【題目】燃煤煙氣的脫硫脫硝是目前研究的熱點(diǎn)。
(1)用CH4催化還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=-574 kJmol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160 kJmol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-44 kJmol-1
寫出CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l) 的熱化學(xué)方程式_________。
(2)某科研小組研究臭氧氧化--堿吸收法同時脫除SO2和NO工藝,氧化過程反應(yīng)原理及反應(yīng)熱、活化能數(shù)據(jù)如下:
反應(yīng)Ⅰ:NO(g)+ O3(g) NO2(g)+O2(g) △H1= -200.9 kJmol-1Ea1= 3.2 kJmol-1
反應(yīng)Ⅱ:SO2(g)+ O3(g) SO3(g)+O2(g)△H2= -241.6 kJmol-1 Ea2= 58 kJmol-1
已知該體系中臭氧發(fā)生分解反應(yīng):2O3(g) 3O2(g)。請回答:
其它條件不變,每次向容積為2L的反應(yīng)器中充入含1.0 mol NO、1.0 mol SO2的模擬煙氣和2.0 mol O3,改變溫度,反應(yīng)相同時間t后體系中NO和SO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示:
①由圖可知相同溫度下NO的轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)高于SO2,結(jié)合題中數(shù)據(jù)分析其可能原因_______。
②下列說法正確的是 ____________ 。
A.P點(diǎn)一定為平衡狀態(tài)點(diǎn)
B.溫度高于200℃后,NO和SO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高顯著下降、最后幾乎為零
C.其它條件不變,若縮小反應(yīng)器的容積可提高NO和SO2的轉(zhuǎn)化率
③假設(shè)100℃時P(NO轉(zhuǎn)化率為85%)、Q(SO2轉(zhuǎn)化率為30%)均為平衡點(diǎn),此時反應(yīng)時間為10分鐘,發(fā)生分解反應(yīng)的臭氧占充入臭氧總量的10%,則體系中剩余O3的物質(zhì)的量是_______mol;NO的平均反應(yīng)速率為_______________;反應(yīng)Ⅱ在此時的平衡常數(shù)為_______________ 。
(3)用電化學(xué)法模擬工業(yè)處理SO2。將硫酸工業(yè)尾氣中的SO2通入如圖裝置(電極均為惰性材料)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可用于制備硫酸,同時獲得電能:
①M極發(fā)生的電極反應(yīng)式為 ____________。
②當(dāng)外電路通過0.2 mol電子時,質(zhì)子交換膜左側(cè)的溶液質(zhì)量_____(填“增大”或“減小”)_______克。
【答案】CH4(g)+2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=-955 kJ/mol ①反應(yīng)Ⅰ的活化能小于反應(yīng)Ⅱ,相同條件下更易發(fā)生反應(yīng) BC 0.65 0.0425mol/(L·min) 0.96 SO2+2H2O-2e- =SO42- +4H+ 增大 6.2
【解析】
(1)CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的化學(xué)方程式為:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(1)。已知:①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=574kJmol1;②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=1160kJmol1;③H2O(g)=H2O(l) △H=44.0kJmol1,蓋斯定律計(jì)算將可得;
(2)①反應(yīng)活化能越小越容易進(jìn)行;②A.圖象中屬于描點(diǎn)法所得圖象,P點(diǎn)不一定為圖象的最高點(diǎn); B.圖象分析可知溫度高于200℃,2O3(g)3O2(g),反應(yīng)進(jìn)行程度加大,體系臭氧濃度減小,NO、SO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高顯著降低; C.其它條件不變,若縮小反應(yīng)器的容積,2O3(g)3O2(g),平衡逆向進(jìn)行,臭氧濃度增大;③反應(yīng)Ⅰ:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g),反應(yīng)中NO轉(zhuǎn)化率為85%,反應(yīng)的NO為0.85mol,反應(yīng)的O3為0.85mol,反應(yīng)Ⅱ:SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g),反應(yīng)中SO2的轉(zhuǎn)化率30%,反應(yīng)的二氧化硫0.3mol,反應(yīng)的O3為0.3mol,2O3(g)3O2(g),發(fā)生分解反應(yīng)的臭氧占充入臭氧總量的10%,為0.2mol,則體系中剩余O3的物質(zhì)的量=2.0mol0.85mol0.3mol0.2mol=0.65mol,NO的反應(yīng)速率=,平衡狀態(tài)下O2物質(zhì)的量=0.85mol+0.3mol+0.3mol=1.45mol,O3物質(zhì)的量0.65mol,二氧化硫剩余物質(zhì)的量=0.7mol,過程中生成三氧化硫物質(zhì)的量0.3mol,據(jù)此計(jì)算平衡常數(shù);
