(5)二氧化硫催化氧化成三氧化硫:2SO2+O2 2SO3 【查看更多】

 

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二氧化硫和氮氧化物（NOx）對大氣污染日趨嚴(yán)重，研究消除大氣污染的方法是化學(xué)工作者的重要課題，目前有很多種方法消除大氣污染．

（1）可利用甲烷催化還原NOx的方法處理NOx，反應(yīng)如下：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-574kJ?mol-1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=-1160kJ?mol-1
則CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=
-867 kJ/mol
-867 kJ/mol
；
（2）汽車尾氣中的主要污染物有CO、NOx、碳?xì)浠衔锏龋档推囄矚獾姆椒ㄖ皇窃谂艢夤苌习惭b催化轉(zhuǎn)化器，發(fā)生如下反應(yīng)：
2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）；△H＜0．
生成無毒物質(zhì)，減少汽車尾氣污染．若在一定溫度下，將2molNO、1molCO充入1L固定容積的容器中，15分鐘后達(dá)到平衡，反應(yīng)過程中各物質(zhì)的濃度變化如圖1所示，則
①前15s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v （N2）=
0.013 mol/（L?s）
0.013 mol/（L?s）
（小數(shù)點(diǎn)保留3位）；
②該反應(yīng)平衡常數(shù)K=
0.035
0.035
（小數(shù)點(diǎn)保留3位）；
③若保持溫度不變，20min時(shí)再向容器中充入CO、N2各0.6mol，平衡將
不移動
不移動
移動（填“向左”、“向右”或“不”）；20min時(shí)，若改變反應(yīng)條件，導(dǎo)致N2濃度發(fā)生如圖1所示的變化，則改變的條件可能是
b
b
（填序號）；
a  加入催化劑　  b  降低溫度　  c  縮小容器體積　  d  增加CO2的量
④該可逆反應(yīng)△S
＜
＜
0（填“＞”、“＜”或“=”），在
低溫
低溫
（填“高溫”、“低溫”或“任何溫度”）下能自發(fā)進(jìn)行．
（3）CO分析儀以燃料電池為工作原理，其裝置如圖2所示，該電池中電解質(zhì)為氧化釔-氧化鈉，其中O2-可以在固體介質(zhì)NASICON中自由移動．下列說法錯誤的是
B
B

A．負(fù)極的電極反應(yīng)式為：CO+O2--2e-=CO2
B．工作時(shí)電極b作正極，O2-由電極a流向電極b
C．工作時(shí)電子由電極a通過傳感器流向電極b
D．傳感器中通過的電流越大，尾氣中CO的含量越高
（4）利用Fe2+、Fe3+的催化作用，常溫下將SO2轉(zhuǎn)化為SO42- 而實(shí)現(xiàn)對SO2的處理目的．其中Fe3+的最外層電子排布式為
3s23p63d5
3s23p63d5
；SO2的VSEPR模型名稱為
平面三角形
平面三角形
；與SO2互為等電子體的離子有
NO2-
NO2-
．
（5）N2O5是重要的硝化劑和氧化劑，可用電解法制備N2O5，如圖3所示，N2O5在電解池的
陽極
陽極
（填“陽極”或“陰極”）區(qū)生成，其電極反應(yīng)式為
N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+
N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+
．

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過氧化氫是重要的氧化劑和還原劑，常用于消毒、殺菌、漂白等．某化學(xué)興趣小組同學(xué)圍繞著過氧化氫開展了調(diào)查研究與實(shí)驗(yàn)．
Ⅰ．調(diào)查
（1）通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)過氧化氫的沸點(diǎn)為152.1℃，而相對分子質(zhì)量相同的硫化氫的沸點(diǎn)為-60.4℃，造成兩者沸點(diǎn)差異大的主要原因是
過氧化氫分子間可以形成分子間氫鍵，而H2S不能形成氫鍵
過氧化氫分子間可以形成分子間氫鍵，而H2S不能形成氫鍵
；
（2）資料顯示，過氧化氫制備目前最常用的是乙基蒽醌法，其主要過程可以用如圖所示，寫出此過程的總反應(yīng)方程式是
H2+O2
 催化劑 
.
 
