【題目】工業(yè)燃燒煤、石油等化石燃料釋放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、CO、SO2等氣體,嚴(yán)重污染空氣。對(duì)廢氣進(jìn)行脫硝、脫碳和脫硫處理可實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、廢物利用。
Ⅰ.脫硝:已知:H2的燃燒熱為285.8kJ/mol
①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H1=+133kJ/mol②H2O(g)=H2O(l) △H2=-44 kJ/mol
寫(xiě)出在催化劑存在下,H2還原NO2生成水蒸氣和其他無(wú)毒物質(zhì)的熱化學(xué)方程式為__。
Ⅱ.脫碳:
(1)向2L恒容密閉容器中加入2molCO2、6molH2,在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┳饔孟拢l(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l) +H2O(l)。
下列敘述能說(shuō)明此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___。
A.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變 B.CO2和H2的體積分?jǐn)?shù)保持不變
C.CO2和H2的轉(zhuǎn)化率相等 D.混合氣體的密度保持不變
E.1molCO2生成的同時(shí)有3molH—H鍵斷裂
(2)在T1℃時(shí),體積為2L的恒容容器中充入物質(zhì)的量之和為3mol的H2和CO,發(fā)生反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=akJ·mol-1。達(dá)到平衡時(shí)CH3OH的體積分?jǐn)?shù)(V%)與n(H2)/n(CO)的關(guān)系如圖1所示。
①當(dāng)起始=3.5時(shí),達(dá)到平衡狀態(tài)后,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)可能是圖象中的__點(diǎn)(選填“D”、“E”或“F”)。
②當(dāng)起始=2時(shí),CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示。則該反應(yīng)的ΔH__0(填“<”或“>”),圖中壓強(qiáng)P1、P2、P3由大到小的關(guān)系是__。T1℃時(shí)反應(yīng)經(jīng)過(guò)5min達(dá)到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率為0.4,則0~5min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(H2)=__。
【答案】4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g) △H=-1100.2kJ/mol DE F < P1>P2>P3 0.08mol·L-1·min-1
【解析】
Ⅰ.根據(jù)蓋斯定律計(jì)算H2還原NO2生成水蒸氣和其他無(wú)毒物質(zhì)的焓變;
Ⅱ. (1)根據(jù)平衡標(biāo)志判斷;
(2)①投料比等于系數(shù)比,達(dá)到平衡時(shí),產(chǎn)物的百分含量最大;
②根據(jù)圖象,隨溫度升高,CO平衡轉(zhuǎn)化率降低;CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)正反應(yīng)氣體系數(shù)和減小。
Ⅰ.①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H1=+133kJ/mol
②H2O(g)=H2O(l) △H2=-44 kJ/mol
H2的燃燒熱為285.8kJ/mol,即③H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=-285.8KJ/mol;
根據(jù)蓋斯定律③×4-①-②×4得4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g) △H=-1100.2kJ/mol;
Ⅱ. (1)A.投料比等于系數(shù)比,反應(yīng)過(guò)程中CO2、H2的比例不變,所以混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是恒量,混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變,不一定平衡,故不選A;
B. 投料比等于系數(shù)比,反應(yīng)過(guò)程中CO2、H2的比例是恒量,CO2和H2的體積分?jǐn)?shù)保持不變,不一定平衡,故不選B;
C. 投料比等于系數(shù)比,CO2和H2的轉(zhuǎn)化率一定相等,所以CO2和H2的轉(zhuǎn)化率相等,不一定平衡,故不選C;
D.反應(yīng)過(guò)程中有液體生成,所以氣體質(zhì)量減小,氣體體積不變,密度是變量,混合氣體的密度保持不變,一定達(dá)到平衡狀態(tài),故選D;
