【题目】雾霾天气严重影响人们的生活,其中氮氧化物和硫氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一,以下方法可以消除氮氧化物和硫氧化物的污染。
(1)用活性炭还原法可处理氮氧化物,向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应: △H<0,在一定条件下,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下表。
时间/min 浓度/mol·L-1 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.52 | 0.40 | 0.40 | 0.44 | 0.44 |
N2 | 0 | 0.24 | 0.30 | 0.30 | 0.28 | 0.28 |
CO2 | 0 | 0.24 | 0.30 | 0.30 | 0.28 | 0.28 |
①0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=_______________。
②在恒容条件下,能判断该反应一定达到化学平衡状态的标志是_________(填字母编号)。
a.v正(N2)=2v逆(NO) b.反应体系的压强不再发生改变
c.不变 d.混合气体的密度保持不变
③30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是___________。
(2)NH3催化还原氮氧化物技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。已知c(NO2):c(NO)=1:1时脱氮效果最佳,若生成1mol N2时反应放出的热量为Q kJ。此时对应的脱氮反应的热化学方程式为_____________________________________________________。
(3)利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
①在钠碱循环法中,Na2SO3溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是_____________________。
②吸收液吸收SO2的过程中,pH随n():n()变化关系如下表:
n():n() | 91:9 | 1:1 | 9:91 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生。再生示意图如下:
写出在阳极放电的电极反应式:_______________________________________,当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。
(4)利用喷雾干燥法脱硫工艺是除去SO2的常见方法,先将含SO2的废气溶于水,再用饱和石灰浆吸收。该温度下吸收液中c(Ca2+)一直保持为0.50 mol·L-1,已知KSP(CaSO3)=1.4×10-7,求吸收后溶液中的浓度______________________。
【答案】0.048mol/(L·min) c d 升高温度 2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)=2N2(g)+3H2O(g) △H=-2Q kJ/mol 2OH-+SO2=+H2O -2e-+H2O=+3H+ 2.8×10-7mo1/L
【解析】
(1)用活性炭还原法可处理氮氧化物,向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应: △H<0,在一定条件下,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下表:
时间/min 浓度/mol·L-1 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.52 | 0.40 | 0.40 | 0.44 | 0.44 |
N2 | 0 | 0.24 | 0.30 | 0.30 | 0.28 | 0.28 |
CO2 | 0 | 0.24 | 0.30 | 0.30 | 0.28 | 0.28 |
①分析图表数据,010min内,NO的平均反应速率v(NO)= =0.048mol/(Lmin);
答案为:0.048mol/(Lmin);
②a.不同物质的反应速率之比等于计量系数之比时,可判定反应达到平衡状态,v正(N2):v逆(NO) =1:2,即2 v正(N2)= v逆(NO),故a错误;
b.根据反应:可知,该体系是反应前后气体体积不变的体系,平衡不受压强影响,反应体系的压强不再发生改变,不能判定达到平衡状态,故b错误;
c.为平衡常数,平衡常数不变,说明反应体系中各组分的含量不再变化,反应达到平衡状态,故c正确;
d.该体系为气体平均摩尔质量增大的体系,气体的摩尔质量与混合气体的密度成正比,摩尔质量保持不变,则密度保持不变,反应达到平衡,故d正确;
答案选cd;
③30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,图表数据分析可知一氧化氮浓度增大,氮气,二氧化碳浓度都减小;说明条件的改变使平衡反应向逆反应方向进行,根据反应△H<0,正反应放热,逆反应吸热,升高温度,平衡逆向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大;
答案为:升高温度;
(2)利用H3催化还原氮氧化物技术可将一氧化氮和二氧化氮转化为氮气,且c(NO2):c(NO)=1:1时脱氮效果最佳,发生的反应为2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)═2N2(g)+3H2O(g),生成1mol N2时反应放出的热量为Q kJ,则该反应的焓变△H=2QkJ/mol,所以时对应的脱氮反应的热化学方程式为:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)═2N2(g)+3H2O(g)△H=2QkJ/mol,
故答案为:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)═2N2(g)+3H2O(g)△H=2QkJ/mol;
(3)①在钠碱循环法中,Na2SO3溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式:2OH-+SO2=+H2O;
答案为:2OH-+SO2=+H2O;
②结合表格数据,当吸收液的pH降至约为6时,吸收液中阴离子主要是亚硫酸氢根离子,亚硫酸氢根离子在阳极上失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子,电极反应式为:-2e-+H2O= SO42-+3H+;
故答案为:-2e-+H2O=SO42-+3H+;
(4)根据硫酸钙的溶度积常数表达式Ksp(CaSO3)=c(Ca2+)·c(SO32-)可知,c(SO32-)= =2.8×10-7mol/L;
答案为:2.8×10-7mol/L。
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【题目】某化学兴趣小组为探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱,设计了如下实验:
(1)①装置A中发生反应的离子方程式是____。
②整套实验装置存在一处明显的不足,请指出____。
B装置的作用:_____。
