【題目】霧霾天氣嚴重影響人們的生活和健康。其中首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5,其主要來源為燃煤、機動車尾氣等。因此改善能源結(jié)構(gòu)、機動車限號等措施能有效減少PM2.5、SO2、NOx等污染。請回答下列問題:
(1)將一定量的某PM2.5樣品用蒸餾水溶解制成待測試樣(忽略OH-)。常溫下測得該試樣的組成及其濃度如下表:根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷該試樣的pH=___________。
離子 | K+ | Na+ | NH4+ | SO42- | NO3- | Cl- |
濃度(mol·L-1) | 4×10-6 | 6×10-6 | 2×10-5 | 4×10-5 | 3×10-5 | 2×10-5 |
(2)汽車尾氣中NOx和CO的生成:
已知汽缸中生成NO的反應為:N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH>0。恒溫,恒容密閉容器中,下列說法中,能說明該反應達到化學平衡狀態(tài)的是____。
A.混合氣體的密度不再變化 B.混合氣體的壓強不再變化
C.N2、O2、NO的物質(zhì)的量之比為1∶1∶2 D.氧氣的轉(zhuǎn)化率不再變化
(3)為減少SO2的排放,可洗滌含SO2的煙氣。下列可作為洗滌含SO2煙氣的洗滌劑是 ___________。
A.NaHCO3飽和溶液 B.FeCl2飽和溶液 C.酸性CaCl2飽和溶液
(4)汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放,這使NOx的有效消除成為環(huán)保領域的重要課題。某研究性小組在實驗室以Ag-ZSM-5為催化劑,測得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖所示。若不使用CO,溫度超過775K,發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低,其可能的原因為___________________________________,在n(NO)/n(CO)=1的條件下,為更好的除去NOx物質(zhì),應控制的最佳溫度在_____K左右。
(5)車輛排放的氮氧化物、煤燃燒產(chǎn)生的二氧化硫是導致霧霾天氣的“罪魁禍首”。活性炭可處理大氣污染物NO。在5L密閉容器中加入NO和活性炭(假設無雜質(zhì)),一定條件下生成氣體E和F。當溫度分別在T1℃ 和T2℃時,測得各物質(zhì)平衡時物質(zhì)的量(n/mol)如下表:
物質(zhì) 溫度℃ | 活性炭 | NO | E | F |
初始 | 3.000 | 0.100 | 0 | 0 |
T1 | 2.960 | 0.020 | 0.040 | 0.040 |
T2 | 2.975 | 0.050 | 0.025 | 0.025 |
①寫出NO與活性炭反應的化學方程式____________________ (E,F均用化學式表示)。
②若T1<T2,則該反應的ΔH___________0。(填“>”“<”或“=”)
③計算上述反應T1℃時的平衡常數(shù)K=__________________。
【答案】4 D A NO的分解為放熱反應,升高溫度不利于反應正向進行 870(850-900之間) C(s)+2NO(g) CO2(g)+N2(g) < 4
【解析】
(1)根據(jù)溶液呈電中性,有c(K+)+c(Na+)+c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(NO3-)+c(Cl-),代入數(shù)值得出:c(H+)=10-4mol·L-1,即pH=4;
(2)A、組分都是氣體,則氣體質(zhì)量不變,容器為恒容狀態(tài),因此密度不變,不能作為該反應達到平衡的標志,故A不符合題意;
B、反應前后氣體系數(shù)之和相等,壓強之比等于物質(zhì)的量之比,因此壓強不變,不能作為該反應達到平衡的標志,故B不符合題意;
C、因為沒有起始物質(zhì)的量,因此無法判斷是否達到平衡,故C不符合題意;
D、氧氣的轉(zhuǎn)化率不變,說明反應達到平衡,故D符合題意,答案選D;
(3)A、亞硫酸的酸性強于碳酸,NaHCO3溶液能吸收SO2,故A正確;
B、FeCl2與SO2不發(fā)生反應,因此不能除去SO2,故B不符合題意;
C、酸性CaCl2飽和溶液不與SO2反應,因此不能除去SO2,故C不符合題意,答案為A;
(4)N2(g)+O2(g)2NO(g) △H>0,因此NO的分解為放熱反應,升高溫度,不利于反應正向進行;根據(jù)圖象,870K時,NO的轉(zhuǎn)化率幾乎最大;
(5)①因為是處理污染,因此NO和活性炭反應,N元素轉(zhuǎn)化成N2,C轉(zhuǎn)化成CO2,即反應方程式為C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g);
②根據(jù)圖中數(shù)據(jù),升高溫度時,NO的物質(zhì)的量增多,CO2和N2的物質(zhì)的量減小,反應向逆反應方向進行,根據(jù)勒夏特列原理,正反應方向為放熱反應,即△H<0;
③C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)
起始: 0.1 0 0
變化: 0.08 0.04 0.04
平衡: 0.02 0.04 0.04 根據(jù)化學平衡常數(shù)的定義,K=,代入數(shù)值,K=4。
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【題目】氮和氮的相關化合物在很多領域有著廣泛的應用。請回答:
I.搭載“神舟十一號”的長征-2F火箭使用的推進劑燃料由N、H兩種元素組成,且原子個數(shù)N:H=1:2,其水溶液顯堿性。
(1)該物質(zhì)中N原子的雜化方式為________,溶于水呈堿性的原因為___________(用離子方程式表示)。
(2)氮元素的第一電離能比相鄰的氧元素大,其原因為________________。
II.笑氣(N2O)曾被用作麻醉劑,但過度吸食會導致身體機能紊亂。
(3)預測N2O的結(jié)構(gòu)式為________________。
(4)在短周期元素組成的物質(zhì)中,寫出與NO2-互為等電子體的分子_________。(寫兩個,填分子式)
