【題目】SCR和NSR技術(shù)可有效降低柴油發(fā)動機(jī)在空氣過量條件下的NOx排放。
(1)SCR(選擇性催化還原)工作原理:
①尿素水溶液熱分解為NH3和CO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式:___。
②反應(yīng)器中NH3還原NO2的化學(xué)方程式:___。
③當(dāng)燃油中含硫量較高時,尾氣中SO2在O2作用下會形成(NH4)2SO4,使催化劑中毒。用化學(xué)方程式表示(NH4)2SO4的形成:__。
④尿素溶液濃度影響NO2的轉(zhuǎn)化,測定溶液中尿素(M=60g·mol-1)含量的方法如下:取ag尿素溶液,將所含氮完全轉(zhuǎn)化為NH3,所得NH3用過量的v1mLc1mol·L-1H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用v2mLc2mol·L-1NaOH溶液恰好中和,則尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是__。
(2)NSR(NOx儲存還原)工作原理:
NOx的儲存和還原在不同時段交替進(jìn)行,如圖a所示。
①通過BaO和Ba(NO3)2的相互轉(zhuǎn)化實現(xiàn)NOx的儲存和還原。儲存NOx的物質(zhì)是__。
②用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba(NO3)2的催化還原過程,該過程分兩步進(jìn)行,圖b表示該過程相關(guān)物質(zhì)濃度隨時間的變化關(guān)系。第一步反應(yīng)消耗的H2與Ba(NO3)2的物質(zhì)的量之比是__。
③還原過程中,有時會產(chǎn)生笑氣(N2O)。用同位素示蹤法研究發(fā)現(xiàn)笑氣的產(chǎn)生與NO有關(guān)。在有氧條件下15NO與NH3以一定比例反應(yīng)時,得到的笑氣幾乎都是15NNO。將該反應(yīng)的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整:___□15NNO+□H2O___。
【答案】CO(NH2)2+H2OCO2+2NH3 8NH3+6NO27N2+12H2O 2SO2+O2+4NH3+2H2O=2(NH4)2SO4 BaO 8∶1 415NO+4NH3+3O2415NNO+6H2O
【解析】
結(jié)合反應(yīng)物、生成物,根據(jù)原子守恒,若是氧化還原反應(yīng)的方程式,再結(jié)合得失電子守恒配平化學(xué)反應(yīng)方程式;測定溶液中尿素含量時,將所含氮完全轉(zhuǎn)化為NH3,用過量的稀硫酸吸收氨氣,反應(yīng)后剩余的硫酸,用氫氧化鈉溶液中和,整個過程中的,硫酸與氨氣、氫氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3+H2SO4=2(NH4)2SO4,2NaOH+H2SO4=2Na2SO4+2H2O。
(1)①尿素水溶液熱分解為氨氣和二氧化碳,反應(yīng)方程式為CO(NH2)2+H2OCO2+2NH3 ;
②NH3在催化劑作用下還原NO2生成N2和H2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式為8NH3+6NO27N2+12H2O;
③二氧化硫在氧氣作用下與氨氣和水反應(yīng)生成硫酸銨,此反應(yīng)中二氧化硫是還原劑,氧氣是氧化劑;反應(yīng)的化學(xué)方程式為2SO2+O2+4NH3+2H2O=2(NH4)2SO4;
④NH3用過量的v1mLc1mol·L-1H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用v2mLc2mol·L-1NaOH溶液恰好中和,過程中所涉及的化學(xué)方程式為:2NH3+H2SO4=2(NH4)2SO4,2NaOH+H2SO4=2Na2SO4+2H2O,反應(yīng)中n(H2SO4)=c1×v1×10-3mol,n(NaOH)=c2×v2×10-3mol,由方程式可知:n(NaOH)+n(NH3)=2n(H2SO4),則n(NH3)=(2c1×v1×10-3-c2×v2×10-3)mol,n[CO(NH2)2]=n(NH3)=×(2c1×v1×10-3-c2×v2×10-3)mol,m[CO(NH2)2]=60g·mol-1××(2c1×v1×10-3-c2×v2×10-3)mol=(0.06c1×v1-0.03c2×v2)g,所以尿素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是: =;
(2)①由圖可知BaO和NOx反應(yīng)生成Ba(NO3)2,Ba(NO3)2再被還原為N2,則存儲NOx的物質(zhì)是BaO;
②第一步反應(yīng)中H2被氧化生成水,氫元素合價由0價升高到+1價,Ba(NO3)2中的N元素的化合價由+5價降到-3價,生成氨氣,則1molBa(NO3)2生成氨氣得到16mol電子,根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒,則參加反應(yīng)的氫氣的物質(zhì)的量為mol=8mol,故第一步反應(yīng)消耗的H2與Ba(NO3)2的物質(zhì)的量之比是8:1;
