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4.为治理环境,减少雾霾,应采取措施减少二氧化硫、氮氧化物(NOx)和CO2的排放量.
Ⅰ处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx
①CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ/mol
②CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=-867kJ/mol
(1)若用4.48LCH4还原NO生成N2,则放出的热量为232kJ.(气体体积已折算为标准状况下)
(2)NOx可用强碱溶液吸收产生硝酸盐.在酸性条件下,FeSO4溶液能将NO3-还原为NO,NO能与多余的FeSO4溶液作用生成棕色物质,这是检验NO3-的特征反应,写出该过程中产生NO的离子方程式:3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O.
电解的原理如图1所示
(3)电解时阴极的电极反应式为2NO3-+12H++10e-=N2↑+6H2O;当电路中转移20mol电子时,交换膜左侧溶液质量减少180g.
Ⅲ利用I2O5消除CO污染的反应为:5CO(g)+I2O5(s)═5CO2(g)+I2(s).不同温度下,向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入4molCO,测得CO2的体积分数(φ)随时间(t)变化曲线如图2.
回答:
(4)T1时,该反应的化学平衡常数的数值为1024.
(5)下列说法不正确的是BD(填字母).
A.容器内气体密度不变,表明反应达到平衡状态
B.两种温度下,c点时体系中混合气体的压强相等
C.d点时,在原容器中充入一定量氦气,CO的转化率不变
D.b点和d点时化学平衡常数的大小关系:Kb<Kd
Ⅳ.以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4通过反应CO2(g)+CH4(g)═CH3COOH(g)△H<0直接转化成乙酸.在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图3所示.
(6)①250-300℃时,乙酸的生成速率减小的主要原因是250℃~300℃时,催化剂的催化效率降低.
②工业生产中该反应的温度常选择250℃、不选择400℃,从综合经济效益考虑,其原因是250℃时,催化剂的催化效果最好,提高温度耗费较高的能量,并且低温条件有利于平衡向着正反应方向移动.

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3.在2L密闭容器内,800℃时反应:2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如下表:
时间(s)012345
N(NO)(mol)0.0200.010.0080.0070.0070.007
(1)上述反应是(填“是”或“不是”)可逆反应,在第5s时,NO的转化率为65%.
(2)如图中表示NO2的变化的曲线是b,用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=1.5×10-3mol•L-1•s-1

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2.二氧化碳的捕集、利用与封存(CCUS)是我国能源领域的一个重要战略方向,CCUS或许发展成一项重要的新兴产业.

(1)已知:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H1=a kJ•mol-1
CO(g)+H2O (g)═CO2(g)+H2 (g)△H2=b kJ•mol-1
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H3=c kJ•mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)═2CO(g)+2H2(g) 的△H=(a+2b-2c)kJ•mol-1
(2)利用废气中的CO2为原料制取甲醇,反应方程式为:CO2+3H2═CH3OH+H2O其他条件相同,该甲醇合成反应在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下反应相同时间后,CO2的转化率随反应温度的变化如图1所示.
①a点所代表的状态不是(填“是”或“不是”)平衡状态.
②c点CO2的转化率高于b点,原因是b、c点均未达到平衡状态,c点温度高,反应速率较快,故CO2的转化率较大.
(3)在实际生产中发现,随着甲醇的生成,还伴随有少量CO副产物出现:CO2+H2?CO+H2O△H>0,且CO2的转化率、甲醇的产率和CO含量除受浓度、度、压强等因素影响外,还受催化剂CuO的质量分数、气体混合物在反应锅炉内的流动速率影响(用空间流率表示).通过实验分别得到如下数据图2、①由图2得,最佳空间流率为3600h-1
②在其他条件不变的前提下调整催化剂配比,并记录到达平衡所需的时间,得到如下表数据,
催化剂组分质量分数(%)CuO0255075100
ZnO1007550250
到达平衡所需时间(h)2.57.48.112无催化活性
试说明不选择单组份ZnO原因是使用单组分ZnO时反应速率虽然快,但是由图3可知,二氧化碳转化率、甲醇的产率都过低,实际生产中没有意义,故不采用.
(4)用二氧化碳催化加氢来合成低碳烯烃,起始时以0.1MPa,n(H2):n(CO2)=3:1的投料比充入反应器中,发生反应:2CO2(g)+6H2(g) $\stackrel{催化剂}{?}$ C2H4(g)+4H2O(g)△H,不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图4所示:
①该进行的反应的△S<0(填:“>”或“<”)
②对于气体反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作KP),则该反应的KP=$\frac{p({C}_{2}{H}_{4})×{p}^{4}({H}_{2}O)}{{p}^{2}(C{O}_{2})×{p}^{6}({H}_{2})}$.
③为提高CO2的平衡转化率,除改变温度外,还可采取的措施是增大压强;提高氢气和二氧化碳物质的量的比值(列举2项).

