题目内容
【题目】“绿水青山就是金山银山”,研究 脱硝和脱硫技术成为人们共同关注的课题。
(1)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程如下:
反应Ⅰ:2NO(g)N2O2(g)(快);v1正=k1正c2(NO)、v1逆=k1逆c(N2O2);
反应Ⅱ:N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢);v2正=k2正c(N2O2)c(O2)、v2逆=k2逆c2 (NO2);
在一定条件下,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态,平衡常数K=_____(用含k1正、k1逆、k2正、k2逆的代数式表示)。
(2)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下检测方法。
将v L气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NO完全被氧化成NO3﹣,加水稀释至100.00 mL.量取20.00 mL该溶液,加入v1 mL c1 molL﹣1 FeSO4标准溶液(过量),充分反应后,用c2 molL﹣1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗v2 mL。
①NO被H2O2氧化为NO3﹣ 的离子方程式为________。
②加水稀释到100.00mL所用的玻璃仪器除量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要_____;
③滴定过程中发生下列反应:
3Fe2++NO3﹣+4H+═NO↑+3Fe3++2H2O
Cr2O72﹣+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O
则气样中NO的含量为_____mg/L。
下列操作会使滴定结果偏高的是_____
A.滴定管未用标准液润洗
B.锥形瓶洗净后还存留少量的水
C.滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视读数
D.FeSO4标准溶液部分变质
【答案】 2NO+3H2O2 ═ 2H++2NO3﹣+2H2O 100mL容量瓶
CD
【解析】
⑴将两个方程式相加,则平衡常数相乘。
⑵①NO与H2O2反应生成NO3-和水;②需要用100mL容量瓶配制溶液;③根据方程式,得到重铬酸根消耗的亚铁离子的物质的量为n(Fe2+),再得到硝酸根消耗的亚铁离子的物质的量为n(Fe2+),再根据关系式NO —NO3-— 3Fe2+,得到n(NO),再计算浓度。
④A.滴定管未用标准液润洗,读出所消耗标液体积增加,计算出标液消耗亚铁离子增多,则硝酸根消耗得亚铁离子偏少,NO含量偏低;B.锥形瓶洗净后还存留少量的水,对结果无影响;C.滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视读数,读出消耗标液偏小,标液消耗亚铁离子偏小,硝酸根消耗亚铁离子偏多,NO含量偏高;D.FeSO4标准溶液部分变质,消耗标液体积偏小,计算出标液消耗亚铁离子偏小,硝酸根消耗亚铁离子偏多,NO含量偏高。
⑴反应Ⅰ:2NO(g) N2O2(g)(快);;反应Ⅱ:N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g)(慢);
,将两个方程式相加,则平衡常数相乘,因此在一定条件下,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态,平衡常数
;故答案为:
。
⑵①NO与H2O2反应生成NO3-和水,其离子方程式为2NO + 3H2O2 =2H++2NO3-+2H2O;故答案为:2NO + 3H2O2 =2H++2NO3-+2H2O。
②加水稀释到100.00mL所用的玻璃仪器除量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要100mL容量瓶;故答案为:100mL容量瓶。
③根据方程式Cr2O72 + 6Fe2+ + 14H+= 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O,得到重铬酸根消耗的亚铁离子的物质的量为n(Fe2+)= 6×c2 mol·L1×v2×103 L = 6c2v2×103 mol,则硝酸根消耗的亚铁离子的物质的量为n(Fe2+)= c1 mol·L1×v1×103 L 6c2v2×103 mol =( c1v1 6c2v2)×103mol,再根据关系式NO —NO3-— 3Fe2+,得到n(NO) = ( c1v1 6c2v2)×103mol,则气样中NO的含量为
;故答案为:
。
④A.滴定管未用标准液润洗,读出所消耗标液体积增加,计算出标液消耗亚铁离子增多,则硝酸根消耗得亚铁离子偏少,NO含量偏低,故A不符合题意;B.锥形瓶洗净后还存留少量的水,对结果无影响,故B不符合题意;C.滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视读数,读出消耗标液偏小,标液消耗亚铁离子偏小,硝酸根消耗亚铁离子偏多,NO含量偏高,故C符合题意;D.FeSO4标准溶液部分变质,消耗标液体积偏小,计算出标液消耗亚铁离子偏小,硝酸根消耗亚铁离子偏多,NO含量偏高,故D符合题意;综上所述,答案为:CD。
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【题目】甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的新方法,制备过程涉及的主要反应如下:
反应I:CH3OH(g) HCHO(g)+H2(g) △H1=+85.2kJ·mol-1
反应II:CH3OH(g)+1/2O2(1)HCHO(g)+H2O(g) △H2
反应III:H2(g)+1/2O2(g)H2O(g) △H3=-241.8kJ·mol-1
副反应:
反应IV:CH3OH(g)+O2(g)CO(g)+2H2O(g) △H4=-393.0kJ·mol-1
(1)计算反应Ⅱ的反应热△H2=____________________________________________。
(2)750K下,在恒容密闭容器中,发生反应CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),若起始压强为P0,达到平衡转化率为α,则平衡时的总压强P平=___________(用含P0和α的式子表示);当P0=101kPa,测得α=50.0%,计算反应平衡常数Kp=___________kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,忽略其它反应)。
(3)Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂,有研究指出,催化反应的部分机理如下:
历程i:CH3OH→H+·CH2OH
历程ⅱ:·CH2OH→·H+HCHO
历程ⅲ:·CH2OH→3·H+CO
历程iv:·H+·H→H2
下图表示一定条件下温度对碳酸钠催化脱氢性能的影响,回答下列问题:
①从平衡角度解析550℃-650℃甲醇生成甲醛的转化率随温度升高的原因___________;
②反应历程i的活化能___________(填“>、“<”或“=”)CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)活化能。
③650℃~750℃,反应历程ii的速率___________(填“>”、“<”或“=”)反应历程ⅲ的速率。
(4)吹脱是处理甲醛废水的一种工艺,吹脱速率可用方程v=0.0423c(mg·L-1·h-1)表示(其中c为甲醛浓度),下表为常温下甲醛的浓度随吹脱时间变化数据。
浓度(mg/L) | 10000 | 8000 | 4000 | 2000 | 1000 |
吹脱时间(h) | 0 | 7 | 23 | 39 | 55 |
则当甲醛浓度为2000mg/L时,其吹脱速率v=___________ mg·L-1·h-1,分析上表数据,起始浓度为10000mg/L,当甲醛浓度降为5000mg/L,吹脱时间为___________h。