【題目】(1)氮氧化物是形成光化學煙霧和酸雨的一個重要原因,用CH4催化還原NOx可在一定程度上消除氮氧化物的污染。

已知: H=1160kJ·mol-1

H=+293kJ·mol-1

則該條件下,CH4催化還原NO2消除污染的熱化學方程式為________________________

(2)乙炔(CH≡CH)是重要的化工原料。工業(yè)上可用甲烷裂解法制取乙炔:同時發(fā)生副反應(yīng):;甲烷裂解時,幾種氣體平衡時分壓(Pa)的對數(shù)即lgP與溫度()之間的關(guān)系如圖所示。根據(jù)圖判斷,反應(yīng) H___0(“>”“<”)

1725℃時,向恒容密閉容器中充入CH4,達到平衡時CH4生成C2H2的平衡轉(zhuǎn)化率為_____。該溫度下,的平衡常數(shù)Kp=_______[注:用平衡分壓(Pa)代替平衡濃度(mol·L-1)進行計算]。

(3)利用在特定條件下用鉑電極(陽極為鉑絲)電解飽和硫酸氫鉀溶液的方法制備K2S2O8(過二硫酸鉀)。在低溫下電解液中主要含有K+、H+離子,電流通過溶液后發(fā)生反應(yīng)。陽極區(qū)電極反應(yīng)式為______________________________,X_________交換膜(質(zhì)子陽離子陰離子”),當電路中通過0.2mol e-時,兩邊溶液質(zhì)量的變化差為_________

(4)甲烷燃料電池采用鉑為電極,兩電極上分別通入CH4O2,電解質(zhì)溶液為300mL 1.0mol·L-1NaOH溶液。當O2通入量為8.96L(標準狀況)且反應(yīng)完全時,所得溶液中各離子濃度由大到小的順序為_______________________________

【答案】CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=-867kJmol-1 > 62.5% 102.4Pa 2HSO4-—2e-=S2O82-+2H+ 質(zhì)子 0.2g c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)

【解析】

根據(jù)蓋斯定律分析熱化學方程式的書寫和反應(yīng)熱,根據(jù)平衡的影響因素和平衡的三段式計算平衡常數(shù)。根據(jù)電解原理分析陽極和陰極的電極反應(yīng),根據(jù)溶液中的離子的變化分析兩極溶液的質(zhì)量變化。

1)① H=1160kJ·mol-1,② H=+293kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律分析,①+②得熱化學方程式為:CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=1160+293=-867kJmol-1

2)從圖分析,隨著溫度升高,甲烷的分壓(Pa)的對數(shù)變大,說明甲烷減少,則說明升溫平衡正向移動,即△H >0; 從圖分析,達到平衡時乙炔的分壓為100 Pa,則消耗的甲烷的分壓為200Pa,乙烯的分壓為10 Pa,消耗的甲烷的分壓為20Pa,剩余甲烷的分壓為100 Pa,最初甲烷的分壓為100+200+20=320 Pa,則甲烷生成乙炔的平衡轉(zhuǎn)化率為200/320=62.5%。平衡時甲烷的分壓為100 Pa,乙烯的分壓為10 Pa,則氫氣的分壓為300+20=320 Pa,平衡常數(shù)為=102.4Pa

3)電解硫酸氫鉀溶液制備過二硫酸鉀,所以說明硫元素化合價升高,即陽極為硫酸氫離子失去電子生成過二硫酸根離子,電極反應(yīng)為:2HSO4-—2e-=S2O82-+2H+;溶液為酸性,反應(yīng)生成過多的氫離子,陰極反應(yīng)為:2H++2e-=H2,所以為質(zhì)子交換膜。當有0.2mol電子轉(zhuǎn)移時,陽極區(qū)向陰極區(qū)轉(zhuǎn)移0.2mol氫離子,陰極區(qū)有0.2mol氫離子變成氫氣,陰極區(qū)質(zhì)量不變,所以兩邊質(zhì)量變化差為0.2g

4)當O2通入量為8.96L時,即0.4mol氧氣,則消耗0.2mol甲烷,生成0.2mol二氧化碳,與0.3mol氫氧化鈉反應(yīng),生成0.1mol碳酸鈉和0.1mol碳酸氫鈉,因為碳酸根離子水解程度比碳酸氫根大,所以溶液中碳酸氫根離子濃度大于碳酸根離子濃度,溶液顯堿性,故離子濃度順序為:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下面列出了幾組物質(zhì),請將物質(zhì)的合適組號填寫在空格上。同位素 ,同系物 ,同素異形體 ,同分異構(gòu)體 。

金剛石與足球烯”C60②DT; 16O、17O18O;氧氣(O2)與臭氧(O3); ⑤CH4CH3CH2CH3;乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3);

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進行實驗。

裝置




現(xiàn)象

二價金屬A不斷溶解

C的質(zhì)量增加

A上有氣體產(chǎn)生

根據(jù)實驗現(xiàn)象回答下列問題:

1)裝置甲中負極的電極反應(yīng)式是______________________________________。

2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是_______________________________________。

3)裝置丙中溶液的pH________(填變大變小不變)。

4)四種金屬活動性由強到弱的順序是___________________________________。

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【題目】為研究廢舊電池的再利用,實驗室利用舊電池的銅帽(主要成分為ZnCu)回收Cu并制備ZnO的部分實驗過程如圖所示。下列敘述錯誤的是

