【題目】NOx是空氣的主要污染物之一;卮鹣铝袉栴}:

(1)汽車尾氣中的NO來自于反應(yīng):N2(g)+ O2(g)2NO(g)。如圖表示在不同溫度時(shí),一定量NO分解過程中N2的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化。則N2(g)+ O2(g)2NO(g)________(填吸熱放熱)反應(yīng)。2000℃時(shí),向容積為2L的密閉容器中充入10mol N25mol O2,發(fā)生上述反應(yīng),10min達(dá)到平衡,產(chǎn)生2mol NO,則10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率υ(O2)=____mol·L1·min1

(2)在汽車的排氣管上加裝催化轉(zhuǎn)化裝置可減少NOx的排放。研究表明,NOx的脫除率除與還原劑、催化劑相關(guān)外,還取決于催化劑表面氧缺位的密集程度。以La0.8A0.2BCoO3X(A、B均為過渡元素)為催化劑,用H2還原NO的機(jī)理如下:

第一階段:B4(不穩(wěn)定)+H2低價(jià)態(tài)的金屬離子(還原前后催化劑中金屬原子的個(gè)數(shù)不變)

第二階段:NO(g)+□→NO(a) ΔH1、K1

2NO(a)→2N(a)+O2(g) ΔH2、K2

2N(a)→N2(g)+2 ΔH3、K3

2NO(a)→N2(g)+2O(a) ΔH4、K4

2O(a)→O2(g)+2ΔH5、K5

注:□表示催化劑表面的氧缺位,g表示氣態(tài),a表示吸附態(tài)

第一階段用氫氣還原B4得到低價(jià)態(tài)的金屬離子越多,第二階段反應(yīng)的速率越快,原因是_____。第二階段中各反應(yīng)焓變間的關(guān)系:2ΔH1ΔH2ΔH3________;該溫度下,NO脫除反應(yīng)2NO(g) N2(g)+O2(g)的平衡常數(shù)K_______(用K1K2K3的表達(dá)式表示)。

(3)工業(yè)廢氣中的NONO2可用NaOH溶液吸收。向20mL0.1mo1·L1NaOH溶液中通入含NONO2的廢氣,溶液pH隨氣體體積V的變化如圖1所示(過程中溫度保持不變),B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中c(HNO2)=c(NO2),則A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液中c(NO2-)/c(HNO2)________。

(4)氨催化還原法也可以消除NO,原理如圖2所示,NO最終轉(zhuǎn)化為H2O________(填電子式);當(dāng)消耗1 molNH30.5 molO2時(shí),理論上可消除____________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)NO。

【答案】吸熱 0.05 還原后催化劑中金屬原子的個(gè)數(shù)不變,價(jià)態(tài)降低,氧缺位增多,反應(yīng)速率加快 2ΔH1ΔH4ΔH5 K12×K2×K3 103.7 11.2

【解析】

(1)根據(jù)圖像,T2曲線先到達(dá)平衡,反應(yīng)速率大,溫度較高,結(jié)合溫度對(duì)平衡的影響分析判斷;根據(jù)N2(g) O2(g)2NO(g),計(jì)算出反應(yīng)消耗的氧氣,再計(jì)算10min內(nèi)的氧氣的平均反應(yīng)速率;

(2)還原后催化劑中金屬原子的個(gè)數(shù)不變,價(jià)態(tài)降低,氧缺位增多;根據(jù)蓋斯定律分析解答;

(3)NONO2可用NaOH溶液,吸收發(fā)生的反應(yīng)為NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O,根據(jù)亞硝酸鈉的水解平衡常數(shù)Kh=結(jié)合溫度不變,Kh不變計(jì)算;

(4)由圖2知,該原理中的中NO最終轉(zhuǎn)化為H2O和氮?dú)猓桓鶕?jù)氨氣失去的電子的物質(zhì)的量等于NO和氧氣得到的電子總物質(zhì)的量計(jì)算。

(1)根據(jù)圖像,T2曲線先到達(dá)平衡,反應(yīng)速率大,溫度較高,而溫度升高,氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)減小,說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng);根據(jù)N2(g) O2(g)2NO(g)10min達(dá)到平衡,產(chǎn)生2mol NO,則反應(yīng)的氧氣為1mol10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率υ(O2)=0.05 mol·L1·min1,故答案為:吸熱;0.05;

