研究SO2、CO等大气污染物的处理与利用具有重大意义。Ⅰ.利用钠碱循环法可脱除烟气中SO2,该法用Na2SO3溶液作为吸收剂,吸收过程pH随n(SO)n(HS

研究SO2、CO等大气污染物的处理与利用具有重大意义。Ⅰ.利用钠碱循环法可脱除烟气中SO2,该法用Na2SO3溶液作为吸收剂,吸收过程pH随n(SO)n(HS

题型:不详难度:来源:
研究SO2、CO等大气污染物的处理与利用具有重大意义。
Ⅰ.利用钠碱循环法可脱除烟气中SO2,该法用Na2SO3溶液作为吸收剂,吸收过程pH随n(SO)n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-)n(HSO3-
91:9
1:1
9:91
pH
8.2
7.2
6.2
(1)由上表判断NaHSO3水溶液显   __性,原因是   __。
(2)当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是   __。
a.c(Na)=2c(SO32-)+c(HSO3-
b.c(Na)>c(HSO3-)>>c(SO32-)>c(H)=c(OH
c.c(Na)+c(H)=c(HSO3-)+c(SO32-)+c(OH
(3)若某溶液中含3 mol Na2SO3,逐滴滴入一定量稀HCl,恰好使溶液中Cl与HSO3-物质的量之比为21,则滴入盐酸中n(HCl)为   __mol。
Ⅱ.CO可用于合成甲醇,反应原理为
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
(4)在容积为2 L的密闭容器中通入0.2 mol CO,0.4 mol H2,达到平衡时,CO转化率为50%,则该温度下的平衡常数为   __,再加入1.0 mol CO后,重新达到平衡,CO的转化率   __(填“填大”“不变”或“减小”);平衡体系中CH3OH的体积分数   __(填“增大”“不变”或“减小”)。
(5)已知CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g);
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ/mol。
有关键能数据如下:(单位:kJ/mol)
化学键
H—H
H—O
C—H
C—O
C=O
键能
435
463
413
356
745
 
写出甲醇气体完全燃烧生成气态水的热化学方程式:   __。
答案
(1)酸 HSO3-电离趋势大于水解趋势
(2)ab
(3)4
(4)100 L2/mol-2 减小 减小
(5)CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-536.4 kJ/mol
解析
(1)由表格看出pH随HSO3-的增大而减小,所以HSO3-的电离大于水解,溶液显酸性。(2)溶液呈中性时c(H)=c(OH),依据电荷守恒:c(Na)+c(H)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH),所以a对,c错,由表格知当溶液呈中性时c(HSO3-)>c(SO32-),所以b正确。(3)设加入盐酸x mol,根据反应:H+SO32-=HSO3-,H+HSO3-=H2SO3,可知x=3+(3-),解得x=4 mol。(4)由CO的转化率可知平衡时c(CO)=0.05 mol·L-1、c(H2)=0.1 mol·L-1、c(CH3OH)=0.05 mol·L-1,代入K==100;加入CO平衡向减弱这种改变的方向移动,故CO自身的转化率降低,总物质的量增大,故CH3OH体积分数减小。(5)ΔH=反应物的总键能一生成物的总键能,第一个方程式ΔH=3×413 kJ/mol+356 kJ/mol+3×463 kJ/mol-(2×745 kJ/mol+3×435 kJ/mol)=+189 kJ/mol,1 mol甲醇燃烧时总反应为第一个反应+第二个反应×3,则ΔH=-536.4 kJ/mol。
点拨:本题考查离子浓度大小比较,考查考生对离子浓度大小比较的掌握情况。难度中等。
举一反三
二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的精细化工产品,被认为是二十一世纪最有潜力的燃料[ 已知:CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1) △H=-1455kJ/mol ]。同时它也可以作为制冷剂而替代氟氯代烃。工业上制备二甲醚的主要方法经历了三个阶段:
①甲醇液体在浓硫酸作用下或甲醇气体在催化作用下直接脱水制二甲醚; 2CH3OH CH3OCH3+H2O
②合成气CO与H2直接合成二甲醚: 3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)  △H=-247kJ/mol
③天然气与水蒸气反应制备二甲醚。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇工业流程如下:

(1)写出CO(g)、H2(g)、O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式(结果保留一位小数)                                                
(2)在反应室2中,一定条件下发生反应3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)在密闭容器中达到平衡后,要提高CO的转化率,可以采取的措施是     
A.低温高压   B.加催化剂    C.增加CO浓度   D.分离出二甲醚
(3)在反应室3中,在一定温度和压强条件下发生了反应:3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O (g) △H<0反应达到平衡时,改变温度(T)和压强(P),反应混合物CH3OH“物质的量分数”变化情况如图所示,关于温度(T)和压强(P)的关系判断正确的是   (填序号)

