【題目】綠水青山就是金山銀山,運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳、氮、硫的單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)對工業(yè)生產(chǎn)、緩解環(huán)境污染、解決能源危機(jī)等具有重要意義。

(1)已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g) H1=-3935kJ/mol

C(s)+CO2(g)=2CO(g) H2=+1725kJ/mol

4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) H3=-16510kJ/mol

CO還原氧化鐵的熱化學(xué)方程式為_____________。

(2)氫硫酸、碳酸均為二元弱酸,其常溫下的電離常數(shù)如下表:

H2CO3

H2S

Ka1

4.410-7

1.310-7

Ka2

4.710-11

7.110-15

①煤的氣化過程中產(chǎn)生的有害氣體H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,該反應(yīng)的離子方程式為_______

②常溫下,0.1mol·L-1 NaHCO3溶液和0.1mol·L-1 NaHS溶液的pH相比,pH較小的為________ 溶液(填化學(xué)式)。

(3)一定條件下,向某恒容密閉容器中充入x mol CO2y mol H2,發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH (此反應(yīng)在低溫時(shí)為自發(fā)反應(yīng))。

①下圖能表示該反應(yīng)的平衡常數(shù)K與溫度T之間的變化關(guān)系曲線為_____(“a”“b”),其判斷依據(jù)是__________

②若x=2、y=3,測得在相同時(shí)間內(nèi)不同溫度下H2的轉(zhuǎn)化率如下圖所示,則在該時(shí)間段內(nèi),恰好達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),此時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)與反應(yīng)開始時(shí)的壓強(qiáng)之比為_____________。

(4)在有氧條件下,新型催化劑M能催化NH3NOx反應(yīng)生成N2。

NH3NO2生成N2的反應(yīng)中,當(dāng)生成28g N2時(shí),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為____mol(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

②將一定比例的O2、NH3NOx的混合氣體,勻速通入裝有催化劑M的反應(yīng)器中反應(yīng)(裝置如圖1)。反應(yīng)相同時(shí)間NOx的去除率隨反應(yīng)溫度的變化曲線如圖2所示,在50250 ℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是______;當(dāng)反應(yīng)溫度高于380 ℃時(shí),NOx的去除率迅速下降的原因可能是____

【答案】Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) H=-23.5 kJmol-1 +H2S=+HS NaHCO3 a 該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度反應(yīng)逆向進(jìn)行,會使平衡常數(shù)減小 1725 3.43 迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高而增大,與溫度升高共同使NOx去除反應(yīng)速率迅速增大;上升緩慢段主要是溫度升高引起的NOx去除反應(yīng)速率增大,催化劑活性下降 NH3O2反應(yīng)生成了NO或氨氣和氧氣發(fā)生副反應(yīng)

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算;

(2) 根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸原理,電離常數(shù)大的制備電離常數(shù)小的;根據(jù)水解常數(shù)Kb=計(jì)算同濃度時(shí)鹽的pH值;

(3)根據(jù)勒夏特列原理判斷,利用三段式計(jì)算;

(4)根據(jù)氧化還原反應(yīng)計(jì)算。

(1)根據(jù)蓋斯定律,CO還原氧化鐵的熱化學(xué)方程式為Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)H=1.5 H1-1.5H2-0.5H3=-23.5 kJmol-1。

(2)氫硫酸、碳酸均為二元弱酸,根據(jù)表格可知,硫化氫的第二步電離常數(shù)小于碳酸的第一步電離常數(shù),根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸的原理, ①煤的氣化過程中產(chǎn)生的有害氣體H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,該反應(yīng)的離子方程式為+H2S=+HS

②根據(jù)水解常數(shù)Kb=可知,碳酸的第一步電離常數(shù)大于硫化氫的第一步電離常數(shù),故碳酸氫根的水解常數(shù)小于硫氫根水解常數(shù),兩者水解產(chǎn)生氫氧根離子,故常溫下,0.1mol·L-1 NaHCO3溶液和0.1mol·L-1 NaHS溶液的pH相比,pH較小的為NaHCO3溶液。

(3) ①該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度不利于反應(yīng)向右進(jìn)行,會使平衡常數(shù)減小,曲線a符合此特點(diǎn);

②由圖可知,當(dāng)溫度在T2時(shí),H2的轉(zhuǎn)化率最高。溫度越高反應(yīng)速率越大,在相同時(shí)間內(nèi)達(dá)到平衡狀態(tài)前,H2的轉(zhuǎn)化率最高,但達(dá)到平衡狀態(tài)后繼續(xù)升溫,反應(yīng)會向逆反應(yīng)方向移動,導(dǎo)致H2的轉(zhuǎn)化率降低,由圖知b點(diǎn)為平衡狀態(tài):

反應(yīng)前 2 3 0

反應(yīng) 0.8 3×80% 0.8

同溫同體積時(shí),壓強(qiáng)比等于物質(zhì)的量比,故b點(diǎn)時(shí)對應(yīng)的壓強(qiáng)與反應(yīng)開始時(shí)的壓強(qiáng)比為34:50=17:25;

