(14分)加大對煤燃燒產(chǎn)生的廢氣、廢渣的處理已刻不容緩。
(1) 對燃煤的廢氣進(jìn)行脫硝處理時,可利用甲烷催化還原氮氧化物,如:
CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH=a kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH=b kJ·mol-1
則反應(yīng)CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=________ kJ·mol-1(用含a、b的代數(shù)式表示)。
(2) 將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為:

2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g);ΔH
① 該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=________。
② 已知在某壓強(qiáng)下,該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時,CO2的轉(zhuǎn)化率如右圖所示。該反應(yīng)的ΔH________(填“>”“<”或“=”)0。若溫度不變,減小反應(yīng)投料比[n(H2) /n(CO2)],則K將________(填“增大”“減小”或“不變”)。
③ 二甲醚燃料電池具有啟動快,效率高等優(yōu)點,若電解質(zhì)為酸性,二甲醚燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為____________________________。

(3) 以CO2為原料合成的碳酸酯(僅含碳、氫、氧三種元素)是用途廣泛的化學(xué)品,某種碳酸酯(DPC)水解產(chǎn)物之一遇氯化鐵溶液顯紫色,右圖為它的核磁共振氫譜圖,請寫出DPC的結(jié)構(gòu)簡式:____________。
(4) 某電廠的粉煤灰含莫來石(主要成分為Al6Si2O13、SiO2)。將其和純堿在高溫下燒結(jié),可制取NaAlSiO4(霞石)、Na2SiO3和NaAlO2,有關(guān)化學(xué)方程式(反應(yīng)條件均為高溫)為:
Al6Si2O13+3Na2CO3===2NaAlSiO4+4NaAlO2+3CO2
Al6Si2O13+5Na2CO3===2Na2SiO3+6NaAlO2+5CO2
SiO2+Na2CO3===Na2SiO3+CO2
則用1 mol Al6Si2O13和4 mol SiO2通過以上反應(yīng)制得5 mol NaAlO2,共消耗Na2CO3為________mol。


(1) (a+b)/2
(2) ① [c(CH3OCH3)×c3(H2O)]/[c2(CO2)×c6(H2)]、 < 不變
③ CH3OCH3-12e+3H2O===2CO2+12H
(3)  
(4) 8

解析試題分析:(1)方程式(1+2)÷2得到對應(yīng)方程式,焓變同方程式,ΔH=(a+b)/2 kJ·mol-1(2)由圖可知,溫度高CO2轉(zhuǎn)化率低,平衡逆向移動,反應(yīng)放熱;平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度不變,k不變;負(fù)極是二甲醚失去電子,轉(zhuǎn)移電子數(shù)可以根據(jù)化合價確定;(3)根據(jù)信息確定形成酯的酸為碳酸,提共羥基的為酚,產(chǎn)物只有3中不同化學(xué)環(huán)境的氫且比值為2:2:1,由此確定為;(4)反應(yīng)中SiO2消耗Na2CO3,Al6Si2O13與Na2CO3發(fā)生兩個反應(yīng),根據(jù) 反應(yīng)物和產(chǎn)物列方程組解題,
設(shè)第1、2反應(yīng)分別消耗Al6Si2O13的物質(zhì)的量為x、y,則有
X+y=1
4x+6y=5
解得x=y=0.5mol
故共消耗Na2CO3為0.5×3+0.5×5+4=8mol
考點:考查化學(xué)反應(yīng)原理綜合有關(guān)問題。

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:單選題

某密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):X(g)+3Y(g)2Z(g);ΔH<0下圖表示該反應(yīng)的速率(v)隨時間(t)變化的關(guān)系,t2、t3、t5時刻外界條件有所改變,但都沒有改變各物質(zhì)的初始加入量。下列說法中正確的是

