【題目】工業(yè)廢氣、汽車尾氣排放出的SO2、NOx等,是形成霧霾的重要因素。霾是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機碳氫化合物等粒子形成的煙霧。
(1)SO2在煙塵的催化下形成硫酸的反應方程式是_____。
(2)NOx和SO2在空氣中存在下列平衡:
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=-113.0kJmol-1
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6kJmol-1
SO2通常在二氧化氮的存在下,進一步被氧化,生成SO3。
①寫出NO2和SO2反應的熱化學方程式為_____。
②隨溫度升高,該反應化學平衡常數(shù)變化趨勢是____。
(3)提高2SO2+O22SO3反應中SO2的轉化率,是減少SO2排放的有效措施。
①T溫度時,在1L的密閉容器中加入2.0molSO2和1.0molO2,5min后反應達到平衡,二氧化硫的轉化率為50%,該反應的平衡常數(shù)是___。
②在①中條件下,反應達到平衡后,改變下列條件,能使SO2的轉化率提高的是____(填字母)。
a.溫度和容器體積不變,充入1.0molHe
b.溫度和容器體積不變,充入1.0molO2
c.在其他條件不變時,減少容器的體積
d.在其他條件不變時,改用高效催化劑
e.在其他條件不變時,升高體系溫度
【答案】SO2+H2O=H2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4 NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g) △H=-41.8kJmol-1 減小 2 bc
【解析】
(1)SO2首先與H2O反應產(chǎn)生H2SO3,然后是H2SO3被氧化產(chǎn)生硫酸;
(2)根據(jù)蓋斯定律來求解,正反應如果是吸熱反應,溫度越高K值越大;
(3)①計算出平衡時各種物質(zhì)的量濃度,帶入平衡常數(shù)表達式計算平衡常數(shù);
②外界條件改變導致平衡正向移動。
(1)SO2在煙塵的催化下形成硫酸,首先SO2與水反應生成亞硫酸,然后亞硫酸發(fā)生氧化反應SO2+H2O=H2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4;
(2)①已知熱化學方程式:(i)2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=-113.0kJmol-1
(ii)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6kJmol-1
根據(jù)蓋斯定律用[(ii)- (i)]÷2,整理可得:NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g) △H=-41.8kJmol-1;
②根據(jù)①可知:該反應的正反應為放熱反應,根據(jù)平衡移動原理:升高溫度,化學平衡向吸熱的逆反應方向移動,所以升高溫度平衡常數(shù)減。
(3)①在T溫度時,在1L的密閉容器中加入2.0molSO2和1.0molO2,發(fā)生反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ,5min后反應達到平衡,二氧化硫的轉化率為50%,則平衡時n(SO2)=n(SO3)=1mol,n(O2)=0.5mol,由于容器的容積是1L,所以物質(zhì)的平衡濃度:c(SO2)=c(SO3)=1mol/L,c(O2)=0.5mol/L,則該溫度下該反應的化學平衡常數(shù)K==2;
②a.溫度和容器體積不變,充入1.0molHe,由于不能改變?nèi)魏挝镔|(zhì)的濃度,所以化學平衡不移動,SO2的轉化率不變,a不符合題意;
b.溫度和容器體積不變,充入1.0molO2,即增大了反應物O2的濃度,化學平衡正向移動,使SO2的轉化率提高,b符合題意;
c.在其他條件不變時,減少容器的體積,相當于增大體系的壓強,增大壓強,化學平衡向氣體體積減小的正反應方向移動,SO2的轉化率提高,c符合題意;
d.在其他條件不變時,改用高效催化劑,由于催化劑能夠同等倍數(shù)的影響正、逆反應速率,所以化學平衡不發(fā)生移動,SO2的轉化率不變,d不符合題意;
e.在其他條件不變時,升高體系溫度,化學平衡向吸熱的逆反應方向移動,SO2的轉化率降低,e不符合題意;
故合理選項是bc。
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【題目】氮、硒形成的單質(zhì)及其化合物有重要的科學研究價值,請回答下列問題:
(1)鄰氨基吡啶的銅配合物在有機不對稱合成中起催化誘導效應,其結構簡式如圖所示。基態(tài)氮原子的價電子軌道表示式為______________;其核外電子共占據(jù)____個能級;鄰氨基吡啶的銅配合物中Cu2+的配位數(shù)是_______。
(2)高聚氮晶體結構如圖所示,每個氮原子與另外三個氮原子結合形成空間網(wǎng)狀結構。固態(tài)高聚氮是_______晶體;該晶體中n(N)與n(N—N)之比為_______;這種高聚氮N—N鍵的鍵能為160 kJ·mol-1,而N2的鍵能為942 kJ·mol-1,其可能潛在的應用是__________。
(3)NO3-的空間構型是________;HNO3的酸性比HNO2強,試從結構的角度解釋其原因__________。
(4)硒有三種晶體(α單斜體、β單斜體和灰色三角晶),灰硒的晶體為六方晶胞結構,原子排列為無限螺旋鏈,分布在六方晶格上,同一條鏈內(nèi)原子作用很強,相鄰鏈之間原子作用較弱,其螺旋鏈狀圖、晶胞結構圖和晶胞俯視圖如圖所示:
已知正六棱柱的邊長為acm,高為bcm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶體的密度為_____g·cm-3(用含NA、a、b的式子表示)。
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【題目】(一)在微生物作用的條件下,NH4+經(jīng)過兩步反應被氧化成 NO3-。兩步反應的能量變化示意圖如下:
(1)第一步反應是_________(填“放熱”或“吸熱”)反應。
(2)1 mol NH4+ (aq)全部氧化成NO3- (aq)的熱化學方程式是___________。
(二)用零價鐵(Fe)去除水體中的硝酸鹽(NO3-)已成為環(huán)境修復研究的熱點之一。
(1)Fe還原水體中NO3-的反應原理如圖所示。
①作負極的物質(zhì)化學式為___________。
