(14分)火力發(fā)電廠釋放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等氣體會造成環(huán)境污染。對燃煤廢氣進行脫硝、脫硫和脫碳等處理,可實現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排、廢物利用等目的。
(1)脫硝。利用甲烷催化還原NOx:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160 kJ·mol-1
甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學方程式為 。
(2)脫碳。將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學方程式為:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H3
①取五份等體積的CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比均為1∶3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)相同時間后,測得甲醇的體積分數(shù)φ(CH3OH) 與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖所示,
則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的反應(yīng)的△H3__________0(填“>”、“<”或“=”)。
②在一恒溫恒容密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,進行上述反應(yīng)。測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。試回答:0~10 min內(nèi),氫氣的平均反應(yīng)速率為 mol/(L·min);該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)的值為 ;第10 min后,向該容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2,則再次達到平衡時CH3OH(g)的體積分數(shù) (填變大、減少、不變)。
(3)脫硫。某種脫硫工藝中將廢氣經(jīng)處理后,與一定量的氨氣、空氣反應(yīng),生成硫酸銨和硝酸銨的混合物作為副產(chǎn)品化肥。硫酸銨和硝酸銨的水溶液的pH<7,其原因用離子方程式表示為 ;在一定物質(zhì)的量濃度的硝酸銨溶液中滴加適量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,則溶液中c(Na+) + c(H+)__________c(NO3-) + c(OH-)(填寫 “>”“=”或“<”)
(1)CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867 kJ/mol(2分)
(2)①< (2分) ②0.225 (2分) ,16/3 (2分),變大(2分)
(3)NH4++H2O NH3·H2O+H+ (2分) , <(2分)
【解析】
試題分析:(1)將兩式相加,整理可得:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867 kJ/mol;(2)①根據(jù)圖像可知:在一定的溫度范圍內(nèi),溫度越高,反應(yīng)速率越快,在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的甲醇就越多,當溫度升高到一定溫度后隨著反應(yīng)溫度的升高,甲醇的含量反而降低,是因為當反應(yīng)達到平衡后,升高溫度,平衡向逆向移動,根據(jù)平衡移動原理:升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,逆反應(yīng)方向是吸熱反應(yīng),所以該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),故△H3<0;②0~10 min內(nèi),V(CO2)=0.75mol/L÷10min=0.075mol/(L·min),V(H2)=3 V(CO2)= 3×0.075mol/(L·min)=0.225 mol/(L·min);該溫度下,反應(yīng)達到平衡時各種物質(zhì)的濃度分別是:C(CO2)=0.25mol/L;C(H2)=0.75mol/L;C(CH3OH)=0.75mol/L;C(H2O)= 0.75mol/L。所以反應(yīng)的平衡常數(shù)的值為K=第10 min后,向該容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2,由于該反應(yīng)是在恒容條件下進行,正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),所以增大壓強,平衡正向移動,因此當再次達到平衡時CH3OH(g)的體積分數(shù)將增大;(3)硫酸銨和硝酸銨的水溶液的pH<7,其原因是鹽是強酸弱堿鹽,NH4+發(fā)生水解反應(yīng)消耗水電離產(chǎn)生的OH-,最終使溶液中c(H+)>c(OH-)。用離子方程式表示為NH4++H2O NH3·H2O+H+。在一定物質(zhì)的量濃度的硝酸銨溶液中滴加適量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,則根據(jù)電荷守恒,c(NH4+) +c(Na+) + c(H+)=c(NO3-) + c(OH-),所以溶液中c(Na+) + c(H+)<c(NO3-) + c(OH-)。
考點:考查蓋斯定律的應(yīng)用、反應(yīng)熱的判斷、平衡常數(shù)的計算、化學反應(yīng)速率的計算、微粒濃度的比較。
科目:高中化學 來源:2015屆北京市朝陽區(qū)高三年級第一學期期中統(tǒng)一考試化學試卷(解析版) 題型:選擇題
下列選項中的原因或結(jié)論與現(xiàn)象不對應(yīng)的是
選項 | 現(xiàn)象 | 原因或結(jié)論 |