A.P3>P2   T3>T2       B.P2>P4   T4>T2
C.P1>P3   T1>T3       D.P1>P4   T2>T3
(4)反应室1中发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H>0写出平衡常数的表达式:                          
如果温度降低,该反应的平衡常数             (填“不变”、“变大”、“变小”)

(5)如图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图则a电极的反应式为:________________

(6)下列判断中正确的是_______
A.向烧杯a中加入少量K3[Fe(CN)6]溶液,有蓝色沉淀生成
B.烧杯b中发生反应为2Zn-4eˉ =2Zn2+
C.电子从Zn极流出,流入Fe极,经盐桥回到Zn极
D.烧杯a中发生反应O2 + 4H++ 4eˉ = 2H2O,溶液pH降低
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新近出版的《前沿科学》杂志刊发的中国环境科学研究院研究员的论文《汽车尾气污染及其危害》,其中系统地阐述了汽车尾气排放对大气环境及人体健康造成的严重危害。目前降低尾气的可行方法是在汽车排气管上安装催化转化器。NO和CO气体均为汽车尾气的成分,这两种气体在催化转换器中发生反应:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-a kJ·mol-1
(1)CO2的电子式为          
(2)已知2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=-b kJ·mol-1;CO的燃烧  热△H=-c kJ·mol-1。书写在消除汽车尾气中NO2的污染时,NO2与CO的可逆反应的热化学反应方程式        
(3)在一定温度下,将2.0mol NO、2.4mol气体CO通入到固定容积为2L的容器中,反应过程中部分物质的浓度变化如图所示:

①有害气体NO的转化率为          ,0~15min  NO的平均速率v(NO)=          
②20min时,若改变反应条件,导致CO浓度减小,则改变的条件可能是    (选填序号)。
a.缩小容器体积      b.增加CO的量     c.降低温度      d.扩大容器体积
③若保持反应体系的温度不变,20min时再向容器中充入NO、N2各0.4mol,化学平衡将   移动(选填“向左”、“向右”或“不”), 移动后在达到平衡时的平衡常数是   
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2013年12月15日4时搭载长征系列火箭的“玉兔号”顺利驶抵月球表面,实现了五星红旗耀月球的创举。火箭升空需要高能燃料,通常用肼(N2H4)作燃料,N2O4做氧化剂。请回答下列问题:
(1)已知:N2(g) + 2O2(g) ="=" 2NO2(g)                 ΔH= + 67.7kJ·mol-1
N2H4(g) + O2(g)="=" N2(g) + 2H2O(g)     ΔH= - 534.0kJ·mol-1
2NO2(g)  N2O4(g)             ΔH=" -" 52.7kJ·mol-1
写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式:                                  
(2)工业上用次氯酸钠与过量的氨气反应制备肼,该反应的化学方程式为:                                    
(3)工业上可以用下列反应原理制备氨气:
2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)  ΔH= Q kJ·mol-1
①已知该反应的平衡常数K与温度的关系如图,则此反应的 Q        0 (填“>”“<”或“=”)。

②若起始加入氮气和水,15分钟后,反应达到平衡,此时NH3的浓度为0.3mol/L,则用氧气表示的反应速率为           
③常温下,如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生,当反应达到平衡时,          (选填编号).
A.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
B.v(N2)/v(O2)=2∶3
C.容器中气体的密度不随时间而变化
D.通入稀有气体能提高反应的速率
E.若向容器中继续加入N2,N2的转化率将增大
(4)最近华南理工大提出利用电解法制H2O2并以此处理废氨水,装置如图。

①为不影响H2O2的产量,需要向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5,则所得废氨水溶液中c(NH4+)       c(NO3-)(填“>”“<”或“=”);
②Ir—Ru惰性电极有吸附O2作用,该电极的电极反应为                     
③理论上电路中每转移3mol电子,最多可以处理NH3·H2O的物质的量为            
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已知断开1mol H—H键吸收的能量为436kJ,形成1mol H—N键放出的能量为391kJ,根据化学方程式N2+3H22NH3,反应完1mol N2放出的能量为92.4kJ,则断开1mol N≡N键需吸收的能量是(  )
A.431kJB.945.6kJC.649kJD.869kJ

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下列分析正确的是(  )
A.将氯气通入H2O2和NaOH的混合溶液中,发出红光,说明反应物的总能量低于生成物的总能量,放出热量
B.1mol H2在氯气中完全燃烧,放出180kJ热量,则键能(E)的关系为E(H—H)=180kJ+2E(H—Cl)-E(Cl—Cl)
C.干燥的碘粉与铝粉混合无明显现象,滴上一滴水会冉冉升起紫色的碘蒸气,最后得到白色AlI3。说明碘和铝发生的反应是放热反应
D.精确实验测得H2O在常温下也能微弱电离:H2OH+OH,该过程是放热过程

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