【題目】C、N、S的氧化物常會(huì)造成一些環(huán)境問題，科研工作者正在研究用各種化學(xué)方法來消除這些物質(zhì)對環(huán)境的不利影響。

（1）研究減少CO2排放是一項(xiàng)重要課題。CO2經(jīng)催化加氫可以生成低碳有機(jī)物，主要有以下反應(yīng)：

反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H1＝－49.6 kJ/mol

反應(yīng)Ⅱ：CH3OCH3(g)＋H2O(g)2CH3OH(g) △H2＝＋23.4 kJ/mol

反應(yīng)Ⅲ：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) △H3

①△H3＝____kJ/mol。

②在恒定壓強(qiáng)、T1溫度下，將6 mol CO2和12 mol H2充入3 L的密閉容器中發(fā)生I、Ⅲ反應(yīng)，5 min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)CH3OH(g) 物質(zhì)的量為2mol，CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量為0.5mol；則T1溫度時(shí)反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kc的計(jì)算式為______。

③恒壓下將CO2和H2按體積比1：3混合，在不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)I和反應(yīng)III，在相同的時(shí)間段內(nèi)CH3OH的選擇性和產(chǎn)率隨溫度的變化如下圖 。其中：CH3OH的選擇性＝×100%

在上述條件下合成甲醇的工業(yè)條件是_____________。

A．210℃ B． 230℃ C．催化劑CZT D．催化劑CZ(Zr－1)T

（2）一定條件下，可以通過CO與SO2反應(yīng)生成S和一種無毒的氣體，實(shí)現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式___________。在不同條件下，向2L恒容密閉容器中通入2molCO和1molSO2，反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖所示：

①圖中三組實(shí)驗(yàn)從反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)速率v(CO)最大的為_____（填序號(hào)）。

②與實(shí)驗(yàn)a相比，c組改變的實(shí)驗(yàn)條件可能是___________。

（3）“亞硫酸鹽法”吸收煙氣中的SO2。室溫條件下，將煙氣通入(NH4)2SO3溶液中，測得溶液pH與含硫組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的變化關(guān)系如圖所示，b點(diǎn)時(shí)溶液pH=7，則n(NH4+)：n(HSO3)=________。

（4）間接電化學(xué)法可除NO。其原理如圖所示，寫出電解池陰極的電極反應(yīng)式（陰極室溶液呈酸性）_____。

【答案】－122.6 BD 2CO+SO2=S+2CO2 b 升高溫度 3:1 2HSO3+2e+2H+=S2O42+2H2O

【解析】

（1）①根據(jù)蓋斯定律計(jì)算；

② 容器保持恒壓，根據(jù)體積之比等于物質(zhì)的量之比，計(jì)算平衡時(shí)的濃度及反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kc；

③根據(jù)圖像進(jìn)行判斷；

（2）根據(jù)元素守恒，無毒的物質(zhì)為二氧化碳；

①反應(yīng)速率越快，達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間越短，根據(jù)圖像判斷；

②初始條件為恒容，c組實(shí)驗(yàn)與b的初始壓強(qiáng)相同，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，c組使用時(shí)間長，則為溫度不相同；

（3）根據(jù)圖像可知，pH=7，根據(jù)溶液呈電中性計(jì)算；

（4）根據(jù)圖像可知，陰極上亞硫酸氫根離子得電子，生成S2O42，根據(jù)原子守恒，氫離子參與反應(yīng)生成水。

（1）①根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)I×2-反應(yīng)II可得2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)，則△H3＝－49.6×2-23.4=-122.6kJ/mol；

② CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)

反應(yīng)：2 6 2 2

平衡： 2 2

2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)

