,在該溫度下的2 L密閉容器中投入足量的活性炭和2.0 mol NO發(fā)生反應(yīng),t1時(shí)刻達(dá)到平衡,請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出反應(yīng)過(guò)程中c(NO)隨時(shí)間t的變化曲線。_______

(4)工業(yè)上實(shí)際處理廢氣時(shí),常用活性炭作催化劑,用NH3還原NO,同時(shí)通入一定量的O2以提高處理效果。當(dāng)n(NH3)=n(NO)時(shí),寫出體系中總反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________。

.用納米鐵粉或電解法處理廢水中的硝酸鹽。

(5)納米鐵粉處理污水中NO3-的離子方程式為4Fe+ NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O。

實(shí)驗(yàn)證實(shí),pH偏小將會(huì)導(dǎo)致NO3-的去除率下降,其原因是_______________。相同條件下,納米鐵粉去除不同水樣中NO3-的速率有較大差異(見圖),產(chǎn)生該差異的可能原因是__。

(6)電解法處理水中硝酸鹽的原理是以金屬Pt作電極,用質(zhì)子交換膜把溶液分為陰陽(yáng)兩極區(qū),陰極區(qū)為含硝酸鹽的工業(yè)廢水,接通直流電源進(jìn)行電解。請(qǐng)寫出陰極的電極反應(yīng)式:__________。

【答案】(+c)kJ·mol-1 C 4NH3+4NO+O2 4N2+6H2O 納米鐵粉與H+反應(yīng)生成H2,導(dǎo)致NO3-的去除率下降 CuCu2+對(duì)納米鐵粉去除NO3-的反應(yīng)有催化作用(或形成的Fe-Cu原電池增大了納米鐵粉去除NO3-的反應(yīng)速率) 2 NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O(10H++NO3-+8e-=NH4++3H2O)

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律分析解答;

(2)由圖可知,溫度越高平衡時(shí)c(NO)越大,即升高溫度平衡逆向移動(dòng),說(shuō)明該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),H0,據(jù)此分析判斷;

(3) 根據(jù)三段式結(jié)合平衡常數(shù)計(jì)算出平衡時(shí)c(NO),再畫出圖像;

(4)根據(jù)題意,用活性炭作催化劑,反應(yīng)物為NH3NOO2n(NH3)=n(NO)生成氮?dú)夂退?/span>

(5) pH偏小時(shí),納米鐵粉能夠與H+反應(yīng);根據(jù)圖像,從Cu2+的存在思考對(duì)反應(yīng)速率的影響;

(6)陰極上NO3-放電生成氮?dú)?/span>(也可能生成銨根離子等),據(jù)此書寫電極反應(yīng)式。

(1)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) ΔH1=a kJ·mol-1,②4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) ΔH2=b kJ·mol-1,③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3=c kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律,將方程式按照+③得:C(s) +2NO(g) N2(g) +CO2(g) ΔH=(+c)kJ·mol-1,故答案為:(+c)kJ·mol-1;

(2)由圖可知,溫度越高平衡時(shí)c(NO)越大,即升高溫度平衡逆向移動(dòng),說(shuō)明該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),H0。

A.其他條件不變,改變活性炭的用量,炭為固體,因此平衡一定不移動(dòng),但是如果將炭完全移除,過(guò)加入足夠多的炭,影響了容器中氣體的壓強(qiáng),則平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng),故A錯(cuò)誤;B. 該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng),Q0,升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以升高溫度,化學(xué)平衡常數(shù)減小,所以T1、T2、T3對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K1K2K2,故B錯(cuò)誤;C. T2時(shí)反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)Dc(NO)高于平衡濃度,故反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,則一定有υ()υ(),故C正確;D. 達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),壓強(qiáng)和溫度成正比例關(guān)系,則PB=PDPC,故D錯(cuò)誤;故選C;

(3) 某溫度時(shí),反應(yīng)C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)的平衡常數(shù)K=9/16,在該溫度下的2 L密閉容器中投入足量的活性炭和2.0 mol NO發(fā)生反應(yīng),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,c(NO)1mol/L逐漸減小,設(shè)c(NO)的變化量為2x,