(4)在有氧條件下,新型催化劑M能催化NH3NOx反應(yīng)生成N2

①①NH3NO2生成N2的反應(yīng)方程式為8NH3+6NO2=7N2+12H2O,該反應(yīng)中生成7mol N2時(shí),轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為24mol,因此生成1mol N2時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為mol=3.43mol;

②在一定溫度范圍內(nèi)催化劑活性較大,超過溫度范圍,催化劑活性降低,由圖可知迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高而增大,與溫度升高共同使NOx的去除反應(yīng)速率增大;上升階段緩慢主要是溫度上高引起的NOx的去除反應(yīng)速率增大但催化劑活性降低;在一定溫度和催化劑存在的條件下,氨氣能催化氧化生成NO,當(dāng)溫度高于380℃時(shí),NOx的去除反應(yīng)速率下降的原因可能是氨氣在該反應(yīng)條件下與氧氣反應(yīng)生成NO或氨氣和氧氣發(fā)生副反應(yīng)。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】70g過氧化鈉和氧化鈉混合物與98g水充分反應(yīng),所得溶液恰好能被含硫酸98g的酸溶液中和,求:

1)原混合物中過氧化鈉和氧化鈉的質(zhì)量分別是多少?___

2)所得氫氧化鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?___

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】亞鐵鹽、鐵鹽在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活、污水處理等方面有著極其廣泛的應(yīng)用,現(xiàn)用鐵屑與硫酸反應(yīng)制備硫酸亞鐵。

已知:①4Fe2++O2+4H===4Fe3++2H2O

②硫酸亞鐵在水中的溶解度如下圖:

(1)首先,將鐵屑放入碳酸鈉溶液中煮沸除油污,分離出液體,用水洗凈鐵屑。此步驟中,分離出液體的方法通常不用過濾,使用的操作是____________(填寫操作名稱)。

(2)向處理過的鐵屑中加入適量的硫酸,在一定溫度下使其反應(yīng)到不再產(chǎn)生氣體,趁熱過濾,得硫酸亞鐵溶液。

①硫酸濃度應(yīng)選擇(填字母序號)__________;                   

A.濃硫酸 B.10 moL·L-1硫酸

C.3 moL·L-1硫酸 D.任意濃度硫酸

②溫度宜控制在________,加熱的同時(shí)需適當(dāng)補(bǔ)充水,原因是___________________

③反應(yīng)中應(yīng)保持_________ (填“<”“>”或“=”) 1。

(3)亞鐵鹽在空氣中易被氧化,但形成復(fù)鹽可穩(wěn)定存在,如“摩爾鹽”,即(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O(硫酸亞鐵銨),就是在硫酸亞鐵溶液中加入少量稀硫酸溶液,再加入飽和硫酸銨溶液,經(jīng)過_______、_______、_______、_______等一系列操作后所得。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列判斷正確的是( 。

A. 2 g H2含有的氫原子數(shù)目為NA

B. 1 L 1molL﹣1KOH溶液中含有的鉀離子數(shù)目為NA

C. 1 mol Zn完全變?yōu)閆n2+失去的電子數(shù)目為NA

D. 常溫常壓下,22.4 LO2含有的分子數(shù)目為NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】t℃時(shí),A的溶解度是Sg·100g1,其飽和溶液密度為dg·cm3、物質(zhì)的量濃度為cmol·L1。溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w,A的摩爾質(zhì)量為Mg·mol1,實(shí)驗(yàn)測得向一定量含A的溶液中加入mg無水A或蒸發(fā)掉ng水后恢復(fù)到t℃,均為飽和溶液,下列關(guān)系式正確的是(  )

A.S

B.c

C.S

D.c%100%

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】聚酯類高分子化合物F,因其優(yōu)異的耐熱性和良好的力學(xué)性能而得到廣泛的應(yīng)用,合成路線如下:

已知:

回答下列問題:

(1)A中含有的含氧官能團(tuán)的電子式為_______,A→B的反應(yīng)類型為_____。

(2)E在一定條件下還可以合成含有六元環(huán)狀結(jié)構(gòu)的G,則G的結(jié)構(gòu)簡式為_________。

(3)D→E轉(zhuǎn)化反應(yīng)①的化學(xué)方程式是_______。

(4)E生成F反應(yīng)的化學(xué)方程式是______

(5)F的平均相對分子質(zhì)量為25890,則其平均聚合度為______

(6)滿足下列條件的C的同分異構(gòu)體有____(不考慮立體異構(gòu))。

①含有1個六元碳環(huán),且環(huán)上相鄰4個碳原子上各連有一個取代基 1mol該物質(zhì)與新制的Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)產(chǎn)生2mol磚紅色沉淀