E.1molCO2生成的同時(shí)有3molH—H鍵斷裂,說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等,一定達(dá)到平衡狀態(tài),故選E。
(2)①投料比等于系數(shù)比,達(dá)到平衡時(shí),產(chǎn)物的百分含量最大,即=2時(shí),達(dá)到平衡狀態(tài)后,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)最大;當(dāng)起始=3.5時(shí),達(dá)到平衡狀態(tài)后,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)低于C點(diǎn),所以可能是圖象中的F點(diǎn);
②根據(jù)圖象,隨溫度升高,CO平衡轉(zhuǎn)化率降低,說(shuō)明升高溫度平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)放熱,ΔH<0;CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)正反應(yīng)氣體系數(shù)和減小,壓強(qiáng)越大,CO平衡轉(zhuǎn)化率越高,所以P1>P2>P3。T1℃時(shí)反應(yīng)經(jīng)過(guò)5min達(dá)到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率為0.4,消耗CO的物質(zhì)的量為1mol×0.4=0.4mol,消耗氫氣的物質(zhì)的量為0.8mol,0~5min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(H2)= 0.08mol·L-1·min-1。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】工業(yè)上可用一氧化碳合成可再生能源甲醇。
(1)已知:Ⅰ.3CO(g)+6H2(g)CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) △H1=-301.3kJ/mol;
Ⅱ.3CH3OH(g)CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) △H2=-31.0kJ/mol。
則CO與H2合成氣態(tài)甲醇的熱化學(xué)方程式為___________________________________
(2)某科研小組在Cu2O/ZnO作催化劑的條件下,在500℃時(shí),研究了n(H2):n(CO)分別為2:1、5:2時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率變化情況(如圖1所示),則圖中表示n(H2):n(CO)=2:1的變化曲線為___________(填“曲線a”或“曲線b”),原因是_______________________________。
(3)某科研小組向密閉容器中充入一定量的CO和H2合成氣態(tài)甲醇,分別在A、B兩種不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng),一段時(shí)間后測(cè)得CH3OH的產(chǎn)率與溫度的關(guān)系如圖2所示。下列說(shuō)法正確的是____________(填選項(xiàng)字母)。
a.使用催化劑A能加快相關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率,但催化劑A并未參與反應(yīng)
b.在恒溫恒壓的平衡體系中充入氬氣,CH3OH的產(chǎn)率降低
c.當(dāng)2v(CO)正=v(H2)逆時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
(4)一定溫度下,在容積均為2L的兩個(gè)恒容密閉容器中,按如下方式加入反應(yīng)物,一段時(shí)間后達(dá)到平衡。
若甲容器平衡后氣體的壓強(qiáng)為開(kāi)始時(shí)的,則該溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______,要使平衡后乙容器與甲容器中相同組分的體積分?jǐn)?shù)相等,且起始時(shí)維持化學(xué)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,則乙容器中c的取值范圍為_____________________________________。
(5)CO與日常生產(chǎn)生活相關(guān)。
①檢測(cè)汽車(chē)尾氣中CO含量,可用CO分析儀,工作原理類似于燃料電池,其中電解質(zhì)是氧化釔(Y2O3)和氧化鋯(ZrO2)晶體,能傳導(dǎo)O2-。則負(fù)極的電極反應(yīng)式為__________________。
②碳酸二甲醋[(CH3O)2CO]毒性小,是一種綠色化工產(chǎn)品,用CO合成(CH3O)2CO,其電化學(xué)合成原理為4CH3OH+2CO+O22(CH3O)2CO+2H2O,裝置如圖3所示:
寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式:________________________________________
