题目
题型:不详难度:来源:
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx:
CH4(g)+ 4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H1=-574 kJ·mol-1 ①
CH4(g)+ 4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H2=-1160 kJ·mol-1 ②
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。
(2)脱碳。将CO2转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H3
①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。回答:0~10 min内,氢气的平均反应速率为 mol/(L·min);第10 min后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g),则平衡 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
②如图2,25℃时以甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)为电源来电解300mL 某NaCl溶液,正极反应式为 。在电解一段时间后,NaCl溶液的pH值变为13(假设NaCl溶液的体积不变),则理论上消耗甲醇的物质的量为 mol。
③取五份等体积的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的关系曲线如图3所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3 0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)脱硫。燃煤废气经脱硝、脱碳后,与一定量氨气、空气反应,生成硫酸铵。硫酸铵水溶液呈酸性的原因是 (用离子方程式表示);室温时,向(NH4)2SO4,溶液中滴人NaOH溶液至溶液呈中性,则所得溶液中微粒浓度大小关系c(Na+) c(NH3·H2O)。(填“>”、“<”或“=”)
答案
(2)①0.225 (2分);正向(2分)
②O2 + 4e-+ 4H+=2H2O(2分);0.005 (2分);
③<(2分)
(3)NH4++H2ONH3·H2O+H+(2分);=(2分)
解析
试题分析:(1)根据盖斯定律,将①+②相加除以2即得所求方程式,所以甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867 kJ•mol-1
(2)①由图1知甲醇的浓度在10min内增加0.75mol/L,所以氢气浓度减少3×0.75mol/L,0~10 min内,氢气的平均反应速率为3×0.75mol/L/10min="0.225" mol/(L·min);向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g),反应物浓度增大,平衡正向移动;
②正极发生还原反应,氧气得电子结合氢离子成为水,电极反应式为O2 + 4e-+ 4H+=2H2O;NaCl溶液的pH值变为13,说明c(NaOH)=0.1mol/L,其物质的量为0.03mol,说明生成氯气0.015mol,转移电子0.03mol,根据得失电子守恒,每消耗1mol甲醇的物质的量是0.005mol;
③图3的最高点意味着达平衡时甲醇的体积分数,随温度升高,甲醇体积分数减小,说明升温平衡逆向移动,所以正向为放热反应,△H3<0;
(3)硫酸铵水溶液呈酸性的原因是铵根离子水解使溶液显酸性,离子方程式为NH4++H2O NH3·H2O+H+;室温时,向(NH4)2SO4,溶液中滴人NaOH溶液至溶液呈中性,则有c(OH-)= c(H+),根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)+c(NH4+)= c(OH-)+2c(SO42-),所以c(Na+)+c(NH4+)= 2c(SO42-),再根据物料守恒得2c(SO42-)=c(NH4+)+c(NH3·H2O),两式结合可得c(Na+)= c(NH3·H2O)。
核心考点
试题【火力发电厂释放出大量氮氧化物(NOx)、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。(1】;主要考察你对原电池原理等知识点的理解。[详细]
举一反三
⑴ 将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子 | K+ | Na+ | NH4+ | SO42- | NO3- | Cl- |
浓度/mol•L-1 | 4×10-6 | 6×10-6 | 2×10-5 | 4×10-5 | 3×10-5 | 2×10-5 |
根据表中数据计算PM2.5待测试样的pH = 。
⑵ NOx是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
① N2(g)+O2(g)2NO(g) △H= 。
② 当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式 。
③ 汽车汽油不完全燃烧时还产生CO,有人设想按下列反应除去CO:
2CO(g)=2C(s)+O2(g),已知该反应的△H>0,该设想能否实现? 。
⑶ 碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:
① 用离子方程式表示反应器中发生的反应 。
② 用化学平衡移动的原理分析,在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是 。
③ 用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH)表示),NiO(OH)作为电池正极材料,KOH溶液作为电解质溶液,可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为:Ni(OH)2+MNiO(OH)+MH,电池放电时,负极电极反应式为 ; 充电完成时,全部转化为NiO(OH),若继续充电,将在一个电极产生O2,O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗,从而避免产生的气体引起电池爆炸,此时,阴极电极反应式为 。
A.NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH<0 |
B.镀锌铁制品镀层破损后,铁制品比受损前更容易生锈,而镀锡铁则相反 |
C.对于N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当其他条件不变时,压缩气体体积使压强增大,正反应和逆反应速率以及H2的平衡转化率均增大 |
D.100℃时水的离子积常数Kw为5.5×10-13,说明水的电离是放热反应 |
①常温下,pH=3的醋酸溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,则有c (Na+) + c(H+)=c(OH-) + c(CH3COO-)
②对已建立化学平衡的某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,生成物的百分含量一定增加
③常温下,AgCl在同物质的量浓度的CaCl2和NaCl溶液中的溶解度相同
④常温下,已知醋酸电离平衡常数为Ka;醋酸根水解平衡常数为Kh;水的离子积为Kw;则有:Ka·Kh=Kw
⑤电解精炼铜时,电解质溶液中铜离子浓度不变 。
A.①④ | B.①②④ | C.①②④⑤ | D.①②③④ |
A.汽车尾气的净化反应2NO+2CO2CO2+N2△H<0,则该反应一定能自发进行 |
B.电解精炼铜时,阳极泥中含有Zn、Fe、Ag、Au等金属 |
C.由于Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3),因此不可能使BaSO4沉淀转化为BaCO3沉淀 |
D.对N2(g)+3H2(g)2NH3(g),其他条件不变时充入N2,正逆反应速率均增大 |
已知:
① CH4(g)+H2O (g)=CO (g)+3H2(g) △H1=+206.2kJ·mol-1
② CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2(g) △H2=-35.4 kJ·mol-1
③ CH4 (g)+2H2O (g)=CO2 (g)+4H2(g) △H3=+165.0 kJ·mol-1
(1)CH4(g)与CO2 (g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(2)从原料、能源利用的角度,分析反应②作为合成甲醇更适宜方法的原因是 。
(3)水煤气中的H2可用于生产NH3,在进入合成塔前常用[Cu(NH3)2]Ac溶液来吸收其中的CO,防止合成塔中的催化剂中毒,其反应是:
[Cu(NH3)2]Ac + CO + NH3 [Cu(NH3)3]Ac·CO △H<0
[Cu(NH3)2]Ac溶液吸收CO的适宜生产条件应是 。
(4)将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置示意如下图(A、B为多孔性石墨棒)。持续通入甲烷,在标准状况下,消耗甲烷体积VL。
① 0<V≤44.8 L时,电池总反应方程式为 。
② 44.8 L<V≤89.6 L时,负极电极反应为 。
③ V="67.2" L时,溶液中离子浓度大小关系为 。
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