【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(lái)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(guò)程中相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)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(yīng)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(jī)理如圖1,則總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______;脫硝率與溫度、負(fù)載率(分子篩中催化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù))的關(guān)系如圖2,為達(dá)到最佳脫硝效果,應(yīng)采用的條件是______。
(3)T1溫度時(shí)在容積為2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H<0。實(shí)驗(yàn)測(cè)得:υ正=υ(NO)消耗=2υ(O2)消耗=k正c2(NO)·c(O2),υ逆=(NO2) 消耗=k逆c2(NO2),k正、k逆為速率常數(shù)只受溫度影響。不同時(shí)刻測(cè)得容器中n(NO)、n(O2)如表:
時(shí)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(shí)k正/k逆=__________ L/mol。
②若將容器的溫度改變?yōu)門(mén)2時(shí)其k正=k逆,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?yán)霉腆w表面催化工藝進(jìn)行NO的分解。若用、、和分別表示N2、NO、O2和固體催化劑,在固體催化劑表面分解NO的過(guò)程如圖所示。從吸附到解吸的過(guò)程中,能量狀態(tài)最低的是___(填字母序號(hào))。
(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(zhì)可傳導(dǎo)O2-
①陰極的電極反應(yīng)式為______。
②消除一定量的NO所消耗的電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論計(jì)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(fù)載率3.0% 160 > C 2NO+4e-=N2+2O2- 陰極發(fā)生副反應(yīng)O2+4e-=2O2-
【解析】
(1)根據(jù)蓋斯定律,將已知的熱化學(xué)方程式疊加,可得相應(yīng)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式;
(2)由圖1可知,在催化劑的作用下,C2H4與NO、O2反應(yīng)最終生成N2、CO2、H2O, 據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的總方程式;根據(jù)圖2可知,為達(dá)到最佳脫硝效果,應(yīng)滿足脫硝率高,負(fù)載率低,適宜的溫度;
(3)①根據(jù)k正/k逆=c2(NO2)/c2(NO)·c(O2)=K,依據(jù)表格數(shù)據(jù)列出三段式求出結(jié)論;
②k正=k逆時(shí),則K=1,利用K與溫度的關(guān)系作答;
(4)該分解反應(yīng)為放熱反應(yīng);
(5)①陰極是NO得到電子生成O2-和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(yīng);
(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)+2H2O(1) 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,C2H4與NO、O2反應(yīng)最終生成N2、CO2、H2O,反應(yīng)總方程式為: 6NO+3O2+2C2H43N2+4CO2+4H2O;由圖可知,b曲線的最高點(diǎn)處,脫硝率高,負(fù)載率低,溫度適宜,適宜適合條件為350℃、負(fù)載率3.0%;
(3)①根據(jù)v正=v(NO)消耗=2v(O2)消耗= k正c2(NO)·c(O2),得出k正=v(NO)消耗/c2(NO)·c(O2),根據(jù)v逆=v(NO2)消耗= k逆c2(NO2),得出k逆= v(NO2)消耗/c2(NO2),因?yàn)?/span>v(NO)消耗= v(NO2)消耗,所以k正/k逆= c2(NO2)/ [c2(NO)·c(O2)]=K,表格中初始物質(zhì)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·L-1) 0.5 0.3 0
轉(zhuǎn)(mol·L-1) 0.4 0.2 0.4
平(mol·L-1) 0.1 0.1 0.4
K= c2(NO2)/[c2(NO)·c(O2)]= (0.4mol/L)2/[(0.1 mol
②若將容器的溫度改變?yōu)?/span>T2時(shí)其k正=k逆,則K=1<160,因反應(yīng):2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H<0,反應(yīng)放熱,K值減小,則對(duì)應(yīng)的溫度增大,即T2>T1;
(4)A→B是NO斷鍵轉(zhuǎn)化為氮原子和氧原子,B→C是氮原子與氮原子結(jié)合轉(zhuǎn)化為氮?dú),氧原子與氧原子結(jié)合轉(zhuǎn)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-和N2,其電極反應(yīng)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(yīng):O2+4e-==2O2-,導(dǎo)致耗能遠(yuǎn)高于理論值。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】固體X只可能由A1、(NH4)2SO4 ,MgCl2.FeCl2, AlCl3中的一種或幾種組成,某同學(xué)對(duì)該固體進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)
下列判斷正確的是
A.氣體甲一定是純凈物B.固體X中一定不存在FeCl2
C.白色沉淀甲可能是混合物D.固體X中一定存在AlCl3、(NH4)2SO4, MgCl2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知25℃時(shí)部分弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)數(shù)據(jù)如表所示,回答下列問(wèn)題:
化學(xué)式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO | |
