【題目】隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重,國家擬于“十二”五期間,將二氧化硫(SO2)排放量減少8%,氮氧化物(NOx)排放量減少10%。目前,消除大氣污染有多種方法。
(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 kJ·mol-1
②CH4(g) +4NO(g) =2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) ⊿H= -1160 kJ·mol-1
③H2O(g) = H2O(l) △H= -44.0 kJ·mol-1
寫出CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2(g),CO2(g)和H2O(1)的熱化學(xué)方程式________。
(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常溫下可將SO2轉(zhuǎn)化為SO42-,從而實(shí)現(xiàn)對SO2的治理。已知含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e2+、Fe3+的溶液時(shí),其中一個(gè)反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++ O2+ 4H+= 4Fe3++ 2H2O,則另一反應(yīng)的離子方程式為________。
(3)用活性炭還原法處理氮氧化物。有關(guān)反應(yīng)為:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) 。某研究小組向密閉的真空容器中(假設(shè)容器體積不變,固體試樣體積忽略不計(jì))加入NO和足量的活性炭,恒溫(T1℃)條件下反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測得各物質(zhì)的濃度如下:
①10min~20min以v(CO2) 表示的平均反應(yīng)速率為________。
②根據(jù)表中數(shù)據(jù),計(jì)算T1℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為________ (保留兩位小數(shù))。
③一定溫度下,隨著NO的起始濃度增大,則NO的平衡轉(zhuǎn)化率________ (填“增大”、“不變”或“減小”) 。
④下列各項(xiàng)能作為判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的是___(填序號字母)。
A.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
B.2v正(NO) =v逆(N2)
C.容器內(nèi)CO2的體積分?jǐn)?shù)不變
D.混合氣體的密度保持不變
⑤30min末改變某一條件,過一段時(shí)間反應(yīng)重新達(dá)到平衡,則改變的條件可能是________。請?jiān)谙聢D中畫出30min至40min的變化曲線________。
【答案】CH4(g)+2NO2(g)=N2(g) + CO2(g) +2H2O(l) ⊿H=-955 kJ·mol-1 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+ 0.009 mol·L-1·min-1 K=0.56 不變 C、D 減小CO2的濃度
【解析】
(1)根據(jù)蓋斯定律得(①+②+③×4)÷2即為所求,答案是CH4(g)+2NO2(g) = N2(g) + CO2(g) +2H2O(l) ⊿H= -955 kJ·mol-1;
(2)根據(jù)題意可知,另一個(gè)離子方程式應(yīng)是鐵離子氧化二氧化硫的方程式,根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理配平得反應(yīng)為為2Fe3+ + SO2+ 2H2O = 2Fe2++ SO42- + 4H+;
(3)①10min~20min之間CO2 的濃度增大了0.9mol/L,所以以v(CO2) 表示的平均反應(yīng)速率為=0.009 mol·L-1·min-1;
②反應(yīng)進(jìn)行到20min時(shí)達(dá)平衡,則T1℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K==0.56;
③恒溫恒容條件下,無論NO的濃度如何變化,達(dá)到的平衡與原平衡均是等效平衡,所以NO轉(zhuǎn)化率不變;
④A、該反應(yīng)屬于反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變的可逆反應(yīng),所以恒容時(shí)壓強(qiáng)一直不變,不能判定是否達(dá)平衡狀態(tài),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B、NO的反應(yīng)速率是N2的反應(yīng)速率的2倍,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;
C、達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的量不再變化,所以CO2的體積分?jǐn)?shù)不變,選項(xiàng)C正確;
D、恒容條件下,有固體參與的可逆反應(yīng)中,氣體的密度不變的狀態(tài)是平衡狀態(tài),選項(xiàng)D正確。
答案選CD;
⑤由圖像分析,NO的濃度減小說明平衡逆向移動,N2的濃度增大,CO2的濃度卻減小,所以改變的可能條件是減小了CO2的濃度,對應(yīng)的反應(yīng)速率小于原平衡時(shí)的速率,在原速率的線下方畫一條逐漸上升的曲線即可,答案為。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】工業(yè)上高純硅可以通過下列反應(yīng)制。SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)﹣236kJ
(1)反應(yīng)涉及的元素原子半徑從大到小的排列順序?yàn)?/span>_____。其中硅原子最外層有_____個(gè)未成對電子,有_____種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子;
(2)反應(yīng)涉及的化合物中,寫出屬于非極性分子的結(jié)構(gòu)式:_____;產(chǎn)物中晶體硅的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高HCl,原因是_____;
(3)氯和硫是同一周期元素,寫出一個(gè)能比較氯和硫非金屬性強(qiáng)弱的化學(xué)方程式:_____;
(4)在一定溫度下進(jìn)行上述反應(yīng),若反應(yīng)容器的容積為2L,3分鐘后達(dá)到平衡,測得氣體質(zhì)量減小8.4g,則在3分鐘內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率為_____;
(5)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=_____,可以通過_____使K增大;
(6)一定條件下,在密閉恒容器中,能表示上述反應(yīng)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_____。
a.v逆(SiCl4)=2v正(H2)
b.固體質(zhì)量保持不變
c.混合氣體密度保持不變
