【題目】減少氮的氧化物和碳的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容之一。合理應(yīng)用和處理碳、氮及其化合物,在生產(chǎn)生活中有重要意義。

(1)對(duì)溫室氣體二氧化碳的研究一直是科技界關(guān)注的重點(diǎn)。在催化劑存在下用H2還原CO2 是解決溫室效應(yīng)的重要手段之一,相關(guān)反應(yīng)如下:

已知H2 CH4的燃燒熱分別為285.5kJ/mol 890.0kJ/mol。

H2O(1) =H2O(g) H= +44 kJ/mol

試寫(xiě)出H2 還原CO2 生成CH4H2O(g)的熱化學(xué)方程式_____________

(2)CO2Cu-ZnO催化下,可同時(shí)發(fā)生如下的反應(yīng)I、II,其可作為解決溫室效應(yīng)及能源短缺的重要手段。

I.CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) H1=-57.8 kJ/mol

II.CO2(g) +H2(g)CO(g) + H2O(g) H2 = +41.2 kJ/mol

①某溫度時(shí),若反應(yīng)I的速度v1大于反應(yīng)II的速度以v2,則下列反應(yīng)過(guò)程的能量變化正確的是_______(填選項(xiàng))。

②對(duì)于氣體參加的反應(yīng),,表示平衡常數(shù)Kp時(shí),用氣體組分(B)的平衡分壓p(B)代替該氣體物質(zhì)的量濃度c(B)。

已知:氣體各組分的分壓p(B),等于總壓乘以其體積分?jǐn)?shù)。

Cu-ZnO存在的條件下,保持溫度T時(shí),在容積不變的密閉容器中,充入一定量的CO2 H2,起始及達(dá)平衡時(shí),容器內(nèi)各氣體物質(zhì)的量如下表:

CO2

H2

CH3OH

CO

H2O(g)

總壓/kPa

起始/mol

5.0

7.0

0

0

0

p0

平衡/mol

n1

n2

p

若反應(yīng)I、II均達(dá)平衡時(shí),P0=1.2p,則表中n1=____;若此時(shí)n2=3.則反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kp=__(無(wú)需帶單位,用含總壓p的式子表示)。

(3)汽車尾氣是霧霾形成的原因之一。研究氮氧化物的處理方法可有效減少霧霾的形成,可采用氧化還原法脫硝:

4NO(g) +4NH3(g) +O2(g) 4N2(g) +6H2O(g) H <0

根據(jù)下圖判斷提高脫硝效率的最佳條件是________;氨氮比一定時(shí),400℃時(shí),脫硝效率最大,其可能的原因是______________。

(4)用活性炭還原法也可以處理氮氧化物,某研究小組向某密閉容器加入一定量的活性炭和NO,發(fā)生反應(yīng):C(s) +2NO(g)N2(g) +CO2(g) H>0

T℃時(shí),反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的量濃度如下:

時(shí)間/min

濃度/(mol/L)

0

10

20

30

40

50

NO

1.0

0.58

0.40

0.40

0.48

0.48

N2

0

0.21

0.30

0.30

0.36

0.36

CO2

0

0.21

0.30

0.30

0.36

0.36

30min,只改變某一條件,根據(jù)上表的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是_______。

A.通入一定量的CO2 B.加入合適的催化劑 C.適當(dāng)縮小容器的體積

D.通入一定量的NO E.加入一定量的活性炭 F.適當(dāng)升高溫度

【答案】 CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H=-164.0kJ·mol-1 D 1.0 溫度 400℃,氨氮物質(zhì)的量之比為 1 在 400℃時(shí)催化劑的活性最好, 催化效率高, 同時(shí) 400℃溫度較高,反應(yīng)速率快 CD

【解析】(1)考查熱化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算,①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.5kJ·mol-1,②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.0kJ·mol-1,③H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol-1,氫氣還原CO2的反應(yīng)是4H2+CO2=CH4+2H2O(g),因此有①×4-②+③×2得出:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H=-164.0kJ·mol-1;(2)考查化學(xué)平衡計(jì)算,①反應(yīng)I是放熱反應(yīng),反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,反應(yīng)II是吸熱反應(yīng),反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量,因?yàn)榉磻?yīng)I的速度快于反應(yīng)II,因此反應(yīng)I的活化能低于反應(yīng)II,故D正確;設(shè)體系中生成CH3OH的物質(zhì)的量xmol,反應(yīng)II反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和相等,因此容器中氣體總物質(zhì)的量為(12-2x)mol,根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,因此有12/(12-2x)=p0/p,解得x=1mol,n1=1mol,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

變化:1 3 1 1

平衡: 1 1

CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)

