【題目】工業(yè)廢氣、汽車尾氣排放出的 SO2、NOx等,是形成霧霾的重要因素.霾是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機碳氫化合物等粒子形成的煙霧.
(1)NOx和 SO2在空氣中存在下列平衡:
2NO(g) + O2(g)2NO2(g) △ H = 113.0kJmol1
2SO2(g) + O2(g)2SO3(g) △ H = 196.6kJmol1
SO2通常在二氧化氮的存在下,進一步被氧化,生成 SO3.
①寫出 NO2和 SO2反應的熱化學方程式為_____.
②隨溫度升高,該反應化學平衡常數變化趨勢是_____.
(2)提高2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)反應中 SO2的轉化率,是減少 SO2排放的有效措施:①T 溫度時,在 1L 的密閉容器中加入 2.0mol SO2和 1.0mol O2,5min 后反應達到平衡,二氧化硫的轉化率為 50%,該反應的平衡常數是_____.②在①中條件下,反應達到平衡后,改變下列條件,能使 SO2的轉化率提高的是_____(填字母).
a.溫度和容器體積不變,充入 1.0mol He
b.溫度和容器體積不變,充入 1.0mol O2
c.在其他條件不變時,減少容器的體積
d.在其他條件不變時,改用高效催化劑
e.在其他條件不變時,升高體系溫度
(3)工業(yè)上利用氯堿工業(yè)產品治理含二氧化硫的廢氣.如圖是氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的原理示意圖
①用溶液A吸收含二氧化硫的廢氣,其反應的離子方程式是_____.
②用含氣體B的陽極區(qū)溶液吸收含二氧化硫的廢氣,其反應的離子方程式是_____.
【答案】NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g) △H=41.8kJmol1 減小 2 bc SO2+OH-=HSO3-(或SO2+2OH-=SO32-+H2O) SO2+Cl2+H2O=4H++SO42-+2Cl-
【解析】
(1)①NO2和SO2反應的化學方程式為:NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g),根據蓋斯定律可得:(②-①)/2可得其△H。
②對于吸熱反應,溫度升高,平衡常數增大,對于放熱反應,溫度升高,平衡常數減小。
(2)①根據三段式計算平衡常數。
②a.溫度和容器體積不變,充入惰性氣體,平衡不移動,轉化率不變;
b.溫度和容器體積不變,增加反應物濃度,平衡正向移動,轉化率增大;
c.減少容器的體積,相當于增大壓強,平衡正向移動,轉化率提高;
d.催化劑只改變反應速率,不影響轉化率;
e.該反應正反應為放熱反應,升高體系溫度,平衡逆向移動,轉化率變;
(3)電解飽和食鹽水,陽極:2Cl--2e-=Cl2↑,陰極:2H++2e-=H2↑,總反應為:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,所以氣體B為氯氣,溶液A為氫氧化鈉。
(1)①NO2和SO2反應的化學方程式為:NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g),根據蓋斯定律:(②-①)/2得:△H =( 196.6kJmol1+113.0kJmol1)=41.8kJmol1,其熱化學反應方程式為:NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g) △H=41.8kJmol1,故答案為:NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g) △H=41.8kJmol1。
②由①可知,該反應的正反應為放熱反應,所以升高溫度,平衡向逆向移動,平衡常數減小,故答案為:減小。
(2)①1L密閉容器中,5min內各物質濃度發(fā)生的變化如下:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),
起始濃度(mol/L) 210
變化濃度(mol/L) 10.51
平衡濃度(mol/L) 10.5 1
平衡常數,故答案為:2。
②a.溫度和容器體積不變,充入1.0molHe,平衡不移動,SO2的轉化率不變,a錯誤;
b.溫度和容器體積不變,充入1.0molO2,平衡正向移動,SO2的轉化率提高,b正確;
c.在其他條件不變,減少容器的體積,相當于增大壓強,平衡正向移動,SO2的轉化率提高,c正確;
d.在其他條件不變時,改用高效催化劑,平衡不移動,SO2的轉化率不變,d錯誤;
e.該反應正反應為放熱反應,在其他條件不變時,升高體系溫度,平衡逆向移動,SO2的轉化率變小,e錯誤;故答案為:bc。
(3)①電解飽和食鹽水,陽極:2Cl--2e-=Cl2↑,陰極:2H++2e-=H2↑,總反應為:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,氣體B為氯氣,溶液A為氫氧化鈉。氫氧化鈉與二氧化硫反應,其化學反應方程式為:SO2+NaOH= NaHSO3(或SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O),其離子反應方程式為:SO2+OH-=HSO3-(或SO2+2OH-=SO32-+H2O),故答案為:SO2+OH-=HSO3-(或SO2+2OH-=SO32-+H2O);
②氣體B為氯氣,其溶液與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應生成硫酸和鹽酸,其化學反應方程式為:SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl,其離子反應方程式為:SO2+Cl2+H2O=4H++SO42-+2Cl-,故答案為:SO2+Cl2+H2O=4H++SO42-+2Cl-。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】工業(yè)燃燒煤、石油等化石燃料釋放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、CO、SO2等氣體,嚴重污染空氣。對廢氣進行脫硝、脫碳和脫硫處理可實現綠色環(huán)保、廢物利用。
Ⅰ.脫硝:
已知:H2的燃燒熱為285.8kJ/mol
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+133kJ/mol
H2O(g)=H2O(l)△H=-44kJ/mol
(1)催化劑存在下,H2還原NO2生成水蒸氣和其它無毒物質的熱化學方程式為__________________________。
Ⅱ.脫碳:
(2)向2L密閉容器中加入2molCO2、6molH2,在適當的催化劑作用下,發(fā)生反應:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)。
