工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体,严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
I.脱硝:已知:H2的热值为142.9 kJ/g(热值是表示单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量);
N2(g) + 2O2(g)= 2NO2(g) △H= +133 kJ/mol
H2O(g) =H2O(l) △H=- 44 kJ/mol
催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为_____________。
Ⅱ.脱碳:向2L密闭容器中加入2 mol CO2、6 mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应 CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(l) + H2O(l)。
(1)①该反应自发进行的条件是___________(填“低温”“高温”或“任意温度”)。
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是___________。
A.混合气体的平均式量保持不变
B.CO2和H2的体积分数保持不变
C.CO2和H2的转化率相等
D.混合气体的密度保持不变
e.1 mol CO2生成的同时有3 mol H—H键断裂
③CO2的浓度随时间(0~t2)的变化如图所示,在t2时将容器容积缩小一倍,t3时达到平衡,t4时降低温度,t5时达到平衡,请画出t2~t6的浓度随时间的变化。
(2)改变温度,使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) △H<0中的所有物质都为气态。起始温度体积相同(T1℃、2L.密闭容器)。反应过程中部分数据见下表:
反应时间 | CO2 (mol) | H2(mol) | CH3OH(mol) | H2O(mol) | |
反应I 恒温恒容 | 0 min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10 min | 4.5 | ||||
20 min | 1 | ||||
30 min | 1 | ||||
反应II绝热恒容 | 0 min | 0 | 0 | 2 | 2 |
①达到平衡时,反应I、II对比:平衡常数K( I ) __________K(II)(填“>”“<”或“=”,下同);平衡时CH3OH的浓度c(I)___ ________c(II)。
②对反应I,前10 min内的平均反应速率v(CH3OH) =____________,在其他条件不变下,若30 min时只改变温度为T2℃,此时H2的物质的量为3.2 mol,则T1_________T2(填填“>”“<”或“=”)。若30 min时只向容器中再充入1 mol CO2(g)和1mol H2O(g),则平衡 ______________移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
科目:高中化学 来源:2017届广东省七校联合体高三上学期第二次联考化学试卷(解析版) 题型:填空题
汽车尾气中的NOx是大气污染物之一,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
(1)已知:
①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160kJ·mol-1
③CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H3= 。
(2)反应③在热力学上趋势很大,其原因是 。在固定容器中按一定比例混合CH4与NO2后,提高NO2转化率的反应条件是 。
(3)在130℃和180℃时,分别将0.50mol CH4和a mol NO2充入1L的密闭容器中发生反应③,测得有关数据如下表:
实验编号 | 温度 | 0分钟 | 10分钟 | 20分钟 | 40分钟 | 50分钟 | |
1 | 130℃ | n(CH4)/mol | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.10 | 0.10 |
2 | 180℃ | n(CH4)/mol | 0.50 | 0.30 | 0.18 | 0.15 |
① 开展实验1和实验2的目的是 。
② 130℃时,反应到20分钟时,NO2的反应速率是 。
③ 180℃时达到平衡状态时,CH4的平衡转化率为 。
④ 已知130℃时该反应的化学平衡常数为6.4,试计算a= 。
(4)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理见图。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,该电极反应为 。
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科目:高中化学 来源:2017届吉林省高三上模拟四化学试卷(解析版) 题型:选择题
已知X、Y、Z三种主族元素在元素周期表中的位置如图所示。设X的原子序数为a,则下列说法不正确的是
A. Y的原子序数可能为a-17
B. Y与Z的原子序数之和可能为2a
C. Z的原子序数可能为a+31
D. X、Y、Z一定为短周期元素
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科目:高中化学 来源:2017届河南省高三上周考五化学试卷(解析版) 题型:实验题
苯甲酸广泛应用于制药和化工行业,某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。反应原理:
己知甲苯的熔点为-95°C,沸点为110.6°C,易挥发,密度为0.866g/cm3;苯甲酸的熔点为122.4°C,在25°C和95°C下溶解度分别为0.3g和6.9g。
【制备产品】将30.0mL甲苯和25.0mLlmol/L高锰酸钾溶液在100°C下反应30min,装置如图所示。
(1)图中冷凝管的进水口为________(填“a”或“b”)。支管的作用是___________。
(2)在本实验中,三领烧瓶最合适的容积___________(填字母)。
A.50mL | B.I00mL | C.200mL | D.250mL |
相对于用酒精灯直接加热,用沸水浴加热的优点是___________________。
【分离产品】该同学设计如下流程分离粗产品苯甲酸和回收甲苯
(3)操作Ⅰ的名称是 ;含有杂志的产物经操作Ⅱ进一步提纯得无色液体甲苯,则操作Ⅱ的名称是 。
(4)测定白色固体的熔点,发现其在115℃开始熔化,达到130℃时仍有少量不熔,该同学推测白色固体是苯甲酸与KCl的混合物,设计了如下方案进行提纯和检验,实验结果表明推测正确。请完成表中内容。