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1.在某一容积为2L的密闭容器内,加入0.8mol的H2和0.6mol的I2,在一定的条件下发生如下反应:
H2(g)+I2(g)?2HI(g)+Q(Q>0)
反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1:

(1)根据图1数据,反应开始至达到平衡时,平衡速率v(HI)为0.167 mol/(L•min).
(2)反应达到平衡后,第8分钟时:
①若升高温度,化学平衡常数K减小(填写增大、减小或不变),HI浓度的变化正确的是c(用图2中a-c的编号回答)
②若加入I2,H2浓度的变化正确的是f.(用图2中d-f的编号回答)
(3)反应达到平衡后,第8分钟时,若把容器的容积扩大一倍,请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况.

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20.如图中电流表的指针发生偏移,且B棒的质量增加,则可能的情况是(  )
①B为正极,C为CuSO4溶液;
②A为正极,C为CuSO4溶液;
③B为正极,C为稀H2SO4溶液;
④B为正极,C为稀AgNO3溶液.
A.①③B.①④C.D.②④

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19.某有机物M的结构简式为,下列有关M的说法正确的是(  )
A.M的分子式为C9H10O3
B.M 可使酸性KMnO4溶液褪色
C.1 mol M完全燃烧消耗10 mol O2
D.1 mol M能与足量Na反应生成0.5 mol H2

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18.KHCO3和K2CO3分别与NaHCO3和Na2CO3性质类似,下列比较中正确的是(  )
A.常温下在水中溶解性比KHCO3>K2CO3
B.热稳定性K2CO3<KHCO3
C.和酸反应放出CO2的快慢KHCO3>K2CO3
D.等量的盐酸分别与足量KHCO3和K2CO3反应,产生CO2一样多

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17.双氧水是一种常见的氧化剂,也可作还原剂.实验室用H2O2制取氧气的原理和装置如下:2KMnO4+3H2SO4+5H2O2═K2SO4+2MnSO4+8H2O+5O2
试回答下列问题:
(1)仪器a的名称是分液漏斗.
(2)安装实验仪器后,首先进行的实验步骤是检查装置气密性.
(3)该反应的离子方程式为2MnO4-+6H++5H2O2═2Mn2++8H2O+5O2↑.

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16.在足量纯锌和稀硫酸的混合物中,滴加几滴下列溶液,产生氢气速率会增大,但是最终产生氢气总质量不变的是(  )
A.硫酸铜溶液B.较浓稀硫酸C.碳酸钠溶液D.硝酸银溶液

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15.在下述条件下,一定能大量共存的离子组是(  )
A.强酸性溶液中:ClO-、S2-、SO32-、Na+
B.强碱性溶液中:ClO-、S2-、SO32-、Na+
C.使甲基橙变黄的溶液中:Fe3+,MnO4-,NO3-,Na+,SO42-
D.c(HCO3-)=0.1mol•L-1的溶液中:Na+、K+、CO32-、Br-

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