【題目】脫除工業(yè)廢氣中的氮氧化物(主要是指NONO2)可以凈化空氣、改善環(huán)境,是環(huán)境保護(hù)的主要課題。

(1)早期是利用NH3還原法,可將NOx還原為N2進(jìn)行脫除。

已知:①4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) H=-905.9 kJ/mol

N2(g)+O2(g)2NO(g) H=+180 kJ/mol

H2O(g)H2O(l) H=-44 kJ/mol

寫出常溫下,NH3還原NO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:____________。

(2)以漂粉精溶液為吸收劑可以有效脫除煙氣中的NO。

①漂粉精溶液的主要成分是Ca(ClO)2,若吸收過(guò)程中,消耗的Ca(ClO)2與吸收的NO的物質(zhì)的量之比為34,則脫除后NO轉(zhuǎn)化為____________。

②某一興趣小組研究不同溫度下相同濃度漂粉精溶液對(duì)NO脫除率的影響,結(jié)果如圖所示:

圖中,4060 NO脫除率上升可能的原因?yàn)?/span>____________;6080 NO脫除率下降可能的原因?yàn)?/span>____________

(3)過(guò)硫酸鈉(Na2S2O8)氧化去除NO

第一步:NO在堿性環(huán)境中被Na2S2O8氧化為NaNO2

第二步: NaNO2繼續(xù)被氧化為NaNO3,反應(yīng)為NO2-+S2O82-+2OH-NO3-+2SO42-+H2O。不同溫度下,平衡時(shí)NO2-的脫除率與過(guò)硫酸鈉(Na2S2O8)初始濃度(指第二步反應(yīng)的初始濃度)的關(guān)系如圖所示:

a、bc、d四點(diǎn)平衡常數(shù)K由大到小的順序?yàn)?/span>____________,原因是____________。

②若a點(diǎn)(0.140%)時(shí),NO2-的初始濃度為a mol·L-1,平衡時(shí)pH=13,則65℃時(shí),第二步反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________。(用含a的代數(shù)式表示)

(4)利用新型材料光催化脫除NO法如圖所示:

某電化小組將過(guò)程AB設(shè)計(jì)成酸性電解池反應(yīng),則該反應(yīng)中陰極反應(yīng)為_______。

【答案】4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l) H=-2069.9 kJ/mol HNO3(NO3-) 溫度升高,化學(xué)反應(yīng)速率加快 溫度升高,氣體溶解度下降(或溫度升高,ClO-水解增強(qiáng)) K(b)>K(a)=K(c)=K(d) 溫度相同,化學(xué)平衡常數(shù)相同,a、c、d三點(diǎn)在同一溫度下,K值相同;該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),b點(diǎn)溫度升高,NO2的脫除率上升,說(shuō)明升高溫度,化學(xué)平衡向正向移動(dòng),K值增大 O2+2e-+2H+=H2O2

【解析】

(1)常溫下氨氣還原NO產(chǎn)生N2和液體水,方程式為4NH3+6NO5N2+6H2O,將已知三個(gè)熱化學(xué)方程式疊加,可得該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式;

(2)①根據(jù)反應(yīng)過(guò)程中電子守恒分析判斷;②根據(jù)溫度、濃度或鹽的水解等原因分析;

(3)①平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度相同,化學(xué)平衡常數(shù)相同,根據(jù)溫度與NO2-的脫除率的關(guān)系,結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析;

②根據(jù)pH計(jì)算溶液中c(H+),利用水的離子積計(jì)算c(OH-),結(jié)合NO2-脫除率及各種物質(zhì)的濃度計(jì)算第二步反應(yīng)的平衡常數(shù)K的數(shù)值;

(4)根據(jù)電解池反應(yīng)原理分析。

(1)根據(jù)蓋斯定律,將①-×5+×6,整理可得4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l) H=-2069.9 kJ/mol

(2)Ca(ClO)2具有氧化性,NO具有還原性,二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)物質(zhì)的量之比為34,反應(yīng)后ClO-反應(yīng)變?yōu)?/span>Cl-,假設(shè)NO反應(yīng)后被氧化,產(chǎn)物中N元素化合價(jià)為+x,根據(jù)電子守恒可知3×2×2=4×(x-2),解得x=+5價(jià),所以脫除后NO轉(zhuǎn)化為+5價(jià)的HNO3(NO3-);

②在圖中,4060NO脫除率上升可能是由于溫度升高,化學(xué)反應(yīng)速率加快,可以使NO更快反應(yīng),導(dǎo)致NO脫除率增大;隨溫度升高,當(dāng)溫度在6080NO脫除率又隨溫度的升高而下降可能是由于溫度升高使氣體NO在溶液中氣體溶解度下降(或溫度升高,ClO-水解增強(qiáng));