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】隨著時(shí)代的發(fā)展,綠色環(huán)保理念越來(lái)越受到大家的認(rèn)同,變廢為寶是我們每一位公民應(yīng)該養(yǎng)成的意識(shí)。某同學(xué)嘗試用廢舊的鋁制易拉罐作為原材料、采用“氫氧化鋁法”制取明礬晶體并進(jìn)行一系列的性質(zhì)探究。
制取明礬晶體主要涉及到以下四個(gè)步驟:
第一步:鋁制品的溶解。取一定量鋁制品,置于250mL錐形瓶中,加入一定濃度和體積的強(qiáng)堿溶液,水浴加熱(約93℃),待反應(yīng)完全后(不再有氫氣生成),趁熱減壓抽濾,收集濾液于250mL燒杯中;
第二步:氫氧化鋁沉淀的生成。將濾液重新置于水浴鍋中,用3 mol/L H2SO4調(diào)節(jié)濾液pH至8~9,得到不溶性白色絮凝狀Al(OH)3,減壓抽濾得到沉淀;
第三步:硫酸鋁溶液的生成。將沉淀轉(zhuǎn)移至250mL燒杯中,邊加熱邊滴入一定濃度和體積的H2SO4溶液;
第四步:硫酸鋁鉀溶液的形成。待沉淀全部溶解后加入一定量的固體K2SO4,將得到的飽和澄清溶液冷卻降溫直至晶體全部析出,減壓抽濾、洗滌、抽干,獲得產(chǎn)品明礬晶體[KAl(SO4)2·12H2O,M=474g/mol]。
回答下列問(wèn)題:
(1)第一步鋁的溶解過(guò)程中涉及到的主要反應(yīng)的離子方程式為__________________________
(2)為了加快鋁制品的溶解,應(yīng)該對(duì)鋁制品進(jìn)行怎樣的預(yù)處理:________________________
(3)第四步操作中,為了保證產(chǎn)品的純度,同時(shí)又減少產(chǎn)品的損失,應(yīng)選擇下列溶液中的___(填選項(xiàng)字母)進(jìn)行洗滌,實(shí)驗(yàn)效果最佳。
A.乙醇 B.飽和K2SO4溶液 C.蒸餾水 D.1:1乙醇水溶液
(4)為了測(cè)定所得明礬晶體的純度,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作:準(zhǔn)確稱取明礬晶體試樣4.0g于燒杯中,加入50mL 1mol/L鹽酸進(jìn)行溶解,將上述溶液轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中,稀釋至刻度線,搖勻;移取25.00 mL溶液干250 mL錐形瓶中,加入30 mL 0.10mol/L EDTA-2Na標(biāo)準(zhǔn)溶液,再滴加幾滴2D二甲酚橙,此時(shí)溶液呈黃色;經(jīng)過(guò)后續(xù)一系列操作,最終用0.20 mol/L鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液由黃色變?yōu)樽霞t色,達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí),共消耗5.00 mL鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液。滴定原理為H2Y2-+Al3+→AlY-+2H+,H2Y2-(過(guò)量)+Zn2+→ZnY2-+2H+(注:H2Y2-表示EDTA-2Na標(biāo)準(zhǔn)溶液離子)。則所得明礬晶體的純度為_________%。
(5)明礬除了可以用作人們熟悉的凈水劑之外,還常用作部分食品的膨松劑,例如油條(餅)的制作過(guò)程需要加入一定量的明礬,請(qǐng)簡(jiǎn)述明礬在面食制作過(guò)程作膨松劑的原理:_______
(6)為了探究明礬晶體的結(jié)晶水?dāng)?shù)目及分解產(chǎn)物,在N2氣流中進(jìn)行熱分解實(shí)驗(yàn),得到明礬晶體的熱分解曲線如圖所示(TG%代表的是分解后剩余固體質(zhì)量占樣品原始質(zhì)量的百分率,失重百分率=×100%):
根據(jù)TG曲線出現(xiàn)的平臺(tái)及失重百分率,30~270℃范圍內(nèi),失重率約為45.57%,680~810℃范圍內(nèi),失重百分率約為25.31%,總失重率約為70.88%,請(qǐng)分別寫(xiě)出所涉及到30~270℃、680~810℃溫度范圍內(nèi)這兩個(gè)階段的熱分解方程式:___________、_____________
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖所示為常見(jiàn)氣體制備、干燥、性質(zhì)驗(yàn)證和尾氣處理的部分儀器裝置(加熱設(shè)備及夾持固定裝置均略去),請(qǐng)根據(jù)要求完成下列各題,儀器裝置可任意選用,必要時(shí)可重復(fù)選擇。
(1)若錐形瓶中盛裝鋅片,分液漏斗中盛裝稀硫酸,可驗(yàn)證H2的還原性并檢驗(yàn)其氧化產(chǎn)物。
①當(dāng)儀器連接順序?yàn)?/span>A→D→B→B→C時(shí),兩次使用B裝置,其中所盛的藥品依次是CuO、____________。
②檢查好裝置的氣密性后加熱B前必須進(jìn)行的操作是_________________ 。
(2)若錐形瓶中盛裝Na2O2固體,分液漏斗中盛裝濃氨水,B中盛裝固體催化劑,可進(jìn)行氨的催化氧化,其反應(yīng)產(chǎn)物為NO和H2O。
①各儀器裝置按氣流方向從左到右連接順序A→C→B→C,請(qǐng)寫(xiě)出B中氨的催化氧化反應(yīng)方程式____________________________ 。
②裝置B中可能觀察到的現(xiàn)象是_____________________________。