下列敘述能說明此反應達到平衡狀態(tài)的是__________。
A.混合氣體的平均式量保持不變
B.CO2和H2的體積分數保持不變;
C.CO2和H2的轉化率相等
D.混合氣體的密度保持不變
E.1molCO2生成的同時有3molH—H鍵斷裂
(3)在T1℃時,體積為2L的恒容容器中充入物質的量之和為3mol的H2和CO,發(fā)生反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反應達到平衡時CH3OH的體積分數(V%)與n(H2)/n(CO)的關系如圖1所示。
①當起始n(H2)/n(CO)=2,經過5min達到平衡,CO的轉化率為0.4,則0~5min內平均反應速率V(H2)=__________。若此時再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,達新平衡時H2的轉化率將__________(選填“增大”、“減小”或“不變”);
②當起始n(H2)/n(CO)=3.5時,達到平衡狀態(tài)后,CH3OH的體積分數可能是圖1中的___________點(選填“D”、“E”或“F”)
Ⅲ.脫硫:
如圖2所示。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】含氯化合物在工農業(yè)生產和日常生活中有著廣泛的用途。
(1)工業(yè)上用氯氣制備漂白粉,某研究小組利用下列裝置制備漂白粉。
①漂白粉的有效成分是_____________(填化學式)。漂白粉放置在空氣中一段時間后會失效,原因是(寫出有關反應的化學方程式)________________________。
②裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為___________________________________。
③裝置B中試劑a為_________,作用是________________________________。
(2)ClO2常用于自來水的消毒、木質紙漿的漂白。已知:NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑,2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O。有關物質的熔、沸點如下表:
物質 | 熔點/℃ | 沸點/℃ |
ClO2 | -59 | 11 |
Cl2 | -107 | -34.6 |
ClO2的生產流程示意圖如下:
理論上每生成1molClO2,外界至少補充X氣體________ mol。從ClO2發(fā)生器中分離出ClO2可采用的方法是____________。
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【題目】常溫下pH=11的X、Y兩種堿溶液各5 mL,分別稀釋至500 mL,其pH與溶液體積(V)的關系如圖所示,下列說法正確的是( )
A. 稀釋后X溶液中水的電離程度比Y溶液中水電離程度小
B. 若X為強堿,則a=9
C. 若X、Y都是弱堿,則a的值一定小于9
D. 完全中和X、Y兩溶液時,消耗同濃度稀硫酸的體積V(X)>V(Y)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】一定條件下,在體積為3 L的密閉容器中,一氧化碳與氫氣反應生成甲醇(催化劑為Cu2O/ZnO):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。根據題意完成下列問題:
(1)反應達到平衡時,平衡常數表達式K=__________,升高溫度,K值________(填“增大”“減小”或“不變”),平衡向__________方向移動。
(2)在500 ℃,從反應開始到平衡,氫氣的平均反應速率v(H2)____________________。(用含相應字母的式子表示)
(3)在其他條件不變的情況下,將處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2,下列有關該體系的說法正確的是________(填選項字母)。
A.氫氣的濃度減小 B.正反應速率加快,逆反應速率也加快
C.甲醇的物質的量增加 D.重新平衡時n(H2)/n(CH3OH)增大
(4)據研究,反應過程中起催化作用的為Cu2O,反應體系中含少量CO2有利于維持催化劑Cu2O的量不變,原因是________(用化學方程式表示)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】恒溫條件下,在體積不變的密閉容器中,有可逆反應X(s)+2Y(g) 2Z(g) △H<0,下列說法—定正確的是
A. 0.2molX和0.4molY充分反應,Z的物質的量可能會達到0.35mol
B. 從容器中移出部分反應物X,則正反應速率將下降
C. 當△H不變時,反應將達到平衡
D. 向反應體系中繼續(xù)通入足量Y氣體,X有可能被反應完全
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在一定溫度時,N2與H2反應過程中能量變化的曲線如圖,其中a表示不使用催化劑時的能量變化曲線,b表示使用催化劑時的能量變化曲線。下列敘述正確的是
A. 狀態(tài)M和N均表示2molN(g)+6mol H(g)
B. 該反應的熱化學方程式為:N2+3H22NH3 △H=-92kJ·mol-l
C. 使用催化劑,降低了反應進行所需的最低能量,增大了反應放出的能量
D. 使用催化劑,并不能改變反應的△H
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】pH=a的某電解質溶液中,插入兩支惰性電極,通直流電一段時間后,溶液的pH>a,則該電解質可能是
A. Na2SO4 B. H2SO4 C. AgNO3 D. NaCl
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的兩種反應原理是
① CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g);ΔH=+49.0 kJ/mol
② CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g);ΔH=-192.9 kJ/mol
下列說法正確的是 ( )
A. CH3OH的燃燒熱為192.9 kJ/mol
B. 反應①中的能量變化如圖所示
C. CH3OH轉變成H2的過程一定要吸收能量
D. 根據②推知反應:CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJ/mol
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