(3)根據(jù)圖象可知:在Na2S2O8初始濃度相同時(shí),溫度越高,NO2-脫除率越大,說(shuō)明升高溫度,化學(xué)平衡正向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)增大,在相同溫度下,化學(xué)平衡常數(shù)相同,與物質(zhì)的濃度大小無(wú)關(guān),所以ab、c、d四點(diǎn)平衡常數(shù)K由大到小的順序?yàn)?/span>b>a=c=d,即K(b)>K(a)=K(c)=K(d);

②對(duì)于反應(yīng),NO2-+S2O82-+2OH-NO3-+2SO42-+H2O,由于開(kāi)始時(shí)c(NO2-)=a mol/L,c(S2O82-)=0.1 mol/L,NO2-的平衡脫除率為40%,所以根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,平衡時(shí)c(NO2-)=0.6a mol/L,c(S2O82-)=(0.1-0.4a) mol/L,c(NO2-)=0.4a mol/L,c(SO42-)=0.8a mol/L,平衡時(shí)pH=13,則該溶液中c(OH-)=0.1 mol/L,所以該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=;

(4)根據(jù)已知的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知:在過(guò)程A中,O2得到電子,與溶液中的H+結(jié)合形成H2O2,電極反應(yīng)為:O2+2e-+2H+=H2O2,該電極得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),即為陰極的電極反應(yīng)式;在過(guò)程B中,NO失去電子,與H2O結(jié)合形成NO,產(chǎn)生產(chǎn)生H+,電極反應(yīng)為:NO-2e-+H2O=NO2+2H+,總反應(yīng)方程式為:O2+H2O+NO=NO2+H2O2

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】三草酸合鐵(III)酸鉀K3[Fe
(C
2O4)3]3H2O(其相對(duì)分子質(zhì)量為491),為綠色晶體,易溶于水,難溶于酒精。110℃下可完全失去結(jié)晶水,230℃時(shí)分解。它還具有光敏性,光照下即發(fā)生分解,是制備活性鐵催化劑的原料。某化學(xué)小組制備該晶體,并測(cè)定其中鐵的含量,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):

Ⅰ.三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀的制備;

①稱取5g硫酸亞鐵固體,放入到100mL的燒杯中,然后加15mL餾水和56滴稀硫酸,加熱溶解后,再加入25mL飽和草酸溶液,攪拌加熱至沸。停止加熱,靜置,待析出固體后,抽濾、洗滌、干燥,得到FeC2O42H2O;

②向草酸亞鐵固體中加入飽和K2C2O4溶液10mL,40oC水浴加熱,邊攪拌邊緩慢滴加20mL3%H2O2溶液,變?yōu)樯钭厣,檢驗(yàn)Fe2+是否完全轉(zhuǎn)化為Fe3+,若氧化不完全,再補(bǔ)加適量的H2O2溶液;

③將溶液加熱至沸,然后加入20mL飽和草酸溶液,沉淀立即溶解,溶液轉(zhuǎn)為綠色。趁熱抽濾,濾液轉(zhuǎn)入100mL燒杯中,加入95%乙醇25mL,混勻后冷卻,可以看到燒杯底部有晶體析出。晶體完全析出后,抽濾,用乙醇-丙酮混合液洗滌,置于暗處晾干即可。

1)寫出步驟①中,生成FeC2O42H2O晶體的化學(xué)方程式___。檢驗(yàn)FeC2O42H2O晶體是否洗滌干凈的方法是___。

2)步驟②中檢驗(yàn)Fe2+是否完全轉(zhuǎn)化的操作為___。

3)步驟③用乙醇-丙酮混合液洗滌,而不是用蒸餾水洗滌的原因是___。

Ⅱ.鐵含量的測(cè)定:

步驟一:稱量5.00g三草酸合鐵酸鉀晶體,配制成250mL溶液。

步驟二:取所配溶液25.00mL于錐形瓶中,加稀H2SO4酸化,滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部氧化,MnO4-被還原成Mn2+,向反應(yīng)后的溶液中逐漸加入鋅粉,加熱至黃色剛好消失,過(guò)濾、洗滌,將過(guò)濾及洗滌所得溶液收集到錐形瓶中,此時(shí)溶液仍呈酸性。

步驟三:用0.0100mol/LKMnO4溶液滴定步驟二所得溶液至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液20.02mL,滴定中MnO4-被還原成Mn2+。

步驟四:重復(fù)步驟二、步驟三操作,滴定消耗0.0100mol/LKMnO4溶液19.98mL

4)配制三草酸合鐵酸鉀溶液中用到的玻璃儀器有燒杯____,______。

5)寫出步驟三中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式____。

6)實(shí)驗(yàn)測(cè)得該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】工業(yè)上常釆用乙苯催化脫氫制苯乙烯,方程式為:(g) (g)+H2(g)

(1)已知:

