【題目】(加試題)煙氣(主要污染物SO2、NO、NO2)的大量排放造成嚴重的大氣污染,國內(nèi)較新研究成果是采用以尿素為還原劑的脫硫脫硝一體化技術(shù)。
(1)脫硫總反應(yīng):SO2(g)+CO(NH2)2(aq)+2H2O(l)+1/2O2(g)=(NH2)SO4(aq)+CO2(g),已知該反應(yīng)能自發(fā)進行,則條件是____(填“高溫”、“低溫”或“任何溫度”)。
(2)電解稀硫酸制備O3(原理如圖),則產(chǎn)生O3的電極反應(yīng)式為______。
(3)室溫下,往恒容的反應(yīng)器中加入固定物質(zhì)的量的SO2和NO,通入O3充分混合。反應(yīng)相同時間后,各組分的物質(zhì)的量隨n(O3)∶n(NO)的變化見上圖。
① n(NO2)隨n(O3)∶n(NO)的變化先增加后減少,原因是____。
② 臭氧量對反應(yīng)SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g)的影響不大,試用過渡態(tài)理論解釋可能原因__。
(4)通過控制變量法研究脫除效率的影響因素得到數(shù)據(jù)如下圖所示,下列說法正確的是____。
A. 煙氣在尿素溶液中的反應(yīng):v(脫硫)<v(脫硝)
B. 尿素溶液pH的變化對脫硝效率的影響大于對脫硫效率的影響
C. 強酸性條件下不利于尿素對氮氧化物的脫除
D. pH=7的尿素溶液脫硫效果最佳
(5)尿素的制備:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH<0。一定條件下,往10 L恒容密閉容器中充入2 mol NH3和1 mol CO2。
① 該反應(yīng)10 min 后達到平衡,測得容器中氣體密度為4.8 g·L-1,平衡常數(shù)K=__。
② 上圖是該條件下,系統(tǒng)中尿素的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間的變化趨勢,當反應(yīng)時間達到3min 時,迅速將體系升溫,請在圖中畫出3~10 min 內(nèi)容器中尿素的物質(zhì)的量的變化趨勢曲線__________。
【答案】低溫 3H2O―6e―=O3+6H+ n(O3):n(NO)<1時,NO被O3氧化為NO2所以增加;n(O3):n(NO)>1,NO2被轉(zhuǎn)化為更高價的物質(zhì),所以減少(或NO2發(fā)生副反應(yīng),所以n(NO2)減少也給分) 該反應(yīng)的活化能高,反應(yīng)速率慢 BC 100
達到平衡時尿素的物質(zhì)的量<0.5 mol,反應(yīng)達到平衡的時間在10 min之前
【解析】
(1)SO2(g)+CO(NH2)2(aq)+2H2O(l)+1/2O2(g)=(NH2)SO4(aq)+CO2(g)反應(yīng)為熵減的反應(yīng),熵減的反應(yīng)在低溫下有利于自發(fā)進行。
(2)用惰性電極電解稀硫酸,H+在陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為:2H++e-=H2↑;OH-在陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:3H2O―6e―=O3+6H+,則產(chǎn)生O3的電極反應(yīng)式為:3H2O―6e―=O3+6H+。
(3)①n(O3):n(NO)<1時,NO被O3氧化為NO2,所以增加;n(O3):n(NO)>1,NO2被轉(zhuǎn)化為更高價的氮氧化物,所以減少。
②臭氧的量對反應(yīng)SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g)的影響不大,若用過渡態(tài)理論解釋可能是該反應(yīng)的活化能高,反應(yīng)速率慢。
(4)A.由左圖可知相同時間內(nèi)脫硫率大于脫硝率,則v(脫硫)>v(脫硝),故A錯誤;
B.由右圖可知,隨尿素溶液pH的增大,脫硫率的曲線沒變化,但脫硝率曲線變化比較大,故尿素溶液pH的變化對脫硝效率的影響大于對脫硫效率的影響,故B正確;
C.如右圖所示,pH越大脫除率越高,則強酸性條件下不利于尿素對氮氧化物的脫除,故C正確;
D.如右圖所示,溶液的pH對脫硫率沒有影響,故D錯誤。
(5)①NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)反應(yīng)10 min后達到平衡,容器中氣體密度為4.8 g·L-1,則容器中氣體的質(zhì)量為4.8 g·L-1×10L=48g,
2NH3(g) + CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)
起始量(mol/L)0.2 0.1 0 0
變化量(mol/L)2x x x x
平衡量(mol/L)0.2-2x 0.1-x x x
則(0.2-2x)mol/L×10L×17g/mol+(0.1-x)mol/L×10L×44g/mol+xmol/L×10L×18g/mol=48, x=0.05,K=。
②通過①的分析可知,若溫度不變,反應(yīng)10 min后達到平衡,CO(NH2)2的物質(zhì)的量為0.5mol。由于此反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,正逆反應(yīng)速率均增大,達到平衡的時間小于10min,平衡向逆向移動,CO(NH2)2的物質(zhì)的量為小于0.5mol。據(jù)此解答。