(3)①本質(zhì)是二氧化硫、氧氣與水反應(yīng)生成硫酸,M電極為負(fù)極,N電極為正極,M電極上二氧化硫失去電子氧化生成SO42,根據(jù)原子守恒會電荷守恒可知,有水參加反應(yīng),有氫離子生成;②質(zhì)子交換膜允許氫離子通過,左側(cè)電極反應(yīng)式為:SO2+2H2O2e=SO42+4H+,當(dāng)外電路通過0.2mol電子時,二氧化硫通入0.1mol,氫離子移向正極0.2mol,據(jù)此計(jì)算質(zhì)量變化。
(1)CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的化學(xué)方程式為:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(1)。已知:①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=574kJmol1;②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=1160kJmol1;③H2O(g)=H2O(l) △H=44.0kJmol1,蓋斯定律計(jì)算將=955kJ/mol,可得:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(1) △H=955kJ/mol
(2)①反應(yīng)Ⅰ:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)△H1=200.9kJmol1Ea1=3.2kJmol-1
反應(yīng)Ⅱ:SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)△H2=241.6kJmol1 Ea2=58kJmol1
反應(yīng)Ⅰ的活化能小于反應(yīng)Ⅱ,相同條件下更易發(fā)生反應(yīng),相同溫度下NO的轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)高于SO2,故答案為:反應(yīng)Ⅰ的活化能小于反應(yīng)Ⅱ,相同條件下更易發(fā)生反應(yīng);
②A.圖象中屬于描點(diǎn)法所得圖象,P點(diǎn)不一定為圖象的最高點(diǎn),不一定為平衡點(diǎn),可能是建立平衡狀態(tài)過程中的一點(diǎn),故A錯誤;
B.圖象分析可知溫度高于200℃,2O3(g)
C.其它條件不變,若縮小反應(yīng)器的容積,2O3(g)3O2(g),平衡逆向進(jìn)行,臭氧濃度增大,反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ平衡正向進(jìn)行,NO和SO2的轉(zhuǎn)化率增大,故C正確;
故答案為:BC;
③反應(yīng)Ⅰ:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g) NO轉(zhuǎn)化率為85%,反應(yīng)的NO為0.85mol,反應(yīng)的O3為0.85mol,反應(yīng)Ⅱ:SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)SO2的轉(zhuǎn)化率30%,反應(yīng)的二氧化硫0.3mol,反應(yīng)的O3為0.3mol,2O3(g)3O2(g),發(fā)生分解反應(yīng)的臭氧占充入臭氧總量的10%,為0.2mol,則體系中剩余O3的物質(zhì)的量=2.0mol0.85mol0.3mol0.2mol=0.65mol,NO的反應(yīng)速率=0.85mol2L×10min=0.0425mol/(Lmin),平衡狀態(tài)下O2物質(zhì)的量=0.85mol+0.3mol+0.3mol=1.45mol,O3物質(zhì)的量0.65mol,二氧化硫剩余物質(zhì)的量=0.7mol,過程中生成三氧化硫物質(zhì)的量0.3mol,SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g),平衡常數(shù)K==0.96
(3)本質(zhì)是二氧化硫、氧氣與水反應(yīng)生成硫酸,M電極為負(fù)極,N電極為正極,M電極上二氧化硫失去電子氧化生成SO42,根據(jù)原子守恒和電荷守恒可知,有水參加反應(yīng),有氫離子生成,電極反應(yīng)式為: SO2+2H2O2e=SO42—+4H+;當(dāng)外電路通過0.2mol電子時,左側(cè)二氧化硫通入0.1mol,氫離子移向右側(cè)正極0.2mol,左側(cè)溶液質(zhì)量增大,增大的質(zhì)量=0.1mol×64g/mol0.2mol×1g/mol=6.2g。
年級 | 高中課程 | 年級 | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氰的化學(xué)性質(zhì)與鹵素很相似,化學(xué)上稱之為擬鹵素,其氧化性介于和之間,下列有關(guān)反應(yīng)方程式不正確的是
A.和NaOH溶液反應(yīng):
B.和HCN反應(yīng):濃
C.向KCN溶液中加入碘水:
D.在NaBr和KCN混合溶液中通入少量:
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列各組表述中,兩個微粒一定不屬于同種元素原子的是( )
A.3p能級有一個空軌道的基態(tài)原子和核外電子排布為1s22s22p63s23p2的原子
B.M層全充滿而N層為4s2的原子和核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2的原子
C.最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的的原子和價電子排布為4s24p5的原子
D.2p能級有一個未成對電子的基態(tài)原子和價電子排布為2s22p5的原子
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】把煤作為燃料可通過下列兩種途徑獲得熱量:
途徑Ⅰ:C(s)+O2(g)═CO2(g) △H1<0 ①
途徑Ⅱ:先制成水煤氣:C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H2>0 ②
再燃燒水煤氣:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g) △H3<0 ③
