题目
题型:不详难度:来源:
Ⅰ、目前,消除氮氧化物污染有多种方法。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-57kJ•mol-1
②4CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-1160kJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0kJ•mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g),CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式________________。
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+ 2NO(g) N2(g)+CO2(g)某研究小组向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,恒温(T℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
浓度(mol/L) 时间(min) | NO | N2 | CO2 |
0 | 0.100 | 0 | 0 |
10 | 0.058 | 0.021 | 0.021 |
20 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
30 | 0.040 | 0.030 | 0.030 |
40 | 0.032 | 0.034 | 0.017 |
50 | 0.032 | 0.034 | 0.017 |
②30 min后改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是___________________。
③若30min后升高温度重新达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3,则该反应
△H_________0(填“<”“>”“=”)。
Ⅱ、某科研小组为治理SO2对大气的污染,利用烟气中的SO2为原料制取硫酸。
(1)利用原电池原理,用SO2、O2和H2O来制备硫酸,该电池用多孔材料作电极,它能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池负极的电极反应式__________。
(2)利用Na2SO3溶液充分吸收SO2制得NaHSO3溶液。
①常温时吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-) | 91:9 | 1:1 | 1:91 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
A.NaHSO3溶液中c(H+)<c (OH-)
B.Na2SO3溶液中c(Na+)>c (SO32-)>c (HSO3-)>c (OH-)>c(H+)
C.当吸收液呈中性时,c(Na+)>c (HSO3-)>c (SO32-)>c(OH-)=c(H+)
D.当n(SO32-):n(HSO3-)=1:1时,c(Na+)=c (HSO3-)+2c (SO32-)
②然后电解该NaHSO3溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下图所示。请写出开始时阳极反应的电极反应式______________________________________。
答案
(2)①0.56 ②减小CO2的浓度 ③<
Ⅱ、(1)SO2+2H2O-2e-=4H++SO42- (2)①C ②HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+
解析
试题分析:Ⅰ、(1)根据反应①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ/mol和反应②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ/mol,③H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0kJ/mol并依据盖斯定律可知,(①+②)÷2+③×2即得到反应CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l),所以该反应的反应热△H=(-574kJ/mol-1160kJ/mol)÷2-44kJ/mol×2=-955kJ/mol。
(2)①根据表中数据可知反应进行到20min时达到平衡状态,此时NO、氮气、和二氧化碳的浓度分别是0.040mol/L、0.030mol/L、0.030mol/L,所以该温度下平衡常数是=0.56。
②30 min后NO和二氧化碳的浓度减少,而氮气的浓度增加,因此改变的条件可能是减小CO2的浓度促使平衡向正反应方向移动。
③若30min后升高温度重新达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3>4:3:3,这说明平衡向逆反应方向进行,因此正方应是放热反应,即该反应△H<0。
Ⅱ、(1)原电池中负极失去电子,发生氧化反应,所以SO2在负极通入,被氧化生成硫酸,负极电极反应式是SO2+2H2O-2e-=4H++SO42-。
(2)①A、当n(SO32-):n(HSO3-)=1:91时,溶液显酸性,这说明HSO3-的电离程度大于其水解程度,因此NaHSO3溶液中c(H+)>c (OH-),A不正确;B、Na2SO3溶液显碱性,则c (OH-)>c (HSO3-),B不正确;C、当吸收液呈中性时,亚硫酸钠的物质的量浓度小于亚硫酸氢钠的,因此溶液中c(Na+)>c (HSO3-)>c (SO32-)>c (OH-)=c(H+),C正确;D、当n(SO32-):n(HSO3-)=1:1时溶液显碱性,则根据物料守恒可知2c(Na+)=3c(HSO3-)+3c(SO32-)+3c(H2SO3),D不正确,答案选C。
②电解池中阳极与电源的正极相连,失去电子,发生氧化反应。所以阳极是HSO3-失去电子被氧化生成SO42-,则阳极电极反应式是HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+。
核心考点
试题【(14分)近几年来,我国中东部地区陷入严重的雾霾天气,面对全球近期的气候异常,环境问题再次成为焦点。非金属氧化物的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径之一】;主要考察你对焓变、反应热等知识点的理解。[详细]
举一反三
(1)实验室中可用氯仿(CHC13)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为 ;
(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为−890.3kJ∙mol−1、−285. 8 kJ∙mol−1和−283.0 kJ∙mol−1,则1molCH4与CO2反应的热化学方程式是
(3)COCl2的分解反应为COCl2(g)Cl2(g)+CO(g) △H=+108kJ·mol-1。反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下同所示(第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出):
①比较第2 min反应温度T(2)与第8min反应温度T(8)的高低:T(2) ____ T(8)(填“<”、“>”或“=”)
②比较反应物COCl2在5−6min和15−16 min时平均反应速率的大小:v(5−6)
v(15−16)(填“<”、“>”或“=”),原因是 。
③计算反应在第8 min时的平衡常数K= ;(列出计算过程,结果保留两位小数)
(1) 已知:某些反应的热化学方程式如下:
