【題目】燃煤煙氣的脫硫脫硝是目前研究的熱點(diǎn)。
(1)用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= -574 kJmol-1
②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= -1160 kJmol-1
③H2O(g) = H2O(l) △H= -44 kJmol-1
寫出CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2(g)、CO2(g)和H2O( l ) 的熱化學(xué)方程式_____________。
(2)某科研小組研究臭氧氧化--堿吸收法同時(shí)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 = -200.9 kJmol-1 Ea1 = 3.2 kJmol-1
反應(yīng)Ⅱ:SO2(g)+ O3(g) SO3(g)+O2(g) △H2 = -241.6 kJmol-1 Ea2 = 58 kJmol-1
已知該體系中臭氧發(fā)生分解反應(yīng):2O3(g) 3O2(g)。請(qǐng)回答:
其它條件不變,每次向容積為2L的反應(yīng)器中充入含1.0 mol NO、1.0 mol SO2的模擬煙氣和2.0 mol O3,改變溫度,反應(yīng)相同時(shí)間t后體系中NO和SO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示:
①由圖1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_______。
②下列說法正確的是________。
A.P點(diǎn)一定為平衡狀態(tài)點(diǎn)
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假設(shè)100℃時(shí)P、Q均為平衡點(diǎn),此時(shí)反應(yīng)時(shí)間為10分鐘,發(fā)生分解反應(yīng)的臭氧占充入臭氧總量的10%,則體系中剩余O3的物質(zhì)的量是________mol;NO的平均反應(yīng)速率為________;反應(yīng)Ⅱ在此時(shí)的平衡常數(shù)為_______________。
(3)用電化學(xué)法模擬工業(yè)處理SO2。將硫酸工業(yè)尾氣中的SO2通入如圖裝置(電極均為惰性材料)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可用于制備硫酸,同時(shí)獲得電能:
①M極發(fā)生的電極反應(yīng)式為___________________。
②質(zhì)子交換膜右側(cè)的溶液在反應(yīng)后pH________(填“增大”、“減小”、“不變”)。
③當(dāng)外電路通過0.2 mol電子時(shí),質(zhì)子交換膜左側(cè)的溶液質(zhì)量______(填“增大”或“減小”)_______克。
【答案】 CH4(g)+2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) △H=-955 kJ/mol 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) BCD 0.65 0.0425mol/(L.min) 0.96 SO2+2H2O-2e- =SO42- +4H+ 增大 增大 6.2
【解析】(1)CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的化學(xué)方程式為:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(1)。已知:①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJmol-1,②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJmol-1,③H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJmol-1,將可得:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(1),△H==-955kJ/mol,故答案為:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(1),△H=-955kJmol-1;
(2)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);
②A.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率逐漸增大,因此P點(diǎn)不一定為平衡狀態(tài)點(diǎn),可能是建立平衡過程中的一個(gè)點(diǎn),故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)圖像,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,故B正確;C.根據(jù)2O3(g) 3O2(g),其它條件不變,若縮小反應(yīng)器的容積,平衡逆向移動(dòng),使得臭氧的濃度增大,反應(yīng)I和反應(yīng)II的平衡正向移動(dòng),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SO2,二氧化硫是堿性氧化物,能夠被氫氧化鈉溶液吸收,故D正確;故選BCD;
③假設(shè)100℃時(shí)P、Q均為平衡點(diǎn),此時(shí)反應(yīng)時(shí)間為10分鐘,發(fā)生分解反應(yīng)的臭氧占充入臭氧總量的10%,發(fā)生分解反應(yīng)的臭氧為2mol×10%=0.2mol,根據(jù)反應(yīng)Ⅰ:NO(g)+ O3(g) NO2(g)+O2(g),平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率為85%,反應(yīng)的臭氧為1mol×85%=0.85mol;反應(yīng)Ⅱ:SO2(g)+ O3(g) SO3(g)+O2(g) ,平衡時(shí)二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為30%,反應(yīng)的臭氧為1mol×30%=0.30mol;最終剩余臭氧2mol-0.2mol-0.85mol-0.30mol=0.65mol;10min內(nèi)NO的平均反應(yīng)速率==0.0425mol/(L·min);平衡時(shí)SO2、 O3、 SO3、O2的物質(zhì)的量分別為0.7mol、0.65mol、0.3mol、0.2mol×+0.85mol+0.3mol=1.45mol,反應(yīng)Ⅱ在此時(shí)的平衡常數(shù)==0.96,故答案為:0.65;0.0425mol/(L·min);0.96;
(3)①該裝置是原電池,反應(yīng)原理為二氧化硫、氧氣和水反應(yīng)生成硫酸,通入氧氣的N電極是正極,原電池放電時(shí),氫離子由負(fù)極移向正極,正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水,電極反應(yīng)式為:O2+4e-+4H+=2H2O,負(fù)極M上,二氧化硫失電子和水反應(yīng)生成硫酸,電極反應(yīng)式為:SO2-2e-+2H2O=4H++SO42-,故答案為:SO2-2e-+2H2O=4H++SO42-;
②質(zhì)子交換膜右側(cè)為正極區(qū),正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水,溶液中的氫離子濃度減小,pH增大,故答案為:增大;
③質(zhì)子交換膜左側(cè)為負(fù)極區(qū),負(fù)極上,二氧化硫失電子和水反應(yīng)生成硫酸,電極反應(yīng)式為:SO2-2e-+2H2O=4H++SO42-,當(dāng)外電路通過0.2 mol電子時(shí),生成0.4mol氫離子,有2mol氫離子通過質(zhì)子交換膜移向右側(cè),左側(cè)的溶液質(zhì)量增大64g/mol×0.1mol-0.2mol×1g/mol=6.2g,故答案為:增大;6.2。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)A、B、C三種無色可溶性鹽分別是由Na+、Ag+、Ba2+、Cl-、NO、CO中不同的陰、陽離子組成。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證知:A溶液、B溶液均可以與鹽酸反應(yīng),其中A產(chǎn)生白色沉淀,B產(chǎn)生氣泡。則A為_______、B為_________。將B和C的溶液混合后,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________。
(2)有一包固體粉末,由CaCO3、Na2SO4、KNO3、BaCl2、CuSO4中的三種物質(zhì)組成,取樣品進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
從實(shí)驗(yàn)可以判斷,該固體粉末中一定不含有____________,它的組成可能是__________或_____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化合物G是一種醫(yī)藥中間體,常用于制備抗凝血藥.可以通過如圖所示的路線合成:
已知:RCOOH RCOCl;D與FeCl3溶液能發(fā)生顯色.