序号 | 实验方案 | 实验现象 | 结论 |
① | 将白色固体加入水中,加热溶解,______。 | 得到白色晶体和无色溶液 |
|
② | 取少重滤液于试管中,________。 | 生成白色沉淀 | 滤液含Cl- |
③ | 干燥白色晶体,________。 | _____________________ | 白色晶体是苯甲酸 |
纯度测定:称取1.220g产品,配成100ml甲醇溶液,取25.00ml溶液,用0.1000mol/L KOH标准溶液滴定,重复滴定四次,每次消耗的体积如下表所示。
| 第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四 |
体积(mL) | 24.00 | 24.10 | 22.40 | 23.90 |
(5)滴定操作中,如果对装有KOH标准溶液的滴定管读数时,滴定前仰视,滴定后俯视则测定结果______________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。计算样品中苯甲酸纯度为______________。
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科目:高中化学 来源:2017届河南省高三上周考五化学试卷(解析版) 题型:选择题
化学与人类的生活息息相关,下列有关说法正确的是
A.因铝表面能形成致密的氧化膜,所以铝制餐具可以长期使用
B.有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)是通过缩聚反应制得的
C.SiO2用途广泛,因其高熔点的特性成为光导纤维的主要原料
D.因废弃物易污染环境,腈纶不宜大量取代棉、麻等天然材料
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科目:高中化学 来源:2017届河北省高三上五调考试化学卷(解析版) 题型:选择题
下列各组离子或分子能大量共存,当加人相应试剂后,发生反应的离子方程式书写正确的是( )
选项 | 离子组 | 加人试剂 | 加人试剂后发生反应的离子方程式 |
A. | NH4+、Fe2+、SO42- | 少量Ba(OH)2溶液 | 2NH4++ SO42- + 2OH- = BaSO4↓+ 2NH3 • H2O |
B. | Na+、OH-、Cl- | 少量Mg(HCO3)2溶液 | Mg2++2HCO3-+4OH-=2H2O+Mg(OH)2↓+2CO32- |
C. | K+、NH3·H2O、CO32- | 通人少量CO2 | 2OH-+CO2=CO32-+H2O |
D. | Fe2+、NO3-、HSO3- | NaHSO4溶液 | HSO3- +H+ = SO2↑+H2O |
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科目:高中化学 来源:2016-2017学年河南省高一月考二化学卷(解析版) 题型:填空题
Ⅰ.现有下列十种物质: ①O2; ②Fe; ③CaO; ④CO2; ⑤H2SO4; ⑥Ba(OH)2;⑦红褐色的氢氧化铁胶体; ⑧硫酸钠溶液; ⑨稀硝酸; ⑩Cu2(OH)2CO3。
(1)按物质的树状分类法填写表格的空白处:
分类标准 | 金属单质 | 氧化物 | 溶液 | 胶体 |
属于该类的物质 | ② | ⑧⑨ |
(2)上述物质中属于非电解质的有_________;上述物质中能与盐酸反应的电解质有________(填序号)。
Ⅱ.(1)在 KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O 的反应中,氧化剂是_________,还原产物是_________,氧化产物与还原产物的质量比是_________。
(2)在反应 MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2↑+2H2O 中,每生成标准状况下4.48LCl2,转移的电子的物质的量为___________mol。
Ⅲ.Mn2+、 Bi3+、 BiO3-、 MnO4-、 H+、 H2O 组成的一个氧化还原反应体系中,发生BiO3-→Bi3+的反应过程,据此回答下列问题:
将以上物质分别填入下面对应的横线上,组成一个未配平的化学方程式。
________+ _________+ ________→ _________+ ________+H2O
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科目:高中化学 来源:2016-2017学年河北省高二12月月考化学卷(解析版) 题型:填空题
FeCl3 具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3 高效,且腐蚀性小。(已知25℃,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,lg2=0.3)
请回答下列问题:
(1)FeCl3净水的原理是 。(用离子方程式表示),Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质,常温下此反应的平衡常数为 (填写数值)。
(2)将FeCl3 溶液与NaHCO3 溶液混合,其离子方程式为 。
(3)25℃时pH=3的溶液中,c(Fe3+)= mol•L-1。
(4)FeCl3 在溶液中分三步水【解析】
Fe3++H2OFe(OH)2++H+ K1
Fe(OH)2++H2OFe(OH)2++H+ K2
Fe(OH)++H2OFe(OH)3+H+ K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是 。
通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氧化铁,离子方程式为:xFe3++yH2OFex+yH+,欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号) 。
a.降温 b.加水稀释 c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3
(5) FeCl3溶液可腐蚀印刷电路板,其反应为Cu +2FeCl3 =CuCl2+2FeCl2 要将此反应设计在原电池中进行,则正极反应式为 。
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科目:高中化学 来源:2017届西藏拉萨中学高三上期末理综化学卷(解析版) 题型:选择题
在可逆反应2SO2+O22SO3的平衡状态下,保持恒温恒容向容器中加入一定量的O2,下列说法正确的是(K为平衡常数,QC为浓度商)
A.QC不变,K变大,O2转化率增大
B.QC变小,K不变,O2转化率减小
C.QC不变,K变大,SO2转化率增大
D.QC增大,K不变,SO2转化率增大
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