【題目】研究NO2、NO、CO污染物處理,對(duì)建設(shè)美麗中國具有重要意義。

(1)NO2(g)+CO(g)==CO2(g)+NO(g)△H1=-234.00kJ/mol

1/2N2(g)+1/2O2(g)=NO(g)△H2=-89.75kJ/mol

2NO(g)+O2(g)==2NO2(g)△H3=-112.30kJ/mol。

NO2氣體和CO氣體反應(yīng)生成無污染氣體,其熱化學(xué)方程式為______________。

(2)某溫度下,向10L密閉容器中分別充入0.1molNO20.2molCO,發(fā)生反應(yīng):2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO2(g)經(jīng)10min反應(yīng)達(dá)到平衡,容器的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?/span>。

0~10min內(nèi),CO的平均反應(yīng)速率v(CO)=__________;

②若容器中觀察到_____,可判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);

③為增大污染物處理效率,起始最佳投料比為______;

④平衡后,僅將CO、CO2氣體濃度分別增加一倍,則平衡_____(右移左移不移動(dòng)”)。

(3)在高效催化劑作用下用NH3還原NO2進(jìn)行污染物處理。

①相同條件下,選用A、B、C三種催化劑進(jìn)行反應(yīng),生成氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量與時(shí)間變化如圖a;罨茏钚〉氖______(E(A)、E(B)、E(C)表示三種催化劑下該反應(yīng)活化能)。

②在催化劑A作用下測得相同時(shí)間處理NO2的量與溫度關(guān)系如圖b。試說明圖中曲線先增大后減小的原因________(假設(shè)該溫度范圍內(nèi)催化效率相同)。

(4)有人設(shè)想在含有NO2的酸性污水中加人填充有鋁粉的多孔活性炭顆粒進(jìn)行水的凈化。試結(jié)合電極反應(yīng)說明多孔活性炭的主要作用_____

【答案】 2NO2(g)+4CO(g)=4CO2(g)+N2(g) △H=-868.8kJ/mol 4×10-4mol/(L.min) 體系內(nèi)氣體顏色不再改變 不移動(dòng) E(A) 低于300℃,反應(yīng)未達(dá)到平衡,溫度升高,反應(yīng)速率加快;高于300℃,反應(yīng)已平衡,隨溫度升高,反應(yīng)逆向進(jìn)行 活性炭在與鋁粉形成的原電池中作正極,發(fā)生反應(yīng)2NO2+8H++8e-=N2↑+4H2O,NO2轉(zhuǎn)化為無污染物質(zhì)N2

【解析】(1)反應(yīng)①×4-②×2+③×1得到:2NO2(g)+4CO(g)=4CO2(g)+N2(g) △H=-868.8kJ/mol。

(2) 2NO2(g) + 4CO(g) = N2(g) + 4CO2(g)

起始: 0.1 0.2 0 0

反應(yīng): x 2x x/2 2x

平衡: 0.1-x 0.2-2x x/2 2x

恒溫恒容壓強(qiáng)的比等于氣體的物質(zhì)的量的比,所以 ,解得x=0.02mol。

①由上參加反應(yīng)的CO0.04mol,反應(yīng)速率為= 4×10-4mol/(L.min)。

②反應(yīng)達(dá)平衡以后所有物質(zhì)的濃度都不變化,因?yàn)?/span>NO2的濃度不變,所以體系的顏色應(yīng)該也不變化,則觀察到顏色不變,證明反應(yīng)達(dá)平衡。

③為增大污染物處理效率,應(yīng)該保證反應(yīng)盡量轉(zhuǎn)化為生成物,即兩個(gè)反應(yīng)物都不過量,所以起始最佳投料比為。

④達(dá)平衡時(shí)一定有Q=K,現(xiàn)在僅將CO、CO2氣體濃度分別增加一倍,因?yàn)閮烧叩南禂?shù)相等,且一個(gè)在分子一個(gè)在分母,所以濃度商的比值Q不變,即Q依然等于K,反應(yīng)平衡不移動(dòng)。

(3)①一般來說,反應(yīng)的活化能越小,反應(yīng)的速率越快,所以E(A)最小。

②曲線為在催化劑A作用下測得相同時(shí)間處理NO2的量與溫度關(guān)系,則曲線上的點(diǎn)不一定代表平衡態(tài)。反應(yīng)速率慢的時(shí)候,該時(shí)間段不能達(dá)平衡,則速率越快,反應(yīng)的量越多;反應(yīng)速率很快的時(shí)候,反應(yīng)達(dá)平衡,則溫度越高,平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)的量減少。所以原因?yàn)?/span>低于300℃,反應(yīng)未達(dá)到平衡,溫度升高反應(yīng)速率加快;高于300℃,反應(yīng)已平衡,隨溫度升高,反應(yīng)逆向進(jìn)行。