C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)

起始(mol/L) 1 0 0

反應(yīng)(mol/L) 2x x x

平衡(mol/L) 1-2x x x

=,解得x=0.3,則平衡時(shí),c(NO)=0.4mol/L,因此c(NO)隨時(shí)間t的變化曲線為,故答案為:

(4)用活性炭作催化劑,用NH3還原NO,同時(shí)通入一定量的O2以提高處理效果。當(dāng)n(NH3)=n(NO)時(shí),反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+4NO+O2 4N2+6H2O,故答案為:4NH3+4NO+O2 4N2+6H2O;

(5)納米鐵粉處理污水中NO3-的離子方程式為4Fe+ NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O,pH偏小時(shí),納米鐵粉與H+反應(yīng)生成H2,導(dǎo)致NO3-的去除率下降;根據(jù)圖像,相同條件下,納米鐵粉去除不同水樣中NO3-的速率有較大差異,可能原因是CuCu2+對(duì)納米鐵粉去除NO3-的反應(yīng)有催化作用(或形成的Fe-Cu原電池增大了納米鐵粉去除NO3-的反應(yīng)速率),故答案為:納米鐵粉與H+反應(yīng)生成H2,導(dǎo)致NO3-的去除率下降;CuCu2+對(duì)納米鐵粉去除NO3-的反應(yīng)有催化作用(或形成的Fe-Cu原電池增大了納米鐵粉去除NO3-的反應(yīng)速率);

(6)以金屬Pt作電極,用質(zhì)子交換膜把溶液分為陰陽(yáng)兩極區(qū),陰極區(qū)為含硝酸鹽的工業(yè)廢水,接通直流電源進(jìn)行電解,陰極上NO3-放電生成氮?dú)?/span>(也可能生成銨根離子等),電極反應(yīng)式為2 NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O,故答案為:2 NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O。

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:

【題目】下列各組中的離子,能在溶液中大量共存的是

A. K、H、SOOH B. Na、Ca2、CO、NO

C. Na、HCl、CO D. NaCu2、ClSO

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】溫度恒定的條件下,在2 L容積不變的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。開始充入4 molSO22 molO210 s后達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)c(SO3)=0.5 mol·L-1,下列說(shuō)法不正確的是 (  )

A.v(SO2)v(O2)=21B.10 s內(nèi),v(SO3)=0.05 mol·L-1·s-1

C.SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為25%D.平衡時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的5/6

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知鈉與氧氣在不同條件下會(huì)發(fā)生不同的反應(yīng)。

1)將金屬鈉長(zhǎng)時(shí)間放置于空氣中可發(fā)生如下一系列變化,寫出此變化中①③步轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式:

NaNa2ONaOHNa2CO3·10H2ONa2CO3

___________;

__________

2)將鈉置于坩堝內(nèi),在空氣中加熱,可燃燒生成一種淡黃色物質(zhì)。

①鈉在空氣中燃燒的化學(xué)方程式為___________。

②某學(xué)習(xí)小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究Na2O2與水的反應(yīng)。

操作

現(xiàn)象

向盛有4.0gNa2O2的燒杯中加入50mL蒸餾水

劇烈反應(yīng),產(chǎn)生能使帶火星木條復(fù)燃的氣體,得到的無(wú)色溶液a

向溶液a中滴入兩滴酚酞

.溶液變紅

10分種后溶液顏色明顯變淺,稍后,溶液變?yōu)闊o(wú)色

Na2O2與水反應(yīng)的離子方程式是___________,甲同學(xué)認(rèn)為過(guò)氧化鈉中陰離子結(jié)合水中氫離子生成了H2O2,溶液a中的H2O2將酚酞氧化導(dǎo)致褪色。用實(shí)驗(yàn)證實(shí)H2O2的存在:取少量溶液a,加入試劑___________(填化學(xué)式),有氣體產(chǎn)生。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】2016121日國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)宣布,將合成的四種新元素命名為113號(hào) (縮寫為Nh)、115號(hào)(Mc)、117號(hào)(Ts)118號(hào)(Og)。下列說(shuō)法正確的是

