【題目】火力發(fā)電廠釋放出大量氮的氧化物(NOx)、二氧化硫等氣體會造成環(huán)境污染,對燃煤廢氣進行脫除處理。可實現(xiàn)綠色環(huán)保、低碳減排、廢物利用等目的。
(1)己知:N2 (g) +O2 (g) =2NO (g) △H=+180.5kJ·mol-1
C (s) +O2 (g)=CO2 (g) △H=-393.5 kJ·mol-1
2C (s) +O2(g) =2CO (g)△H=-221 kJ·mol-1
若某反應的平衡常數(shù)表達式為: ,請寫出此反應的熱化學方程式_________。
(2)脫硝
利用甲烷與NO2反應,生成無污染的物質(zhì),則該反應的化學方程式為:___________。
(3)脫碳
將CO2轉化為甲醇的熱化學方程式為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H3
①取五份等體積CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比均為1:3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應,反應相同時間后,測得甲醇的體積分數(shù)φ(CH3OH)與反應溫度T的關系曲線(見如圖1),則上述CO2轉化為甲醇反應的△H3_____0(填“>”、“<”或“=”)。
②在一恒溫恒容密閉容器中充入0.5molCO2和1.5molH2,進行上述反應.測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如上圖2所示.請回答:第10min后,若升溫,該反應的平衡常數(shù)將_____(填“變大”、“變小”、“不變”);若向該容器中再充入1molCO2和3molH2再次達到平衡時,則CH3OH(g)的體積分數(shù)將___(“變大”、“變小”、“不變”)。
(4)脫硫
某種脫硫工藝中將廢氣經(jīng)處理后,與一定量的氨氣、潮濕的空氣反應,生成硫酸銨和硝酸銨的混合物作為副產(chǎn)品化肥.設煙氣中的SO2、NO2的物質(zhì)的量之比為1:1,則該反應的化學方程式為__________。若在0.1mol/L的硝酸銨溶液中加入等體積的0.09mol/L氨水,配制了pH=8.2的溶液,則該溶液中微粒濃度由大到小的順序為______________。
【答案】 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ/mol CH4 + 2NO2 = N2 + CO2 + 2H2O < 變小 變大 12NH3+3O2+4SO2+4NO2+6H2O=4(NH4)2SO4+4NH4NO3 c(NH4+)> c(NO3﹣)> c(NH3H2O)> c(OH﹣)>c(H+)
【解析】(1)因為反應的平衡常數(shù)為,所以反應方程式為2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)。將第二個方程式擴大2倍,減去第一個方程式,再減去第三個方程式皆可以得到上面的反應,該反應的△H=2×(-393.5)-180.5-(-221)=-756.5 kJ/mol,所以熱化學方程式為:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△ H=-746.5kJ/mol。
(2)甲烷與NO2反應,生成無污染的物質(zhì),一定是得到CO2、N2和H2O,根據(jù)化合價升降相等和原子個數(shù)守恒得到方程式為:CH4 + 2NO2 = N2 + CO2 + 2H2O。
(3)①該圖像是發(fā)生上述反應,反應相同時間后,再測體系中甲醇的體積分數(shù),即不一定是平衡狀態(tài)的體積分數(shù)。當溫度比較低的時候,反應速率比較慢,則這個時間點上還沒有達平衡,那么反應的速率越快,反應的量越多,甲醇的體積分數(shù)越大;當溫度較高的時候,反應速率比較快,則這個時間點上應該已經(jīng)達到平衡態(tài),那么隨著溫度變化對平衡產(chǎn)生影響,甲醇的體積分數(shù)也會變化。根據(jù)以上理論,圖像中右半邊溫度較高的區(qū)域是平衡移動導致甲醇的體積變化,溫度升高肌醇體積分數(shù)降低,說明升溫平衡逆向移動,正反應放熱,即△H3<0。
②該反應放熱,升高溫度平衡常數(shù)減小。恒容,原來加入0.5molCO2和1.5molH2,再充入1molCO2和3molH2,就是同時同比例增大所有反應物的濃度,甲醇體積分數(shù)的變化相當于不加入物質(zhì),直接增大壓強,增大壓強平衡向正反應方向移動,甲醇的體積分數(shù)增大。
(4)根據(jù)題目表述反應物為氨氣、二氧化硫、一氧化氮、水,生成物一定有硫酸銨和硝酸銨,所以得到部分反應方程式:NH3+O2+SO2+NO2+H2O→(NH4)2SO4+NH4NO3,因為煙氣中的SO2、NO2的物質(zhì)的量之比為1:1,所以將兩者視為一個整體,化合價升高3價(S升高2價,N升高1價),O2降低4價,所以O2的系數(shù)為3,SO2、NO2的系數(shù)都是4。最后根據(jù)原子個數(shù)守恒配平即得:12NH3+3O2+4SO2+4NO2+6H2O=4(NH4)2SO4+4NH4NO3。若在0.1mol/L的硝酸銨溶液中加入等體積的0.09mol/L氨水,則溶液中硝酸銨的濃度為0.05mol/L,一水合氨的濃度為0.045mol/L,即開始時可以認為:c(NH4+)= c(NO3﹣)=0.05mol/L, c(NH3H2O)=0.045mol/L。溶液的pH=8.2,說明一水合氨的電離占主導地位。一水合氨電離為銨根離子,所以c(NH4+)> c(NO3﹣)> c(NH3H2O),明顯溶液中一水合氨的電離程度較小,氫氧根的濃度應該遠小于一水合氨的濃度,溶液顯堿性有:c(OH﹣)>c(H+),所以有:c(NH4+)> c(NO3﹣)> c(NH3H2O)> c(OH﹣)>c(H+)。