A | 在 H2O2中加入MnO2,能加速H2O2的分解速率 | MnO2降低了反應(yīng)所需的活化能 |
B | 向5mL 0.005mol·L-1FeCl3溶液中加入5mL 0.015mol·L-1KSCN溶液,溶液呈紅色,再滴加幾滴1mol·L-1KSCN溶液,溶液顏色加深 | 增大反應(yīng)物濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動 |
C | 將盛有NO2氣體的密閉容器浸泡在熱水中,容器內(nèi)氣體顏色變深 | 該反應(yīng)△H<0,平衡向生成NO2方向移動 |
D | 在密閉容器中有反應(yīng):A+xB(g)2C(g)。達到平衡時測得c(A)為0.5mol/L,將容器容積擴大到原來的兩倍,測得c(A)為0.4mol/L-1 | A非氣體、x=1 |
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源:2015屆北京十中高三第一學期期中化學試卷(解析版) 題型:選擇題
若NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列說法正確的是
A.標準狀況下,6.72LNO2與水充分反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1NA
B.18gD2O中含有的質(zhì)子數(shù)目為10NA
C.常溫常壓下,1mol氦氣中含有的核外電子數(shù)為2NA
D.a(chǎn)g某氣體含分子數(shù)為b,cg該氣體在標況下的體積為22.4ab/(c NA) L。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源:2015屆內(nèi)蒙古赤峰市高三上學期9月質(zhì)量檢測化學試卷(解析版) 題型:選擇題
實驗室某些物質(zhì)的制備裝置如圖所示(省略夾持裝置和凈化裝置),僅用此裝置和表中提供的物質(zhì)完成相關(guān)實驗,最合理的是
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源:2015屆內(nèi)蒙古赤峰市高三上學期9月質(zhì)量檢測化學試卷(解析版) 題型:選擇題
橄欖石型LiFePO4是一種鋰離子電池正極材料,下列有關(guān)LiFePO4 的說法中不正確的是
A.LiFePO4中鐵元素的化合價為+2價 B. LiFePO4 中Li、P、O均屬于短周期元素
C.LiFePO4能與稀硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng) D.LiFePO4中Li、Fe、P均屬于主族元素
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源:2015屆內(nèi)蒙古赤峰市寧城縣高三上學期摸底統(tǒng)一考試化學試卷(解析版) 題型:選擇題
據(jù)報道,以硼氫化合物NaBH4(B元素的化合價為+3價)和H2O2作原料的燃料電池,負極材料采用Pt/C,正極材料采用MnO2,可用作空軍通信衛(wèi)星電源,其工作原理如下圖所示。
下列說法錯誤的是( )
A.電池放電時Na+從a極區(qū)移向b極區(qū)
B.電極b采用MnO2,MnO2既作電極材料又有催化作用
C.該電池的負極反應(yīng)為:BH+8OH--8e-=BO+6H2O
D.每消耗3 mol H2O2,轉(zhuǎn)移的電子為3 mol
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源:2015屆內(nèi)蒙古赤峰市寧城縣高三上學期摸底統(tǒng)一考試化學試卷(解析版) 題型:選擇題
下列化合物的一氯代物的數(shù)目排列順序正確的是( )
①CH3CH2CH2CH2CH2CH3 ②(CH3)2CHCH(CH3)2
③(CH3)3CCH2CH3 ④(CH3) 3CC(CH3) 3
A.①>②>③>④ B.②>③=①>④
C.③>②>④>① D.③=①>②>④
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源:2015屆內(nèi)蒙古巴彥淖爾市高三10月月考化學試卷(解析版) 題型:選擇題
下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化在給定條件下能一步實現(xiàn)的是
A.①②③ B.③④ C.①④ D.②④
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源:2014~2015江蘇省高一上學期期中化學試卷(解析版) 題型:實驗題
(12分)某化學課外小組為測定空氣中CO2的含量,進行了如下實驗:
(1)配制0.100 0 mol·L-1和0.010 00 mol·L-1的標準鹽酸。
(2)用0.100 0 mol·L-1的標準鹽酸滴定未知濃度的Ba(OH)2溶液10.00 mL,結(jié)果用去鹽酸19.60 mL。
(3)用測定的Ba(OH)2溶液吸收定量空氣的CO2。取Ba(OH)2溶液10.00 mL,放入100 mL容量瓶里,加水至刻度線。取出稀釋后的溶液放入密閉容器內(nèi),并通入10 L標準狀況下的空氣,振蕩,這時生成沉淀。
(4)過濾上述所得濁液。
(5)取濾液20.00 mL,用0.010 00 mol·L-1的鹽酸滴定,用去鹽酸34.80 mL。請回答下列問題:
①配制標準鹽酸時,需用下列哪些儀器________;
A.托盤天平
B.容量瓶
C.酸式滴定管
D.量筒
E.燒杯
F.膠頭滴管
G.玻璃棒
②滴定操作中,左手__________,右手__________,眼睛________________________。
③Ba(OH)2溶液的物質(zhì)的量濃度是________________________________________;
④過濾所得濁液的目的是_________________________________________________;
⑤此空氣樣品中含CO2的體積分數(shù)為______________________________________。
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com