(4)明顯這個(gè)處理過程是原電池,加入鋁和碳就組成了原電池的兩個(gè)電極,鋁為負(fù)極,碳為正極,其表面應(yīng)該發(fā)生NO2得電子轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾姆磻?yīng),所以方程式為:2NO2+8H++8e-=N2↑+4H2O

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】一種Cu- Li可充電電池的工作原理如圖所示,其中非水系電解液和水系電解液被鋰離子固體電解質(zhì)陶瓷片( LISICON)隔開。下列說法正確的是

A. 陶瓷片允許水分子通過

B. 電池放電時(shí),N極上發(fā)生氧化反應(yīng)

C. 電池充電時(shí),接線柱B應(yīng)與外接直流電源的負(fù)極相連

D. 電池充電時(shí),陰極反應(yīng)為Li++e-=Li

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】運(yùn)用化學(xué)鏈燃燒技術(shù)有利于提高燃料利用率;瘜W(xué)鏈燃燒技術(shù)的基本原理是將傳統(tǒng)的燃料與空氣直接接觸反應(yīng)的燃燒借助于載氧劑(如Fe2O3、FeO等)的作用分解為幾個(gè)氣固反應(yīng),燃料與空氣無需接觸,由載氣劑將空氣中的氧傳遞給燃料;卮鹣铝袉栴}:

(1)用Fe2O3作載氧劑的化學(xué)鏈燃燒部分熱化學(xué)方科式及循環(huán)轉(zhuǎn)化的原理如下:

I.C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g) △H1

II.Fe2O3(s)+1/3CO(g)=2/3Fe3O4(s)+1/3CO2(g) △H2

III.Fe2O3(s)+1/3H2(g)=2/3Fe3O4(s)+1/3H2O(g) △H3

IV.Fe3O4(s)+1/4O2(s)=3/2Fe2O3 (s) △H4

①在反應(yīng)器B中進(jìn)行的反應(yīng)是_______(填反應(yīng)前面的代號(hào));“物質(zhì)2”是______(填化學(xué)式)。

反應(yīng)C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=______(用△H1、△H2、△H3、△H4表示)。

(2)用FeO作載氧劑部分反應(yīng)的lgKp[Kp是用平衡分壓代替平衡濃度(平衡分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))]與溫度的關(guān)系如下圖所示:

①圖中涉及的反應(yīng)中,屬于吸熱反應(yīng)的是______(填反應(yīng)前面的代號(hào))。

②恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):CH4(g) +4FeO(s)=4Fe(s) +2H2O(g)+CO2(g),不能說明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡的標(biāo)志是______( 填字母)。

a.v正(CH4)=v正(CO2)

b.氣體的壓強(qiáng)不再隨時(shí)間變化

c.氣體的密度不再隨時(shí)間變化

d.單位時(shí)間內(nèi)斷裂C-H鍵與斷裂H-O鍵數(shù)目相等

③若某恒容密閉容器中只發(fā)生反應(yīng)I和II,平衡時(shí)對(duì)應(yīng)上圖中Q 處時(shí),容器中氣體分壓p(X)間應(yīng)滿足的關(guān)系是__________。

④在某密閉容器中充入0.8 molCO和0.2 mol CO2 并加入足量的FeO,只發(fā)生反應(yīng)I,在R點(diǎn)(lgKp=0),則CO的平衡轉(zhuǎn)化率為________。

(3)若用CaSO4作載氧劑進(jìn)行化學(xué)鏈燃燒時(shí),CaSO4與CO發(fā)生反應(yīng)生成CaS,則反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列各組物質(zhì)中,存在X→YY→Z不能通過一步反應(yīng)完成轉(zhuǎn)化的一組是

選項(xiàng)

X

Y

Z

A

Al

NaAlO2(aq)

Al(OH)3

B

MgO

MgCl2(aq)

Mg

C

H2O(g)

Fe3O4

Fe

D

NaOH(aq)

Na2CO3(aq)

NaHCO3(aq)

A. A B. B C. C D. D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3,含Fe2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下:

下列敘述正確的是

A. 試劑X可以是氫氧化鈉溶液,也可以是鹽酸

B. 反應(yīng)、過濾后所得沉淀為氫氧化鐵

C. 圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都不是氧化還原反應(yīng)

D. 反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】I在一定條件下aAbBcC+dD達(dá)到平衡時(shí),請?zhí)顚懀?/span>

1A、BC、D都是氣體,在加壓后平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則ab、c、d關(guān)系是__________________。