A.t2時加入了催化劑 B.t3時降低了溫度
C.t5時增大了壓強(qiáng) D.t4~t5時間內(nèi)轉(zhuǎn)化率最低

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(12分)某可逆反應(yīng)從0—2分鐘進(jìn)行過程中, 在不同反應(yīng)時 間各物質(zhì)的量的變化情況如下圖所示。則該反應(yīng)的的反應(yīng)物是      ,生成物是       ,化學(xué)方程式為                             ;反應(yīng)開始至2分鐘時,能否用C表示反應(yīng)速率?若能,其反應(yīng)速率為    _____     ,若不能,則其原因為           _             ________________               ;2分鐘后A、B、C各物質(zhì)的量不再隨時間的變化而變化,說明在這個條件下,反應(yīng)已達(dá)到了 ____      狀態(tài)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(14分)甲醇是重要的化工原料,在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用十分廣泛。
(1)利用太陽能或生物質(zhì)能分解水制H2,然后可將H2與CO2轉(zhuǎn)化為甲醇。已知:
光催化制氫:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)  ΔH=+571.5 kJ/mol   ①
H2與CO2耦合反應(yīng):3H2(g)+CO2(g)===CH3OH(l)+H2O(l)  ΔH=-137.8 kJ/mol   ②
則反應(yīng):2H2O(l)+CO2(g) = CH3OH(l)+3/2O2(g)的ΔH=     kJ/mol。
你認(rèn)為該方法需要解決的技術(shù)問題有     (填字母)。
a. 開發(fā)高效光催化劑
b. 將光催化制取的H2從反應(yīng)體系中有效分離,并與CO2耦合催化轉(zhuǎn)化
c. 二氧化碳及水資源的來源供應(yīng)
(2)工業(yè)上由甲醇制取甲醛的兩種方法如下(有關(guān)數(shù)據(jù)均為在298 K時測定):
反應(yīng)I:CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g)  ΔH1=+92.09kJ/mol,K1=3.92×10-11。
反應(yīng)II:CH3OH(g)+1/2O2(g)=HCHO(g)+H2O(g)  ΔH2=-149.73 kJ/mol,K2=4.35×1029。
①從原子利用率看,反應(yīng)     (填“I”或“II”。下同)制甲醛的原子利用率更高。從反應(yīng)的焓變和平衡常數(shù)K值看,反應(yīng)   制甲醛更有利。
②下圖是甲醇制甲醛有關(guān)反應(yīng)的lgK(平衡常數(shù)的對數(shù)值)隨溫度T的變化。圖中曲線(1)表示的是反應(yīng)     。

(3)污水中的含氮化合物,通常先用生物膜脫氮工藝進(jìn)行處理,在硝化細(xì)菌的作用下將NH4氧化為NO3(2NH4++3O2=2HNO2+2H2O +2H+;2HNO2 +O2=2HNO3)。然后加入甲醇,甲醇和NO3反應(yīng)轉(zhuǎn)化為兩種無毒氣體。
①上述方法中,1 g銨態(tài)氮元素轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮元素時需氧的質(zhì)量為     g。
②寫出加入甲醇后反應(yīng)的離子方程式:     。
(4)甲醇燃料電池的工作原理如圖所示,則該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為   。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(5分)氨氣在農(nóng)業(yè)和國防工業(yè)都有很重要的作用,歷史上諾貝爾化學(xué)獎曾經(jīng)有3次頒給研究氮氣與氫氣合成氨的化學(xué)家。
(1)右圖表示溫度為T K時氮氣與氫氣合成氨反應(yīng)過程中的能量變化, 寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式   

(2)已知在TK溫度下合成氨反應(yīng)在2.00L的密閉容器中進(jìn)行。得到如下數(shù)據(jù):

時間(h)
物質(zhì)的量(mol)
 
0
1
2
3
4
N2
 
1.50
n1
1.20
n3
1.00
H2
 
4.50
4.20
3.60
n4
3.00
NH3
 
0.00
0.20
n2
1.00
1.00
 
根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算:
①0~1h內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率為mol/(L·h)。
②反應(yīng)進(jìn)行到2h時放出的熱量為  kJ。
③此條件下,反應(yīng):N2 + 3H2 2NH3的化學(xué)平衡常數(shù)K = (保留兩位小數(shù))。
④反應(yīng)達(dá)到平衡后,若往平衡體系中再加入N2、H2和NH3各1mol,化學(xué)平衡移動的方向是   (填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”或“不移動”)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(16分)化學(xué)反應(yīng)的能量變化、速率、限度是化學(xué)研究的重要內(nèi)容。
(1)有關(guān)研究需要得到C3H8(g) = 3C(石墨,s) + 4H2(g)的ΔH,但測定實驗難進(jìn)行。設(shè)計下圖可計算得到:
①ΔH      0(填>、<或=)
②ΔH =                      
(用圖中其它反應(yīng)的反應(yīng)熱表示)

(2)甲酸、甲醇、甲酸甲酯是重要化工原料。它們的一些性質(zhì)如下:

物質(zhì)
HCOOH
CH3OH
HCOOCH3
主要
性質(zhì)
無色液體,與水互溶
K(HCOOH)>K(CH3COOH)
無色液體,與水互溶
無色液體,在水中溶解度小,與醇互溶
工業(yè)制備甲酸原理:HCOOCH3(l) + H2O(l)  HCOOH(l) + CH3OH(l),反應(yīng)吸熱,但焓變的值很小。常溫常壓下,水解反應(yīng)速率和平衡常數(shù)都較小。
①工業(yè)生產(chǎn)中,反應(yīng)起始,在甲酸甲酯和水的混合物中加入少量甲酸和甲醇,從反應(yīng)速率和限度的角度分析所加甲酸和甲醇對甲酸甲酯水解的影響。
甲醇:                                               。
甲酸:                                               。
某小組通過試驗研究反應(yīng)HCOOCH3轉(zhuǎn)化率隨時間變化的趨勢,在溫度T1下,采用酯水比為1:2進(jìn)行實驗,測得平衡是HCOOCH3的轉(zhuǎn)化率為25%。
②預(yù)測HCOOCH3轉(zhuǎn)化率隨時間的變化趨勢并畫圖表示。

