【題目】煤炭燃燒時產(chǎn)生大量SO2、NO對壞境影響極大。
(1)使用清潔能源可有效減少SO2等的排放。煤的液化是現(xiàn)代能源工業(yè)中重點(diǎn)推廣的能源綜合利用方案,最常見的液化方法為用煤生產(chǎn)CH3OH。已知制備甲醇的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)及平衡常數(shù)如下:
i:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-90.8kJ/mol
ii:C0(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=-41.2kJ/mol
iii:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3
850℃時,三個反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1=160、K2=243、K3=160。甲醇還可以與乙酸反應(yīng)制香料,反應(yīng)為:CH3OH(l)+CH3COOH(l)CH3COOCH3(l)+H2O(l)
①△H3=_______制香料反應(yīng)的平衡常數(shù)K 的表達(dá)式為____________。
②850℃時,在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)i,開始時只加入CO2、H2,反應(yīng)10min后測得各組分的濃度如下表。比較正、逆反應(yīng)的速率的大小:V正_____V逆 (填“>”、“<”或“=”)。
物質(zhì) | H2 | CO2 | CH3OH | H2O |
濃度/mol/L | 0.2 | 0.2 | 0.4 | 0.4 |
(2)研究人員發(fā)現(xiàn),將煤炭在O2/CO2的氣氛下燃燒,能夠降低然煤時NO的排放,主要反應(yīng)為:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)。在一定溫度下,于2L的恒容密閉容器中充入0.1molNO和0.3molCO發(fā)生該反應(yīng),如圖為容器內(nèi)的壓強(qiáng)(p)與起始壓強(qiáng)(p0)的比值(p/p0)隨時間的變化曲線。
①0~5min內(nèi),該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率V(N2)=______;平衡時NO的轉(zhuǎn)化率為________。
②若13min時,向該容器中再充入0.06molCO,15min時再次達(dá)到平衡,此時容器內(nèi)p/p0的比值應(yīng)在圖中A點(diǎn)的______(填"上方”或“方”)。
(3)以連二硫酸鹽(S2O42-)為媒介,使用間接電化學(xué)法也可處理燃煤煙氣中的NO),裝置如圖所示:
①陰極區(qū)的電極反應(yīng)式為_________。
②NO吸收轉(zhuǎn)化后的主要產(chǎn)物為NH4+,若通電時電路中轉(zhuǎn)移了0.3mole-,則此通電過程中理論上吸收的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_______mL。
【答案】 -132.0kJ/mol > 3×10-3mol/(L·min) 80% 下方 2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O 1344
【解析】(1)①反應(yīng)ⅲ=反應(yīng)ⅰ+反應(yīng)ⅱ,所以△H3=△H1+△H2=-90.8+(-41.2)=-132.0kJ/mol。該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=。注意這里的水不是溶劑所以應(yīng)該有濃度,不能視為1。②10min時反應(yīng)ⅰ的濃度商Q=<K1=160,所以反應(yīng)正在向正反應(yīng)方向進(jìn)行,V正>V逆。
(2)①同溫同體積下,壓強(qiáng)的比等于氣體的物質(zhì)的量的比,5分鐘的時候壓強(qiáng)是初始壓強(qiáng)的0.925倍,所以氣體的物質(zhì)的量是初始物質(zhì)的量的0.925倍,即5分鐘的時候物質(zhì)的量為(0.1+0.3)×0.925=0.37mol,減少了0.03mol氣體。反應(yīng)為2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g),每反應(yīng)2molNO和2molCO生成1molN2和2molCO2,氣體的物質(zhì)的量會減少1mol,所以可以認(rèn)為每生成1molN2會減少1mol氣體。上面計算出來氣體減少了0.03mol,所以生成0.03molN2,則 。達(dá)平衡時的壓強(qiáng)是初始壓強(qiáng)的0.9倍,所以平衡時的總物質(zhì)的量為(0.1+0.3)×0.9=0.36mol,氣體的物質(zhì)的量一共減少0.04mol,由上所述可以得到:生成0.04molN2,所以反應(yīng)的NO為0.08mol,其轉(zhuǎn)化率為0.08÷0.1=80%。②根據(jù)①中計算的數(shù)據(jù),第一次達(dá)平衡時,總物質(zhì)的量為0.36mol,加入0.06molCO,瞬間總物質(zhì)的量變?yōu)?.42mol,此時p/p0=0.42/0.4=1.05(就是A點(diǎn)的縱坐標(biāo))。因為加入CO,所以反應(yīng)的平衡向正反應(yīng)方向移動,氣體的物質(zhì)的量還會減少,所以p/p0的數(shù)值會減小,達(dá)到新平衡時,p/p0的數(shù)值一定在A點(diǎn)下方。