III.氮化鈦為金黃色晶體,有仿金效果,越來越多地成為黃金的代替品。
(5)Ti金屬晶體的堆積模型為________,配位數(shù)為_______,基態(tài)Ti3+中未成對電子數(shù)有______個。
(6)氮化鈦晶體的晶胞與NaCl晶胞相似(如圖所示),該氮化鈦的密度為ρg·cm-3,則該晶胞中N、Ti之間的最近距離為______nm(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,只列計算式)。該晶體中與氮原子距離相等且最近的鈦原子圍成的空間幾何體為____________________。
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【題目】分析下列硫燃燒時的能量變化圖,判斷有關熱化學方程式和說法正確的是( )
A. S(s,單斜)+O2(g)===SO2(g) ΔH=+297.16 kJ·mol-1
B. S(s,正交)===S(s,單斜) ΔH=-0.33 kJ·mol-1
C. S(s,正交)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-296.83 kJ·mol-1
D. 單斜硫的穩(wěn)定性大于正交硫的穩(wěn)定性
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【題目】工業(yè)上用有機原料A制備和聚乙酸乙烯酯,其流程為:
已知:①②
請回答下列問題:
(1)A→B的反應類型是___________,J中官能團的名稱為___________。
(2)反應②的試劑和條件分別是___________,G的結(jié)構(gòu)簡式是___________。
(3)寫出反應①的化學方程式:_________________________________。
(4)與A具有相同官能團且只有一個甲基的芳香化合物的同分異構(gòu)體有多種,寫出其中一種核磁共振氫譜為五組峰且能發(fā)生銀鏡反應的結(jié)構(gòu)簡式為______________________。
(5)參照下述示例合成路線,設計一條由乙二醇為起始原料制備聚乙二酸乙二醋的合成路線。示例: _______________
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【題目】用下列實驗裝置進行相應實驗,能達到實驗目的是( )
①用圖1所示裝置從Fe(OH)3膠體中過濾出Fe(OH)3膠粒
②用圖2所示裝置從氯化鈉溶液中得到氯化鈉晶體
③用圖3所示裝置從碘的四氯化碳溶液中分離出四氯化碳
④用圖4所示裝置從乙醇與苯的混合物中分離出苯
A.①②B.②③C.②③④D.①③④
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【題目】(1)寫出NaHSO4在水中的電離方程式________。
(2)粗鹽中含可溶性CaCl2、MgCl2及一些硫酸鹽,要除去這些雜質(zhì),可選用以下試劑:①Na2CO3、②NaOH、③BaCl2、④HCl ,則試劑加入的先后順序是__________(填序號)。
(3)2KMnO4+16HCl(濃) =2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,用雙線橋法標出該反應電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目_______;若有0.1mol電子轉(zhuǎn)移時生成Cl2的體積為__________(標準狀況),被氧化的HCl的物質(zhì)的量為______________。
(4)某無色透明溶液可能含有K+、Cu2+、Ca2+、SO42-、CO32-、Cl﹣中的幾種,現(xiàn)進行如下實驗:
①滴加BaCl2溶液,有白色沉淀產(chǎn)生,將沉淀濾出。
②向上述沉淀中加入足量的稀硝酸,有部分沉淀溶解。
③向濾液加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,該沉淀不溶于稀HNO3。
試判斷:該溶液中肯定有__________,肯定沒有_________,可能有_________(填離子符號)。
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【題目】下列說法與鹽類水解有關且正確的是: ( )
A. AlCl3溶液和NaAlO2溶液加熱、蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶、灼燒,所得固體的成分相同
B. 配制FeCl3溶液時,將FeCl3固體溶解在硫酸中,然后再用水稀釋到所需的濃度
C. 用加熱的方法可除去KCl溶液中混有的Fe3+
D. 食醋可以溶解水垢
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【題目】今有A、B、C、D四種元素,已知A元素是地殼中含量最多的元素;B元素為金屬元素,它的原子核外K、L層上電子數(shù)之和等于M、N層電子數(shù)之和;C元素是第三周期第一電離能最小的元素;D元素在第三周期中電負性最大。
(1)試推斷A、B、C、D四種元素的符號:A________、B________、C________、D________。
(2)寫出A元素原子的核外電子排布式:____________;寫出B元素原子核外電子排布的價電子構(gòu)型:__________;用電子排布圖表示C原子的核外電子排布情況:_______________。
(3)比較四種元素的第一電離能和電負性的大小:第一電離能____________;電負性____________。
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【題目】已知N2O4(無色)2NO2(紅棕色) 現(xiàn)有如右圖所示的三個燒瓶,分別充滿NO2氣體并分別放置在盛有下列物質(zhì)的燒杯(燒杯內(nèi)有水)中:在(I)中加入無水CaO,在(III)中加入NH4Cl晶體,(II)中不加其他任何物質(zhì),發(fā)現(xiàn)(I)中紅棕色變深,(III)中紅棕色變淺,下列敘述正確的是 ( )
A. CaO溶于水時吸收熱量 B. 該反應的ΔH>0
C. NH4Cl溶于水時放出熱量 D. 燒瓶(III)中氣體的壓強增大
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