③該反應(yīng)在溫度T1下的平衡常數(shù)K=          。
(保留兩位有效數(shù)字)
(3)HCOOH成為質(zhì)子膜燃料電池的燃料有很好的發(fā)展前景。
寫出該燃料電池的電極反應(yīng)式:
                                          。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(14分)氫能是重要的新能源。儲氫作為氫能利用的關(guān)鍵技術(shù),是當(dāng)前關(guān)注的熱點之一。
(1)氫氣是清潔能源,其燃燒產(chǎn)物為__________。
(2)NaBH4是一種重要的儲氫載體,能與水反應(yīng)達(dá)到NaBO2,且反應(yīng)前后B的化合價不變,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________,反應(yīng)消耗1mol NaBH4時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為__________。
(3)儲氫還可借助有機(jī)物,如利用環(huán)己烷和苯之間的可逆反應(yīng)來實現(xiàn)脫氫和加氫:。某溫度下,向恒容密閉容器中加入環(huán)己烷,起始濃度為a mol/L,平衡時苯的濃度為bmol/L,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_____。
(4)一定條件下,題11圖示裝置可實現(xiàn)有機(jī)物的電化學(xué)儲氫(忽略其它有機(jī)物)。

①導(dǎo)線中電子移動方向為____________。
②生成目標(biāo)產(chǎn)物的電極反應(yīng)式為_________。
③該儲氫裝置的電流效率=_____(×100%,計算結(jié)果保留小數(shù)點后1位)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(14分)科學(xué)家一直致力于研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法。曾有實驗報道:在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑(混有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng),生成的主要產(chǎn)物為NH3。進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系,部分實驗數(shù)據(jù)見下表(光照、N2壓強(qiáng)1.0×105 Pa、反應(yīng)時間3 h):

T/K
303
313
323
353
NH3生成量/(10-6mol)
4.8
5.9
6.0
2.0
相應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:N2(g)+3H2O(1)==2NH3(g)+O2(g) △H=+765.2 kJ/mol  (I)
請回答下列問題:
(1)請在方框內(nèi)的坐標(biāo)系中,畫出反應(yīng)(I)在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應(yīng)過程中體系能量變化示意圖,并進(jìn)行必要標(biāo)注。

(2)與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比,該方法中固氮反應(yīng)速率慢。請?zhí)岢隹商岣咂浞磻?yīng)速率且增大NH3日生成量的建議:                        。
(3)寫出工業(yè)上用H2和N2直接合成NH3的化學(xué)方程式                       ,設(shè)在2.0 L的密閉容器中充入0.60mol N2(g)和1.60mol H2(g),反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時,NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(NH3的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中總物質(zhì)的量之比)為4/7。計算該條件下N2的平衡轉(zhuǎn)化率為          ;反應(yīng)的平衡常數(shù)K=           (不要求寫單位)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

大氣中可吸入顆粒物PM2.5主要來源為燃煤、機(jī)動車尾氣等。
(1)若取某PM2.5樣本,用蒸餾水處理,測得溶液中含有的離子有:K+、Na+、NH4+、SO42-、NO3-、Cl-,則該溶液為       (填“酸性”或“堿性”)溶液,其原因用離子方程式解釋是:        。
(2)“洗滌”燃煤煙氣可減輕PM2.5中SO2的危害,下列可適用于吸收SO2的試劑有      
A.CaCl2溶液     B.氨水     C.Ca(OH)2懸濁液     D.濃H2SO4
(3)煤煙氣中的氮氧化物可用CH4催化還原成無害物質(zhì)。若常溫下,1molNO2與CH4反應(yīng),放出477.5kJ熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是            。
(4)安裝汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化器也可減輕PM2.5的危害,其反應(yīng)是:
2NO(g) + 2CO(g) 2CO2(g)+ N2(g);△H<0。
①該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式K=         ;溫度升高K值       (填“增大”或“減小” )
②若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行,下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是         

(5)使用鋰離子電池為動力汽車,可減少有害氣體的排放。錳酸鋰離子蓄電池的反應(yīng)式為:
     Li1-xMnO4 + LixC LiMnO4 + C
下列有關(guān)說法正確的是          
A.充電時電池內(nèi)部Li向正極移動
B.放電過程中,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C.放電時電池的正極反應(yīng)式為:Li1-xMnO4+xe+xLi=LiMnO4
D.充電時電池的正極應(yīng)與外接電源的負(fù)極相連

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同步練習(xí)冊答案