H2O2
H2+O2
 催化劑 
.
 
H2O2
．
Ⅱ．不穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)研究
（3）為了探究溫度、催化劑等外界條件對H2O2的分解速率的影響，某興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如下三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)填在下面表中．
實(shí)驗(yàn)編號 T/℃ H2O2初始濃度/
mol?L-1		 FeCl3初始濃度/
mol?L-1
Ⅰ 20 1.0
0
0
Ⅱ 50 1.0 0
Ⅲ 50
1.0
1.0
 0.1
①實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ研究溫度對分解速率的影響，則實(shí)驗(yàn)Ⅰ中FeCl3初始濃度應(yīng)為
0
0
mol?L-1，實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ研究催化劑對分解速率的影響，則實(shí)驗(yàn)Ⅲ中H2O2初始濃度應(yīng)為
1.0
1.0
mol?L-1．
②三組實(shí)驗(yàn)中分解速率最快的是
Ⅲ
Ⅲ
（填編號）．
Ⅲ．過氧化氫含量的實(shí)驗(yàn)測定
興趣小組同學(xué)用0.1000mol?L-1酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定試樣中過氧化氫的含量，反應(yīng)原理為：2MnO4-+5H2O2+6H+═2Mn2++8H2O+5O2
（4）滴定到達(dá)終點(diǎn)的現(xiàn)象是
錐形瓶內(nèi)溶液顏色恰好由無色變?yōu)闇\紫色，且30秒內(nèi)溶液不褪色
錐形瓶內(nèi)溶液顏色恰好由無色變?yōu)闇\紫色，且30秒內(nèi)溶液不褪色
．
（5）用移液管吸取25.00mL試樣置于錐形瓶中，重復(fù)滴定四次，每次消耗的 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液體積如下表所示：
第一次 第二次 第三次 第四次
體積（mL） 17.10 18.10 18.00 17.90
計(jì)算試樣中過氧化氫的濃度為
0.1800
0.1800
mol?L-1．
（6）若滴定前尖嘴中有氣泡，滴定后消失，則測定結(jié)果
偏高
偏高
 （“偏高”或“偏低”或“不變”）．

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（11分）過氧化氫是重要的氧化劑和還原劑，常用于消毒、殺菌、漂白等。某化學(xué)興趣小組同學(xué)圍繞著過氧化氫開展了調(diào)查研究與實(shí)驗(yàn)。

Ⅰ．調(diào)查

（1）通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)過氧化氫的沸點(diǎn)為152.1℃，而相對分子質(zhì)量相同的硫化氫的沸點(diǎn)為－60.4℃，造成兩者沸點(diǎn)差異大的主要原因是                     ；

（2） 資料顯示，過氧化氫制備目前最常用的是乙基蒽醌法，其主要過程可以用如圖所示，寫出此過程的總反應(yīng)方程式是                                   。

Ⅱ．不穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)研究

（3）為了探究溫度、催化劑等外界條件對H2O2的分解速率的影響，某興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如下三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)填在下面表中。

實(shí)驗(yàn)編號

T/℃

H2O2初始濃度/

mol·L-1

FeCl3初始濃度/

mol·L-1

Ⅰ

20

1.0

 

Ⅱ

50

1.0

0

Ⅲ

50

 

0.1

①實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ研究溫度對分解速率的影響，則實(shí)驗(yàn)Ⅰ中FeCl3初始濃度應(yīng)為     mol·L-1，實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ研究催化劑對分解速率的影響，則實(shí)驗(yàn)Ⅲ中H2O2初始濃度應(yīng)為    mol·L-1。

②三組實(shí)驗(yàn)中分解速率最快的是               （填編號）。

Ⅲ．過氧化氫含量的實(shí)驗(yàn)測定

興趣小組同學(xué)用0.1000 mol·L-1酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定試樣中過氧化氫的含量，反應(yīng)原理為：2MnO4－＋5H2O2＋6H＋ =2Mn2＋＋8H2O＋ 5O2

（4）滴定到達(dá)終點(diǎn)的現(xiàn)象是__________________________________________________。

（5）用移液管吸取25.00mL試樣置于錐形瓶中，重復(fù)滴定四次，每次消耗的 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液體積如下表所示：

 