化學(xué)鍵

CH

CC

CC

HH

鍵能/kJmol1

412

348

612

436

計(jì)算上述反應(yīng)的△H_____kJmol1。

(2)①利用計(jì)算結(jié)果與反應(yīng)特點(diǎn),選擇理論上有利于提高苯乙烯平衡產(chǎn)率的條件_____

A.低溫 B.高溫 C.高壓 D.低壓 E.合適的催化劑

②實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中常伴有乙苯裂解等副反應(yīng)。而乙苯裂解反應(yīng)無(wú)論在熱力學(xué)還是在動(dòng)力學(xué)上都比乙苯脫氫更有利,所以工業(yè)生產(chǎn)要使反應(yīng)向脫氫方向進(jìn)行需要采用_____條件來(lái)提高反應(yīng)的選擇性。

③工業(yè)生產(chǎn)中常采用恒壓條件下向乙苯蒸汽中摻入水蒸氣或CO2的辦法來(lái)提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率,請(qǐng)從平衡移動(dòng)的角度加以說(shuō)明_____。

(3)利用膜反應(yīng)新技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)邊反應(yīng)邊分離出生成的氫氣不同溫度下,1.00mol乙苯在容積為1.00L的密閉容器中反應(yīng),氫氣移出率α與乙苯平衡轉(zhuǎn)化率關(guān)系如圖所示:

氫氣移出率α

①同溫度時(shí)α1α2、α3依次_____,(增大”“減小”)原因是_____。

A點(diǎn)平衡常數(shù)為0.45mol/L,則α_____

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】生物固氮與模擬生物固氮都是重大基礎(chǔ)性研究課題。大連理工大學(xué)曲景平教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)合成了一類新型鄰苯二硫酚橋聯(lián)雙核鐵配合物,建立了雙鐵分子仿生化學(xué)固氮新的功能分子模型。如圖是所發(fā)論文插圖。以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.催化劑不能改變反應(yīng)的焓變

B.催化劑不能改變反應(yīng)的活化能

C.圖中反應(yīng)中間體NXHY數(shù)值X<3

D.圖示催化劑分子中包含配位鍵

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列有關(guān)有機(jī)物分子的敘述不正確的是(

A. 乙烯分子中有一個(gè)sp2-sp2σ鍵和一個(gè)p-p π

B. 乙炔每個(gè)碳原子都有兩個(gè)未雜化的2p軌道,它們之間可形成兩個(gè)π

C. 乙烷兩個(gè)C原子均是sp3雜化,分子中一共有6個(gè)σ

D. 苯分子每個(gè)碳原子均是sp2雜化

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】為了尋找高效低毒的抗腫瘤藥物,化學(xué)家們合成了一系列新型的13- 二取代酞嗪酮類衍生物。

(1)化合物B 中的含氧官能團(tuán)為____________________(填官能團(tuán)名稱)

(2)反應(yīng)i-iv中屬于取代反應(yīng)的是___________。

(3)ii的反應(yīng)方程式為___________。

(4)同時(shí)滿足下列條件的的同分異構(gòu)體共有_____種,寫出其中一種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式: _______

I.分子中含苯環(huán);II.可發(fā)生銀鏡反應(yīng);III.核磁共振氫譜峰面積比為12221

(5)是一種高效低毒的抗腫瘤藥物,請(qǐng)寫出以為原料制備該化合物的合成路線流程圖(無(wú)機(jī)試劑任用)______________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法正確的是(

A.35Cl37Cl互為同素異形體

B.O2O3互為同位素

C. CH3CH2CH2CH3互為同分異構(gòu)體

D.乙烯與CH3—C≡CH互為同系物

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知甲胺(CN3NH2)是一種堿性比一水合氨強(qiáng)的一元弱堿。常溫下,向體積均為100mLcmol/L甲胺溶液0.1mol/LNaOH溶液中分別通入HCl氣體。lg隨通入的物質(zhì)的量的變化如圖所示(不考慮溶液體積的變化)。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )

A.曲線MOH代表氫氧化鈉溶液的變化曲線

B.ab、c三點(diǎn)中,c點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液中水的電離程度最大

C.常溫下,加水稀釋b點(diǎn)溶液,溶液中所有離子濃度都減小

D.c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中,c(Cl-)=c(CH3NH3+)c(H+)=c(OH-)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】AG是幾種烴分子的球棍模型(如圖),據(jù)此回答下列問(wèn)題:

1)等質(zhì)量的上述烴燃燒耗氧量最高的是(填對(duì)應(yīng)字母)__;

2)屬于同系物的是(填對(duì)應(yīng)字母)___

3)所有原子都在同一平面上的是(填對(duì)應(yīng)字母)___;

4)一鹵代物總類最多的是(填對(duì)應(yīng)字母)___;

5)實(shí)驗(yàn)室制D的化學(xué)方程式___

6)寫出G合成烈性炸藥(TNT)的化學(xué)方程式___。

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