【題目】燃煤煙氣中含有大量SO2和NO。某科研小組研究臭氧氧化-堿吸收法同時脫除SO2和NO工藝,氧化過程反應(yīng)原理及反應(yīng)熱、活化能數(shù)據(jù)如下:
反應(yīng)Ⅰ:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g) △H1=-200.9kJ/mol Ea1=3.2kJ/mol
反應(yīng)Ⅱ:SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g) △H2=-241.6kJ/mol Ea2=58kJ/mol
已知該體系中溫度80℃以上臭氧發(fā)生分解反應(yīng):2O3(g)3O2(g)。請回答:
(1)已知反應(yīng)Ⅰ在低溫下自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的熵變△S___0(填“大于”或“小于”)。
(2)其它條件不變,每次向反應(yīng)器中充入含1.0molNO、1molSO2的模擬煙氣和2.0molO3,改變溫度,反應(yīng)相同時間后體系中NO和SO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示:
①由圖可知相同溫度下NO的轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)高于SO2,結(jié)合題中數(shù)據(jù)分析其可能原因___。
②100℃、反應(yīng)相同時間t時O3的分解率達(dá)10%,則體系中剩余O3的物質(zhì)的量是___mol。
③下列法正確的是___。
A.P點一定為平衡狀態(tài)點
B.溫度高于200℃后,NO和SO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高顯著下降、最后幾乎為零
C.其它條件不變,若縮小反應(yīng)器的容積可提高NO和SO2的轉(zhuǎn)化率
D.臭氧氧化過程不能有效地脫除SO2,但后續(xù)步驟堿吸收可以有效脫硫
(3)工業(yè)上可以通過電解NO制備NH4NO3,原理如圖所示。寫出電解過程陽極的電極反應(yīng)式___。
【答案】小于 反應(yīng)Ⅰ的活化能小于反應(yīng)Ⅱ,相同條件下更易發(fā)生反應(yīng) 0.65 BCD NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+
【解析】
(1)根據(jù)G=△H-T△S<0,反應(yīng)能夠自發(fā)進(jìn)行,結(jié)合低溫下自發(fā)進(jìn)行分析判斷;
(2)①反應(yīng)的活化能越小,反應(yīng)越容易進(jìn)行;②根據(jù)圖像,反應(yīng)Ⅰ中NO轉(zhuǎn)化率為85%,反應(yīng)Ⅱ中SO2的轉(zhuǎn)化率30%,2O3(g)3O2(g),發(fā)生分解反應(yīng)的臭氧占充入臭氧總量的10%,據(jù)此分析計算體系中剩余O3的物質(zhì)的量;③該圖象中屬于描點法所得圖象,P點不一定為圖象的最高點;溫度高于200°C,臭氧分解的程度加大,體系臭氧濃度減小;若縮小反應(yīng)器的容積,2O3(g)3O2(g),平衡逆向進(jìn)行,臭氧濃度增大;二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸,?jù)此分析判斷;
(3)工業(yè)上電解NO制備 NH4NO3,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),NO被氧化生成NO3-,陰極發(fā)生還原反應(yīng),NO被還原生成NH4+,據(jù)此分析書寫電極反應(yīng)式。
(1)反應(yīng)I:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)△H1=-200.9kJ/mol為放熱反應(yīng),即△H<0,又在低溫下自發(fā)進(jìn)行,根據(jù)G=△H-T△S<0自發(fā)可知,△S小于0,故答案為:小于;
(2)①反應(yīng)Ⅰ:NO(g)+O3(g )NO2(g)+O2(g)△H1=-200.9kJmol-1 Ea1=3.2kJmol-1,反應(yīng)Ⅱ:SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)△H2=-241.6kJmol-1 Ea2=58kJmol-1,反應(yīng)Ⅰ的活化能小于反應(yīng)Ⅱ,相同條件下更易發(fā)生反應(yīng),因此,相同溫度下,NO的轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)高于SO2,故答案為:反應(yīng)Ⅰ的活化能小于反應(yīng)Ⅱ,相同條件下更易發(fā)生反應(yīng);