(2)用改正后的装置进行实验,实验过程如下:
①请填写Cl2、Br2、Fe3+氧化性由强到弱的顺序:_____。
②E装置中溶液变黄的原因(请用离子方程式解释)_____。
(3)因忙于观察和记录,没有及时停止反应,D、E中均发生了新的变化。
D装置中:红色慢慢褪去。
E装置中:CCl4层先由无色变为橙色,后颜色逐渐加深,直至变成红色。
为探究上述实验现象的本质,小组同学查得资料如下:
①用平衡移动原理(结合上述资料)解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因____,现设计简单实验证明上述解释:取少量褪色后的溶液,滴加___溶液,若溶液颜色___,则上述解释是合理的。
②探究E中颜色变化的原因,设计实验如下:
用分液漏斗分离出E的下层溶液,蒸馏、收集红色物质,取少量,加入AgNO3溶液,结果观察到仅有白色沉淀产生。请结合上述资料用两步方程式(离子或化学方程式不限定)解释仅产生白色沉淀原因_____。
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【题目】I、对于数以万计的化学物质和化学反应,分类法的作用几乎无可替代。
(1)现有下列五种物质:CaO、CO2、MgO、Fe2O3 、CuO。按照不同的分类标准,它们中有一种物质与其他四种物质有明显的不同,指出这种物质,并写出依据(写出两条依据):
①_________________________________;
②__________________________________。
(2)生活中的食醋和豆浆分别属于分散系中的_______________和_______________。
II、下图为五个椭圆交叉构成的图案,椭圆内分别写了C2H5OH、CO2、Fe2O3、FeCl3和Na2SO4五种物质,图中相连的两种物质均可归为一类,相交的部分A、B、C、D为其相应的分类标准代号。请回答下列问题:
(1)分类标准代号A表示______________(填选项)。
a.两物质都是氧化物 b.两物质的水溶液都可以导电
c.两物质都是含碳化合物 d.两物质都是非电解质
(2)上述五种物质中有一种物质能与稀硫酸在常温下发生化学反应,该反应的离子方程式为____________。
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【题目】有机物Z是制备药物的中间体,合成Z的路线如下图所示,下列有关叙述不正确的是
A. X的分子式为C8H8O2
B. X、Y、Z均能和NaOH溶液反应
C. 可用NaHCO3溶液鉴别Y和Z
D. 1mol X跟足量H2反应,最多消耗4mol H2
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【题目】A、B、C三种物质随着X的变化,Y发生相应的变化,其变化关系如图所示。
(1)若X表示的是物质的量,则Y表示的不可能是_____(填序号,下同)
①物质的量 ②物质的体积 ③物质所含分子或原子的数目 ④物质的摩尔质量
(2)若A、B、C均为气体且压强恒定时,X表示的是温度,则Y表示的可能是______。
①气体的质量 ②气体的分子数 ③气体的体积 ④气体的摩尔质量
(3)若A、B、C均为气体,Y表示在相同条件下气体的体积,X表示的是气体的质量。
①相同条件下A、B、C三种气体的密度由大到小的顺序是_____(用字母A、B、C表示,下同)。
②A、B、C三种气体的摩尔质量由大到小的顺序是__________。
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【题目】肯定属于同族元素且性质相似的是( )
A. 原子核外电子排布式:A为1s22s2,B为1s2
B. 结构示意图:A为,B为
C. A原子基态时2p轨道上有1个未成对电子,B原子基态时3p轨道上也有1个未成对电子
D. A原子基态时2p轨道上有一对成对电子,B原子基态时3p轨道上也有一对成对电子
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【题目】对下图的表达中正确的是( )
A.图a可以表示t s时,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到了平衡
B.图b中所介绍的电池使用后不能投入火中,应埋入地下以防污染环境
C.图c可表示某化学反应属于放热反应,放出的能量为E2-E1
D.图d涉及的反应可能为MN
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【题目】写出符合下列要求的符号。
(1)第二电子层 s能级________。
(2)n=3 p能级________。
(3)第五电子层 d能级________。
(4)n=4 p能级________。
(5)铜氨络离子的结构式________。
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【题目】大气污染越来越成为人们关注的问题,烟气中的NOx必须脱除(即脱硝)之后才能排放。
(1)CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。 反应CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如表所示。
温度/℃ | 400 | 500 | 830 | 1 000 |
平衡常数K | 10 | 9 | 1 | 0.6 |
①从上表可以推断:此反应是__________(填“吸”或“放”)热反应。
②在830 ℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入CO与H2O均为1 mol,则达到平衡后CO的转化率为________。
(2)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx和CO的排放。
已知:①2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH=566.0 kJ·mol1
②N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH=+180.0 kJ·mol1
③2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH=116.5 kJ·mol1
回答下列问题:
①CO的燃烧热为 _________。若1 mol N2(g)、1 mol O2(g) 分子中化学键断裂时分别需要吸收946 kJ、498 kJ的能量,则1 mol NO(g) 分子中化学键断裂时需吸收的能量为_________kJ。
②写出CO将NO2还原为单质反应的热化学方程式为 ____________________
(3)汽车排气管上的催化转化器,发生上述的CO将NO2还原为单质反应。在一定温度下,将一定量的CO和NO2充入2L固定容积的容器中,回答以下问题:
①能说明该反应达到平衡状态的是_____________(填字母标号)。
A.2υ正(NO2)=υ逆(N2)
B. 混合气体的平均相对分子质量保持不变
C.气体总压强不再变化
D. ΔH保持不变
E.混合气体的密度不再变化
②从反应开始到5min,生成了0.08mol N2,则5min内υ(CO)=___molL1min1。
③25min时,物质浓度变化如图所示,则改变的条件可能是___________(填字母标号)。
A.缩小容器体积
B.增加NO2的浓度
C.降低温度
D.升高温度
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