【題目】天空不是垃圾場,污染氣體不能隨便排,研究大氣污染氣體的處理方法具有重要意義。

(1)氮氧化物是造成光化學煙霧和臭氧層損耗的主要氣體。已知:

CO(g)+NO2(g)NO(g)+CO2(g) H=-a kJ·mol-1 (a0)

2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) H=-b kJ·mol-1 (b0)

若用標準狀況下3.36LNO2氧化COCO2(NO2完全反應)的整個過程中放出的熱量為_________ kJ(用含有ab的代數(shù)式表示)。

(2) 已知下列反應的反應熱:

CH3COOH(1)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(1) H=-870.3kJ/mo1

C(s)+O2(g) =CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mo1

2C(s)+2H2(g)+O2(g) =CH3COOH(1) ΔH=-488.3kJ/mo1

請寫出H2燃燒熱的熱化學方程式______________________________________。

(3)通過NO傳感器可監(jiān)測汽車尾氣中NO的含量,其工作原理如下圖所示:

NiO電極上發(fā)生的是_______________反應(氧化還原”)

Pt電極上的電極反應式為_______________。

(4)一種新型催化劑能使NOCO發(fā)生反應:2NO2CO 2CO2N2。已知增大催化劑的比表面積可提高該反應速率。為了驗證溫度、催化劑的比表面積對化學反應速率的影響規(guī)律,某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下表中。

實驗

編號

t()

NO初始濃度

(mol/L)

CO初始濃度

(mol/L)

催化劑的比表面積(m2/g)

280

1.20×103

5.80×103

82

280

1.20×103

B

124

350

A

5.80×103

82

①請把表中數(shù)據(jù)補充完整:A_______________;B_______________

②能驗證溫度對化學反應速率影響規(guī)律的是實驗_______________(填實驗序號)。

③實驗Ⅰ和實驗Ⅱ中,NO的物質(zhì)的量濃度c(NO)隨時間t的變化曲線如下圖所示,其中表示實驗Ⅱ的是曲線_________(”)。

【答案】0.075(2a+b) H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=-285.8kJmol-1 氧化 O2+4e-=2O2- 1.20×10-3 5.80×10-3 I III

【解析】

(1)先根據(jù)蓋斯定律計算NO2氧化CO至CO2的熱化學方程式,再根據(jù)熱化學方程式計算標準狀況下3.36LNO2氧化CO至CO2(NO2完全反應)的整個過程中放出的熱量。

(2)氫氣的燃燒熱是1mol氫氣燃燒生成1mol液態(tài)水放出的能量,根據(jù)蓋斯定律計算H2的燃燒熱。

(3) ①根據(jù)圖示NiO電極上NO生成NO2;

②根據(jù)圖示Pt電極上是氧氣得電子生成O2-;

(4)實驗Ⅰ、Ⅱ?qū)Ρ,研究催化劑表面積對速率的影響;實驗Ⅰ、Ⅲ對比,研究溫度對速率的影響;催化劑只能改變反應速率,不能使平衡發(fā)生移動。

(1)①CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g) △H=-a kJ·mol-1 (a>0)

②2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=-b kJ·mol-1 (b>0)

根據(jù)蓋斯定律①×2+②得 4CO(g)+2 NO2(g) =N2(g)+4CO2(g) △H=-(2a +b)kJ·mol-1;標準狀況下3.36LNO2的物質(zhì)的量是0.15mol,標準狀況下3.36LNO2氧化CO至CO2(NO2完全反應)的整個過程中放出的熱量為 0.075(2a+b) kJ;

(2) 氫氣的燃燒熱是1mol氫氣燃燒生成1mol液態(tài)水放出的能量;

①CH3COOH(1)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(1) △H=-870.3kJ/mo1

②C(s)+O2(g) =CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mo1

③2C(s)+2H2(g)+O2(g) =CH3COOH(1) ΔH=-488.3kJ/mo1

根據(jù)蓋斯定律③×+ ①×- ②得H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJmol-1;