(2)還原后催化劑中金屬原子的個(gè)數(shù)不變,價(jià)態(tài)降低,氧缺位增多,第二階段反應(yīng)速率加快;第二階段:①NO(g)+□→NO(a) ΔH1K1,②2NO(a)→2N(a)+O2(g) ΔH2、K2,③2N(a)→N2(g)2 ΔH3、K3,④2NO(a)→N2(g)+2O(a) ΔH4、K4,⑤2O(a)→O2(g)2 ΔH5、K5,根據(jù)蓋斯定律,將①×2++③得到2NO(g)→O2(g)+ N2(g),將①×2++⑤得到2NO(g)→N2(g)+ O2(g),即2ΔH1ΔH2ΔH32ΔH1ΔH4ΔH5;因此2NO(g) N2(g)O2(g)的平衡常數(shù)KK12×K2×K3,故答案為:還原后催化劑中金屬原子的個(gè)數(shù)不變,價(jià)態(tài)降低,氧缺位增多,反應(yīng)速率加快;2ΔH1ΔH4ΔH5K12×K2×K3;

(3)20mL0.1mo1·L1NaOH溶液中含有氫氧化鈉0.002mol,NONO2可用NaOH溶液吸收,發(fā)生的反應(yīng)為NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O,亞硝酸鈉的水解平衡常數(shù)Kh=,B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中c(HNO2)c(NO2),Kh= c(OH-)==10-10.7,溫度不變,Kh不變,A點(diǎn)Kh=,===103.7,故答案為:103.7

(4)由圖2可知反應(yīng)物為氧氣、一氧化氮和氨氣最終生成物為氮?dú)夂退,所?/span>NO最終轉(zhuǎn)化為N2H2O,氮?dú)獾碾娮邮綖?/span>;氧氣、一氧化氮和氨氣反應(yīng)生成氮?dú)夂退,反?yīng)中氨氣失去的電子的物質(zhì)的量等于NO和氧氣得到的電子總物質(zhì)的量,1mol NH3轉(zhuǎn)化為N2失去3mol電子,0.5mol O2得到2mol電子,則NO轉(zhuǎn)化為N2得到的電子為1mol,所以NO的物質(zhì)的量為0.5mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L,故答案為:;11.2。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列敘述正確的是( 。

A. 已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-480.4kJ/mol ,則H2的燃燒熱為ΔH=-240.2kJ/mol

B. 已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.0kJ/mol,則將1molN2(g))和3molH2(g)置于一密閉容器中充分反應(yīng)后放出的熱量小于92.0kJ

C. 已知甲烷氧化:CH4(g)+O2(g)=CO2(g) +2H2(g)ΔH=-322.0kJ/mol,則反應(yīng)物的鍵能總和大于生成物的鍵能總和

D. 測(cè)量中和熱的實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)選用的試劑為50ml 0.5mol/L的鹽酸與50ml 0.5mol/L的NaOH溶液

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】我國(guó)的礦產(chǎn)資源豐富。利用某冶煉廢渣(主要成分為二氧化硅和錫、銅、鉛、鐵的氧化物)回收錫、銅、鉛的工藝流程如下圖所示:

回答下列問題:

(1)電爐冶煉時(shí),焦炭的作用是________(氧化劑還原劑”),將焦炭粉碎的目的是__________。熔劑的主要成分是氟石(CaF2),高溫下能與SiO2反應(yīng)生成兩種鈣鹽,其中之一為 CaSiF6,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。

(2)脫鐵后的溶液中含有少量的Sn2+,為減少錫的損失,可用錫、銅、鉛、鐵多元合金回收處理,反應(yīng)的離子方程式為____________________________

(3)已知SnO2不溶于稀硫酸。脫鐵后氧化焙燒的目的是__________________

(4)電解CuSO4溶液時(shí),陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為___________________________

(5)已知H2CO3的一、二級(jí)電離常數(shù)分別為K1、K2,PbSO4、PbCO3的溶度積常數(shù)分別為Ksp(PbSO4)、Ksp(PbCO3)。錫、鉛渣中的鉛主要以PbSO4存在,脫硫時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為