反應(yīng)：1 3 0.5 1.5

平衡： 0.5 1.5

則平衡時(shí)，n（CO2）=3mol，n（H2）=3mol，n（CH3OH）=2mol，n（CH3OCH3）=0.5mol，n（H2O）=3.5mol，容器保持恒壓，則平衡后的體積==2L，平衡時(shí)的濃度c（CO2）=1.5mol/L，c（H2）=1.5mol/L，c（CH3OH）=1mol/L， c（H2O）=1.75mol/L，反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kc的計(jì)算式=；

③根據(jù)圖像可知，選擇催化劑CZ(Zr－1)T、在230℃時(shí)產(chǎn)率最高，則合成甲醇的工業(yè)條件是BD；

（2）CO與SO2反應(yīng)生成S和一種無毒的氣體，根據(jù)元素守恒，含C，無毒的物質(zhì)為二氧化碳，則方程式為2CO+SO2=S+2CO2；

①反應(yīng)速率越快，達(dá)到平衡狀態(tài)所用的時(shí)間越短，根據(jù)圖像可知，b達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)用的時(shí)間最短，則反應(yīng)速率最快；

②初始條件為恒容，c組實(shí)驗(yàn)與b的初始壓強(qiáng)相同，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，c組使用時(shí)間長，則為溫度不相同，c組改變的實(shí)驗(yàn)條件為升高溫度；

（3）根據(jù)圖像可知，b點(diǎn)時(shí)，c(HSO3)= c(SO32)，pH=7，則c(H+)= c(OH)，根據(jù)溶液呈電中性，c（NH4+）+ c(H+)= c(HSO3)+2c(SO32)+c(OH)，c（NH4+）=3c(HSO3)，則n(NH4+)：n(HSO3)=3：1；

（4）根據(jù)圖像可知，陰極上亞硫酸氫根離子得電子，生成S2O42，根據(jù)原子守恒，氫離子參與反應(yīng)生成水，則電極反應(yīng)式為2HSO3+2e+2H+=S2O42+2H2O。

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：

【題目】原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W、R五種元素，原子序數(shù)依次增大。五種元素中，僅R為金屬元素，其原子序數(shù)為27。X價(jià)電子排布式為nsnnpn，元素Z基態(tài)原子s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等，W與其它四種元素能層數(shù)不同，且未成對電子數(shù)目為1個(gè)。根據(jù)判斷出的元素回答下列問題：

(1)R2+離子核外電子排布式為________，X、Y、Z三種原子第一電離能由小到大的順序?yàn)?/span>________(用具體元素符號(hào)表示)。

(2)1 mol配合物[R(XY)6]4－中含有σ鍵的數(shù)目為________。

(3)XZW2是一種高毒類物質(zhì)，結(jié)構(gòu)與甲醛(HCHO)相似，其沸點(diǎn)高于甲醛的主要原因是________。

(4)YW3為黃色、油狀、具有刺激性氣味的液體，該分子的立體構(gòu)型為________(用文字描述)。

(5)某晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則該化合物的化學(xué)式為________(R、Z用具體元素符號(hào)表示)。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】電鍍含鉻廢水的處理方法較多。

Ⅰ.某工業(yè)廢水中主要含有Cr3+，同時(shí)還含有少量的Cu2+、Fe2+、Fe3+和Al3+等，且酸性較強(qiáng)。為回收利用，通常采用如下流程處理：

已知：a.Cr(OH)3→NaCrO2→Na2CrO4→Na2Cr2O7

b.Cu(OH)2能溶于氨水：Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O

請回答：

（1）操作Ⅰ的名稱為__，上述操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相同，進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)操作所需要的主要玻璃儀器除燒杯、漏斗外，還有__。

（2）試劑乙的名稱為__，濾渣Ⅱ的主要成分為__(寫化學(xué)式)。

Ⅱ.工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O72-和CrO42-，它們會(huì)對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的傷害，工業(yè)上常用還原沉淀法進(jìn)行處理。