②根據(jù)圖像,反應(yīng)Ⅰ:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)△H1=-200.9kJmol-1 Ea1=3.2kJmol-1,反應(yīng)中NO轉(zhuǎn)化率為85%,反應(yīng)的NO為0.85mol,反應(yīng)的O3為0.85mol;反應(yīng)Ⅱ:SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)△H2=-241.6kJmol-1 Ea2=58kJmol-1,反應(yīng)中SO2的轉(zhuǎn)化率30%,反應(yīng)的二氧化硫0.3mol,反應(yīng)的O3為0.3mol;2O3(g)3O2(g),發(fā)生分解反應(yīng)的臭氧占充入臭氧總量的10%,為0.2mol;則體系中剩余O3的物質(zhì)的量=2.0mol-0.85mol-0.3mol-0.2mol=0.65mol,故答案為:0.65;
③A.該圖象屬于描點法所得圖象,P點不一定為圖象的最高點,不一定為平衡點,可能是建立平衡狀態(tài)過程中的一點,故A錯誤;B.根據(jù)圖象可知,溫度高于200°C,2O3(g)3O2(g),反應(yīng)進(jìn)行程度加大,體系中臭氧濃度迅速減小,NO、SO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高顯著降低,當(dāng)臭氧完全分解,則二者轉(zhuǎn)化率幾乎為0,故B正確;C.其它條件不變,若縮小反應(yīng)器的容積,2O3(g)3O2(g),平衡逆向進(jìn)行,臭氧濃度增大,反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的平衡均正向移動,NO和SO2的轉(zhuǎn)化率增大,故C正確;D.根據(jù)圖像,臭氧氧化過程中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率較低,不能有效地脫除SO2,二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸,可以和堿之間發(fā)生反應(yīng),后續(xù)步驟堿吸收可以有效脫硫,故D正確;故答案為:BCD;
(3)工業(yè)上電解NO制備 NH4NO3,由裝置圖可知陽極發(fā)生氧化反應(yīng),NO被氧化生成NO3-,陰極發(fā)生還原反應(yīng),NO被還原生成NH4+,陽極反應(yīng)為NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+,陰極反應(yīng)為:NO+5e-+6H+=NH4++H2O,故答案為:NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)欲配制480 mL物質(zhì)的量濃度為0.1mol·L-1的CuSO4溶液。
(1)完成該實驗用到的儀器主要有:托盤天平、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒、藥匙和____________。
(2)寫出整個實驗簡單的操作過程:計算→稱量→溶解→轉(zhuǎn)移→____________→定容→搖勻。
(3)如果用CuSO4固體來配制,應(yīng)該稱量固體的質(zhì)量為_________________;如果用CuSO4·5H2O來配制,應(yīng)該稱量固體的質(zhì)量為____________________。
(4)下列操作使配制的溶液濃度偏低的是__________________。
A.配制的過程中有少量的液體濺出燒杯。
B.使用前容量瓶用蒸餾水洗滌,且沒有干燥。
C.定容時俯視液面。
D.定容搖勻后,液面下降,又加水至刻度線。
(5)取配制好的溶液50 mL用水稀釋到100 mL所得溶液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為_________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一密閉容器中盛有甲烷,在隔絕空氣條件下長時間加熱到1000℃左右(假使甲烷完全分解),然后恢復(fù)至室溫(20℃)。這時容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)是原來甲烷壓強(qiáng)的m倍,原來甲烷的密度是容器內(nèi)氣體密度的n倍。下列判斷正確的是( )
A.m=2,n=0.25B.m=0.5,n=4C.m=2,n=4D.m=0.5,n=0.25
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【題目】阿司匹林是常見的解熱鎮(zhèn)痛藥,結(jié)構(gòu)簡式如圖所示,有關(guān)阿司匹林的說法不正確的是( )
A.能發(fā)生水解、酯化、取代、還原反應(yīng)
B.阿司匹林分子中最多可以有20個原子在同一平面上
C.1mol該物質(zhì)完全氧化最多可消耗9mol氧氣
D.1mol該物質(zhì)最多可與3molNaOH發(fā)生反應(yīng)
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【題目】蘋果醋是一種由蘋果發(fā)酵而形成的具有解毒、降脂、減肥等明顯藥效的健康食品。蘋果酸(2羥基丁二酸)是這種飲料的主要酸性物質(zhì),蘋果酸的結(jié)構(gòu)簡式為
下列相關(guān)說法不正確的是( )。
A.蘋果酸在一定條件下能發(fā)生酯化反應(yīng)
B.蘋果酸在一定條件下能發(fā)生催化氧化反應(yīng)
