【題目】研究發(fā)現(xiàn),含Pm2.5的霧霾主要成分有CO2、SO2、NOx、CxHy及可吸入顆粒等。為減少霧霾要進行脫硝、脫硫、脫碳,請回答下列問題:

(1)脫硝。為消除NOx對環(huán)境的污染,利用NH3在一定條件下與NO反應生成無污染氣體。

已知:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) H=905kJ/mol

N2(g)+O2(g)2NO(g) H=+180 kJ/mol

NH3(g)NO(g)在一定條件下反應的熱化學方程式為:______________________

②下圖是①中反應過程中NH3的體積分數(shù)隨X變化的示意圖,X代表的物理量可能是___________,原因是___________。

(2)脫硫。下圖電解裝置可將霧霾中的SO2、NO轉化為(NH4)2SO4。

①裝置中發(fā)生反應的化學方程式為___________。

②陰極的電極反應式是___________

③某種脫硫工藝中將廢氣處理后,與一定量的氨氣、空氣反應,生成硫酸銨和硝酸銨的混合物,可作為化肥。硫酸銨和硝酸銨的水溶液pH<7,其原因用離子方程式表示為___________;常溫下,在一定物質的量濃度的硝酸銨溶液中滴加適量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,則溶液中c(Na+)___________c(NO3-)(填寫“>”“=”“<”)。

(3)脫碳。將CO2轉化為甲醇的熱化學方程式為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H 取五份等體積的CO2H2的混合氣體(物質的量之比均為13),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應,反應相同時間后,測得甲醇的體積分數(shù)(CH3OH)與反應溫度T的關系曲線如下圖所示,則上述CO2轉化為甲醇的反應的H=___________0(“>”“<”“=”)。請解釋ba縱坐標大的原因___________。

【答案】4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) H= -1805 kJ/mol 溫度或壓強 因為該反應是放熱及體積增大的可逆反應,升高溫度或增大壓強,平衡均逆向移動,使NH3的體積分數(shù)增大 5SO2+2NO+8H2O(NH4)2SO4+ 4H2SO4 NO+5e-+6H+=NH4+H2O NH4++H2ONH3·H2O+H+ 由圖可知ab均未達到平衡狀態(tài),隨溫度升高,反應速率加快,即v(b)v(a),在相同時間內,b生成的甲醇多,體積分數(shù)大

【解析】

(1)①根據(jù)蓋斯定律,將兩個熱化學方程式疊加,就可得到相應反應的熱化學方程式;

②根據(jù)該反應的正反應是放熱反應,且是體積增大的可逆反應,利用溫度、壓強對平衡的影響分析;

(2)SO2失電子形成硫酸;

NO得電子生成銨根;

③溶液中銨根離子水解顯示酸性,硝酸銨溶液中滴加適量的NaOH溶液溶液的pH=7,則反應后溶液中氫離子和氫氧根離子濃度相等,根據(jù)電荷守恒來判斷;

(3)根據(jù)圖象分析,甲醇含量隨溫度變化的曲線特征,開始反應進行,平衡后,升溫平衡逆向進行,根據(jù)溫度對化學平衡移動的影響知識來回答,a、b兩點均為平衡狀態(tài),溫度升高,反應速率加快,產(chǎn)物甲醇的體積分數(shù)會增大。

(1)①已知a4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) H=-905kJ/mol

bN2(g)+O2(g)=2NO(g) H=180kJ/mol

依據(jù)蓋斯定律,b×5,整理可得熱化學方程式合并計算:Ⅰ×5+Ⅱ得到:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) H=-1805kJ/mol,

②該反應的正反應是氣體體積增大的放熱反應,升高溫度或增大壓強,平衡均逆向移動,從而使NH3的體積分數(shù)增大;

(2)SO2中的S元素化合價為+4價,在反應中失電子變?yōu)?/span>+6價的硫酸,反應方程式:5SO2+2NO+8H2O(NH4)2SO4+4H2SO4;

②在陰極上NO得電子生成NH4+,電極反應式為:NO+5e-+6H+=NH4++H2O

③硫酸銨和硝酸銨都是強酸弱堿鹽,在水溶液中NH4+發(fā)生水解反應,消耗水電離產(chǎn)生的OH-,當最終達到平衡時,溶液中c(H+)>c(OH-),所以溶液的pH7,其原因用離子方程式表示為NH4++H2ONH3H2O+H+,常溫下,向一定物質的量濃度的硝酸銨溶液中滴加適量的氨水溶液,使溶液的pH=7,則c(H+)=c(OH-),由于溶液中存在電荷守恒,所以c(H+)+c(NH4+)+c(Na+)=c(NO3-)+c(OH-),而c(H+)=c(OH-),因此c(NH4+)+c(Na+)=c(NO3-),所以c(Na+)<c(NO3-)

(3)根據(jù)圖象分析知道:在溫度不很高時,升高溫度,更多的反應物轉化為甲醇,甲醇的含量增大,當反應達到平衡后,再溫度升高,甲醇的體積分數(shù)φ(CH3OH)減小,說明是個溫度,化學平衡逆向移動,逆反應是吸熱反應,因此該反應的正反應是放熱反應,屬于H0;另外圖中a、b均是未達到平衡狀態(tài),由于溫度b>a,溫度越高,化學反應速率加快,所以v(b)v(a);在相同時間內,速率越快,產(chǎn)生的甲醇就越多,由于v(b)v(a),所以b生成的甲醇多,甲醇的體積分數(shù)大,即比a縱坐標大。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】填空題