該處理方法的工藝流程為：CrO42-Cr2O72-Cr3+Cr（OH）3↓

其中第①步存在平衡：2CrO42-（黃色）+2H+Cr2O72-（橙色）+H2O

（1）若該平衡處于強(qiáng)酸性環(huán)境中，則溶液顯___色。

（2）能說明第①步反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)的是___。

A.Cr2O72-和CrO42-的濃度相同

B.2v（Cr2O72-）=v（CrO42-）

C.溶液的顏色不變

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】研究和深度開發(fā)CO、CO2的應(yīng)用對建生態(tài)文明社會(huì)具有重要的意義。

（1）CO可用于煉鐵，已知：

Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH1=+489.0kJmol-1，

C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H2=+172.5kJmol-1

則CO還原Fe2O3(s)的熱化學(xué)方程式為____________________。

（2）分離高爐煤氣得到的CO與空氣可設(shè)計(jì)成燃料電池（以KOH溶液為電解液）。寫出該電池的負(fù)極反應(yīng)式：__________________。

（3）CO2和H2充入一定體積的密閉容器中，在兩種溫度下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化見圖1。

①線Ⅰ、Ⅱ?qū)?yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為KI______KⅡ（填“＞”或“=”或“＜”）。

②一定溫度下，在容積相同且固定的兩個(gè)密閉容器中，按如下方式加入反應(yīng)物，一段時(shí)間后達(dá)到平衡。

容器

甲

乙

反應(yīng)物投入量

1mol CO2、3mol H2

a mol CO2、b mol H2、

c mol CH3OH(g)、c molH2O(g)

若甲中平衡后氣體的壓強(qiáng)為開始的0.8倍，要平衡后乙與甲中相同組分的體積分?jǐn)?shù)相等，且起始時(shí)維持化學(xué)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，則c的取值范圍為____________。

（4）利用光能和光催化劑，可將CO2和H2(g)轉(zhuǎn)化為CH4和O2，紫外光照射時(shí)，在不同催化劑（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下，CH4產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化見圖2。在0~15小時(shí)內(nèi)，CH4的平均生成速率I、Ⅱ和Ⅲ從大到小的順序?yàn)?/span>_____________（填序號(hào)）

（5）一種甲醇燃料電池，使用的電解質(zhì)溶液是2mol·L-1的KOH溶液。

請寫出加入（通入）b物質(zhì)一極的電極反應(yīng)式________________；每消耗6.4g甲醇轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_______________。

（6）一定條件下甲醇與一氧化碳反應(yīng)可以合成乙酸。通常狀況下，將amol/L的醋酸與bmol/LBa(OH)2溶液等體積混合后，溶液中:2c(Ba2+)=c(CH3COO-)，用含a和b的代數(shù)式表示該混合溶液中醋酸的電離常數(shù)Ka為__________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】草酸(H2C2O4)是一種二元弱酸，在菠菜、莧菜、甜菜等植物中含量較高。25℃時(shí)，向H2C2O4溶液中滴加NaOH溶液，混合溶液中lgX [X表示 或 隨pH的變化關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是 ( )

A.直線I中X表示的是

B.直線I、Ⅱ的斜率均為1

C.0.1mol/ L NaHC2O4溶液中：c(Na+)>c(HC2O4－)> c(C2O42－)> c(H2C2O4)

D.已知：25℃時(shí)，NH3·H2O的電離常數(shù)為10-4.69，則(NH4)2C2O4溶液呈堿性

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】氨基甲酸銨分解反應(yīng)為NH2COONH4（s）2NH3（g）+CO2（g），在一體積恒定的容器里，發(fā)生上面的反應(yīng)，可以判斷該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是

A. 密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變

B. 1 mol NH2COONH4分解同時(shí)有17g NH3消耗

C. 密閉容器中混合氣體的密度不變

D. 混合氣體的平均分子量不變

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】化學(xué)反應(yīng)A2(g) + B2(g)＝2AB(g) 的能量變化如圖所示，下列敘述中正確的是( )