C.1 mol蘋果酸與足量Na反應(yīng)生成33.6 L H2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)
D.1 mol蘋果酸與Na2CO3溶液反應(yīng)一定消耗2 mol Na2CO3
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【題目】高純無水是電解法制鎂的關(guān)鍵原料,有化工人員開發(fā)了以菱鎂礦(主要成分是,含少量雜質(zhì))為原料,以乙二醇為溶劑,采用氨絡(luò)合法制備(白色塊狀固體或粉末,溶于水,易潮解),再轉(zhuǎn)化為無水的新工藝,其流程圖如圖:
已知:①常壓下,的初始分解溫度為399℃,的初始分解溫度為896℃;
②煅燒溫度是影響MgO活性的關(guān)鍵因素;
③乙二醇的沸點197.3℃。
(1)步驟Ⅰ中工業(yè)上一般不選擇800℃以上來完成這一步原因是_____。
(2)步驟Ⅱ中反應(yīng)方程式為_____。
(3)步驟IV中蒸餾的目的是____。
(4)步驟V中的洗滌是為了除去晶體表面的雜質(zhì),最好選用下列哪種作為洗滌劑____。
A.氯化銨飽和溶液 B.乙二醇
C.冷水 D.氨氣飽和的乙醇溶液
(5)實驗過程需要測定濃度,可通過EDTA滴定(與以1:1反應(yīng))來進(jìn)行測定,若分下列步驟(未按順序排列),為獲得更可靠的實驗結(jié)果,完整的操作順序是c→___→e(用操作步驟前的字母表示)。
a.移取25.00mL待測溶液于錐形瓶中,加入10mL水,搖勻
b.用0.1000mol/L的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點,記錄消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積
c.稱取一定質(zhì)量的樣品,配制250mL待測溶液
d.滴加1-2滴指示劑
e.舍棄不可靠數(shù)據(jù)、取平均值等
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)均為常見物質(zhì)或它們的溶液,其中 A為淡黃色固體, C、X 均為無色氣體,Z為淺綠色溶液,D為一種常見的強(qiáng)堿,F物質(zhì)不溶于水。根據(jù)它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系(下圖),回答下列問題:
(部分反應(yīng)物與產(chǎn)物已省略)
(1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式:X____________ F______________
(2)向Z 溶液中通入足量的Cl2,寫出檢驗所得溶液中陽離子所需試劑_______________________。
(3)向含 10g D 的溶液中通入一定量的 X,完全反應(yīng)后,在低溫條件下蒸發(fā)結(jié)晶,最終得到 14.8g 固體。
①簡述蒸發(fā)結(jié)晶在低溫條件下進(jìn)行的理由:____________________________________________________(用必要的文字回答)
②所得固體中含有的物質(zhì)及其它們的物質(zhì)的量之比為_______________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】NA代表阿伏加德羅常數(shù),下列說法正確的是( )
A.1molFe與足量的Cl2反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L H2O中含有的分子數(shù)為NA
C.常溫、常壓下,39gNa2O2中含有的離子總數(shù)為1.5NA
D.1.0mol/L NaOH溶液中含有的氧原子數(shù)為NA
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某溫度下在4 L密閉容器中,X、Y、Z三種氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間變化曲線如圖。
(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________________。
(2)該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是________(填字母)。
A.Y的體積分?jǐn)?shù)在混合氣體中保持不變
B.X、Y的反應(yīng)速率比為3∶1
C.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變
D.容器內(nèi)氣體的總質(zhì)量保持不變
E.生成1 mol Y的同時消耗2 mol Z
(3)計算2 min內(nèi),Y的轉(zhuǎn)化率為_____________;用物質(zhì)X表示反應(yīng)的平均速率為___________;用物質(zhì)Z表示反應(yīng)的平均速率為___________________。
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