(14分)已知CO2、SO2、NOx是對環(huán)境影響較大的氣體,請你運(yùn)用所學(xué)知識參與環(huán)境治理,使我們周圍的空氣更好。
(1)硫酸生產(chǎn)中,SO2催化氧化生成SO3,反應(yīng)混合體系
中SO3的百分含量和溫度的關(guān)系如右圖所示(曲線上
點(diǎn)均為平衡狀態(tài))。由圖可知:

①2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)的△H____0(填“>”或“<”),若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣,平衡             移動(填“向左”、“向右”或“不移動”);
②若溫度為T1時,反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時,v(正)_______v(逆)(填“>”、“<”或“=”);
③硫酸廠的SO2尾氣用過量的氨水吸收,對SO2可進(jìn)行回收及重新利用,反應(yīng)的化學(xué)方程式為                               、                                   ;
④新型氨法煙氣脫硫技術(shù)是采用氨水吸收煙氣中的SO2,再用一定量的磷酸與上述吸收產(chǎn)物反應(yīng)。其優(yōu)點(diǎn)除了能回收利用SO2外,還能得到一種復(fù)合肥料,該復(fù)合肥料可能的化學(xué)式為:________(只要求寫一種);
(2)汽車尾氣(含有烴類、CO、NOx等物質(zhì))是城市空氣的污染源。治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉(zhuǎn)換器”(用鉑、鈀合金作催化劑)。其前半部反應(yīng)方程式為:
2CO+2NO 2CO2+N2。它的優(yōu)點(diǎn)是                                   ;
(3)有人設(shè)想用圖所示裝置,運(yùn)用電化學(xué)原理將CO2、SO2轉(zhuǎn)
化為重要化工原料。

①若A為CO2,B為H2,C為CH3OH,則正極電極反應(yīng)式為
                               ;
②若A為SO2,B為O2,C為H2SO4?蒲腥藛T希望每分鐘
從C處獲得100 mL 10 mol/L H2SO4,則A處通入煙氣(SO2
的體積分?jǐn)?shù)為1%)的速率為                     L/min(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

(14分)
(1)① < ;(1分) 向左;(1分) ② > ;(2分)
③ SO2+H2O+2NH3 =(NH4)2SO3 、
(NH4)2SO3+H2SO4 =(NH4)2SO4+SO2↑+H2O ;(2分)
④(NH4)3PO4(或(NH4)2HPO4 、NH4H2PO4);(2分)
(2)使CO與NO反應(yīng),生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體;(2分)
(3) ① CO2+6H+6e= CH3OH+H2O;(2分)   ② 2240 。(2分)

解析試題分析:(1)①根據(jù)圖可判斷隨溫度升高,三氧化硫的百分含量減小,說明升溫平衡逆向移動,所以正向是放熱反應(yīng),△H<0;在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣,使容器體積增大,各物質(zhì)濃度均減小,相當(dāng)于體系減小壓強(qiáng),平衡向左移動;
②若溫度為T1時,反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時,三氧化硫的轉(zhuǎn)化率未達(dá)平衡狀態(tài)的轉(zhuǎn)化率,所以反應(yīng)正向進(jìn)行,v(正)>v(逆);
③SO2尾氣用過量的氨水吸收,先生成亞硫酸銨,再與硫酸反應(yīng)又生成二氧化硫,化學(xué)方程式為SO2+H2O+2NH3 =(NH4)2SO3 、(NH4)2SO3+H2SO4 =(NH4)2SO4+SO2↑+H2O ;
(2)它的優(yōu)點(diǎn)是使有毒氣體轉(zhuǎn)化為無毒氣體;
(3)①若A為CO2,B為H2,C為CH3OH,則正極發(fā)生還原反應(yīng),元素化合價(jià)降低,所以是CO2發(fā)生還原反應(yīng)生成甲醇,電極反應(yīng)式為CO2+6H+6e= CH3OH+H2O;
②A為SO2,則SO2+2H2O-2e=H2SO4+2H,每分鐘從C處獲得1mol H2SO4,則需要二氧化硫是22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),SO2的體積分?jǐn)?shù)為1%,所以A處通入煙氣的速率是22.4L/min÷1%=2240L/min。
考點(diǎn):考查化學(xué)平衡理論的應(yīng)用,二氧化硫的吸收,電化學(xué)原理的應(yīng)用及計(jì)算