2H2(g)+SO2(g)=S(g)+2H2O(g) ΔH=+90.4kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-556.0kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1
请写出用CO除去空气中SO2,生成S(g)及CO2热化学方程式
(2) 某燃料电池以CO为燃料,以空气为氧化剂,以熔融态的K2CO3为电解质,请写出该燃料电池正极的电极反应式 ;
(3)在某温度下、容积均为2L的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温恒容,使之发生反应:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g);△H=-dJ·mol-1(d>0)。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下:
实验 | 甲 | 乙 | 丙 |
初始投料 | 2 molH2、1 molCO | 1 mol CH3OH | 4 molH2、2 molCO |
平衡时n(CH3OH ) | 0.5mol | n2 | n3 |
反应的能量变化 | 放出Q1kJ | 吸收Q2kJ | 放出Q3kJ |
体系的压强 | P1 | P2 | P3 |
反应物的转化率 | α1 | α2 | α3 |
②三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是 (填序号)。
A.α1+α2=1 B.Q1+Q2=d
C.α3<α1 D.P3>2P1=2P2
E.n2<n3<1.0mol F.Q3<2Q1
③在其他条件不变的情况下,将甲容器的体系体积压缩到1L,若在第8min达到新的平衡,从开始到新平衡时H2的转化率为65.5%,请在下图中画出第5min 到新平衡时CH3OH的物质的量浓度的变化曲线。
(4)实验室常用甲酸(一元酸)来制备CO。已知25℃时,0.l mol/L甲酸( HCOOH)溶液和0.l mo1/L乙酸溶液的pH分别为2.3和2.9。现有相同物质的量浓度的下列四种溶液:①HCOONa溶液 ②CH3COONa溶液③Na2CO3④NaHCO3溶液,其pH由大到小的顺序是 ____(填写溶液序号)。关于0.l mo1/L HCOOH溶液和0.l mo1/LHCOONa等体积混合后的溶液描述正确的是 ____。
a.c(HCOOˉ)>c(HCOOH)>c(Na+)>c(H+)
b.c(HCOOˉ)+c(HCOOH)=" 0.2" mo1/L
c.c(HCOOˉ)+2c(OHˉ)=c(HCOOH)+2c(H+)
d.c(HCOOˉ) >c(Na+)>c(H+)>c(OHˉ)
(1)合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。有关化学反应的能量变化如下图所示。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(2)CO对合成氨的催化剂有毒害作用,常用乙酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中CO,其反应原理为:[Cu(NH3)2CH3COO] (l)+CO(g)+NH3(g)[Cu(NH3)3] CH3COO·CO(l) △H<0。吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生,恢复其吸收CO的能力以供循环使用,再生的适宜条件是 。
(填写选项编号)
A.高温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.低温、高压
(3)用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) △H<0
某温度下,向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2,该反应进行到40 s时达到平衡,此时CO2的转化率为50%。该温度下此反应平衡常数K的值为_________。下图中的曲线表示该反应在前25 s内的反应进程中的NH3浓度变化。若反应延续至70s,保持其它条件不变情况下,请在图中用实线画出使用催化剂时该反应的进程曲线。
(4)将尿素施入土壤后,大部分是通过转化为碳酸铵或碳酸氢铵后才被作物所利用,尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下,转化为碳酸铵。已知弱电解质在水中的电离平衡常数(25℃)如下表:
弱电解质 | H2CO3 | NH3·H2O |
电离平衡常数 | Ka1=4.30×10-7 Ka2=5.61×10-11 | 1.77×10-5 |
①你认为该溶液呈 性(填“酸”、“中”、“碱”),原因是 。
②就该溶液中粒子之间有下列关系式,你认为其中正确的是 。
A.c (NH4+)>c (CO32-)>c (HCO3-)>c (NH3·H2O)
B.c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+c(CO32-)
C.c (CO32-) + c (HCO3-) +c (H2CO3)=0.1 mol·L-1
D.c (NH4+)+ c (NH3·H2O)=2 c (CO32-) + 2c (HCO3-) +2 c (H2CO3)
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1 ①
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2 ②
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3 ③
写出NO与CO催化转化成N2和CO2的热化学方程式(反应热用△H1、△H2、△H3表示): 。
(2)在容积相同的两个密闭容器内(装有等量的某种催化剂),分别充入同量的NOx及C3H6,在不同温度下,同时发生以下反应:
18NO(g)+2C3H6(g)9N2(g)+6CO2(g)+6H2O(g);
18NO2(g)+4C3H6(g)9N2(g)+12CO2(g)+12H2O(g);
并分别在t秒时测定其中NOX的转化率,绘得图像如下图所示:
① 从图中可以得出的结论是
结论一:相同温度下, 。
结论二: 。
② 上述NO2和C3H6反应达平衡后,可提高NO2
转化率的措施有 。(填编号)
A.加入催化剂 | B.降低温度 |
C.分离出H2O(g) | D.增大压强 |
部分反应生成碳氧血红蛋白(Hb·CO),在37℃时:CO+Hb·O2O2+Hb·CO K=220
实验表明,Hb·CO的浓度即使只有Hb·O2浓度的2%,也可造成人的智力损伤。抽烟后,测得平衡时人体肺部的空气中CO和O2的浓度分别为10-6 mol·L-1和10-2 mol·L-1。请问,抽烟会造成人的智力损伤吗?(写出计算过程)
CH4(g)+ 2H2O(g) CO2(g)+4H2(g)
反应过程中能量变化如图所示,
则该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)
若已知,破坏1mol化学键需要吸收的热量如下表所示:
化学键 | C—H | O—H | C=O | H—H |
吸收热量(kJ/mol) | a | b | c | d |
(2)某温度下,10L密闭容器中充入2mol CH4和3mol H2O(g),发生
CH4(g)+ 2H2O(g) CO2(g)+4H2 (g)反应, 反应进行到4s时CO2的浓度为0.08mol/L,再过一段时间反应达平衡,平衡时容器的压强是起始时的1.4倍。
则 ① 前4s以H2O(g)浓度变化表示的平均反应速率为多少?②4s时,混合气体中H2的体积分数为多少?③ 平衡时,CH4的浓度是多少?
(要求:写出计算过程)
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