A. 溶解操作中溶液溫度不宜過高

B. 銅帽溶解后,將溶液加熱至沸騰以除去溶液中過量的氧氣或H2O2

C. 與鋅粉反應(yīng)的離子可能為Cu2+、H+

D. 過濾操作后,將濾液蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥后,高溫灼燒即可得純凈的ZnO

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【題目】研究CO2的綜合利用對促進低碳經(jīng)濟的發(fā)展有重要意義。

(1)工業(yè)上以CO2、NH3為原料生產(chǎn)尿素[CO(NH2)2],反應(yīng)實際為兩步進行:

I2NH3(g)+CO2(g)H2NCOONH4(s) H1=-272kJ·mol-1

IIH2NCOONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) H2=+138kJ·mol-1

已知:H2O(l)==H2O(g) H3=+44kJ·mol-1

①請寫出以NH3CO2為原料,合成尿素和液態(tài)水的熱化學方程式______________。

T1℃時,在1L的密閉容器中充入CO2NH3模擬工業(yè)生產(chǎn),n(NH3)/n(CO2)=x,如圖是CO2平衡轉(zhuǎn)化率()x的關(guān)系。求圖中ANH3的平衡轉(zhuǎn)化率=________%。

③當x=1.0時,若起始的壓強為p0kPa,水為液態(tài),平衡時壓強變?yōu)槠鹗嫉?/span>1/2。則該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_______(kPa)-3(KP為以分壓表示的平衡常數(shù))。

(2)CO2H2合成甲醇:3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H=49.0kJ·mol-1。在T℃時,甲、乙、丙三個2L的恒容密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,測得平衡時有關(guān)數(shù)據(jù)如下:

①甲容器10s達到平衡時測得x=39.2,則甲中CO2的平均反應(yīng)速率____________。

②下列說法正確的是________(填字母編號)。

A2c1<c3 Bz<2y Cp3>2p2 Dα13>1

(3)NaOH溶液做碳捕捉劑可獲得化工產(chǎn)品Na2CO3。常溫下若某次捕捉后得到pH=10的溶液,則溶液中c(CO32-)c(HCO3-)=_____[K1(H2CO3)=4.4×10-7、K2(H2CO3)=5×10-11],溶液中c(Na+)_____c(HCO3-)+2c(CO32-)(“>”“=””)。

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【題目】對滴有酚酞試液的下列溶液,操作后顏色變深的是

A. 明礬溶液加熱 B. CH3COONa溶液加熱

C. 氨水中加入少量NH4Cl固體 D. 小蘇打溶液中加入少量NaCl固體

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【題目】氯化鉀樣品中含有少量碳酸鉀、硫酸鉀和不溶于水的雜質(zhì)。為了提純氯化鉀,先將樣品溶于適量水中,充分攪拌后過濾,再將濾液按下圖所示步驟進行操作。提示:圖中A代表沉淀或者溶液

1)檢驗提純后的KCl中是否還含有SO42-的方法是____________________________。

2)用提純后的KCl配制980 mL 1.00 mol/L的氯化鉀溶液,回答下列問題:

①根據(jù)計算,所需稱量的KCl的質(zhì)量為__________。

②容量瓶上標有:①溫度、②濃度、③容量、④壓強、⑤刻度線這五項中的______。(填數(shù)字符號)

③下列操作會使所配溶液濃度偏低的是__________(填選項代號)。

A.配制前容量瓶內(nèi)壁刻度線以下存有水珠 B.沒有洗滌燒杯內(nèi)壁

C.轉(zhuǎn)移溶液時部分溶液濺出容量瓶外 D.定容時俯視

3)試劑Ⅰ的名稱為______,試劑Ⅱ的化學式為______,試劑Ⅲ的化學式為_____。

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【題目】已知:A是來自石油的重要的基本有機化工原料,A的產(chǎn)量可以用來衡量一個國家的石油化工水平,E是具有果香味的有機物,F(xiàn)是一種高聚物,可制成多種包裝材料。

(1)A的電子式為____,C的名稱_____,F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡式_____。

(2)D分子中的官能團名稱是_____,請設(shè)計一種實驗來驗證D物質(zhì)存在該官能團的方法是_____。

(3)寫出下列反應(yīng)的化學方程式并指出反應(yīng)類型:③_______,反應(yīng)類型_____。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】向某4L密閉容器中加入一定量的A、B、C三種氣體,一定條件下發(fā)生反應(yīng),各物質(zhì)濃度隨時間變化如甲圖所示。乙圖為達到平衡后在t2、t3、t4、t5時改變某一種反應(yīng)條件,平衡體系中速率隨時間變化的情況,且所改變的條件均不同。已知t3-t4階段為使用催化劑。則下列說法不正確的是

A.若t1=15s,則t0—t1階段以A濃度變化表示的反應(yīng)速率v(A)為0.006mol/(L·s)

B.B既不是反應(yīng)物,也不是生成物,可能是反應(yīng)的催化劑

C.若t2—t3階段改變的條件是增大A的濃度,則平衡時C的體積分數(shù)變小。

D.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),t5—t6階段是升高反應(yīng)體系的溫度

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