用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知:①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=-574 kJ/mol②C
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用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知: ①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=-574 kJ/mol ②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160 kJ/mol ③H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ/mol。下列说法不正确的是A.等物质的量的CH4参加反应,反应①②转移的电子数相同 | B.CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-530 kJ/mol | C.0.2 mol CH4还原NO2至N2,且生成H2O(g)放出的热量为164.6 kJ | D.若用4.48 L(标准状况)CH4还原NO2至N2且生成H2O(g),整个过程中转移电子1.60 mol |
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答案
B |
解析
试题分析:1mol的CH4发生①②反应,转移电子都是8mol,故转移的电子数相同。正确。B.①-2×③可得CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-486kJ/mol.错误。C.①+②-2×③可得CH4(g)+ 2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-823kJ/mol所以.0.2 mol CH4还原NO2至N2,且生成H2O(g)放出的热量为164.6 kJ。正确。D.标准状况下4.48 LCH4的物质的量为0.2mol,由于1mol CH4还原NO2至N2转移电子8mol,所以0.2mol的甲烷在反应过程中转移电子1.60 mol。正确。4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染的反应原理、能量变化及电子转移的知识。 |
举一反三
(16分)汽车尾气是城市空气的主要污染物之一,其主要有害成分是CO、氮氧化物(NOx)等。 (1)NOx产生的原因之一是汽车发动机工作时引发N2和O2反应,其能量变化值如右图所示,
则:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H= 。 (2)汽车尾气中CO、NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室用某新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究,测得NO转化为N2的转化率随温度、CO混存量的变化情况如下图一。
① NO与CO混存时,相互反应的化学方程式为 。 ② 1000K,n(NO)/n(CO)=5:4时,NO的转化率为75%,则CO的转化率约为 。 ③ 由于n(NO)/n(CO)在实际过程中是不断变化的,保证NO转化率较高的措施是将温度大约控制在 K之间。 (3)汽车尾气中NOx有望通过燃料电池实现转化。已经有人以 NO2、O2和熔融NaNO3制成了燃料电池,其原理如图二。 ① 图中石墨Ⅱ为电池的 极。 ② 在该电池使用过程中,石墨I电极上的产物是氧化物Y,其电极反应式为 。 (4)甲醇也可用于燃料电池。工业上采用反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0合成甲醇。 ① 在恒容密闭反应器中,H2的平衡转化率与温度、压强的关 系如图三所示,则A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC)的 大小关系为 。
② 某高温下,将6molCO2和8molH2充入2L密闭容器中发生 反应,达到平衡后测得c(CO2)=2.0mol·L-1,则该温度下反应的平 衡常数值为 。 |
(16分) I.制取三氧化硫反应的化学方程式为:2SO2(g)十O2(g)2SO3(g) (1)此反应是工业上生产 的重要步骤。 (2)能够说明在恒温恒容条件下,上述反应已经达到化学平衡状态的是 (填序号). a.每生成1mol SO3的同时生成0.5mol O2 b.容器中混合气体的密度不变 c.SO2、O2、SO3的物质的量之比为2:1:2 d.容器中气体总压强不变 (3)在400℃时,常压下,容积为1.0L的密闭容器中充入1.00mol SO2(g)和0.96mol O2(g),充分反应后,测得还有0.04mol SO2剩余,并放出190.08KJ的热量。 ①根据有关数据,请分析在工业生产中选择常压反应器的原因: 。 ②写出此反应的热化学方程式: 2SO2(g)十O2(g)2SO3(g) △H= 。 Ⅱ.(1)在某温度下,把1.00 mol NH3溶于水中配成1.00 L溶液,测得溶液中OH-浓度和时间的图像如下:
①求该温度时,氨水的电离平衡常数K= 。 ② 在t1时刻再加入H2O配成2L溶液,于t2时刻重新达到平衡,请在坐标系中画出t1~t2时间内OH-浓度随时间变化的曲线。 (2)将a mol/L的盐酸和b mol/L氨水等体积混合,混合后体积为混合前体积之和,充分反应后所得溶液显中性。 ① a b (填“<”、“=”或“>”) ② 根据物料守恒原理,求混合后溶液中剩余氨水浓度:c(NH3·H2O)= 。 (用含有a、b的式子表示) |
.(17分)减少污染、保护环境是全世界最热门的课题。 (1)为了减少空气中SO2的排放,常采取的措施有: ①将煤转化为清洁气体燃料。 已知:H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) ΔH1=-241.8 kJ·mol-1 C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH2=-110.5 kJ·mol-1 则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为 。 ②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是 (填序号): a.Ca(OH)2 b.CaCl2 c.Na2CO3 d.NaHSO3 (2)CO在催化剂作用下可以与H2反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如右图所示。
①M、N两点平衡状态下,容器中总物质的物质的量之比为:n(M)总:n(N)总= 。 ②若M、N、Q三点的平衡常数KM、KN、KQ的大小关系为 。 (3)催化硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。 ①催化硝化法中,用H2将NO还原为N2,一段时间后,溶液的碱性 明显增强。则该反应离子方程式为 。 ②电化学降解NO的原理如图所示,电源正极为 (填“a”或“b”); 若总反应为4NO3-+4H+通电5O2↑+2N2↑+2H2O,则阴极反应式为 。
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(共14分)甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应
| 平衡常数
| 温度(℃)
| 500
| 800
| ①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)
| K1
| 2.5
| 0.15
| ②H2(g)+CO2(g) H2O (g)+CO(g)
| K2
| 1.0
| 2.50
| ③3H2(g)+ CO2(g)CH3OH(g)+H2O (g)
| K3
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| (1)反应②是 (填“吸热”或“放热”)反应。 (2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A) K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)判断反应③△H 0; △S 0(填“>”“=”或“<”) 在500℃、2L的密闭容器中,进行反应③,测得某时刻H2、CO2、 CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol,此时v(正) v(逆)(填“>”“=”或“<”) (4)一定温度下,在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是 。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是 。
(5)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下, 将0.2 mol/L的乙酸与0.1 mol/LBa(OH)2溶液等体积混合,则混合溶液中离子浓度由大到小的顺序为 |
【化学——选修2:化学与技术】(15分) 第五主族的磷单质及其化合物在工业上有广泛应用。 (1)同磷灰石在高温下制备黄磷的热化学方程式为: 4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) H 已知相同条件下: 4Ca3(PO4)2F(s)+3SiO2(s)=6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g) △H1 2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g) △H2 SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s) △H3 用△H1、△H2和△H3表示H,则H= ; (2)三聚磷酸可视为三个磷酸分子(磷酸结构式如图)之间脱去两 个水分子产物,其结构式为 ,三聚 磷酸钠(俗称“五钠”)是常用的水处理剂,其化学式为 ;
(3)次磷酸钠(NaH2PO2)可用于工业上的化学镀镍。 ①化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2-,在酸性等条件下发生下述反应: (a) Ni2+ + H2PO2-+ → Ni++ H2PO3-+ (b)6H2PO-2 +2H+ =2P+4H2PO3+3H2↑ 请在答题卡上写出并配平反应式(a); ②利用①中反应可在塑料镀件表面沉积镍—磷合金,从而达到化学镀镍的目的,这是一种常见的化学镀。请从以下方面比较化学镀与电镀。 方法上的不同点: ; 原理上的不同点: ; 化学镀的优点: 。 |
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