③在有氧條件下15NO與NH3以一定比例反應(yīng)時,得到的笑氣幾乎都是15NNO,由N元素守恒可知,15NO與NH3的物質(zhì)的量之比應(yīng)為1:1,結(jié)合氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒、原子守恒,可知該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:415NO+4NH3+3O2415NNO+6H2O。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】德國化學(xué)家哈伯(F.Haber)從1902年開始研究由氮氣和氫氣直接合成氨。合成氨為解決世界的糧食問題作出了重要貢獻(xiàn)。其原理為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol
(1)若已知H-H鍵的鍵能為436.0kJ/mol,N-H的鍵能為390.8kJ/mol,則NN的鍵能約為_____kJ/mol
(2)合成氨反應(yīng)不加催化劑很難發(fā)生,催化劑鐵觸媒加入后參與了反應(yīng)降低了活化能。其能量原理如圖所示,則加了催化劑后整個反應(yīng)的速率由______決定(填“第一步反應(yīng)”或者“第二步反應(yīng)”),未使用催化劑時逆反應(yīng)活化能______正反應(yīng)活化能(填“大于”“小于”或者“等于”)
(3)從平衡和速率角度考慮,工業(yè)生產(chǎn)采取20MPa到50MPa的高壓合成氨原因______
(4)一定溫度下恒容容器中,以不同的H2和N2物質(zhì)的量之比加入,平衡時NH3體積分?jǐn)?shù)如圖所示,則H2轉(zhuǎn)化率a點______b點(填"大于”“小于”或者“等于”)。若起始壓強(qiáng)為20MPa,則b點時體系的總壓強(qiáng)約為______MPa。
(5)若該反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率分別表示為v正=K正,v逆=K逆c2(NH3),則一定溫度下,該反應(yīng) 的平衡常數(shù)K=______(用含K正和K逆的表達(dá)式表示),若K正和K逆都是溫度的函數(shù),且隨溫度升高而升高,則圖中c和d分別表示______和______隨溫度變化趨勢(填K正或者K逆)。
(6)常溫下,向20mL的0.1mol/L的鹽酸中通入一定量氨氣反應(yīng)后溶液呈中性(假設(shè)溶液體積變化忽略不計)則所得溶液中c(NH4+)=_______
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】按要求填空
(1)1mol Na2O2固體與水完全反應(yīng)時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)_____________,反應(yīng)的離子方程式為________________。
(2)工業(yè)上由輝銅礦生產(chǎn)銅的主要反應(yīng)為:Cu2S+O22Cu+SO2,該反應(yīng)中被還原的元素是__________(填元素符號)。
(3)反應(yīng)(2)中產(chǎn)生的SO2尾氣可用NaOH溶液吸收,若用1L 1mol/L的NaOH溶液吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L SO2,反應(yīng)的離子方程式為____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某含銅化合物的化學(xué)式為Cux(OH)y(CO3)z(Cu為+2價)。取該樣品22.2 g,充分加熱后,得到黑色固體氧化銅16.0 g,則該物質(zhì)的化學(xué)式為
A.Cu2(OH)4CO3B.Cu3(OH)4CO3
C.Cu2(OH)2CO3D.Cu4(OH)2(CO3)3
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【題目】TiCl4是由鈦精礦(主要成分為TiO2)制備鈦(Ti)的重要中間產(chǎn)物,制備純TiCl4的流程示意圖如下:
資料:TiCl4及所含雜質(zhì)氯化物的性質(zhì)
化合物 | SiCl4 | TiCl4 | AlCl3 | FeCl3 | MgCl2 |
沸點/℃ | 58 | 136 | 181(升華) | 316 | 1412 |
熔點/℃ | 69 | 25 | 193 | 304 | 714 |
在TiCl4中的溶解性 | 互溶 | —— | 微溶 | 難溶 |
(1)氯化過程:TiO2與Cl2難以直接反應(yīng),加碳生成CO和CO2可使反應(yīng)得以進(jìn)行。
已知:TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-220.9 kJ·mol-1
① 沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學(xué)方程式:____________________。
② 氯化過程中CO和CO2可以相互轉(zhuǎn)化,根據(jù)如圖判斷:CO2生成CO反應(yīng)的ΔH_____0(填“>”“<”或“=”),判斷依據(jù):_______________。
③ 氯化反應(yīng)的尾氣須處理后排放,尾氣中的HCl和Cl2經(jīng)吸收可得粗鹽酸、FeCl3溶液,則尾氣的吸收液依次是__________________________。
④ 氯化產(chǎn)物冷卻至室溫,經(jīng)過濾得到粗TiCl4混合液,則濾渣中含有_____________。