第一次

第二次

第三次

第四次

體積（mL）

17.10

18.10

18.00

17.90

計(jì)算試樣中過氧化氫的濃度為                    mol·L-1。

（6）若滴定前尖嘴中有氣泡，滴定后消失，則測定結(jié)果       (“偏高”或“偏低”或“不變”)。

 

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（11分）過氧化氫是重要的氧化劑和還原劑，常用于消毒、殺菌、漂白等。某化學(xué)興趣小組同學(xué)圍繞著過氧化氫開展了調(diào)查研究與實(shí)驗(yàn)。

Ⅰ．調(diào)查

（1）通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)過氧化氫的沸點(diǎn)為152.1℃，而相對分子質(zhì)量相同的硫化氫的沸點(diǎn)為－60.4℃，造成兩者沸點(diǎn)差異大的主要原因是                      ；

（2） 資料顯示，過氧化氫制備目前最常用的是乙基蒽醌法，其主要過程可以用如圖所示，寫出此過程的總反應(yīng)方程式是                                   。

Ⅱ．不穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)研究

（3）為了探究溫度、催化劑等外界條件對H2O2的分解速率的影響，某興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如下三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)填在下面表中。

實(shí)驗(yàn)編號

T/℃

H2O2初始濃度/

mol·L-1

FeCl3初始濃度/

mol·L-1

Ⅰ

20

1.0

 

Ⅱ

50

1.0

0

Ⅲ

50

 

0.1

①實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ研究溫度對分解速率的影響，則實(shí)驗(yàn)Ⅰ中FeCl3初始濃度應(yīng)為      mol·L-1，實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ研究催化劑對分解速率的影響，則實(shí)驗(yàn)Ⅲ中H2O2初始濃度應(yīng)為    mol·L-1。

②三組實(shí)驗(yàn)中分解速率最快的是                （填編號）。

Ⅲ．過氧化氫含量的實(shí)驗(yàn)測定

興趣小組同學(xué)用0.1000 mol·L-1酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定試樣中過氧化氫的含量，反應(yīng)原理為：2MnO4－＋5H2O2＋6H＋ =2Mn2＋＋8H2O＋ 5O2

（4）滴定到達(dá)終點(diǎn)的現(xiàn)象是__________________________________________________。

（5）用移液管吸取25.00mL試樣置于錐形瓶中，重復(fù)滴定四次，每次消耗的 KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液體積如下表所示：

 

第一次

第二次

第三次

第四次

體積（mL）

17.10

18.10

18.00

17.90

計(jì)算試樣中過氧化氫的濃度為                     mol·L-1。

（6）若滴定前尖嘴中有氣泡，滴定后消失，則測定結(jié)果       (“偏高”或“偏低”或“不變”)。

 

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[化學(xué)--選修化學(xué)與技術(shù)]硫酸是工業(yè)生產(chǎn)中最為重要的產(chǎn)品之一．
（1）工業(yè)上制硫酸的主要分為
 
、
 
、
 
三個階段．
（2）下列是第二階段反應(yīng)的有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請選擇最合適的生產(chǎn)條件
 
．
壓強(qiáng)MPa
轉(zhuǎn)化率%
溫度/℃		 0.1 0.5 1 10
400 99.2 99.6 99.7 99.9
500 93.5 96.9 97.8 99.3
600 73.7 85.8 89.5 96.4
（3）現(xiàn)在欲提高反應(yīng)速率和SO2的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是
 
．
A．向裝置中通入氮?dú)馇冶３煮w積不變
B．向裝置中通入氧氣且保持體積不變
C．添加更多的催化劑
D．降低溫度，及時(shí)轉(zhuǎn)移SO3
（4）硫酸生產(chǎn)的尾氣中含有少量SO2，可用石灰水吸收后，再用硫酸處理．此過程涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式為
 
，
 
．
（5）若進(jìn)入第二階段設(shè)備氣體的體積分?jǐn)?shù)為：SO27%、O211%、N282%．現(xiàn)有100體積這樣的混合氣體在反應(yīng)后變成為96.7體積，則反應(yīng)后混合氣體中N2和SO3的體積比為
 
，此時(shí)SO2轉(zhuǎn)化率為
 
．

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