A. 113號(hào)元素的氧化物為兩性氧化物

B. 115號(hào)元素位于第六周期第VA

C. 117號(hào)元素的某種原子,核內(nèi)含176個(gè)中子,此原子是Ts

D. 118號(hào)元素的原子最外層有8個(gè)電子

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】利用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是

A. 實(shí)驗(yàn)①可觀察到紅色噴泉

B. 實(shí)驗(yàn)②可收集到少量氨氣

C. 實(shí)驗(yàn)③中逐滴滴加稀鹽酸時(shí),試管中立即產(chǎn)生大量氣泡

D. 實(shí)驗(yàn)④中酸性KMnO4溶液中有大量氣泡出現(xiàn),但溶液顏色不變

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下表是元素周期表的一部分,針對(duì)表中的①~⑩種元素,請(qǐng)用化學(xué)用語(yǔ)回答下列問(wèn)題:

族 周期

IA

IIA

IIIA

IVA

VA

VIA

VIIA

0

2

3

4

1)在③~⑦元素中,原子半徑最大的是_____(填元素符號(hào));⑩元素符號(hào)為_____;

2)⑦元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物與其氫化物能生成鹽 M,M 中含有的化學(xué)鍵類型有_____;

3)寫出元素①和⑧的單質(zhì)在加熱條件下反應(yīng)生成的化合物的電子式:_____

4)③、⑤、⑦、⑧所形成的離子,其半徑由小到大的順序是_____(填離子符號(hào))。

5)①~⑨中元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中酸性最強(qiáng)的是_____(填物質(zhì)化學(xué)式);呈兩性的氫氧化物是_____(填物質(zhì)化學(xué)式),該化合物與NaOH 溶液反應(yīng)的離子方程式為_________。

6)用電子式表示元素③與⑨形成化合物的過(guò)程_____。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】合成氨工業(yè)中的原料氣制取與凈化是重要的環(huán)節(jié)。

(1)已知有關(guān)反應(yīng)的能量變化如下圖:

寫出CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)制取CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式: ___________________。

(2)“CH4-CO2催化重整法”制氫氣:CH4(g)+CO2(g)2CO (g)+2H2(g),ΔH

不僅可以得到合成氣(CO和H2),還對(duì)溫室氣體的減排具有重要意義。上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下表所示。①根據(jù)鍵能計(jì)算,該反應(yīng)的ΔH_______kJ·mol-1。

②按一定體積比加入CH4和CO2,在恒壓下發(fā)生反應(yīng),溫度對(duì)CO和H2產(chǎn)率的影響如圖所示。實(shí)際生產(chǎn)中此反應(yīng)優(yōu)選溫度為900℃,原因是_______________________。

③某溫度下,將1 mol CH4、2 mol CO2以及催化劑進(jìn)行加入2 L容器中,達(dá)到平衡時(shí)α(CH4)=50%,平衡常數(shù)K=____mol2·L-2。

(3)合成氣在進(jìn)入合成塔前常用醋酸二氨合銅(Ⅰ)溶液來(lái)吸收其中的CO雜質(zhì),其反應(yīng)是:Cu(NH3)2(CH3COO)+CO+NH3Cu(NH3)3(CH3COO)·CO ΔH<0

必須除去原料氣中CO的原因是_______________________。

醋酸二氨合銅(Ⅰ)吸收CO的生產(chǎn)適宜條件應(yīng)是__________(填序號(hào))。

A.高溫高壓 B.高溫低壓 C.低溫高壓 D.低溫低壓

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】短周期主族元素X、Y、Z、R、T的原子半徑與原子序數(shù)關(guān)系如圖所示。R原子最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍,YZ能形成Z2YZ2Y2型離子化合物,ZT能形成化合物Z2T。下列推斷正確的是(

A.簡(jiǎn)單離子半徑:T>Z>Y

B.Z2YZ2Y2所含有的化學(xué)鍵類型相同

C.由于X2Y的沸點(diǎn)高于X2T,可推出X2Y的穩(wěn)定性強(qiáng)于X2T

D.ZXT的水溶液顯弱堿性,促進(jìn)了水的電離

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