變化: 2 2 2 2

平衡: 2 2,根據(jù)n1的分析,體系中氣體總物質(zhì)的量為10mol,p(H2O)=3p/10,p(CH3OH)=p/10,消耗CO2的物質(zhì)的量為3mol,則平衡是CO2的物質(zhì)的量為2mol,即p(CO2)=2p/10,同理p(H2)=2p/10,反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kp==;(3)本題考查反應(yīng)條件的控制,根據(jù)圖像,在氨氮物質(zhì)的量之比為1,溫度在400℃時(shí),脫硝效率最大,原因是在400℃時(shí)催化劑的活性最好,催化效率最高,同時(shí)400℃溫度較高,反應(yīng)速率快;(4)考查影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素,A、40min的數(shù)值都增大,通入一定量的CO2,CO2濃度增大,NON2濃度應(yīng)不變,故A錯(cuò)誤;B、催化劑對(duì)濃度無(wú)影響,故B錯(cuò)誤;C、適當(dāng)縮小容器的體積,組分濃度增大,故C正確;D、C為固體,通入一定量的NO,相當(dāng)于在原來(lái)的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),體積縮小,濃度增大,故D正確;E、C為固體,加入一定量的活性炭,對(duì)平衡無(wú)影響,對(duì)組分濃度無(wú)影響,故E錯(cuò)誤;F、此反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),NO濃度降低,故F錯(cuò)誤。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】對(duì)工業(yè)廢氣物進(jìn)行脫硫(SO2)處理并加以利用,不僅可防止大氣污染,還能實(shí)現(xiàn)一定經(jīng)濟(jì)效益;卮鹣铝袉(wèn)題

(1)熱化學(xué)碘硫循環(huán)脫硫,涉及以下三個(gè)反應(yīng)

bunsen反應(yīng):SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)2HI (g)+H2SO4(l) △H

硫酸分解反應(yīng):2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l) △H=+462kJ·mol-1

碘化氫分解反應(yīng):2HI(g)=H2(g)+I2(g)△H=+10kJ·mol-1

已知?dú)錃獾娜紵裏釣?/span>286kJ·mol-1,bunsen反應(yīng)的△H=_________kJ·mol-1。

(2)在活性炭催化下,SO2Cl2發(fā)生反應(yīng):SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g)△H<0。在定溫定壓條件下,容器體積為10L的容器中加入等物質(zhì)的量的SO2Cl2,充分混合(二者物質(zhì)的量均為nmol),達(dá)到平衡后容器體積為8L。

①SO2Cl2能與水發(fā)生非氧化還原反應(yīng)生成兩種酸,則這兩種酸的化學(xué)式為_________。

下列事實(shí)中不能作為判斷硫元素和氯元素非金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)是_________(填字母)。

A.硫化氫的分解溫度為300℃左右,氯化氫1500℃才分解

B.氫硫酸(H2S的水溶液)是一種弱酸,鹽酸是強(qiáng)酸

C.將氯氣通入氫硫酸中,溶液中產(chǎn)生黃色渾濁

D.高氯酸在無(wú)機(jī)含氧酸中酸性最強(qiáng)

度下,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率α1=_________,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_________(列式并計(jì)算)。

下列措施中不能進(jìn)一步提高氯氣的平衡轉(zhuǎn)化率的是_________。

A.平衡后將容器的體積壓縮為4L B.增大二氧化硫的濃度

C.升高溫度 D.將SO2Cl2(g)液化分離

若向該容器中初始投入SO2Cl2的物質(zhì)的量均為0.5nmol,則達(dá)到平衡時(shí)SO2的平衡轉(zhuǎn)化率:α2_________“>”“<”“=”)α1。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某無(wú)色透明的酸性溶液中能大量共存的是( )

A.Na+K+、Cu2+、SO42-B.NH4+、Na+、NO3-、Cl-

C.K+、Ca2+、HCO3-、Cl-D.Mg2+Fe3+、Cl-、OH-

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】苯在燃燒時(shí)不可能生成的是(
A.二氧化碳
B.水
C.氯化氫
D.一氧化碳

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列為人體提供能量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)中,屬于高分子化合物的是(
A.蛋白質(zhì)
B.油脂
C.葡萄糖
D.蔗糖

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】誤服重金屬鹽使人中毒,可采用下列那種措施急救(
A.喝大量開(kāi)水
B.喝大量牛奶
C.喝大量氯化鈉溶液
D.喝大量葡萄糖水

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法正確的是

A. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24L乙烷與2.24L苯含C-H鍵數(shù)均為0.6NA

B. 16.8gFe與足量的水蒸氣加熱充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.8NA

C. 25C時(shí),1LpH=7CH3COONH4溶液中含NH4+數(shù)一定為1.0×10-7NA

D. 0.2molCO20.1molC在密閉容器中充分反應(yīng)生成CO分子數(shù)為0.2NA

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列關(guān)于空氣中的氮循環(huán),說(shuō)法不正確的是

A. 氮元素均被氧化

B. 植物可以固氮

C. 碳?xì)溲跻矃⑴c了氮循環(huán)

D. 含氮化合物對(duì)人類有巨大作用

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】乙酸苯甲酯可提高花或果的芳香氣味,故常用于化妝品工業(yè)和食品工業(yè)。乙酸苯甲酯可以用下面的設(shè)計(jì)方案合成:

請(qǐng)回答:

1乙酸苯甲酯中官能團(tuán)的名稱是________。

2AB的反應(yīng)類型是________。

3C生成D的反應(yīng)方程式為________

4滿足下列條件的D的同分異構(gòu)體為________。(寫(xiě)出一種即可)

FeCl3溶液反應(yīng)顯紫色

② 1mol D可以與4mol H2發(fā)生加成反應(yīng)

③ D的核磁共振氫譜有四組峰,峰面積比為6:2:1:1

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