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g) △H4<0 ④
請回答下列問題:
(1)途徑Ⅰ放出的熱量理論上____(填“大于”、“等于”或“小于”)途徑Ⅱ放出的熱量。
(2)途徑Ⅱ在制水煤氣的反應(yīng)里,反應(yīng)物所具有的總能量____生成物所具有的總能量(填“大于”、“等于”或“小于”),因此在反應(yīng)時,反應(yīng)物就需要___能量才能轉(zhuǎn)化為生成物。
(3)途徑I中通常將煤塊粉碎、經(jīng)脫硫處理、在適當(dāng)過量的空氣中燃燒,這樣處理的目的是______
①使煤充分燃燒,提高能量的轉(zhuǎn)化率 ②減少SO2的產(chǎn)生,避免造成“酸雨”
③減少有毒的CO產(chǎn)生,避免污染空氣 ④減少CO2的產(chǎn)生,避免“溫室效應(yīng)”
(4)△H1、△H2、△H3、△H4的數(shù)學(xué)關(guān)系式是____________________
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】亞硝酸鈉(NaNO2)是一種常見的食品添加劑,使用時必須嚴(yán)格控制其用量,某興趣小組進(jìn)行下面實(shí)驗(yàn)探究,查閱資料知道:
①2NO + Na2O2=2NaNO2
②2NO2+ Na2O2=2NaNO3
③酸性KMnO4溶液可將NO2-氧化為NO3-,MnO4-還原成Mn2+。
Ⅰ.產(chǎn)品制備與檢驗(yàn):用如下裝置制備NaNO2:
(1)寫出裝置A燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目________。
(2)B裝置的作用是______________________________。
(3)有同學(xué)認(rèn)為裝置C中產(chǎn)物不僅有亞硝酸鈉,還有碳酸鈉和氫氧化鈉,為制備純凈NaNO2應(yīng)在B、C裝置間增加一個裝置,請?jiān)诳騼?nèi)畫出增加的裝置圖,并標(biāo)明盛放的試劑________。
(4)試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)裝置C中NaNO2的存在(寫出操作、現(xiàn)象和結(jié)論)________。
Ⅱ.含量的測定
稱取裝置C中反應(yīng)后的固體4.000g溶于水配成250mL溶液,取25.00mL溶液于錐形瓶中,用0.1000mol/L酸性KMnO4溶液進(jìn)行滴定,實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)如下表所示:
滴定次數(shù) | 1 | 2 | 3 | 4 |
KMnO4溶液體積/mL | 20.60 | 20.02 | 20.00 | 19.98 |
(5)第一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常,造成這種異常的原因可能是________(雙項(xiàng)選擇)。
A.酸式滴定管用蒸餾水洗凈后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗
B.錐形瓶洗凈后未干燥
C.滴定終了仰視讀數(shù)
D.滴定終了俯視讀數(shù)
(6)根據(jù)表中數(shù)據(jù),計(jì)算所得固體中亞硝酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)____________________。
(結(jié)果保留4位有效數(shù)字)
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】兩種不同濃度的NaOH溶液,c(H+)分別為1×10-14 mol/L 和1×10-10 mol/L。將此兩溶液等體積混合后,所得溶液中的c(H+)是( )
A.1×(10-14+10-10) mol/LB. mol/L
C.2×10-10 mol/LD.2×10-14 mol/L
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】蘋果酸(a-羥基丁二酸)是一種健康食品飲料,結(jié)構(gòu)為:,下列關(guān)于蘋果酸的說法不正確的是
A. 在銅或銀作催化劑條件下加熱,能與氧氣反應(yīng)
B. 在一定條件下能形成環(huán)狀有機(jī)化合物
C. 在氫氧化鈉的乙醇溶液中加熱,能發(fā)生消去反應(yīng)
D. 能發(fā)生縮聚反應(yīng)
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】I.現(xiàn)有下列物質(zhì)①100 ℃純水②25 ℃ 0.1 mol/L HCl溶液③25 ℃ 0.1 mol/L KOH溶液④25 ℃ 0.1 mol/L Ba(OH)2溶液。
(1)這些物質(zhì)與25 ℃純水相比,能促進(jìn)水電離的是________(填序號,下同),能抑制水的電離的是________,水電離的c(OH-)等于溶液中c(OH-)的是________,水電離的c(H+)等于溶液中c(H+)的是________。
(2)②和③溶液中水的電離度相等,進(jìn)而可推出的結(jié)論是:同一溫度下,___________時,水的電離度相等。
II.今有①鹽酸②醋酸③硫酸三種稀溶液,用序號回答下列問題。
(1)若三種酸的物質(zhì)的量濃度相等,三種溶液中的c(H+)大小關(guān)系為______
(2)若三種溶液的c(H+)相等,三種酸的物質(zhì)的量濃度大小關(guān)系為_____。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知;向同溫、同體積的三個密閉容器中分別充入氣體:甲2mol和1mol;乙1mol和;丙2mol恒溫、恒容下反應(yīng)達(dá)平衡時,下列關(guān)系一定正確的是
A.容器內(nèi)壓強(qiáng)P:
B.的質(zhì)量m:
C.與之比N:
D.反應(yīng)放出或吸收熱量的數(shù)值Q:
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com