A.每生成2mol AB(g) 共吸收b kJ熱量

B.該反應(yīng)熱ΔH = +(a-b) kJ·mol-1

C.反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量

D.斷裂1 mol A—A鍵，放出a kJ能量

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】溴乙烷在不同溶劑中與NaOH發(fā)生不同類型的反應(yīng)，生成不同的反應(yīng)產(chǎn)物。

某同學(xué)依據(jù)溴乙烷的性質(zhì)，用如圖實(shí)驗(yàn)裝置(鐵架臺(tái)、酒精燈略)驗(yàn)證取代反應(yīng)和消去反應(yīng)的產(chǎn)物，請你一起參與探究。

實(shí)驗(yàn)操作Ⅰ：在試管中加入5 mL 1 mol/L NaOH溶液和5 mL 溴乙烷，振蕩。

實(shí)驗(yàn)操作II：將試管如圖固定后，水浴加熱。

（1）用水浴加熱而不直接用酒精燈加熱的原因是_______________________________。

（2）觀察到_________________________現(xiàn)象時(shí)，表明溴乙烷與NaOH溶液已完全反應(yīng)。

（3）鑒定生成物中乙醇的結(jié)構(gòu)，可用的波譜是_________________________________。

（4）為證明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中發(fā)生的是消去反應(yīng)，在你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案中，需要檢驗(yàn)的是______________________，檢驗(yàn)的方法是_____________(需說明：所用的試劑、簡單的實(shí)驗(yàn)操作及預(yù)測產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】稀土是一種重要的戰(zhàn)略資源。氟碳鈰礦主要化學(xué)成分為CeFCO3，它是提取鈰等稀土元素的重要礦物原料。氟碳鈰礦的冶煉工藝流程如下：

已知：

i．鈰的常見化合價(jià)為+3、+4。焙燒后鈰元素轉(zhuǎn)化成CeO2和CeF4。四價(jià)鈰不易進(jìn)入溶液，而三價(jià)稀土元素易進(jìn)入溶液。

ii．酸浸II中發(fā)生反應(yīng)：9CeO2+3CeF4+45HCl+3H3BO3=Ce(BF4)3↓+11CeCl3+6Cl2↑+27H2O

請回答下列問題：

（1）①焙燒氟碳鈰礦的目的是_______。

②焙燒后產(chǎn)生的CeO2是汽車尾氣凈化催化劑的關(guān)鍵成分，它能在還原氣氛中供氧，在氧化氣氛中耗氧。在尾氣消除過程中發(fā)生著CeO2CeO2(1-x)+xO2↑的循環(huán)。寫出CeO2消除CO尾氣的化學(xué)方程式：________。

（2）在酸浸I中用鹽酸浸出時(shí)，有少量鈰進(jìn)入濾液，且產(chǎn)生黃綠色氣體。少量鈰進(jìn)入稀土溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是________。

（3）向Ce(BF4)3中加入KCl溶液的目的是______。

（4）操作I的名稱為_______，在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行操作II時(shí)所需要的硅酸鹽儀器有_______。

（5）“操作I”后，向溶液中加入NaOH溶液來調(diào)節(jié)溶液的pH，以獲得Ce(OH)3沉淀，常溫下加入NaOH調(diào)節(jié)溶液的pH應(yīng)大于________即可認(rèn)為Ce3+已完全沉淀。(已知：Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10-20)

（6）取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品5.000g，加酸溶解后，向其中加入含0.03300mol FeSO4的FeSO4溶液使Ce4+全部被還原成Ce3+，再用0.1000mol·L-1的酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)，消耗20.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液。則該產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______(已知氧化性：Ce4+＞KMnO4；Ce(OH)4的相對分子質(zhì)量為208，保留3位有效數(shù)字)。

（7）利用電解方法也可以實(shí)現(xiàn)鈰的回收。在酸性條件下電解Ce2O3（如圖），離子交換膜為____(填“陰”或“陽”）離子交換膜。

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