雾霾已经严重影响我们的生存环境。火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。图22-1
题型:不详难度:来源:
雾霾已经严重影响我们的生存环境。火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。
图22-1 图22-2 图22-3 (1)利用甲烷催化还原NOx: 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 甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。 (2)将CO2转化为甲醇的热化学方程式为: CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) △H3 ①取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线(见图22-1),则上述CO2转化为甲醇反应的△H3 0(填“>”、“<”或“=”)。 ②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图22-2所示。 下列说法正确的是 (填字母代号)。A.第10min后,向该容器中再充入1molCO2和3molH2,则再次达到平衡时c(CH3OH) ="1.5" mol/L | B.达到平衡时,氢气的转化率为0.75 | C.0~10分钟内,氢气的平均反应速率为0.075mol/(L•min) | D.该温度下,反应的平衡常数的值为3/16 | E.升高温度将使n(CH3OH)/n(CO2)增大 (3)某种脱硫工艺中将烟气经处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设烟气中的SO2、NO2的物质的量之比为1∶1,则该反应的化学方程为 。 (4)电化学降解NO3- 的原理如题22-3图所示。 ①电源正极为 (填“A”或“B”),阴极反应式为 。 ②若电解过程中转移了1mol电子,则膜两侧电解液的质量变化差(△m左-△m右)为 g。 |
答案
(1)CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ•mol-1 (2)①< ②B (3)12NH3+3O2+4SO2+4NO2+6H2O=4(NH4)2SO4+4NH4NO3 (4)①A, 2NO3-+6H2O+10e-=N2↑+12OH- ②7.2 |
解析
试题分析:(1)(①+②)÷2可得:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ•mol-1 (2)① 由甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线可以看出:当升高温度时甲醇的体积分数减小,说明升高温度化学平衡向逆反应方向移动。根据平衡移动原理:升高温度,化学平衡向吸热反应反应移动,逆反应方向是吸热反应,所以正反应为放热反应,所以△H<0.② CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)由图可知:反应的容器容积为1L,当反应进行到10分钟时达到平衡,此时CO2的转化率为0.75. CH3OH的平衡浓度为0.75mol/L.A. 此时若向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2,假如平衡不发生移动,由于C(CO2)C(H2)都是原来的2倍,则再次达到平衡时c(CH3OH) ="1.5" mol/L。而实质上这是一个反应前后气体体积不等的可逆反应,增大反应物的浓度,也就增大了压强。增大压强化学平衡向气体体积减小的方向即正反应方向移动。所以当达到新的平衡时c(CH3OH)大于1.5 mol/L。错误。B.由于在反应中CO2和H2是按照1:3关系反应的,投入量也是按照1:3加入的,所以再次达到平衡时,氢气的转化率不变,仍为0.75。正确。C.0~10分钟内,V(CO2)= ΔC/Δt="0.75mol/L÷10min=" 0.075mol/( L•min) .V(H2): V(CO2)=3:1,所以V(H2) ="3" V(CO2)= 3×0.075mol/( L•min) = 0.225mol/( L•min).错误。D.该温度下,反应的平衡常数的值K="{" c(CH3OH)·c(H2O)}÷{ c(CO2)·c3(H2)}=" (0.75×0.75)" ÷{0.25×(3-0.75)3}=0.1975.错误.E.由于该反应的正反应是放热反应,所以升高温度将使平衡逆向移动,n(CH3OH)/n(CO2)减小。错误。正确选项为B。(3)该反应的化学方程为12NH3+3O2+4SO2+ 4NO2+6H2O= 4(NH4)2SO4+4NH4NO3(4)① 由于NO3- →N2 ,得到电子,所以应该接电源的负极,作阴极。即A为电源的正极,B为电源的负极。阴极反应式为2NO3-+10e-+6H2O=N2↑+12OH-。② 电解池右侧NO3-转化成N2,发生还原反应:2 NO3-+10e-+6H2O = N2↑+ 12OH- ,其电极应为阴极,则左侧发生 氧化反应:2H2O―4 e- =O2↑+4H+,其电极作阳极,与其相连的A端为电源的正极;转移1mol电子时,左侧减少0.1molN2,2.8g,右侧生成0.25molO2,8g,1molH+,由于H+可通过质子交换膜由左侧进入右侧,则右侧电解液质量实际减少:2.8g-1g=1.8g,左侧电解液质量实际减少:8g+1g=9g,则两侧质量差为9g -1.8g=7.2g。3- 的原理等的知识。 |
