【題目】黨的十九大報(bào)告中提出要建設(shè)美麗中國,推進(jìn)綠色發(fā)展。燃煤煙氣(污染氣體包括NOx、CO、SO2等)的綜合治理是解決大氣污染的主要途徑。
(1)用CH4催化還原氮氧化物可以消除其污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(1)△H=-44.0kJ·mol-1
寫出CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的熱化學(xué)方程式__________。
(2)選擇合適的催化劑,在一定條件下可對(duì)部分燃煤煙氣回收,其主要反應(yīng)是:2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(1)△H=-270kJ·mol-1
①其他條件相同、催化劑不同時(shí),SO2的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖1,Fe2O3和NiO作催化劑均能使SO2的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最高,不考慮催化劑價(jià)格因素,選擇Fe2O3的主要優(yōu)點(diǎn)是__________。
②T℃Fe2O3催化作用下,將等物質(zhì)的量的CO和SO2充入容積為2L的密閉容器中,保持溫度和體積不變,反應(yīng)過程中CO的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖2所示。10min內(nèi)該反應(yīng)的速率v(SO2)=________;T℃時(shí)該化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______;保持容積固定,若升高溫度,反應(yīng)的平衡常數(shù)_________(填“增大”“減小”或“不變”,下同),容器內(nèi)混合氣體的密度__________。
(3) 圖3是用食鹽水做電解液電解煙氣脫氮的原理圖,NO被陽極產(chǎn)生的氧化性物質(zhì)氧化為NO3-,尾氣經(jīng)NaOH溶液吸收排入空氣。
①NO被氧化的離子方程式是__________。
②若通入的煙氣2240L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),煙氣中NO含量為15%,(假設(shè)煙氣中無其他含氮?dú)怏w),測得溶液中含有NO3-的物質(zhì)的量為1.47mol,則NO除去率為__________%。
【答案】CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=-955 kJ·mol-1 單位時(shí)間內(nèi),用Fe2O3作催化劑在溫度340℃~420℃范圍內(nèi)SO2的轉(zhuǎn)化率都很高,適用溫度較廣泛 0.005 mol·L-1·min-1 6.67 (或20/3) 減小 增大 3Cl2+8OH-+2NO=2NO3-+6Cl-+4H2O 或3ClO-+2OH-+2NO=2NO3-+3Cl-+H2O均可 9.8
【解析】
(1)①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJmol-1,②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJmol-1,③H2O(g)=H2O(1)△H=-44.0kJmol-1,蓋斯定律計(jì)算①+②+③×4得:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H=-955kJmol-1,故答案為:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H=-955kJmol-1;
(2)①根據(jù)圖示內(nèi)容,對(duì)比260℃時(shí)不同催化劑作用下SO2的轉(zhuǎn)化率,可以看出Cr2O3作催化劑時(shí),反應(yīng)速率最快,Fe2O3和NiO作催化劑均能使SO2的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最高,單位時(shí)間內(nèi),用Fe2O3作催化劑在溫度340℃~420℃范圍內(nèi)SO2的轉(zhuǎn)化率都很高,適用溫度較廣泛,故答案為:單位時(shí)間內(nèi),用Fe2O3作催化劑在溫度340℃~420℃范圍內(nèi)SO2的轉(zhuǎn)化率都很高,適用溫度較廣泛;
②2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(1)△H=-270kJmol-1
圖象可知10min反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),CO物質(zhì)的量為0.2mol,反應(yīng)過程中CO變化的物質(zhì)的量=0.4mol-0.2mol=0.2mol,結(jié)合化學(xué)方程式計(jì)算二氧化硫變化的物質(zhì)的量0.1mol,反應(yīng)速率v===0.005molL-1min-1,結(jié)合化學(xué)反應(yīng)三行計(jì)算劣勢計(jì)算平衡濃度,將等物質(zhì)的量的CO和SO2充入容積為2L的密閉容器中,保持溫度和體積不變,
2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(1)
起始量(mol/L) 0.2 0.2 0 0
變化量(mol/L) 0.1 0.05 0.1 0.05
平衡量(mol/L) 0.1 0.15 0.1
平衡常數(shù)K===6.67,反應(yīng)為放熱反應(yīng),升溫平衡逆向進(jìn)行,平衡常減小,平衡逆向進(jìn)行氣體質(zhì)量增大,容器體積不變,則密度增大,故答案為:0.005molL-1min-1;6.67;減。增大;
(3)①電解食鹽水陽極產(chǎn)生氯氣作氧化劑,NO為還原劑,在堿性條件下的反應(yīng)為:3Cl2+8OH-+2NO=2NO3-+6Cl-+4H2O;故答案為:3Cl2+8OH-+2NO=2NO3-+6Cl-+4H2O;
②若通入的煙氣2240L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),物質(zhì)的量==100mol,煙氣中NO含量為15%,(假設(shè)煙氣中無其他含氮?dú)怏w),NO物質(zhì)的量為15mol,3Cl2+8OH-+2NO= 2NO3-+6Cl-+4H2O,測得溶液中含有NO3-的物質(zhì)的量為1.47mol,NO物質(zhì)的量1.47mol,NO除去率=×100%=9.8%,故答案為:9.8。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,向20 mL 0.1 mol·L-1氨水中滴加一定濃度的稀鹽酸,溶液中由水電離的氫離子濃度隨加入鹽酸體積的變化如圖所示。則下列說法正確的是( )
A. 常溫下,0.1 mol·L-1氨水中NH3·H2O的電離常數(shù)K約為1×10-5
B. a、b之間的點(diǎn)一定滿足:c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
C. c點(diǎn)溶液中c(NH4+)=c(Cl-)
D. d點(diǎn)代表兩溶液恰好完全反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】太陽能光電池具有可靠穩(wěn)定、壽命長、安裝維護(hù)簡便等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)已得到廣泛應(yīng)用。氮化鎵(GaN)光電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。下列說法中正確的是( )