(2)精制過程:粗TiCl4經(jīng)兩步蒸餾得純TiCl4。示意圖如下:
物質(zhì)a是______________,T2應(yīng)控制在_________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】利用固體表面催化工藝進(jìn)行NO分解的過程如圖所示(NO)。下列說法不正確的是( )
A.NO屬于極性分子
B.含有非極性共價鍵
C.過程②釋放能量,過程③吸收能量
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,NO分解生成5.6LN2轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6.02×1023
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【題目】同溫同壓下,下列各組熱化學(xué)方程式中,△H1<△H2是( )
A. C(s)+O2(g)=CO(g);△H1C(s)+O2(g)=CO2(g);△H2
B. H2(g)+Cl2(g)=HCl(g);△H1 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H2
C. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H2
D. S(g)+O2(g)=SO2(g);△H1 S(s)+O2(g)=SO2(g); △H2
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【題目】某化學(xué)小組采用如圖所示裝置,對濃硝酸與木炭的反應(yīng)進(jìn)行探究(已知:4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O)。
請回答下列問題:
(1)檢查裝置氣密性后,將燃燒匙中的木炭在酒精燈上加熱至熾熱狀態(tài),伸入三頸燒瓶中,生成的氣體的顏色為__,產(chǎn)生該氣體的反應(yīng)的化學(xué)方程式是__。
(2)裝置C中盛有足量Ba(OH)2溶液,熾熱的木炭與濃硝酸反應(yīng)后可觀察到C中出現(xiàn)白色沉淀,該白色沉淀為__(填化學(xué)式)。
(3)裝置B的作用是__。
(4)裝置D中收集到了無色氣體,有同學(xué)認(rèn)為是NO,還有同學(xué)認(rèn)為是O2。
①下列對該氣體的檢驗方法合適的是__(填字母)。
A.敞口觀察裝置D中集氣瓶內(nèi)氣體的顏色變化
B.將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙伸入集氣瓶內(nèi),觀察藍(lán)色石蕊試紙是否變紅
C.將帶火星的木條伸入集氣瓶中,觀察木條是否復(fù)燃
②如果D中集氣瓶內(nèi)收集到的無色氣體是氧氣,則氧氣的來源是__。
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【題目】鐵在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國防科技中有重要應(yīng)用,我國已是生產(chǎn)鋼鐵最多的國家。回答下列問題:
(1) 工業(yè)上以磁鐵礦和焦炭為原料冶煉鐵存在以下變化:
①Fe3O4(s)+4C(s)=3Fe(s)+4CO(g) ΔH1=+678kJ·mol-1 ②CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283kJ·mol-1
③C(s) +O2(g)=CO(g) ΔH3=-110kJ·mol-1 ④Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g) ΔH4
則ΔH4=____kJ·mol-1。
(2)鐵礦石中常含有硫, 使高爐尾氣中混有SO2, 除去高爐尾氣中SO2 的物質(zhì)是___。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn), 無論怎么改變原料配比與條件, 在高爐尾氣中始終有CO, 原因是___。
(3)在溫度 aK時,反應(yīng)Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g)的濃度平衡常數(shù)Kc=16(用濃度計算所得),則用分壓(分壓等于總壓×體積分?jǐn)?shù))代替濃度算得的平衡常數(shù)Kp ___Kc(填 “大于”“小于” 或 “等于”)。平衡混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)為___(保留兩位有效數(shù)字)。
(4) aK 時,在體積為 2L 的密閉容器中,加入 Fe、 Fe3O4、 CO、 CO2各1.0mol,氣體的壓強(qiáng)為PkPa。
①此時,v 正(CO2) ___v 逆(CO)(填 “大于”“小于” 或 “等于”), 反應(yīng)經(jīng)過5min后達(dá)到平衡, 該時間范圍內(nèi)的平均反應(yīng)速率 v(CO2)=___mol/(L·min)(保留兩位有效數(shù)字)。
②已知:恒容條件下,相同分子數(shù)的氣體,其壓強(qiáng)與溫度成正比。平衡后溫度從 aK逐漸升高到3aK, 請在下圖中繪制出CO分壓(PCO的變化曲線)_______ 。
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