請(qǐng)回答下列問題:
(1)B→C的轉(zhuǎn)化所加的試劑可能是__________ , C+E→F的反應(yīng)類型是__________.
(2)有關(guān)G的下列說法正確的是_______ .
A.屬于芳香烴
B.能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)
C.可以發(fā)生水解、加成、氧化、酯化等反應(yīng)
D.1mol G最多可以跟4mol H2反應(yīng)
(3)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為__________ .
(4)F與足量NaOH溶液充分反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________ .
(5)寫出同時(shí)滿足下列條件的E的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式__________ .
①能發(fā)生水解反應(yīng)
②與FeCl3溶液能發(fā)生顯色反應(yīng)
③苯環(huán)上有兩種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子
(6)已知:工業(yè)上以氯苯水解制取苯酚,而酚羥基一般不易直接與羧酸酯化.苯甲酸苯酚酯( )是一種重要的有機(jī)合成中間體.試寫出以苯、甲苯為原料制取該化合物的合成路線流程圖(無機(jī)原料任用). 注:合成路線的書寫格式參照如圖示例流程圖:__________
CH3CHO CH3COOH CH3COOCH2CH3 .
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】A-F共6種有機(jī)物,在一定條件下,按圖發(fā)生轉(zhuǎn)化.
又知烴A的密度(在標(biāo)準(zhǔn)狀況下)是氫氣密度的13倍,試回答下列問題:
(1)有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 __________ 。有機(jī)物D中所含官能團(tuán)名稱為 __________ .
(2)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:E. __________ ,F(xiàn). __________ .
(3)C→D的反應(yīng)類型屬于 __________.C+E→F的反應(yīng)類型屬于 __________
(4)F的同分異構(gòu)體中能與NaHCO3反應(yīng)產(chǎn)生氣體的有機(jī)物有 __________ 種.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】高錳酸鉀和濃鹽酸可以發(fā)生下列反應(yīng):2KMnO4+16HCl(濃)===5Cl2↑+2MnCl2+2KCl+8H2O
(1)用雙線橋法表示此反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移的方向及數(shù)目_____________
(2)該反應(yīng)的氧化劑是______,還原劑是________。HCl表現(xiàn) ___________性和 ____性。
(3)若消耗0.2 mol氧化劑,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是________ mol。生成氯氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是__________
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】請(qǐng)根據(jù)官能團(tuán)的不同對(duì)下列有機(jī)物進(jìn)行分類。
(1)芳香烴:________;
(2) 鹵代烴:________;
(3) 醇:________;
(4)醛:________;
(5)羧酸:________;
(6)酯:________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】水-電解質(zhì)平衡是身體健康的重要保證。下列物質(zhì)屬于電解質(zhì)的是( )
A. 鐵B. 氮?dú)?/span>C. 氯化鈉D. 蔗糖
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】科學(xué)家發(fā)現(xiàn):工業(yè)革命前的65萬年間,地球大氣層中的溫室氣體穩(wěn)定,CO2含量一直處在180 ppm~289 ppm之間,CH4含量在320 ppb~720 ppb之間,現(xiàn)在大氣中的CO2和CH4含量分別高達(dá)380 ppm和1700 ppb,導(dǎo)致溫室氣體含量變化的主要原因是( )
①以煤為能源的機(jī)器的廣泛使用 ②以石油為能源的機(jī)器的廣泛使用
③以原子能為能源的核工業(yè)的發(fā)展 ④以風(fēng)能、太陽能為能源的新工業(yè)的發(fā)展
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ②④
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用不相對(duì)應(yīng)的是
A. Na2CO3的水溶液呈堿性,醫(yī)學(xué)上能用作治療胃酸過多
B. Na2O2能分別與H2O、 CO2反應(yīng),可用作供氧劑
C. 生石灰吸水能力強(qiáng),常用作袋裝食品的干燥劑
D. 鋁是活潑的金屬單質(zhì),鋁可用于冶煉某些熔點(diǎn)較高的金屬
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