A. 該裝置系統(tǒng)中只存在光能與電能之間的轉(zhuǎn)化
B. Cu電極:CO2+8H+-8e-=CH4+2H2O
C. 工作時(shí),產(chǎn)生的O2、CH4體積比為1∶1(同溫同壓)
D. 離子交換膜為質(zhì)子交換膜,H+從左池移向右池
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的位置如圖所示,其中W的單質(zhì)是空氣的主要成分,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不易參加化學(xué)反應(yīng),則下列有關(guān)說法中錯(cuò)誤的是
A. Z元素的最高價(jià)氧化物水化物的酸性強(qiáng)于Y
B. 要使由Y元素形成的YO2晶體融化,需要破壞共價(jià)鍵
C. 四種元素常見的氫化物:YH4、WH3、H2X、HZ中,YH4最穩(wěn)定
D. 氫化物WH3與HZ反應(yīng)生成的離子化合物中存在10e-、18 e-兩種微粒
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氨是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室及化工生產(chǎn)中的重要物質(zhì),應(yīng)用廣泛。
(1)已知25℃時(shí):N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+183 kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) ΔH=-1164.4 kJ/mol
則N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=______kJ/mol
(2)在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng),起始投料時(shí)各物質(zhì)濃度如下表:
N2 | H2 | NH3 | |
投料Ⅰ | 1.0 mol/L | 3.0 mol /L | 0 |
投料Ⅱ | 0.5 mol/L | 1.5 mol/L | 1.0 mol/L |
①按投料Ⅰ進(jìn)行反應(yīng),測得達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為40%,則該溫度下合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為_______。
②按投料Ⅱ進(jìn)行反應(yīng),起始時(shí)反應(yīng)進(jìn)行的方向?yàn)?/span>________(填“正向”或“逆向”)。
③若升高溫度,則合成氨反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)________(填“變大”、“變小”或“不變”)。
④L(L1、L2)、X可分別代表壓強(qiáng)或溫度。下圖表示L一定時(shí),合成氨反應(yīng)中H2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的變化關(guān)系。
ⅰ X代表的物理量是______。
ⅱ 判斷L1、L2的大小關(guān)系,并簡述理由______。
(3)電化學(xué)氣敏傳感器可用于監(jiān)測環(huán)境中NH3的含量,其工作原理示意圖如下:
①電極b上發(fā)生的是______反應(yīng)(填“氧化”或“還原”)。
②寫出電極a的電極反應(yīng)式_________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下面是以有機(jī)物A合成聚酯類高分子化合物F的路線:
已知:
回答下列問題:
(1)C→D的反應(yīng)類型為__________,C中的官能團(tuán)名稱為__________。
(2)D與NaOH水溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。
(3)①E生成F的化學(xué)方程式為__________。
②若F的平均相對(duì)分子質(zhì)量為20000,則其平均聚合度為__________。(填字母)
A.54 B.108 C.119 D.133
(4)E在一定條件下還可以合成含有六元環(huán)狀結(jié)構(gòu)的G。G的結(jié)構(gòu)簡式為__________;滿足下列條件的G的同分異構(gòu)體有__________種。(不考慮立體異構(gòu))
①含有1個(gè)六元碳環(huán)且環(huán)上相鄰4個(gè)碳原子上各連有一個(gè)取代基
②1mol該物質(zhì)與足量新制Cu(OH)2反應(yīng)產(chǎn)生 2mol磚紅色沉淀
(5)參照上述合成路線,寫出用為原料制備化合物的合成路線___________。(其他試劑任選)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】由A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
裝置 | |||
現(xiàn)象 | 金屬A不斷溶解 | C的質(zhì)量增加 | A上有氣體產(chǎn)生 |
根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題:
(1)裝置甲中作正極的是__________________ (填“A”或“B”) ;
(2)裝置乙溶液中C電極反應(yīng):__________________________________;裝置乙中反應(yīng)一段時(shí)間后,測得C電極 的質(zhì)量增加12.8克,則該電池反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為___________mol
(3)裝置丙中金屬A上電極反應(yīng)屬于______________(填“氧化反應(yīng)”或“還原反應(yīng)”);
(4)四種金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是_______________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】對(duì)可逆反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列敘述正確的是
A. 達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),正逆反應(yīng)速率為零
B. 若單位時(shí)間內(nèi)生成xmol NO的同時(shí),生成xmol NH3,則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
C. 達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),若增大容器容積,則正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大
D. 化學(xué)反應(yīng)速率關(guān)系:2υ(NH3)=3υ(H2O)
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