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【题目】前两年华北地区频繁出现的雾霾天气引起了人们的高度重视,化学反应原理可用于治理环境污染,请回答以下问题。

1一定条件下,可用CO处理燃煤烟气生成液态硫,实现硫的回收。

①已知2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) ΔH = 566 kJ·mol1

S(l) + O2(g) = SO2(g) ΔH = 296 kJ·mol1

则用CO处理燃煤烟气的热化学方程式是________________________

②在一定温度下,向2 L 密闭容器中充入 2 mol CO1 mol SO2发生上述反应,达到化学平衡时SO2的转化率为90%,则该温度下该反应的平衡常数K = _________________

2SNCR─SCR是一种新型的烟气脱硝技术(除去烟气中的NOx),其流程如下:

已知该方法中主要反应的热化学方程式:

4NH3(g) + 4NO(g) + O2(g) 4N2(g) + 6H2O(g) ΔH = 1646 kJ·mol1,在一定温度下的密闭恒压的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是__________________(填字母)。

a(N2) = υ(O2)

b混合气体的密度保持不变

cc(N2):c(H2O):c(NH3)=4:6:4

d单位时间内断裂4 mol N─H键的同时断裂4 mol N≡N

3如图所示,反应温度会直接影响SNCR技术的脱硝效率。

SNCR技术脱硝的温度选择925 ℃的理由是___________________

SNCRSCR技术相比,SNCR技术的反应温度较高,其原因是____________________________________;但当烟气温度高于1000℃时,SNCR脱硝效率明显降低,其原因可能是_____________________

4一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化,其工作原理如图所示:

①中间室的Cl 移向_________(填左室右室),处理后的含硝酸根废水的pH__________(填增大减小

②若图中有机废水中的有机物用C6H12O6表示,请写出左室发生反应的电极反应式:______________________________________________

【答案】 2CO(g) + SO2(g) = 2CO2(g) + S(l) ΔH = 270 kJ/mol K=1620 b 925℃时脱硝效率高,残留氨浓度较小 没有使用催化剂,反应的活化能较高 因为脱硝的主要反应是放热反应,温度过高,使脱硝反应逆向移动(或高温下N2O2生成了NO等合理答案) 左室 增大 C6H12O6 – 24e + 6H2O = 6CO2↑ + 24H+

【解析】(1)①根据盖斯定律:第一个反应减去第二个反应整理得出CO处理燃煤烟气的热化学方程式2CO(g) + SO2(g) = 2CO2(g) + S(l) ΔH = 270 kJ/mol;正确答案:2CO(g) + SO2(g)= 2CO2(g)+ S(l) ΔH = 270 kJ/mol。

根据已知可知:反应开始时c(CO)=1 mol/L,c(SO2)=0.5 mol/L;据反应方程式列式

2CO(g) + SO2(g) = 2CO2(g) + S(l)

起始浓度 1 0.5 0

变化浓度 1×90% 0.5×90% 1×90%

平衡浓度 0.1 0.05 0.9

该温度下该反应的平衡常数K = c2(CO2)/ c2(CO)×c(SO2)= 0.92/ 0.12×0.05=1620正确答案1620

(2)速率之比和系数成正比:υ(N2) = 4υ(O2),a错误反应前后气体的总质量不变当容器内的压强保持不变时,容器的体积也就不再发生改变,气体的密度也就不再发生变化反应达到平衡状态b正确;c(N2):c(H2O):c(NH3)=4:6:4 的状态仅仅是反应进行过程中一种状态无法判定平衡状态c错误单位时间内断裂12mol N─H键的同时断裂4 mol N≡N反应达平衡状态d错误正确答案b

(3)① 从图示看出当温度选择925 ℃脱硝效率高,残留氨浓度较小;正确答案:脱硝效率高,残留氨浓度较小。

从上述流程看出,SNCR技术的反应没有使用催化剂,反应的活化能较高,因此反应温度较高;因为脱硝的主要反应是放热反应,温度过高,使脱硝反应逆向移动,脱硝效率明显降低;正确答案:没有使用催化剂,反应的活化能较高;因为脱硝的主要反应是放热反应,温度过高,使脱硝反应逆向移动(或高温下N2O2生成了NO等合理答案)。

4①从题给信息看出,硝酸根离子中氮元素变为氮气,发生还原反应,该极为原电池的正极(右室);电解质溶液中的Cl 移向负极,即左室;在正极溶液中的硝酸根离子发生反应为:2NO3-+10e-+6H2O=N2↑+12OH-,产生OH-,溶液的碱性增强,pH增大;正确答案:左室;增大。

C6H12O6在负极失电子发生氧化反应生成二氧化碳气体极反应为C6H12O6 – 24e + 6H2O = 6CO2↑ + 24H+;正确答案:C6H12O6 – 24e + 6H2O = 6CO2↑ + 24H+

练习册系列答案
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A. 图甲表示对某化学平衡体系改变温度后反应速率随时间的变化

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1写出滴定过程中发生反应的离子方程式

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A 15.8 g KMnO4 固体溶于 1 L 水中所得溶液物质的量浓度为 0.1 mol/L

B 0.01 mol KMnO4 固体投入 100 mL 容量瓶中加水至刻度线,充分振荡后,浓度为 0.1 mol/L

C需要 90 mL 0.1 mol/L KMnO4 溶液,应准确称量 KMnO4 固体 1 58 g

D定容时仰视容量瓶颈刻度线读数,会使配制的溶液浓度偏高

II.通过滴定实验得到草酸溶液的浓度为 0.2000 mol/L。用该草酸溶液按下表进行后续实验(每次实验草酸溶液的用量均为 8.00 mL)

实验编号

温度()

催化剂用量(g)

酸性高锰酸钾 溶液

体积(mL)

浓度(mol/L)

1

25

0.5

4.00

0.1000

2

50

0.5

4.00

0.1000

3

25

0.5

4.00

0.0100

4

25

0

4.00

0.1000

3写出表中实验 1 和实验 2 的实验目的:

4该小组同学对实验 1 和实验 3 分别进行了三次实验,测得以下实验数据(从混合振荡均匀开始计时)

实验

编号

溶液褪色所需时间 (min)

1

2

3

1

14.0

13.0

11.0

2

6.5

6.7

6.8

分析上述数据后得出其他条件相同时,酸性高锰酸钾溶液的浓度越小,褪色时间就越短,即反应速率就越快的结论。甲同学认为该小组探究反应物浓度对速率影响的实验方案设计中存在问题,从而得到了错误的实验结论,甲同学改进了实验方案,请简述甲同学改进 的实验方案______________

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