147.5g某二價金屬的氯化物中含有1molCl-,則該金屬氯化物的摩爾質量為_______ ;該金屬的相對原子質量為_______

2標準狀況下,3.4g NH3 的體積為_______ ;它與標準狀況下_______ L H2S含有相同數(shù)目的氫原子。

3已知CO、CO2混合氣體的質量共10.0g,在標準狀況下的體積為6.72L,則混合氣體中CO的質量為_______ ;CO2在相同狀況下的體積為_______ 。

44g NaOH 溶解在10mL水中,再稀釋成1L,從中取出10mL,這10mL溶液的物質 的量濃度為_______。

5已知ag氫氣中含有b個氫原子,則阿伏加德羅常數(shù)的值可表示為 _______

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某晶體的晶胞結構為正三棱柱(如圖所示),這種晶體中A、B、C三種微粒數(shù)目之比為

A. 2∶9∶4 B. 3∶9∶4

C. 1∶4∶2 D. 3∶8∶4

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】氮元素的單質和常見的化合物在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛.

(1)工業(yè)上利用分離空氣的方法得到氮氣.空氣各主要成分的沸點如下:

N2

O2

Ar

CO2

-196℃

-183℃

-186℃

-78℃

現(xiàn)將空氣深度冷卻液化,然后緩慢升溫,則最先分離出來的氣體是____________

(2)雷雨時空氣中的N2轉化為NO,生成物NO是______色的氣體,________(填“易”或“難”)溶于水;NO在空氣中很容易被氧化成NO2,NO2能與水發(fā)生化學反應. NO2與水反應的化學方程式為_______________________________;

(3)實驗室可用固體NH4Cl與固體Ca(OH)2加熱反應制取氨氣.

①制取氨氣的化學方程式為_____________________________

②要制取標準狀況下4.48L的氨氣,至少需要稱取固體NH4Cl的質量為______g;

(4)已知:4NH3+6NO5N2+6H2O化學研究性學習小組的同學在技術人員的指導下,按下列流程,探究不同催化劑對NH3還原NO反應的催化性能.

將經(jīng)催化反應后的混合氣體,通過一定體積滴有酚酞的稀硫酸溶液.NH3與稀硫酸溶液反應的化學方程式為____________________________________________;

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】用C、Mg和Al組成的混合物進行如下圖所示實驗。填寫下列空白。

(1)氣體X為 _________,固體Z為_____________。

(2)濾液Y中除H+外,還含有的陽離子為___________________;其中鎂和稀硫酸反應的化學方程式為_________________________________________。

(3)濾液N中除Na2SO4和NaOH外,還含有的溶質為____________(填化學式);生成該物質的離子方程式為:________________________________

(4)生成固體M的離子方程式為:________________________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】鐵和鈷是兩種重要的過渡元素。

(1)鈷位于元素周期表第四周期Ⅷ族,其基態(tài)原子中未成對電子個數(shù)為___________。

(2)基態(tài)Fe3+的核外電子排布式___________

(3)鐵氧體是一種磁性材料,工業(yè)上制備時常采用水解法,制備時常加入尿素(CO(NH2)2)、醋酸鈉等堿性物質。尿素分子中所含非金屬元素的電負性由大到小的順序是___________,分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為___________。醋酸鈉中碳原子的雜化類型___________

(4)鐵氧體也可使用沉淀法,制備時常加入氨(NH3)、聯(lián)氨(N2H4)等弱堿,已知氨(NH3熔點:-77.8%℃、沸點:-33.5%),聯(lián)氨(N2H4熔點:2℃、沸點:113.5°C)解釋其熔沸點高低的主要原因______________________

(5)Co(NH3)5BrSO4可形成兩種鈷的配合物,已知Co3+的配位數(shù)為6,為確定鉆的配合物的結構,現(xiàn)對兩種配合物進行如下實驗:在第一種配合物溶液中加入硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀,則第一種配合物的配體為___________。在第二種配合物溶液中加入硝酸銀溶液產(chǎn)生淡黃色沉淀。則第二種配合物的配體為___________

(6)奧氏體是碳溶解在r-Fe中形成的一種間隙固溶體,無磁性,其晶胞為面心立方結構,如上圖所示,則該物質的化學式為___________。若品體密度為dg·cm3,則晶胞中最近的兩個碳原子的距離為___________pm(阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示,寫出簡化后的計算式即可)

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】已知:2H2(g)+O2(g)→2H2O (g)+ 483.6 kJ,2H2(g)+O2(g)→2H2O (l)+ 571.6 kJ;圖中示意正確的是

A. B.

C. D.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列指定反應的離子方程式正確的是(  )

A. 漂白粉露置在空氣中失效:2ClOCO2H2O===2HClOCO32-

B. 銀氨溶液中滴加過量的鹽酸:Ag(NH3)2+2H===Ag2NH4+

C. 二氧化錳與濃鹽酸共熱制取氯氣:MnO22Cl4HMn2Cl22H2O

D. 用堿性NaClO溶液吸收冶金工業(yè)尾氣中的NO2ClO2NO2H2O===Cl2NO3-2H

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某雙原子分子構成的氣體,其摩爾質量為32g/mol,該氣體質量為16g,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則:

1)該氣體的物質的量為________

2)該氣體在標準狀況下的體積約為________

3)該氣體所含原子總數(shù)為________

4)該氣體的一個分子的質量為________

5)該氣體在標準狀況下的密度約為________(保留兩位小數(shù))

查看答案和解析>>

同步練習冊答案