题目内容
CO、NO、NO2、SO2等都是污染大气的有害气体,对其进行回收利用是节能减排的重要课题。
(1)上述四种气体直接排入空气中会引起酸雨的有 。
(2)可用尿素还原(尿素中C元素的化合价为+4价),反应的方程式为:。当消耗掉12g尿素时,转移电子的物质的量是 。
(3)SNCR-SCR是一种新型的烟气脱硝技术(除去烟气中的),改流程中发生的主要反应有:
则反应 KJ/mol
(4)CO可用于合成甲醇,反应方程式为。在一容积可变的密闭容器中充有10mol CO和20molH2,在催化剂作用下发生反应生成甲醇,CO的平衡转化率(a)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示。
则该反应是 0(填“>”或“<”)。若达到平衡状态A时,容器的体积为10L,则在平衡状态B时容器的体积为 L。
(5)工业上用氨水将来转化成都(NH4)2SO3,再氧化成(NH4)2SO4,(NH4)2SO4溶液中离子浓度大小顺序为 ;已知25℃时,0.05mol/L(NH4)2SO4溶液的,则= (用含a的代数式表示,已知的电离常数)。
(1)NO、NO2、SO2(2分)
(2)1.2 mol(2分)
(3)179.8(2分)
(4)<(2分) 2(2分)
(5)c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-)(2分) 1.7×109-a (2分)
解析试题分析:(1)酸雨分为硝酸型酸雨和硫酸型酸雨,所以NO、NO2、SO2都会引起酸雨。(2)尿素中C元素的化合价为+4价,反应中只有N元素变价,4molCO(NH2)2中-3价的N失去24mol电子,6molNO2中+4价的N得到24mol电子,生成7mol N2共转移24mol电子,则12g(0.2mol)尿素时消耗时,共转移1.2 mol电子。(3)求算反应N2(g)+O2(g)2NO(g)的ΔH,只用到前两个反应,ΔH1-ΔH2即可得到。(4)据图像可知,温度升高平衡逆向移动,所以ΔH<0。T1时,A点对应的α=0.5,据平衡常数表达式可得K=1。因B点与A点温度相同,K不变,可计算出体积为2L。(5)(NH4)2SO4溶液中NH4+水解显酸性,则离子浓度大小顺序为c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-);0.05mol·L-1(NH4)2SO4溶液的pH=a,则c(OH-)=10a-14,依据Kb的表达式和已知数据,可计算出结果为1.7×109-a。
考点:本题以研究污染大气的有害气体性质为载体考查氧化还原反应、热化学反应、化学平衡及电解质溶液的相关知识。
二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚( CH3OCH3)。请回答下列问题:
(1)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H= -90.8kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.3kJ/mol
总反应:3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) 的△H= ;
一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是:
________(填字母代号)。
a.压缩体积 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度 d.增加CO的浓度
e.分离出二甲醚(CH3OCH3)
(2)已知反应②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5kJ/mol
某温度下的平衡常数为400。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
浓度(mol·L-1) | 0.40 | 0.6 | 0.6 |
②该反应的平衡常数的表达式为K=_____,温度升高,该反应的平衡常数K____(填“增大”、“减小”或“不变”)
电离平衡常数(用Ka表示)的大小可以判断电解质的相对强弱。25℃时,有关物质的电离平衡常数如下表所示:
化学式 | HF | H2CO3 | HClO |
电离平衡常数 (Ka) | 7.2×10-4 | K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11 | 3.0×10-8 |
(1)已知25℃时,①HF(aq)+OH—(aq)=F—(aq)+H2O(l) ΔH=-67.7kJ/mol,
②H+(aq)+OH—(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol,
氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为________________________。
(2)将浓度为0.1 mol/LHF溶液加水稀释一倍(假设温度不变),下列各量增大的是____。
A.c(H+) B.c(H+)·c(OH—) C. D.
(3)25℃时,在20mL0.1mol/L氢氟酸中加入VmL0.1mol/LNaOH溶液,测得混合溶液的pH变化曲线如图所示,下列说法正确的是_____。
A.pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中, 由水电离出的c(H+)相等
B.①点时pH=6,此时溶液中,c(F—)-c(Na+)=9.9×10-7mol/L
C.②点时,溶液中的c(F—)=c(Na+)
D.③点时V=20mL,此时溶液中c(F—)< c(Na+)=0.1mol/L
(4)物质的量浓度均为0.1mol/L的下列四种溶液: ① Na2CO3溶液 ② NaHCO3溶液③ NaF溶液 ④NaClO溶液。依据数据判断pH由大到小的顺序是______________。
(5)Na2CO3溶液显碱性是因为CO32—水解的缘故,请设计简单的实验事实证明之
___________________________________________________________。
(6)长期以来,一直认为氟的含氧酸不存在。1971年美国科学家用氟气通过细冰末时获得HFO,其结构式为H—O—F。HFO与水反应得到HF和化合物A,每生成1molHF转移 mol电子。
氢气是一种清洁、高效的新型能源。
I.用甲烷制取氢气的反应分为两步,其能量变化如下图所示:
(1)甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是 。
II.在容积为1L的密闭容器内,加入0.1molCO和0.1molH2O,在催化剂存在的条件下高温加热使其反应。测得CO2的浓度随时间变化的图像如图:
(2)在该温度下,从反应开始至达到平衡时,CO的平均反应速率为 ;
(3)该温度下,此反应的化学平衡常数为(可以用分数表示) ;
(4)下列改变中,能使平衡向正反应方向移动的是 。
A.升高温度 | B.增大压强 |
C.增大H2O(g)的浓度 | D.减少CO2(g)的浓度 |
(14分)用氮化硅陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g),在温度T0下的2 L密闭容器中,加入0.30 mol SiC14, 0.20 mol N2. 0.36 mol H2进行上述反应,2min后达到平衡,测得固体的质量增加了2.80 g
(1) SiCl4的平均反应速率为___
(2)平衡后,若改变温度,混合气体的平均相对分子质量与温度的关系如图所示,下列说法正确的是
A.该反应在任何温度下可自发进行 |
B.若混合气体的总质量不变,表明上述反应己达到平衡状态 |
C.其他条件不变,增大Si3N4的物质的量,平衡向左移动 |
D.按3:2:6的物质的量比增加反应物,SiC14(g)的转化率降低 |
假设温度为T1时向该反应容器中同时加入。(SiC14) =0.3 mol/L,c(H2) =0.3 mol/L,,c(N2) =
x mol/L, c (HCl) =0.3 mol/L和足量Si3N4 (s),若要使平衡建立的过程中HCl浓度减小,x的取值
范围为___
(4)该反应的原子利用率为____
(5)工业上制备SiCl4的反应过程如下:
写出二氧化硅、焦炭与Cl 2在高温下反应生成气态SiC14和一氧化碳的热化学方程式_____