(3)①陰極應(yīng)該是將SO32-得電子轉(zhuǎn)化為S2O42-,即將+4價S轉(zhuǎn)化為+3價的S,所以2個SO32-得2個電子轉(zhuǎn)化為1個S2O42-,反應(yīng)物中再補(bǔ)充氫離子,生成物補(bǔ)充水分子,根據(jù)原子個數(shù)守恒和電荷守恒配平得到:2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O。②NO吸收轉(zhuǎn)化后的主要產(chǎn)物為NH4+,即N的化合價由+2降低為-3,所以1個NO得到5個電子,即NO的物質(zhì)的量是轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量的1/5,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.3mole-時反應(yīng)的NO為0.06mol,體積為1344mL。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,溶液中金屬離子(Mn+)的pM[pM=-lgc(Mn+)]隨溶液pH變化關(guān)系如右圖所示[假定c(Mn+)≦10-6mol/L認(rèn)為該金屬離子沉淀完全]。下列說法不正確的是
A. 四種金屬的難溶氫氧化物中Ksp[Mg(OH)2]最大
B. 可以通過調(diào)節(jié)pH的辦法沉淀Fe3+
C. pM、Ksp及pH之間的關(guān)系為pM=npH+lgKsp-14n
D. Fe2+和Mg2+混合溶液中滴入NaOH溶液、當(dāng)Mg2+開始沉淀時,溶液中
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】25℃時,將氨水與氯化銨溶液混合得到c(NH3·H2O)+c(NH4+) =0.1mol·L-1的混合溶液。溶液中c(NH3·H2O)、c(NH4+)與pH的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)離子濃度關(guān)系敘述一定正確的是( )
A. pH=9.5溶液中:c(NH3·H2O)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
B. pH=10.5溶液中:c(Cl-)+c(OH-)+c(NH3·H2O)<0.1mol·L-1
C. W點(diǎn)表示溶液中:c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)
D. 向W點(diǎn)所表示1L溶液中加入0.05molNaOH固體(忽略溶液體積變化):c(Cl-)>c(Na+)>c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下圖是中學(xué)化學(xué)中常用于混合物的分離和提純的裝置,請根據(jù)裝置回答問題:
(1)裝置圖1中A的名稱是________,B的名稱是_______。A中一般要加入碎瓷片,其作用是________________。裝置圖4中盛溶液的儀器名稱是________。
(2)為了從海帶中提取碘,某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計并進(jìn)行了以下實驗:
①灼燒海帶時,除需要三腳架外,還需要用到的實驗儀器是__________(從下列儀器中選出所需儀器,用標(biāo)號字母填寫在空白處);
A.燒杯 B.坩堝 C.表面皿 D.泥三角 E.酒精燈 F.干燥器
②步驟③的實驗選擇上述裝置圖____(填圖的序號)。步驟⑤的實驗操作名稱是_____,選擇上述裝置圖____(填圖的序號)。步驟⑥的目的是從含碘苯溶液中分離出單質(zhì)碘,同時回收苯,該步驟的實驗操作名稱是_________,選擇上述裝置圖___(填圖的序號)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】最早發(fā)現(xiàn)細(xì)胞并為細(xì)胞命名的科學(xué)家是( 。
A. 施萊登 B. 施旺 C. 羅伯特·虎克 D. 列文·虎克
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一種釕(Ru)基配合物光敏染料敏化太陽能電池的原理及電池中發(fā)生的主要反應(yīng)如圖所示。下列說法正確的是
A. 電池工作時,光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?X為電池的正極
B. 鍍鉑導(dǎo)電玻璃的作用是傳遞I-
C. 電解質(zhì)溶液中發(fā)生反應(yīng):2Ru3++3I-=2Ru2++I3-
D. 電池的電解質(zhì)溶液中I-和I3-的濃度均不斷減小
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】按照無機(jī)物的分類方法,下列各組物質(zhì)中,屬于不同類型的物質(zhì)是( )
A.火堿、燒堿、生石灰
B.生石灰、冰、干冰
C.熟石灰、苛性鈉、氫氧化鉀
D.純堿、硫酸鈉、膽礬
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