二氧化硫和氮氧化物(NOx)对大气污染日趋严重,研究消除大气污染的方法是化学工作者的重要课题,目前有很多种方法消除大气污染。(1)可利用甲烷催化还原NOx的方法
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二氧化硫和氮氧化物(NOx)对大气污染日趋严重,研究消除大气污染的方法是化学工作者的重要课题,目前有很多种方法消除大气污染。 (1)可利用甲烷催化还原NOx的方法处理NOx,反应如下: CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H= -574 kJ·mol-1 CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H= -1160 kJ·mol-1 则CH4(g)+2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H= ; (2)降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器,发生如下反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g);△H<0。 若在一定温度下,将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中,15分钟后达到平衡,反应过程中各物质的浓度变化如图甲所示,则平衡常数K= (小数点后保留3位);
①若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO气体0.6mol,平衡将 移动(填“向左”、“向右”或“不”); ②若保持温度不变,20min时向原平衡容器中充入CO、N2各0.6mol,平衡将 移动(填“向左”、“向右”或“不”); ③20min时,若改变反应条件,导致N2浓度发生如图所示的变化,则改变的条件可能是 (填字母);A.加入催化剂 | B.降低温度 | C.缩小容器体积 | D.增加CO2的量 | (3)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的处理(总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4)。已知,含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ =4Fe3+ + 2H2O,则另一反应的离子方程式为 ; |
答案
(1)△H=-867 kJ·mol–1 (3分) (2)K=0.035(或带单位:L/mol)(3分);向右、不移动; B(各2分) (3)2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+(3分) |
解析
试题分析:(1) ①CH4(g) + 4NO2(g) =" 4NO(g)" + CO2(g) + 2H2O(g) △H=" –574" kJ·mol–1; ②CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H=" –" 1160 kJ·mol–1; 依据盖斯定律计算①+ ②得到:CH4(g) + 2NO2(g) = N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H=" –867" kJ·mol–1; 故答案为:△H= –867 kJ·mol–1; (2)依据图象分析,15min时达到平衡时N2浓度为0.2mol·L–1,NO平衡浓度为1.6mol·L–1,CO浓度为0.6 mol·L–1,CO2浓度为0.4 mol·L–1,反应2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g)的平衡常数。故答案为:0.035。①若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO气体0.6mol,此时c(CO) =" 1.2" mol·L–1,而生成物浓度不变,根据平衡移动原理,平衡将正反应方向移动。②若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol,浓度分别为c(NO)="1.6" mol·L–1,c(CO)="0.6" mol·L–1 + 0.6 mol·L–1 =" 1.2" mol·L–1,c(N2) =" 0.2" mol·L–1 + 0.6 mol·L–1 =" 0.8" mol·L–1,c(CO2) =" 0.4" mol·L–1;,平衡不动。③如图甲所示,20min时,改变反应条件,导致反应速率减小,氮气浓度增大,平衡正向移动。加入催化剂,平衡不移动,A不合题;反应是气体体积减小的放热反应,降温可使平衡正向移动,氮气浓度增大,B符合题意;缩小容器体积虽然可使平衡正向移动,但改变条件的瞬间,N2浓度增大,与图中描绘的情况不符,C不合题意;增加CO2的量,平衡逆向移动,N2浓度减小,D也不合题。故答案为:B。 (3) 总反应的离子方程式为:2SO2+O2+2H2O=4H+ + 2SO42-,总反应减去反应4Fe2+ + O2+ 4H+ =4Fe3+ + 2H2O即得另一离子方程式:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+。 |
举一反三
以下离子方程式书写错误的是( ) ①铁跟稀硫酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑ ②硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液反应:Ba2++SO42-=BaSO4↓ ③碳酸氢钙溶液跟盐酸反应:Ca(HCO3)2+2H+=Ca2++2H2O+2CO2↑ ④氢氧化铜中加入盐酸:OH-+H+=H2O |
按要求写出下列反应的离子方程式。 (1)向NaBr溶液中通入过量Cl2 (2)向次氯酸钙溶液中通入过量CO2 |
下列离子方程式正确的是A.澄清的石灰水与稀盐酸反应Ca(OH)2+2H+=Ca2++2H2O | B.钠与水的反应Na+2H2O=Na++2OH-+ H2 ↑ | C.硫酸氢钠溶液与少量氢氧化钡溶液混合:2H++SO42-+ Ba2++2OH-= BaSO4↓+2H2O | D.向沸水中滴加FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体:Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+ |
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下列反应的离子方程式正确的是A.澄清石灰水跟盐酸反应:OH-+H+=H2O | B.金属钠跟水反应:Na+2H2O=Na++2OH-+H2↑ | C.碳酸钡与醋酸反应:BaCO3+2H+=CO2↑+Ba2++H2O | D.碳酸氢钠溶液和氢氧化钠溶液反应:HCO3-+OH-=CO2↑+H2O |
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下列离子方程式中,正确的是( )A.稀硫酸滴在铁片上:2Fe+6H+=Fe3++3H2↑ | B.氢氧化镁与稀盐酸反应:OH−+H+=H2O | C.碳酸氢钠溶液与稀盐酸混合:HCO3−+H+=H2O+CO2↑ | D.硫酸铜溶液与氢氧化钡溶液混合:Cu2++2OH−=Cu(OH)2↓ |
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