(3) ①根據(jù)圖示NiO電極上NO生成NO2,氮元素化合價升高,發(fā)生氧化反應;

②根據(jù)圖示Pt電極上是氧氣得電子生成O2-,電極反應式是O2+4e-=2O2-;

(4) ① 實驗Ⅰ、Ⅱ?qū)Ρ,研究催化劑表面積對速率的影響,根據(jù)控制變量法,實驗Ⅰ、Ⅱ中CO的初始濃度相同,所以B是5.80×10-3;實驗Ⅰ、Ⅲ對比,研究溫度對速率的影響,根據(jù)控制變量法,實驗Ⅰ、Ⅲ中NO的初始濃度相同,所以A是1.20×10-3

②實驗I、 III的溫度不同,所以能驗證溫度對化學反應速率影響規(guī)律的是實驗I 、III;

③催化劑表面積越大,反應速率越快,所以表示實驗Ⅱ的是曲線乙。

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【題目】I:已知MgCl2·6H2O受熱時發(fā)生水解:MgCl2·6H2O=Mg(OH)Cl+HCl↑+5H2O,而MgSO4·7H2O受熱不易發(fā)生水解。試解釋原因_______________________________________

II:鹵塊的主要成分是MgCl2,此外還含F(xiàn)e3+、Fe2+和Mn2+等離子.若用它以及表2中的某些物質(zhì)為原料,按圖所示工藝流程進行生產(chǎn),可制得輕質(zhì)氧化鎂.

若要求產(chǎn)品盡量不含雜質(zhì),且生產(chǎn)成本較低,請根據(jù)表1和表2提供的資料,填寫空白:

表1生成氫氧化物沉淀的pH

物質(zhì)

開始沉淀

沉淀完全

Fe(OH)3

2.7

3.7

Fe(OH)2*

7.6

9.6

Mn(OH)2

8.3

9.8

Mg(OH)2

9.6

11.1

表2原料價格表

物質(zhì)

價格(元噸-1

漂液(含25.2% NaClO)

450

雙氧水(含30% H2O2

2400

燒堿(含98% NaOH)

2100

純堿(含99.5% Na2CO3

600

* Fe(OH)2呈絮狀不易從溶液中除去,所以常將Fe2+氧化為Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去.

(1)在步驟②中加入的試劑X,最佳的選擇是___________,寫出步驟②中pH=1時所發(fā)生反應的離子方程式:____________________________________________

(2)在步驟③中加入的試劑是______________________;之所以要控制pH=9.8,其目的是______________________________________________________;

(3)某燃料電池的燃料為CO,電解質(zhì)為熔融態(tài)的試劑Z(步驟④中加入試劑的有效成分),則該燃料電池的正極電極反應方程式為:____________________;

(4)在步驟⑤中發(fā)生的反應是____________________________________________

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A. b電極上發(fā)生還原反應

B. 外電路電子的流向是從ab

C. 電池工作時,鹽橋中的SO42移向甲燒杯

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B. H+經(jīng)質(zhì)子交換膜由右向左移動

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(1)用下圖裝置制備純凈的SO2,發(fā)生裝置中反應的化學方程式為________,裝置的連接順序為:a→________(按氣流方向,用小寫字母表示)

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操作步驟

實驗現(xiàn)象

解釋原因

用注射器將新制H2S溶液注入充滿SO2的燒瓶

產(chǎn)生乳白色渾濁

+4S_______

用注射器將_______溶液注入充滿SO2的燒瓶

_______

+4S有還原性,反應的離子方程式為_______

(3)工業(yè)上回收利用SO2的一種途徑是:

該小組在實驗室探究步驟Ⅱ時,一定條件下向100mL c0mol·L1(NH4)2SO3溶液通入空氣后,欲測定溶液中(NH4)2SO3的氧化率(α)。

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