電離平衡常數(shù) | Ka=1.8×10-5 | Kal=4.3×10-7 | Ka2=5.6×10-11 | Ka=3.0×10-8 |
(1) a.CH3COONa b.Na2CO3c.NaClO d.NaHCO3四種溶液的物質(zhì)的量濃度均為0.1mol·L-1的,pH由小到大排列的順序是_______________(用編號(hào)填寫(xiě))。
(2)常溫下,0.1mol·L-1CH3COOH溶液加水稀釋過(guò)程中,下列表達(dá)式的數(shù)據(jù)變大的是(______)
A.c(H+) B.c(H+)/c(CH3COOH) C.c(H+)·c(OH-)
D.c(OH-)/c(H+) E.c(H+)·c(CH3COO-)/c(CH3COOH)
(3)體積均為100mL pH=2的CH3COOH與一元酸HX,加水稀釋過(guò)程中pH與溶液體積的關(guān)系如圖所示,則HX的電離平衡常數(shù)_____(填“大于”、“小于”或“等于”)CH3COOH的電離平衡常數(shù),理由是_____________________。
(4)25℃時(shí),CH3COOH與CH3COONa的混合溶液,若測(cè)得pH=6,則溶液中
c(CH3COO-)-c(Na+)=___________________mol·L-1(填精確值)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】草酸亞鐵晶體(FeC2O4·2H2O)是一種淡黃色粉末,某課外小組利用下列裝置檢驗(yàn)草酸亞鐵晶體受熱分解的部分產(chǎn)物。
下列說(shuō)法正確的是
A. 若③和⑤中分別盛放足量NaOH溶液和CuO,可檢驗(yàn)生成的CO
B. 實(shí)驗(yàn)時(shí)只需要在裝置①中反應(yīng)結(jié)束后再通入N2
C. 若將④中的無(wú)水CaCl2換成無(wú)水硫酸銅可檢驗(yàn)分解生成的水蒸氣
D. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,①中淡黃色粉末完全變成黑色,則產(chǎn)物一定為鐵
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的短周期元素,且X、Z原子序數(shù)之和是Y、W原子序數(shù)之和的1/2。甲、乙、丙、丁是由這些元素組成的二元化合物,M是某種元素對(duì)應(yīng)的單質(zhì),乙和丁的組成元素相同,且乙是一種“綠色氧化劑”,化合物N是具有漂白性的氣體(常溫下)。上述物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(部分反應(yīng)物和生成物省略)。下列說(shuō)法正確的是
A. 原子半徑:r(Y)>r(Z)>r(W)
B. 化合物N與乙烯均能使溴水褪色,且原理相同
C. 含W元素的鹽溶液可能顯酸性、中性或堿性
D. Z與X、Y、W形成的化合物中,各元素均滿足8電子結(jié)構(gòu)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】PEI[]是一種非結(jié)晶性塑料。其合成路線如下(某些反應(yīng)條件和試劑已略去):已知:
i.
ii.CH3COOH+ CH3COOH
(1)A為鏈狀烴。A的化學(xué)名稱為______。
(2)A→B的反應(yīng)類型為______。
(3)下列關(guān)于D的說(shuō)法中正確的是______(填字母)。
a.不存在碳碳雙鍵 b.可作聚合物的單體 c.常溫下能與水混溶
(4)F由4-氯-1,2-二甲苯催化氧化制得。F所含官能團(tuán)有-Cl和______。
(5)C的核磁共振氫譜中,只有一個(gè)吸收峰。僅以2-溴丙烷為有機(jī)原料,選用必要的無(wú)機(jī)試劑也能合成C。寫(xiě)出有關(guān)化學(xué)方程式:_____
(6)以E和K為原料合成PEI分為三步反應(yīng)。
寫(xiě)出中間產(chǎn)物2的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式: _______
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】海洋是一個(gè)巨大的化學(xué)資源寶庫(kù),下面是海水資源綜合利用的部分流程圖。
(1)步驟①中除去粗鹽中雜質(zhì)(Mg2+、SO、Ca2+),加入的藥品順序正確的是__________。
A. NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→過(guò)濾后加鹽酸
B. BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→過(guò)濾后加鹽酸
C. NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→過(guò)濾后加鹽酸
D. BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→過(guò)濾后加鹽酸
(2)步驟⑤中已獲得Br2,步驟⑥中又用SO2的水溶液將Br2吸收,其目的是___________。
(3)寫(xiě)出步驟⑥中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:_______________。
(4)把溴吹入到SO2的水溶液的氣體X最可能用下面的___(填序號(hào))。
A. 乙烯 B. 空氣 C. 氬氣 D. CO2
(5)由海水提溴過(guò)程中的反應(yīng)可得出Cl-、SO2、Br-還原性由弱到強(qiáng)的順序是___________。
(6)鈦是航空、軍工、電力等方面的必需原料。常溫下鈦不與非金屬、強(qiáng)酸反應(yīng),紅熱時(shí),卻可與常見(jiàn)的非金屬單質(zhì)反應(yīng)。目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法是:TiO2、炭粉混合,在高溫條件下通入Cl2制得TiCl4和一種可燃性氣體。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】一種可充電鋰-空氣電池如圖所示。當(dāng)電池放電時(shí),O2與Li+在多孔碳材料電極處生成Li2O2-x(x=0或1)。下列說(shuō)法正確的是
A. 放電時(shí),多孔碳材料電極為負(fù)極
B. 放電時(shí),外電路電子由多孔碳材料電極流向鋰電極
C. 充電時(shí),電解質(zhì)溶液中Li+向多孔碳材料區(qū)遷移
D. 充電時(shí),電池總反應(yīng)為Li2O2-x=2Li+(1-)O2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】海洋約占地球表面積的71%,具有十分巨大的開(kāi)發(fā)潛力。工業(yè)上從海水中提取鎂的流程如下:
下列說(shuō)法中正確的是
A. 工業(yè)上使Mg2+沉淀,試劑①應(yīng)選用NaOH
B. 將MgCl2溶液直接蒸干得到無(wú)水MgCl2
C. 電解MgCl2溶液在陰極得到金屬Mg
D. 要使MgSO4完全轉(zhuǎn)化為沉淀,加入試劑①的應(yīng)過(guò)量
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