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(6分)將3 mol A和3 mol B混合于2 L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):
3A(g)+B(g)  xC(g)+2D(g),經(jīng)5 min后,測得D的濃度為0.5 mol/L,C的平均反應(yīng)速率為0.1 mol/(L·min)。試求:
(1)B的平均反應(yīng)速率為           
(2)x的值為           。
(3)5 min后,A、B的物質(zhì)的量之比為           。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(15分)碳及其化合物有廣泛的用途。
(1)在電化學(xué)中,常用碳作電極。在堿性鋅錳干電池中,碳棒作    極。
(2)將水蒸氣通過紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣.反應(yīng)為:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);△H=+131.3kJ?mol-1,則要制備標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4升水煤氣,轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為   ,需要吸收的熱量為         kJ。
(3)工業(yè)上把水煤氣中的混合氣體經(jīng)過處理后,獲得的較純H2用于合成氨:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H=-92.4kJ?mol-1。下圖1是在兩種不同實(shí)驗(yàn)條件下模擬化工生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所測得N2隨時間變化示意圖。

①與實(shí)驗(yàn)Ⅰ比較,實(shí)驗(yàn)Ⅱ改變的條件為:                        。
②實(shí)驗(yàn)Ⅲ比實(shí)驗(yàn)Ⅰ的溫度要高,其它條件相同,請?jiān)谏蠄D2中畫出實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅲ中NH3濃度隨時間變化的示意圖。
(4)Na2CO3可在降低溫室氣體排放中用作CO2的捕捉劑。1L0.2mol/L Na2CO3溶液吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LCO2后,溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)?u>           。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(16分)碳及其化合物與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。請回答下列問題:
(1)在化工生產(chǎn)過程中,少量CO的存在會引起催化劑中毒。為了防止催化劑中毒,常用SO2將CO氧化SO2被還原為S。
已知: C(s)+(g)=CO(g)ΔH1=-126.4kJ/mol        ①
C(s)+O2(g)=CO2(g)  ΔH2= -393.5kJ·mol-1       ②
                 S(s)+O2(g)=SO2(g)   ΔH3= -296.8kJ·mol-1         ③
則SO2氧化CO的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:                              
(2)CO可用于合成甲醇,反應(yīng)方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

①CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1所示,該反應(yīng)ΔH     0(填“>”或“ <”)。
圖2表示CO的轉(zhuǎn)化率與起始投料比[ n(H2)/n(CO)]、溫度的變化關(guān)系,曲線I、II、III對應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3,則K1、K2、K3的大小關(guān)系為         ;測得B(X1,60)點(diǎn)氫氣的轉(zhuǎn)化率為40%,則x1=        。
②在恒容密閉容器里按體積比為1:2充入一氧化碳和氫氣,一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)改變反應(yīng)的某一個條件后,下列變化能說明平衡一定向正反應(yīng)方向移動的是      (填序號)。

A.正反應(yīng)速率先增大后減小B.逆反應(yīng)速率先增大后減小
C.化學(xué)平衡常數(shù)K值增大D.反應(yīng)物的體積百分含量增大
E. 混合氣體的密度增大
③一定條件下,將2molCO和2molH2置于容積為2L固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)達(dá)到平衡時CO與H2體積之比為2∶1,則平衡常數(shù)K=              。
(3)最新研究發(fā)現(xiàn),用隔膜電解法可以處理高濃度乙醛廢水。
原理:使用惰性電極電解,乙醛分別在陰、陽極轉(zhuǎn)化為乙醇和乙酸,
總反應(yīng)為:2CH3CHO+H2OCH3CHOH+CH3CHOOH。
實(shí)驗(yàn)室中,以一定濃度的乙醛-Na2SO4溶液為電解質(zhì)溶液,模擬乙醛廢水的 處理過程,其裝置示意圖如圖所示:

①電解過程中,兩極除分別生成乙酸和乙醇外,均產(chǎn)生無色氣體,陽極電極反應(yīng)分別為:
4OH-4e═O2↑+2H2O;                                   。
②在實(shí)際工藝處理過程中,陰極區(qū)乙醛的去除率可達(dá)60%。若在兩極區(qū)分別注入1m3乙醛的含量為300mg/L的廢水,可得到乙醇        kg(計(jì)算結(jié)果保留2位小數(shù))

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

在溫度為373K時,將0.100mol無色的N2O4氣體放入1L抽空的密閉容器中,立刻出現(xiàn)紅棕色,直至建立N2O42NO2的平衡。下圖是隔一定時間測定到的N2O4的濃度(縱坐標(biāo)為N2O4的濃度,橫坐標(biāo)為時間)