PbSO4(s)+HCO3ˉ(aq) PbCO3(s)+H+(aq)+SO42-(aq),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___________(用上述已知常數(shù)表示)。脫硫后需過濾、洗滌再進(jìn)入下一步工序,檢驗(yàn)濾渣是否洗滌干凈的方法是_____________________________。

(6)若該冶煉廢渣中錫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%,30t廢渣制得精錫lt,則錫的回收率為_____________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】2016IUPAC命名117號(hào)元素為Ts(中文名,tián),Ts的原子核外最外層電子數(shù)是7。下列說法不正確的是

A.Ts是第七周期第ⅦA族元素

B.Ts的同位素原子具有相同的電子數(shù)

C.Ts在同族元素中非金屬性最弱

D.中子數(shù)為176Ts核素符號(hào)是

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】根據(jù)碘與氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 (i)I2(g)+H2(g)2HI(g) △H=" -" 9.48kJ/mol ,(ii) I2(s)+H2(g)2HI(g) △H=" +" 26.48kJ/mol,下列判斷正確的是

A. 254g I2(g)中通入2g H2(g),反應(yīng)放熱9.48 kJ

B. 1 mol固態(tài)碘與1mol氣態(tài)碘所含的能量相差l7.00 kJ

C. 反應(yīng)(i)的產(chǎn)物比反應(yīng)(ii)的產(chǎn)物穩(wěn)定

D. 反應(yīng)(i) 拆開1mol I-I鍵與1mol H-H鍵需要的總能量小于拆開2mol H-I鍵需要的總能量

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】依據(jù)氧化還原反應(yīng):2Ag(aq)Cu(s)Cu2(aq)2Ag(s)設(shè)計(jì)的原電池如圖所示。請(qǐng)回答下列問題:

1)電極X的材料是______;電解質(zhì)溶液Y________;

2)銀電極為電池的____極,發(fā)生的電極反應(yīng)式為______; X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為______;(填反應(yīng)類型)

3)外電路中的電子是從_______電極流向________電極。Ag_______ (填正極或負(fù)極)移動(dòng)。

4)當(dāng)有1.6g銅溶解時(shí),銀棒增重_________________

5)某種氫氧燃料電池是用固體金屬氧化物陶瓷作電解質(zhì),兩極上發(fā)生的電極反應(yīng)分別為:A極:H2+O2--2e-=H2O; B極:O2+4e-=2O2-。則A極是電池的______極;電子從該極____(流入流出”),該電池的總反應(yīng)為_______。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】模擬電滲析法將海水淡化的工作原理示意圖如下。己知XY均為惰性電極,模擬海水中富含Na+Cl、Ca2+、Mg2+、SO42—等離子。下列敘述中正確的是

AN是陰離子交換膜

BY電極上產(chǎn)生有色氣體

CX電極區(qū)域有渾濁產(chǎn)生

DX電極反應(yīng)式為4OH4eO2↑+2H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】四種位于不同主族的短周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,的內(nèi)層電子與最外層電子數(shù)之比為25,ZW位于同一周期。ZW組成的化合物是常用的調(diào)味品,也是重要的醫(yī)用藥劑,工業(yè)上電解該化合物的熔融物可制得Z單質(zhì),YZ可形成兩種離子化合物,這兩種離子化合物的陰離子與陽(yáng)離子數(shù)之比均為12。下列說法正確的是

A. 四種元素中至少有兩種金屬元素

B. 四種元素的常見氫化物中熔點(diǎn)最高的是的氫化物

C. 四種元素形成的簡(jiǎn)單高子中,離子半徑最小的是元素形成的離子

D. 常溫下,三種元素形成的化合物的水溶液的小于7

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范且能達(dá)到目的的是(

目的

操作

A

配制480mL0.1mol/LCuSO4溶液

稱取8.0g無水硫酸銅放在燒杯中,加入480mL的蒸餾水,用玻璃棒攪拌。

B

除去氯化鈉固體中少量的碳酸鈣

加水稀鹽酸、然后加熱蒸干。

C

提取碘水中的碘

用量筒量取一定量的碘水,倒入分液漏斗,注入四氯化碳,振蕩、靜置后分液。

D

除去N2氣體中的少量O2

點(diǎn)燃,然后將混合氣體通入澄清石灰水

A.AB.BC.CD.D

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