举一反三
(1)在298K时,1molCH4在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水,放出热量890.0 kJ。写出该反应的热化学方程式 。现有CH4和CO的混合气体0.75mol,完全燃烧后,生成CO2气体和18克液态水,并放出515kJ热量,则CH4和CO的物质的量分别为 、 mol. (2)利用该反应设计一个燃料电池:用氢氧化钾溶液作电解质溶液,多孔石墨做电极,在电极上分别通入甲烷和氧气。通入甲烷气体的电极应为 极(填写“正”或“负”),该电极上发生的电极反应是 (填字母代号)。 a. CH4—e- + 2O2 ="=" CO2 + 2H2O b. CH4—8e- + 10OH- ="=" CO32- + 7H2O c. O2 + 2H2O + 4 e- ="=" 4OH- d. O2—4 e- + 4H+ ="=" 2H2O (3)在如图所示实验装置中,石墨棒上的电极反应式为 ;如果起始时盛有1000mL pH=5的硫酸铜溶液(25℃,CuSO4足量),一段时间后溶液的pH变为1,此时可观察到的现象是 ;若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变,忽略溶液体积的变化),可向溶液中加入 (填物质名称),其质量约为 。
|
(I)下图是工业生产硝酸铵的流程。
(1)吸收塔C中通入空气的目的是 。A、B、C、D四个容器中的反应,属于氧化还原反应的是 (填字母)。 (2)已知:4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) +6H2O(g) △H =-1266.8kJ/mol N2(g) + O2(g) = 2NO(g) △H =" +180.5" kJ/mol 写出氨高温催化氧化的热化学方程式: (II)某合作小组同学将铜片加入稀硝酸,发现开始时反应非常慢,一段时间后反应速率明显加快。该小组通过实验探究其原因。 (3)该反应的离子方程式为___________________________________________________。 (4)提出合理假设。该实验中反应速率明显加快的原因可能是_____________________。 A.反应放热导致温度升高 B.压强增大 C.生成物有催化作用 D.反应物接触面积增大 (5)初步探究。测定反应过程中溶液不同时间的温度,结果如下表:
时间/min
| 0
| 5
| 10
| 15
| 20
| 25
| 35
| 50
| 60
| 70
| 80
| 温度/℃
| 25
| 26
| 26
| 26
| 26
| 26
| 26.5
| 27
| 27
| 27
| 27
| 结合实验目的和表中数据,你得出的结论是__________________________________。 (6)进一步探究。查阅文献了解到化学反应的产物(含中间产物)可能对反应有催化作用,请完成以下实验设计表并将实验目的补充完整:
实验 编号
| 铜片 质量/g
| 0.1mol·L-1的 硝酸体积/mL
| 硝酸铜 晶体/g
| 亚硝酸钠 晶体/g
| 实验目的
| ①
| 5
| 20
| _______
| _______
| 实验①和②探究_________的影响;实验①和③探究亚硝酸根的影响。
| ②
| 5
| 20
| 0.5
| 0
| ③
| 5
| 20
| 0
| 0.5
| |
化学反应原理在工业生产中具有十分重要的意义。 (1)工业生产可以用NH3(g)与CO2(g)经过两步反应生成尿素,两步反应的能量变化示意图如下:
则NH3(g)与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为 。 (2)已知反应Fe(s) +CO2(g) FeO(s) +CO(g) ΔH ="a" kJ/mol 测得在不同温度下,该反应的平衡常数K随温度的变化如下:
①该反应的化学平衡常数表达式K= ,a 0(填“>”、“<”或“=”)。在500℃ 2L密闭容器中进行反应,Fe和CO2的起始量均为4 mol,则5 min后达到平衡时CO2的转化率为 ,生成CO的平均速率v(CO)为 。 ②700℃反应达到平衡后,要使该平衡向右移动,其他条件不变时,可以采取的措施有 (填字母)。A.缩小反应器容积 | B.增加Fe的物质的量 | C.升高温度到900℃ | D.使用合适的催化剂 |
|