②正極的電極反應式是_______________。
(2)將足量鐵粉投入水體中,經(jīng)24小時測定NO3-的去除率和pH,結果如下:
初始pH | pH=2.5 | pH=4.5 |
NO3-的去除率 | 接近100% | <50% |
24小時pH | 接近中性 | 接近中性 |
鐵的最終物質(zhì)形態(tài) |
pH=4.5時,NO3-的去除率低。其原因是_______________。
(3)實驗發(fā)現(xiàn):在初始pH=4.5的水體中投入足量鐵粉的同時,補充一定量的Fe2+可以明顯提高NO3-的去除率。對Fe2+的作用提出兩種假設:
Ⅰ.Fe2+直接還原NO3-;
Ⅱ.Fe2+破壞FeO(OH)氧化層。
①做對比實驗,結果如圖所示,可得到的結論是_________。
②同位素示蹤法證實Fe2+能與FeO(OH)反應生成Fe3O4,該反應的離子方程式為_________解釋加入Fe2+提高NO3-去除率的原因:________。
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【題目】鐵是人類應用較早,當前應用量最大的金屬元素。下列有關說法中正確的是( )
A.人類使用鐵制品在鋁之后
B.常溫下,鐵不能與濃硝酸反應
C.鐵與水蒸氣在高溫下的反應產(chǎn)物為Fe2O3和H2
D.除去FeCl3溶液中的FeCl2雜質(zhì)可以向溶液中加入適量氯水
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【題目】高純鎳常用作加成反應的催化劑,制取原理:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),實驗室用如圖所示裝置制取Ni(CO)4,已知CO+PdCl2+H2O=CO2+Pd↓(黑色)+2HCl;Ni(CO)4熔點-25℃,沸點43℃,60℃以上與空氣混合易爆炸:Fc(CO)5熔點-20℃,沸點103℃;卮鹣铝袉栴}:
(1)裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為__________________。
(2)裝置C用于合成Ni(CO)4(夾持裝置略),最適宜選用的裝置為__________________(填標號).
(3)實驗過程中,必須先觀察到__________________(填實驗現(xiàn)象)才加熱C裝置,原因是__________________。
(4)制得的Ni(CO)4中常溶有Fe(CO)5等雜質(zhì),提純的方法是__________________(填標號).
A.分液 B.過濾 C.蒸餾 D.蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶
(5)利用“封管實驗“原理也可冶煉高純鎳。如圖所示的石英玻璃封管中充有CO氣體,則不純的鎳(Ni)粉應放置在封管的__________________溫度區(qū)域端(填“323K”、“473K”)
(6)實驗中加入6.90gHCOOH,C裝置質(zhì)量減輕1.18g(設雜質(zhì)不參加反應,)E裝置中盛有PdCl2溶液200mL.則PdCl2溶液的物質(zhì)的量濃度至少為__________________molL-1。
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【題目】鋁土礦(主要成分為Al2O3,還含有SiO2、Fe2O3)是工業(yè)上制備氧化鋁的主要原料。工業(yè)上提取氧化鋁的工藝流程如下:
(1)沉淀A的成分是(填化學式)_________。
(2)步驟②中加入過量NaOH溶液發(fā)生反應的離子方程式,除了H++OH-=H2O還有:
_____________________________、________________________________;
(3)步驟③中通入過量CO2氣體的離子方程式有______________________;
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【題目】一定溫度下,將3molA氣體和1molB氣體通入一密閉容器中,發(fā)生如下反應:3A(g)+B(g)xC(g)請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/span>
(1)若容器體積固定為2L,反應2min時測得剩余0.6molB,C的濃度為0.4mol/L。
①2min內(nèi),A的平均反應速率為________;x=_______;
②若反應經(jīng)4min達到平衡,平衡時C的濃度__________0.8mol/L填“大于”、“等于”或“小于”;
(2)若維持容器壓強不變:達到平衡時C的體積分數(shù)________22%填“大于”、“等于”或“小于”。
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【題目】鄰苯二甲酸(用H2A表示)為二元弱酸,常溫下,Ka1=1.1×10-3,Ka2=3.9×10-6,室溫下用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 H2A溶液至終點。滴定過程得到的下列溶液中微粒的物質(zhì)的量濃度關系一定正確的是
A.滴加20 mL NaOH溶液時:c(OH-)>c(H+)+c(H2A )-2c(A2-)
B.pH=7的溶液:c(Na+)<0.050 00 mol·L-1+c(A2-) -c(H2A)
C.滴定過程中可能會出現(xiàn):c(Na+)>c(HA-)=c(A2-)>c(OH-)>c(H+)
D.滴加40 mL NaOH溶液時:2c(Na+)=c(H2A)+c(A2-)+c(HA-)
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【題目】常溫下,向10mL0.1mol·L-1KCl溶液和10mL0.1mol·L-1K2CrO4溶液中分別滴加0.1mol·L-1AgNO3溶液。滴加過程中pM[表示-lgc(Cl-)或-lgc(CrO42-)]與所加AgNO3溶液體積之間的關系如下圖所示。已知Ag2CrO4為磚紅色沉淀,下列說法不合理的是
A.bc所在曲線對應K2CrO4溶液
B.常溫下,Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl)
C.溶液中c(Ag+)的大小:a點>b點
D.用0.1mol·L-1AgNO3標準液滴定上述KCl、K2CrO4溶液時,Cl-先沉淀
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