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【題目】如圖是實驗室制備Cl2并通入FeCl2溶液中獲得FeCl3溶液的部分裝置。
(1)NaOH溶液的作用是______。
(2)實驗中,需控制氯氣產(chǎn)生的速度,以便使FeCl2溶液轉化完全?刂粕陕葰馑俣鹊牟僮魇______。
(3)開始反應后,在洗氣瓶和燒杯所盛放的物質(zhì)中,被氧化的是______(填化學式)。
(4)燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式是______。
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【題目】己知反應2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2 , 則下列判斷正確的是( )
A.該反應是置換反應
B.該反應中FeCl3作還原劑
C.還原性:Cu>Fe2+
D.氧化性:CuCl2>FeCl3
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【題目】某;瘜W研究性學習小組欲設計實驗驗證Zn、Fe、Cu的金屬活動性,他們提出了以下兩種方案.請你幫助他們完成有關實驗項目:
(1)用三種金屬與鹽酸反應的現(xiàn)象來判斷,實驗中除選擇大小相同的金屬片外,還需要控制________、________相同;若選用一種鹽溶液驗證三種金屬的活潑性,該試劑________.
(2)①若用Zn、Cu作電極設計成原電池,并能產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的電流,以確定Zn、Cu的活動性.試在下面方框中畫出原電池裝置圖,標出原電池的電極材料和電解質(zhì)溶液_______.
②上述裝置中正極反應式為 ________.
③某小組同學采用Zn、Fe作為電極,只用一個原電池證明三種金屬的活動性,則電解質(zhì)溶液最好選用________.
A.0.5molL﹣1氯化亞鐵溶液
B.0.5molL﹣1氯化銅溶液
C.0.5molL﹣1鹽酸
D.0.5molL﹣1氯化亞鐵和0.5molL﹣1氯化銅混合溶液
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【題目】將足量BaCO3粉末分別加入下列溶液中,充分溶解至溶液飽和。各溶液中Ba2+的濃度最小的為
A. 40mL 水 B. 10mL 0.2mol/LNa2CO3溶液
C. 50mL 0.01mol/L 氯化鋇溶液 D. 100mL 0.01mol/L鹽酸
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【題目】25℃時,幾種弱酸的電離平衡常數(shù)如下:
弱酸 | CH3COOH | H2CO3 | H2SO3 |
電離平衡常數(shù) | K=1.8×10-5 | K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 | K1=1.5×10-2 K2=1.02×10-7 |
(1)CH3COOH、H2CO3、H2SO3三種酸中酸性最弱的是__________(填化學式)。
(2)CH3COOH的電離平衡常數(shù)表達式為K=__________。
(3)寫出H2CO3的第二步電離方程式:_____________。
(4)寫出H2SO3溶液和CH3COONa溶液反應的離子方程式:____________________。
(5)將體積均為10mL、pH均為2的醋酸溶液與一元酸HX分別加水稀釋至1000mL,稀釋過程中pH的變化如圖所示,則HX的電離平衡常數(shù)____________(填“大于”“小于”或“等于”)醋酸的電離平衡常數(shù),理由是__________________。
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【題目】一定條件下,體積為10 L的密閉容器中,1 mol X和1 mol Y進行反應:2X(g)+Y(g) Z(g),經(jīng)60 s達到平衡,生成0.3 mol Z。下列說法正確的是
A. 若增大壓強,則物質(zhì)Y的轉化率減小
B. 將容器體積變?yōu)?/span>20 L,Z的平衡濃度變?yōu)樵瓉淼?/span>
C. 以X的濃度變化表示的反應速率為0.001 mol/(L·s)
D. 若升高溫度,X的體積分數(shù)增大,則該反應的ΔH >0
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【題目】右圖為一種微生物燃料電池結構示意圖,關于該電池敘述正確的是
A. 正極反應式為MnO2+4H++2e-===Mn2++2H2O
B. 微生物所在電極區(qū)放電時發(fā)生還原反應
C. 放電過程中,H+從正極區(qū)移向負極區(qū)
D. 若用該電池給鉛蓄電池充電,MnO2電極質(zhì)量減少8.7g,則鉛蓄電池陰極增重9.6g
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