工业制硫酸时,利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤。 (1)某温度下,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H="-197" kj/mol。开始时在10 L的密闭容器中加入4.0 mol SO2(g)和10.0 mol O2(g),当反应达到平衡时共放出197kJ的热量,该温度下的平衡常数K= ,升高温度K将 (填“增大、减小或不变”)。 (2)一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO2和1mol O2,发生下列反应: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),达到平衡后,改变下述条件,SO2、O2、SO3的平衡浓度都比原来增大的是 (填字母)。 A.恒温恒容,充入2mol SO3 B.恒温恒容,充入2mol N2 C.恒温恒压,充入1 mol SO3 D.升高温度 (3)在一密闭容器中进行下列反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),化学兴趣小组的同学探究了其他条件不变时,改变某一条件时对上述反应的影响,并根据实验数据作出了下列关系图。下列判断中正确的是 (填字母)。
A.图Ⅰ研究的是不同催化剂对反应的影响,且乙使用的催化剂效率较高 B.图Ⅱ研究的是压强对反应的影响,且甲的压强较高 C.图Ⅱ研究的是温度对反应的影响,且乙的温度较低 D.图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响,且甲使用的催化剂效率较高 (4)某实验小组设想如下图所示装置用电化学原理生产硫酸,写出通入SO2的电极的电极反应式: 。
(5)焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa时: SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H1="-197" kJ/mol; H2O(g)=H2O(1) △H2="-44" kJ/mol: 2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(1) H3="-545" kJ/mol。 写出SO3(g)与H2O(1)反应的热化学方程式是 。 (6)由硫酸可制得硫酸盐.在一定温度下,向K2SO4溶液中滴加Na2CO3溶液和BaCl2溶液,当两种沉淀共存时,SO42-和CO32-的浓度之比 。[已知该温度时,Ksp(BaSO4)=1.3x10-10,KsP(BaCO3)=5.2x10-9]。 |
乙醇汽油是一种由粮食及各种植物纤维加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源。按照我国的国家标准,乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的乙醇调和而成。 (1)由粮食或各种植物纤维可得到葡萄糖,写出葡萄糖制得乙醇的化学方程式: 。 (2)在常温常压下,1gC2H5OH完全燃烧生成CO2和液态H2O时放出29.71 kJ热量,表示该反应的热化学方程式为 。 (3)下图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图,乙池中的两个电极一个是石墨电极,一个是铁电极,工作时M、N两个电极的质量都不减少,请回答下列问题:
①加入乙醇的Pt电极的电极反应式为_________________________。 ②在工作过程中,乙池中两电极均收集到标准状况下224mL气体时,甲池中理论上消耗氧气的体积为 mL(标准状况下);若此时乙池溶液体积为200mL,则乙池中溶液的pH为 。 ③若要使②中乙池的溶液完全恢复到起始状态,可向乙池中加入 (填代号)A.0.01molCu | B.0.01molCuO | C.0.01molCu(OH)2 | D.0.01molCuCO3 | E.0.01molCuSO4 F.0.005molCu2(OH)2CO3 |
最新试题
- 地震是一种常见的自然灾害,它会对震区人民群众的生命和财产造成巨大的损害。阅读下列材料,回答问题。材料一:由大地震给人类带
- (文科做)已知向量a=(cos32x,sin32x),b=(cosx2,-sinx2),且x∈[0,π2],求:①a•b
- 已知函数的最大值为,最小值为,最小正周期为,直线是其图像的一条对称轴,则符合条件的解析式为( )A.B.C.D.
- 图所示的实验装置探究的是( )A.叶片正面和背面的气孔是否一样多B.绿叶在光下制造有机物C.叶片呼吸作用释放二氧化碳D
- With Chang"e-3 successfully landing, China becomes the third
- 【题文】下列句子中加点成语的使用,正确的一项是 &
- 我国的基本经济制度是公有制为主体,多种所有制经济共同发展。对“多种所有制经济共同发展”的正确理解是( )。 A.非
- ①(+﹣)×(﹣24)②﹣22+3×(﹣1)4﹣(﹣4)×5③3a2+5﹣2a2﹣2a+3a﹣8④3(﹣ab+2a)﹣2
- 【题文】明朝官员谢杰在《虔台倭纂》中指出:“寇与商同是人,市通则寇转为商,市禁则商转为寇,始之禁禁商,后之禁禁寇。禁之愈
- 连词成句。1.do, open, I, the , on ,computer, how, a. document, n
热门考点