(1)SO2(g)+CO(NH2)2(aq)+2H2O(l)+1/2O2(g)=(NH2)SO4(aq)+CO2(g)反應(yīng)為熵減的反應(yīng),熵減的反應(yīng)在低溫下有利于自發(fā)進行。本小題答案為:低溫。
(2)用惰性電極電解稀硫酸,H+在陰極得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為:2H++e-=H2↑;OH-在陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:3H2O―6e―=O3+6H+,則產(chǎn)生O3的電極反應(yīng)式為:3H2O―6e―=O3
(3)①n(O3):n(NO)<1時,NO被O3氧化為NO2所以增加;n(O3):n(NO)>1,NO2被轉(zhuǎn)化為更高價的氮氧化物,所以減少。本小題答案為:n(O3):n(NO)<1時,NO被O3氧化為NO2所以增加;n(O3):n(NO)>1,NO2被轉(zhuǎn)化為更高價的物質(zhì),所以減少。
②臭氧的量對反應(yīng)SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g)的影響不大,若用過渡態(tài)理論解釋可能是該反應(yīng)的活化能高,反應(yīng)速率慢。本小題答案為:該反應(yīng)的活化能高,反應(yīng)速率慢。
(4)A.由左圖可知相同時間內(nèi)脫硫率大于脫硝率,則v(脫硫)>v(脫硝),故A錯誤;
B.由右圖可知,隨尿素溶液pH的增大,脫硫率的曲線沒變化,但脫硝率曲線變化比較大,故尿素溶液pH的變化對脫硝效率的影響大于對脫硫效率的影響,故B正確;
C.如右圖所示,pH越大脫除率越高,則強酸性條件下不利于尿素對氮氧化物的脫除,故C正確;
D.如右圖所示,溶液的pH對脫硫率沒有影響,故D錯誤。答案選BC。
(5)①NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)反應(yīng)10 min后達到平衡,容器中氣體密度為4.8 g·L-1,則容器中氣體的質(zhì)量為4.8 g·L-1×10L=48g,
2NH3(g) + CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)
起始量(mol/L)0.2 0.1 0 0
變化量(mol/L)2x x x x
平衡量(mol/L)0.2-2x 0.1-x x x
則(0.2-2x)mol/L×10L×17g/mol+(0.1-x)mol/L×10L×44g/mol+xmol/L×10L×18g/mol=48, x=0.05,K=。本小題答案為:100。
②通過①的分析可知,若溫度不變,反應(yīng)10 min后達到平衡,CO(NH2)2的物質(zhì)的量為0.5mol。由于此反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,正逆反應(yīng)速率均增大,達到平衡的時間小于10min,平衡向逆向移動,CO(NH2)2的物質(zhì)的量為小于0.5mol,圖像為。本小題答案為:。
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【題目】有A、B、C、D四種元素,A元素的原子得兩個電子,B元素的原子失去1個電子后所形成微粒均與氬原子有相同的電子層結(jié)構(gòu)。C元素的原子只有1個電子,D元素原子的M電子層數(shù)比N層電子數(shù)多6個。試寫出:
(1)A、B、C、D的元素符號和名稱:A____ B____C____D____。
(2)A元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖____,D元素的離子結(jié)構(gòu)示意圖:______。
(3)畫出A離子的電子式____B原子的電子式____。
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【題目】實驗室用有機含碘(主要以I2和IO3-的形式存在)廢水制備單質(zhì)碘的實驗流程如下:
已知:Ⅰ.碘的熔點為113 ℃,但固態(tài)的碘可以不經(jīng)過熔化直接升華;
Ⅱ.粗碘中含有少量的Na2SO4雜質(zhì)。
下列說法正確的是
A. 操作①和③中的有機相從分液漏斗上端倒出
B. 操作②中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為IO3-+3SO32-===I-+3SO42-
C. 操作④為過濾
D. 操作⑤可用如圖所示的水浴裝置進行
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【題目】在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應(yīng):2X(g)Y(g),溫度T1、T2下X的物質(zhì)的量濃度c(X)隨時間t變化的曲線如圖所示。下列敘述正確的是
A. T1>T2 △H > 0
B. 該反應(yīng)進行到M點放出的熱量等于進行到W點放出的熱量
C. M點的正反應(yīng)速率v(正)大于N點的逆反應(yīng)速率v(逆)
D. M點時再加入一定量X,平衡后X的轉(zhuǎn)化率減小
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【題目】水煤氣法制取甲醇(CH3OH)的反應(yīng)及其反應(yīng)的焓變、平衡常數(shù)如下:
① CH4(g) +1/2O2(g)CO(g) + 2H2(g) △H1 =-35.4kJ·mol-1 平衡常數(shù)K1