(7)寫出以為原料(其他試劑任選)制備化合物的合成路線______。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某火電廠收捕到的粉煤灰的主要成分為SiO2、Al2O3、FeOFe2O3、MgOTiO2等。研究小組對其進(jìn)行綜合處理的流程如下:Ksp[ Al(OH)3]=1.0×10-34 Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10 -38。已知:酸浸后鈦主要以TiOSO4形式存在,強(qiáng)電解質(zhì)TiOSO4在溶液中僅能電離SO42-和一種陽離子,該離子會水解,下列說法不正確的是

A.酸浸時(shí)TiO2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為TiO2 +2H+= =TiO2+ +H2O

B.結(jié)晶時(shí)溫度需控制在70℃以上,溫度過低TiO2xH2O產(chǎn)率降低

C.為使濾渣2沉淀完全,需調(diào)pH"最小為4.3

D.MgCl2溶液制備MgCl26H2O需要在HCl的氣氛下蒸發(fā)濃縮

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】碳的化合物在工業(yè)上應(yīng)用廣泛,下面有幾種碳的化合物的具體應(yīng)用

(1)已知下列熱化學(xué)方程式:

i. CH2=CHCH3(g)+ Cl2(g)=CH2ClCHClCH3(g)H1= -133 kJ·mol-1

ii. CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)=CH2 =CHCH2Cl(g)+HCl(g)H2= -100 kJ·mol-1

又已知在相同條件下,CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)=CH2ClCHClCH3(g) 的正反應(yīng)的活化能Ea(正)132 kJmol-1,則逆反應(yīng)的活化能Ea(逆)________kJmol-1。

(2)查閱資料得知,反應(yīng)CH3CHO(aq)=CH4(g)+CO(g)在含有少量I2的溶液中分兩步進(jìn)行:

I步反應(yīng)為CH3CHO(aq)+I2(aq)→CH3I(l) +HI(aq)+CO(g)(慢反應(yīng));

II步為快反應(yīng)。增大I2的濃度________(填不能)明顯增大總反應(yīng)的平均速率,理由為______________

(3)用催化劑Fe3(CO)12/ZSM -5催化CO2加氫合成乙烯的反應(yīng),所得產(chǎn)物含CH4C3H6、C4H8等副產(chǎn)物,反應(yīng)過程如圖。

催化劑中添加Na、K、Cu助劑后(助劑也起催化作用)可改變反應(yīng)的選擇性,在其他條件相同時(shí),添加不同助劑,經(jīng)過相同時(shí)間后測得CO2轉(zhuǎn)化率和各產(chǎn)物的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如下表。

欲提高單位時(shí)間內(nèi)乙烯的產(chǎn)量,在Fe3(CO)12/ZSM -5中添加__________助劑效果最好;加入助劑能提高單位時(shí)間內(nèi)乙烯產(chǎn)量的根本原因是__________________。

(4)在一密閉容器中,起始時(shí)向該容器中充入H2SCH4n(H2S):n(CH4) =2:1,發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)。0. 11MPa時(shí),溫度變化對平衡時(shí)產(chǎn)物的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的影響如下圖所示

為提高H2S的平衡轉(zhuǎn)化率,除改變溫度外,還可采取的措施是______________(列舉一條)。N點(diǎn)對應(yīng)溫度下,該反應(yīng)的Kp=______ ( MPa)2(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))。

(5)合成碳酸二甲酯的工作原理如下圖所示。

陽極的電極反應(yīng)式為_______,離子交換膜a__________(填陽膜、陰膜)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】聚乳酸(PLA)是一種無毒性、可再生、可分解的高分子聚合物塑料,PLA早期在醫(yī)學(xué)上使用,作手術(shù)縫合線及骨釘?shù),現(xiàn)在則已較廣泛應(yīng)用于一些常見的物品,如:包裝袋、紡織纖維,PLA由植物中萃取出的淀粉(玉米、甜菜、小麥、甘薯等)或用纖維素(玉米秸稈、麥稈、甘蔗渣等木質(zhì)的農(nóng)業(yè)廢棄物)經(jīng)過下列過程制造而成:淀粉或纖維素葡萄糖乳酸聚乳酸

根據(jù)上述信息,回答下列問題:

1淀粉水解生成葡萄糖的化學(xué)方程式為___________________________________________。

2已知1 mol葡萄糖2 mol乳酸,轉(zhuǎn)化過程中無其他反應(yīng)物、生成物,則乳酸的分子式為_______________________________。

3某研究性小組為了研究乳酸(無色液體,與水混溶)的性質(zhì),做了如下實(shí)驗(yàn):

①取1.8 g乳酸與過量的飽和NaHCO3溶液反應(yīng),測得生成的氣體體積為448 mL(氣體體積已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。

②另取1.8 g乳酸與過量的金屬鈉反應(yīng),測得生成的氣體體積為448 mL(氣體體積已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推知乳酸分子含有________(填官能團(tuán)名稱),從以上條件推知乳酸的結(jié)構(gòu)簡式可能為_____________________________。

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