题目内容

CO2和CO是工业排放的对环境产生影响的废气。
(1)以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=a kJ·mol-1
③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=-86.98 kJ·mol-1
则a为            
(2)科学家们提出用工业废气中的CO2制取甲醇:CO2+3H2CH3OH+H2O。制得的CH3OH可用作燃料电池的燃料。

①在KOH介质中,负极的电极反应式为_________________________________。
②作介质的KOH可以用电解K2SO4溶液的方法制得。则KOH在_______出口得到,阳极的电极反应式是:_____________________________________。
(3)利用CO与H2反应可合成CH3OCH3
已知:3H2(g) + 3CO(g)  CH3OCH3(g) + CO2(g),ΔH=-247kJ/mol
在一定条件下的密闭容器中,该反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是           .
A.低温高压;B.加入催化剂;C.体积不变充入氦气;D.增加CO的浓度;E.分离出二甲醚
(4)CH3OCH3也可由CH3OH合成。已知反应2CH3OH(g)  CH3OCH3(g) + H2O(g),在某温度下,在1L密闭容器中加入CH3OH ,反应到10分钟时达到平衡,此时测得各组分的浓度如下:
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度/(mol·L-1
0.01
0.2
0.2
 
①0-10 min内反应速率v(CH3OH) =               
②该温度下的平衡常数为              
③若平衡后,再向容器中再加入0.01mol CH3OH和0.2mol CH3OCH3,此时正、逆反应速率的大小:
v        v (填“>”、“<”或“=”)。
(1)+72.49kJ.mol-1  (2分)
(2)①CH3OH -6e-+8OH-=CO32-+6H2O(2分)
②D (2分)4OH- + 4e- = 2H2O + O2↑ (2分)
(3)AE (2分)
(4)①0.04 mol·L-1·min-1(2分)②  400(2分) ③ > (2)

试题分析:(1)依据热化学方程式和盖斯定律①+②=③,得到-159.47KJ/mol+a=-86.98KJ/mol,a=+72.49KJ/mol;
(2)①甲醇作燃料制成的燃料电池生成的CO2被碱溶液吸收生成K2CO3,总反应式为:2CH3OH+4KOH+3O2=2K2CO3+6H2O,所以甲醇在负极失去电子,负极的电极反应式为:2CH3OH-12e- +16OH- =2CO32- +12H2O,正极则为:3O2+12e-+6H2O=12OH-
②电解K2SO4溶液实质就是电解水,阳极水电离的OH-失去电子被氧化,阳极产生大量H+,SO42-通过阴离子交换膜到达阳极,从A口出得到硫酸,阳极电极反应式为:4OH- + 4e- = 2H2O + O2↑;而阴极水电离得H+得到电子被还原,所以会有大量OH-生成,K+通过阳离子交换膜进入阴极,在D口出得到KOH,阴极反应式为:4H++ 4e- =2H2↑。
(3)由反应可知正反应为放热、前后气体系数减少的反应,所以增大压强、降低温度有利于正反应提高CO的转化率,所以A可行;加入催化剂只能加快反应速率,不能改变平衡,B不可行;体积不变充入氦气不改变各参加反应气体的浓度,不会改变平衡,因此C项不能提高CO转化率;增加CO的浓度能使平衡正向移动,但是CO的转化率反而降低;E项分离出生成物二甲醚,可以使反应正向移动,所以能提高CO的转化率,所以E可行;故选AE。
(4)根据表中数据有:2CH3OH(g)  CH3OCH3(g) + H2O(g)
初始浓度(mol/L):     0.41            0           0
转化浓度(mol/L):      0.4             0.2        0.2
平衡浓度(mol/L):      0.01            0.2        0.2
所以①0-10 min内反应速率v(CH3OH) =0.4 mol/L÷10min=0.04 mol·L-1·min-1
②该温度下的平衡常数K=0.2×0.2÷0.012 =400
③因为此平衡时,容器中有0.01mol CH3OH和0.2mol CH3OCH、0.2mol H2O,若恒温恒容下再向容器中再加入同样的0.01mol CH3OH和0.2mol CH3OCH3、0.2mol H2O,则达到等效平衡,平衡不移动。但是只加入0.01mol CH3OH和0.2mol CH3OCH则不能达到等效平衡,平衡向正反应方向移动,所以此时v>v
练习册系列答案
相关题目
研究二氧化硫、氮氧化物、PM2.5等大气污染物的治理具有重要意义。
(1)对PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样中除H+和OH外其它水溶性离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子
K+
Na+
NH4+
SO42-
NO3
Cl
浓度/mol·L-1
4×10-6
6×10-6
2×10-5
4×10-5
3×10-5
2×10-5
 
根据表中数据判断试样的pH =        
(2)含SO2的工业废气处理:废气的将含有SO2的废气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫,在废气脱硫的过程中,所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前,需通一段时间的二氧化碳,以增加其脱硫效率;脱硫时控制浆液的pH值,此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。
二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为             
亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为                
(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化。
①已知气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g) 2NO(g) H>0
汽车启动后,气缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是                 
②在汽车尾气系统中安装催化转化器,使NO和CO迅速发生反应转化成对环境无污染的气体,可减少CO和NO的污染,反应的化学方程式为              
(4)用CH4催化还原NOx可消除氮的氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ·mol—1
CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·mol—1
H2O(g)= H2O(l)△H=-144kJ·mol—1
取标准状况下4.48LCH4还原NO2和NO的混合物,若氮氧化物完全被还原,且生成H2O(l),则放出的总热量Q的取值范围是              
2013年12月2日,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭将“嫦娥三号”探月卫星成功送入太空,进一步向广寒宫探索。“长征三号甲”是三级液体助推火箭,一、二级为常规燃料,常规燃料通常指以肼(N2H4)为燃料,以二氧化氮做氧化剂。
Ⅰ.常规燃料通常指以肼(N2H4)为燃料,以二氧化氮做氧化剂。但有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂,反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。
已知:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)  △H = -543kJ·mol-1
H2(g)+  F2(g)  =  HF(g)     △H = -269kJ·mol-1
H2(g)+  O2(g)  =  H2O(g)     △H = -242kJ·mol-1
请写出肼和氟气反应的热化学方程式:_____________________________。
Ⅱ.氧化剂二氧化氮可由NO和 O2生成,已知在2 L密闭容器内,800 ℃时反应:
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)  ΔH 的体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.200
0.100
0.080
0.050
0.050
0.050
n(O2)(mol)
0.100
0.050
0.040
0.025
0.025
0.025
 
(1) 已知:K800>K1000,则该反应的ΔH ______0(填“大于”或“小于”),用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率为__________。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________
a.容器内颜色保持不变                  b. 2v(NO)=v(O2)
c.容器内压强保持不变                  d.容器内密度保持不变
(3)为使该反应的速率增大,提高NO的转化率,且平衡向正反应方向移动应采取的措施有          
(4)在上述条件下,计算通入2 mol  NO和1 mol O2的平衡常数K=______________
(5)在上述条件下,若开始通入的是0.2 mol  NO2气体,达到化学平衡时,则NO2的转化率为       

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网