② CO(g) + 2H2(g) CH3OH (g) △H2 =-90.1 kJ·mol-1 平衡常數(shù)K2
③ 2CH4(g) + O2(g) 2CH3OH(g) △H3 平衡常數(shù)K3
(1)在25℃、101kPa下,1g液態(tài)甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ。則表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為_________________________________。
(2)依據(jù)蓋斯定律求出反應(yīng)③ 2CH4(g) + O2(g) 2CH3OH(g) △H3 =_____kJ·mol-1,相同溫度下K3=______(用含K1、K2代數(shù)式表示)。
(3)下列關(guān)于化學反應(yīng)中的能量及變化理解錯誤的是(填字母序號)______。
a.反應(yīng)中活化能的作用是使反應(yīng)物活化,從而啟動反應(yīng)或改變反應(yīng)速率
b.化學鍵的斷裂與形成一定伴隨著電子的轉(zhuǎn)移和能量變化
c.在一定條件下,某一化學反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),由生成物與反應(yīng)物的焓值差即焓變(△H)決定
d.氯化鈉晶體熔化時,離子鍵被破壞,吸收能量,發(fā)生化學變化
e.200℃、101kPa時,1 mol H2和碘蒸氣作用生成HI的反應(yīng),熱化學方程式表示如下:H2(g)+I2(g) === 2HI(g) △H= -14.9 kJ·mol-1
f.燃燒熱定義中“生成穩(wěn)定的氧化物”,意味著這些氧化物不能再燃燒了
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【題目】現(xiàn)代火法煉鋅過程中發(fā)生了以下三個主要反應(yīng)。下列說法正確的是
① 2ZnS(s) + 3O2(g)=2ZnO(s)+2SO2(g) △H1=a kJ mol-1
② 2C(s) +O2(g)=2CO(g) △H2=b kJ mol-1
③ ZnO(s) +CO(g)=Zn(g) +CO2(g) △H3=c kJ mol-1
A. 以上三個反應(yīng)中,只有①是放熱反應(yīng)
B. 反應(yīng)②的作用是僅為反應(yīng)③提供還原劑
C. 用這種方法得到的是純凈的鋅單質(zhì)
D. 反應(yīng)ZnS(s)+C(s)+2O2(g)=Zn(g)+SO2(g)+CO2(g)的△H= kJ mol-1
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【題目】(1)鐵釘在氯氣中被銹蝕為棕褐色物質(zhì)FeCl3,而在鹽酸中生成淺綠色的FeCl2溶液。在Cl2、Cl-、H+中,具有氧化性的是____________,其中氧化性最強的是____________。
(2)鹽酸在不同的反應(yīng)中可以分別表現(xiàn)出酸性、氧化性和還原性。現(xiàn)在有如下三個反應(yīng),請寫出鹽酸在三個反應(yīng)中分別起何種作用:
①Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑____________________;
②NaOH+HCl===NaCl+H2O__________________;
③2HClH2↑+Cl2↑________________________。
(3)鐵釘在氯氣中被銹蝕成棕褐色物質(zhì)FeCl3,而在鹽酸中生成淺綠色溶液(FeCl2);向濃鹽酸中滴加KMnO4溶液產(chǎn)生淡黃綠色氣體(Cl2)。在Cl2、H+、中,__________________氧化性最強。
(4)高錳酸鉀與氫溴酸溶液可以發(fā)生下列反應(yīng):2KMnO4+16HBr===5Br2+2MnBr2+2KBr+8H2O。其中還原劑是________________。若消耗15.8 g氧化劑,則被氧化的還原劑的質(zhì)量是______________g。HBr的作用是____________________。
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【題目】某體積可變的密閉容器中盛有適量的N2和H2的混合氣體,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3 H2 (g) 2NH3(g),若維持溫度和壓強不變,當達到平衡時,容器的體積為V L,其中NH3的體積是0.1 V L。下列說法正確的是
A. 原混合氣體的體積為1.2V L B. 反應(yīng)達平衡時N2消耗掉0.2 V L
C. 原混合氣體的體積為1.1VL D. 反應(yīng)達平衡時H2消耗掉0.5 V L
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【題目】某反應(yīng)過程能量變化如圖所示,下列說法正確的是
A. 反應(yīng)過程a有催化劑參與
B. 該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),熱效應(yīng)等于△H
C. 有催化劑的條件下,反應(yīng)的活化能等于E1+E2
D. 改變催化劑,可改變該反應(yīng)的活化能
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