d.c(SiCl4):c(H2):c(HCl)=1:2:4
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】核能的和平利用對于完成“節(jié)能減排”的目標(biāo)有著非常重要的意義。尤其是核聚變,因其釋放能量大,無污染,成為當(dāng)前研究的一個(gè)熱門課題。其反應(yīng)原理為+→+。下列說法中正確的是( )
A.D和T是質(zhì)量數(shù)不同,質(zhì)子數(shù)相同的氫的兩種元素
B.通常所說的氫元素是指
C.、、是氫的三種核素,互為同位素
D.這個(gè)反應(yīng)既是核反應(yīng),也是化學(xué)反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)有廣泛的用途,實(shí)驗(yàn)室中通過如下方法制備:
①不斷攪拌條件下,在飽和Na2CO3溶液中緩緩?fù)ㄈ?/span>SO2至反應(yīng)完全;
②取下三頸燒瓶,測得反應(yīng)液的pH=4.1;
③將溶液蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、過濾得焦亞硫酸鈉晶體
請回答下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)室可利用Na2SO3和濃的硫酸制備少量SO2氣體,但硫酸濃度太大不利于SO2氣體逸出,原因是________。制備、收集干燥的SO2氣體時(shí),所需儀器如下。裝置A是氣體發(fā)生裝置,按氣流方向連接各儀器口,順序?yàn)?/span>a→_____→______→______→________→f。裝置D的作用是___________。
(2)步驟①反應(yīng)的離子方程式為________________。
(3)在強(qiáng)堿性條件下利用Na2S2O5氧化HCOONa的方法可制備保險(xiǎn)粉連二亞硫酸鈉(Na2S2O4),當(dāng)生成0.5molNa2S2O4時(shí),消耗Na2S2O5______mol。
(4)工業(yè)上用焦亞硫酸鈉法制備保險(xiǎn)粉帶來的主要問題是廢水中含有大量的有機(jī)物,有機(jī)物總含碳量用TOC表示,常采用Fenton氧化法去除廢水中的有機(jī)物,即通過向廢水中加入H2O2,以Fe2+作催化劑,產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基(·OH)來氧化降解廢水中的有機(jī)物。
①其他條件一定時(shí),n(H2O2)∶n(Fe2+)的值對TOC去除效果的影響如圖1所示:
當(dāng)TOC的去除率最大時(shí),n(H2O2)∶n(Fe2+)=________。
②在pH=4.5,其他條件一定時(shí),H2O2的加入量對TOC去除效果的影響如圖2所示,當(dāng)H2O2的加入量大于40mL·L1時(shí),TOC去除率反而減小的原因是_____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖,將鐵棒和石墨棒插入盛有飽和NaCl溶液的U型管中,下列分析錯(cuò)誤的是( )
A.閉合K1構(gòu)成原電池,閉合K2構(gòu)成電解池
B.K1閉合,鐵棒上發(fā)生的反應(yīng)為:Fe﹣2e﹣═Fe2+
C.K2閉合,鐵棒不會被腐蝕,屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法
D.K1閉合,石墨棒周圍溶液pH逐漸升高
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鹵族元素包括F、Cl、Br等元素。
(1)下列曲線表示鹵族元素某種性質(zhì)隨核電荷數(shù)的變化趨勢,正確的是______。
(2)利用“鹵化硼法”可合成含B和N兩種元素的功能陶瓷,下圖為其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖,則每個(gè)晶胞中含有B原子的個(gè)數(shù)為______,該功能陶瓷的化學(xué)式為______。
(3)BCl3和NCl3中心原子的雜化方式分別為__________和________。第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有______種。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛。請回答下列問題:
(1)Ni原子的核外電子排布式為________
(2)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同、Fe2+和Ni2+的離子半徑分別78pm和69pm,則熔點(diǎn)FeO________ (填“<”或“>”) NiO;
(3)[Ni(NH3)6]SO4中陰離子的立體構(gòu)型是_____。氨的沸點(diǎn)____(填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是_________;
(4)金屬鎳與鑭(La)形成的合金是一種良好的儲氫材料,其晶胞結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。該合金的化學(xué)式為________;
(5)某鎳白銅合金的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。
①晶胞中鎳原子的堆積模型名稱是_____。
②元素銅與鎳的第二電離能分別為:ICu=1959kJ/mol,INi=1753kJ/mol,ICu>INi的原因是______
③若合金的密度為dg/cm3,晶胞參數(shù)(即邊長)a =________nm
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列指定反應(yīng)的化學(xué)方程式書寫正確的是
A. 乙烯與溴的加成反應(yīng): H2C===CH2+Br2 → CH3CHBr2
B. 苯與硝酸的取代反應(yīng):+HNO3 +H2O
C. 乙醇與氧氣的催化氧化:2CH3CH2OH+O2 2CO2+3H2O
D. 乙醇與乙酸的酯化反應(yīng):CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Ni2O3主要用作陶瓷、搪瓷和玻璃的著色劑,也可用于鎳粉的制造。以鎳粉廢料為原料制備Ni2O3的工藝如下:
回答下列問題:
(1)Ni2O3中Ni的化合價(jià)為_________。
(2)提高“酸浸”、“酸溶”速率時(shí),溫度不宜過高,其原因是__________。
(3)加入H2O2“氧化”的離子方程式為_____________;濾渣A的主要成分是________(填化學(xué)式)。
(4)工藝中分步加入Na2CO3的作用是________;為提高原料的利用率,應(yīng)控制加入NaClO與NaOH的物質(zhì)的量之比為_________。
(5)工業(yè)上,用鎳為陽極,電解0.1mol/L NiCl2溶液與一定量NH4Cl組成的混合溶液,可得高純度的球形超細(xì)鎳粉。當(dāng)其他條件一定時(shí),NH4Cl的濃度對陰極電流效率(電流效率是指電解時(shí),在電極上實(shí)際沉積的物質(zhì)的量與理論析出量之比)及鎳的成粉率的影響如圖所示:
①為獲得高純度的球形超細(xì)鎳粉,NH4Cl溶液的濃度最好控制為______mol/L.
②當(dāng)NH4Cl溶液的濃度大于15g/L時(shí),陰極有氣體生成,導(dǎo)致陰極電流效率降低,請結(jié)合平衡移動原理解釋其原因:_______________。
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