(3)若錐形瓶中盛裝Na2SO3固體,分液漏斗中盛裝H2SO4溶液,B中盛裝Na2O2固體,可探究SO2氣體與過(guò)氧化鈉反應(yīng)時(shí)是否有O2生成。根據(jù)氣流方向,裝置的連接順序?yàn)椋?/span>A→D→B→E,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答問(wèn)題:
①若將帶余燼的木條靠近E的導(dǎo)管口,木條復(fù)燃,SO2表現(xiàn)酸性氧化物的性質(zhì),則反應(yīng)的方程式可能為:____________________;
②若在E的導(dǎo)管口未收集到任何氣體,SO2只表現(xiàn)還原性,則反應(yīng)的方程式可能為:____________________。
③裝置B中觀察到的現(xiàn)象是__________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】有A、B、C、D、E、F六種元素,已知:
①它們位于三個(gè)不同短周期,核電荷數(shù)依次增大
②E元素的電離能數(shù)據(jù)見(jiàn)下表(kJ·mol-1):
I1 | I2 | I3 | I4 | … |
496 | 4562 | 6912 | 9540 | … |
③B與F分別同主族
④A、E分別都能與D按原子個(gè)數(shù)比1﹕1或2﹕l形成化合物
⑤B、C分別都能與D按原子個(gè)數(shù)比1﹕1或1﹕2形成化合物
(1)寫(xiě)出只含有A、B、D、E四種元素的兩種無(wú)水鹽的化學(xué)式_____________、______________
(2)B2A2分子中存在____個(gè)σ鍵,____個(gè)π鍵
(3)E2D2電子式____________
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】氮、鉻及其相關(guān)化合物用途非常廣泛;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)基態(tài)N原子的核外電子排布式為___,Cr位于元素周期表第四周期___族。
(2) Cr與K位于同一周期且最外層電子數(shù)相同,兩種元素原子第一電離能的大小關(guān)系為___;Crcl3的熔點(diǎn)(83℃)比CrF3的熔點(diǎn)(1100℃)低得多,這是因?yàn)?/span>___。
(3) Cr的一種配合物結(jié)構(gòu)如圖所示:
①陰離子C1O4-的空間構(gòu)型為___形。
②配離子中,中心離子的配位數(shù)為___,N與中心原子形成的化學(xué)鍵稱為___鍵。
③配體H2 NCH2 CH2 NH2(乙二胺)中碳原子的雜化方式是______ ,分子中三種元素電負(fù)性從大到小的順序?yàn)?/span>___
(4)氮化鉻的熔點(diǎn)為1770℃,它的一種晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,其密度為5. 9 g·cm -3,氮化鉻的晶胞邊長(zhǎng)為___(列出計(jì)算式)nm.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)正確且對(duì)應(yīng)的△H的數(shù)值和意義與括號(hào)內(nèi)表述相符的是( )
A. 2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (l) ΔH=-571.6 kJ/mol(燃燒熱)
B. NaOH(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l);△H=-57.3kJ/mol(中和熱)
C. H2O(g)=H2(g)+1/2 O2(g) ΔH=-242 kJ/mol (反應(yīng)熱)
D. C(s)+ O2 ( g )=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol(反應(yīng)熱)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】Na2CO3溶液中存在平衡:CO32- + H2OHCO3- + OH-,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( )
A.離子濃度:c(Na+) > c(CO32-) > c(OH-) > c(H+)
B.升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
C.加入NaCl溶液,溶液的pH增大
D.加入NaOH固體,溶液的pH減小
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】將一定質(zhì)量的Mg和Al的混合物投入的稀硫酸中,固體全部溶解并產(chǎn)生氣體。待反應(yīng)完全后,向所得溶液中加入NaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示。則下列說(shuō)法正確的是
A.Mg、Al的混合物與的稀硫酸恰好完全反應(yīng)
B.生成的體積為
C.當(dāng)加入20mL氫氧化鈉溶液時(shí),溶液中的溶質(zhì)只有硫酸鎂和硫酸鋁
D.NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為
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