(1)計(jì)算在20至40秒時間內(nèi),NO2的平均生成速率為            mol?L­-1?S­ -1。
(2)①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為               。
②求該溫度下平衡常數(shù)的值。(寫出計(jì)算過程,下同)
(3)求達(dá)到平衡狀態(tài)時N2O4的轉(zhuǎn)化率。
(4)求平衡時容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)與反應(yīng)前的壓強(qiáng)之比為多少?(最簡整數(shù)比)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

某溫度時,在2L容器中X、Y、Z三種物質(zhì)隨時間的變化關(guān)系曲線如下圖所示。
(1)由圖中的數(shù)據(jù)分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為                               
(2)反應(yīng)開始至2min時Z的平均反應(yīng)速率為                ;
(3)下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)反應(yīng)限度的敘述不正確的是             (    )

A.反應(yīng)限度是一種平衡狀態(tài),此時反應(yīng)已經(jīng)停止 
B.達(dá)到平衡狀態(tài)時,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等 
C.達(dá)到平衡狀態(tài)時,反應(yīng)物和生成物濃度都不再改變 
D.化學(xué)反應(yīng)速率理論是研究怎樣在一定時間內(nèi)快出產(chǎn)品 
E.化學(xué)平衡理論是研究怎樣使用有限原料多出產(chǎn)品
(4)5min后曲線的含義                                                       ;

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

如圖所示,甲、乙均為容積1L的恒容容器,丙為恒壓容器。

向甲、丙中分別充入相應(yīng)氣體,使丙起始體積為1L,維持500℃發(fā)生反應(yīng):2SO2+O2 2SO3至平衡。
甲中反應(yīng)10min后達(dá)到平衡時,容器中SO3的體積分?jǐn)?shù)為91%,則反應(yīng)從開始至平衡的平均反應(yīng)速率v(O2)=   mol·L-1·min-1,平衡常數(shù)表達(dá)式為         。SO2的平衡轉(zhuǎn)化率=         。丙中達(dá)到平衡所需的時間     10min(填“>”、“=”、“<”),SO3的體積分?jǐn)?shù)    91%(填“>”、“=”、“<”)。若上述已達(dá)平衡的甲、丙容器中分別充入0.5molAr氣體,容器中SO3的物質(zhì)的量:甲          (填“增大”、“不變”、“減小”)。
(2)若在乙容器中充入x molSO0.2molOymolSO3維持500℃反應(yīng)至平衡時,容器中SO3的體積分?jǐn)?shù)亦為91%,則x=    ,y=    

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展具有重要的意義。其原理為:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol,據(jù)此回答以下問題:
(1)①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=       。
②根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響規(guī)律可知,對于該反應(yīng),溫度越高,其平衡常數(shù)的值越       。
(2)某溫度下,若把10 mol N2與30 mol H2置于體積為10 L的密閉容器內(nèi),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,測得混合氣體中氨的體積分?jǐn)?shù)為20%,則該溫度下反應(yīng)的K=       (可用分?jǐn)?shù)表示)。能說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是       (填字母)。
a.容器內(nèi)的密度保持不變
b.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
c.v(N2)=2v(NH3)
d.混合氣體中c(NH3)不變
(3)對于合成氨反應(yīng)而言,下列有關(guān)圖像一定正確的是(選填序號)       。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

一定溫度下某容積固定的密閉容器中加入2 mol A和1 mol B,發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s) ΔH=-Q kJ·mol-1(Q>0),當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后,反應(yīng)放出的熱量為Q1 kJ,物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為α。請回答下列問題:
(1)Q1________Q(填“<”、“>”或“=”),理由是__________________________。
(2)A的轉(zhuǎn)化率α=________(用含Q、Q1的代數(shù)式表示);平衡后,若加入少量物質(zhì)D,A的轉(zhuǎn)化率會________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)反應(yīng)達(dá)到平衡后,若升高溫度,K________(填“增大”、“減小”或“不變”),混合氣體的平均相對分子質(zhì)量________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(4)維持溫度不變,若起始時向容器中加入的物質(zhì)如下列四個選項(xiàng),則反應(yīng)達(dá)到平衡后放出的熱量仍為Q1 kJ的是(稀有氣體不參與反應(yīng))________(填字母)。
A.2 mol A、1 mol B、1 mol Ar
B.3 mol C、1 mol D
C.1 mol A、0.5 mol B、1.5 mol C、0.5 mol D
D.2 mol A、1 mol B、1 mol D

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同步練習(xí)冊答案