2已知BC、D是氣體,現(xiàn)增加A的物質(zhì)的量,平衡不移動(dòng),說明A__________________(填狀態(tài))。

3若容器容積不變,加入氣體B,氣體A的轉(zhuǎn)化率__________________(填增大”“減小不變)。

4若加熱后,C的百分含量減小則正反應(yīng)是__________________反應(yīng)(填放熱吸熱)。

5若保持容器壓強(qiáng)不變,且A、BC、D都是氣體,向容器中充入稀有氣體,則化學(xué)平衡正向移動(dòng),則a、bc、d關(guān)系是__________________。

工業(yè)上一般采用下列反應(yīng)合成甲醇:CO(g)2H2(g) CH3OH(g)。

1在一定溫度下,將2 mol CO6 mol H2充入2 L的密閉容器中,充分反應(yīng)后,達(dá)到平衡時(shí)測得c(CO)0.5mol·L1。該反應(yīng)的平衡常數(shù)K__________________。

2若在一體積可變的容器中充入l molCO、 2mol H21mol CH3OH,達(dá)到平衡吋測得混合氣體的密度是同溫同壓下起始的1.6倍,則該反應(yīng)向__________________(”)反應(yīng)方向移動(dòng)。

3若在溫度和容積相同的三個(gè)密閉容器中,按不同方式投人反應(yīng)物,測得反應(yīng)達(dá)到平衡吋的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:

容器

反應(yīng)物投入的量

反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率

CH3OH的濃度(mol/L)

能量變化(Q1、Q2Q3均大于0

1

2molCO4molH2

a1

c1

放出Q1kJ熱量

2

2molCH3OH

a2

c2

吸收Q2kJ熱量

3

4molCO8molH2

a3

c3

放出Q3kJ熱量

則下列關(guān)系正確的是 __________________。

Ac1=c2 B2Q1=Q3 C2a1=a3 Da1 +a2 =1 E該反應(yīng)若生成2mol CH3OH,則放出(Q1+Q2)kJ熱量

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列反應(yīng)中,不屬于氧化還原反應(yīng)的是

A. 2Na + 2H2O =2NaOH + H2 B. 2Na + O2Na2O2

C. 2Na2O2 + 2CO2=2Na2CO3+O2 D. NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】碳酸錳(MnCO3)是一種高性能磁性材料。以軟錳礦粉(主要含MnO2,還含有少量的Fe2O3、Al2O3等雜質(zhì))為原料制取MnCO3的流程如下:

已知:“沉錳”反應(yīng)為:Mn2+ + 2HCO == MnCO3↓+ H2O + CO2

(1)“酸浸”時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)為:2Fe2+ + MnO2+ 4H+ == 2Fe3+ + Mn2+ + 2H2O。除此以外,還發(fā)生的反應(yīng)離子方程式為________。(任寫一個(gè))

(2)“沉錳”工序中,實(shí)驗(yàn)測得MnCO3的產(chǎn)率與溶液pH、反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。反應(yīng)要控制pH在7左右的理由是_________。(答兩點(diǎn))

(3)“過濾Ⅱ”所得濾液中溶質(zhì)的主要成分是_________。

(4)為測定某軟錳礦中二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù),準(zhǔn)確稱量1.800g軟錳礦樣品,加入4.020 g草酸鈉(Na2C2O4)固體,再加入足量的稀硫酸并加熱(雜質(zhì)不參加反應(yīng)),充分反應(yīng)后冷卻,過量的Na2C2O4用0.2000 mol/L高錳酸鉀溶液進(jìn)行滴定,當(dāng)?shù)稳?0.00mL溶液時(shí)恰好完全反應(yīng)。已知高錳酸鉀、二氧化錳在酸性條件下均能將草酸鈉(Na2C2O4)氧化:MnO2 + C2O+ 4H+ Mn2+ + 2CO2↑+ 2H2O,MnO4+ C2O + H+ — Mn2+ + CO2↑+ H2O (未配平)。求該軟錳礦中二氧化錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)_________(寫出計(jì)算過程)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列離子方程式的書寫及評(píng)價(jià)均合理的是( )

選項(xiàng)

離子方程式

評(píng)價(jià)

A

2 mol Cl2通入含1 mol FeI2的溶液中:

2Fe2+2I+2Cl2===2Fe3+4Cl+I(xiàn)2

正確;Cl2過量,可將Fe2、I均氧化

B

Ba(HCO3)2溶液與足量的NaOH溶液反應(yīng):

Ba2+HCO3-+OH===BaCO3↓+H2O

正確;酸式鹽與堿反應(yīng)生成正鹽和水

C

過量SO2通入NaClO溶液中:

SO2+H2O+ClO===HClO+HSO3-

正確;說明酸性:H2SO3強(qiáng)于HClO

D

1 mol/LNaAlO2溶液和2.5 mol/LHCl溶液等體積混合:

2AlO2-+5H===Al3+Al(OH)3↓+H2O

正確;第一步反應(yīng)和第二步反應(yīng)消耗的H的物質(zhì)的量之比為23

A. A B. B C. C D. D

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