14.随着我国工业化水平的不断发展,解决水、空气污染问题成为重要课题.
(1)工业尾气中含有大量的氮氧化物,NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术.反应原理如图所示:
①由图可知SCR技术中的氧化剂为NO、NO2
②用Fe做催化剂加热时,在氨气足量的情况下,当NO2与NO的物质的量之比为1:1时,写出该反应的化学方程式2NH3+NO+NO2$\frac{\underline{\;Fe\;}}{△}$2N2+3H2O
(2)工业废水中常含有一定量的Cr2O72-,会对人类及生态系统产生很大损害,电解法是处理铬污染的常用方法.该法用Fe做电极电解含Cr2O32-的酸性废水,电解时,在阴极上有大量气泡生成,并产生Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀.
①反应中lmolCr2O72-完全生成Cr(OH)3沉淀,外电路通过电子的物质的量为12 mol.
②常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32,当Cr3+浓度小于10-5mol•L-1,时可认为完全沉淀,电解完全后,测得溶液的pH=6,则该溶液过滤后能(填“能”或“否,’)直接排放.
(3)C102气体是一种常用的消毒剂,现在被广泛的用于饮用水进行消毒.自来水厂用ClO2处理后的水中,要求C102的浓度在0.1-0.8mg•L-1之间.碘量法可以检测水中C102的浓度,步骤如下:
I.取一定体积的水样用微量的氢氧化钠溶液调至中性,然后加人一定量的碘化钾,并加人淀粉溶液,溶液变蓝;
Ⅱ.加人一定量的Na2S203溶液(已知:2S2O32-+I2═S4O52-+2I-);
Ⅲ.加硫酸调节水样pH至1.3.
已知:本题中C1O2在中性条件下还原产物为ClO2-,在酸性条件下还原产物为C1-
请回答下列问题:
①确定操作Ⅱ完全反应的现象蓝色消失,半分钟内不变色
②在操作Ⅲ过程中,溶液又呈蓝色,反应的离子方程式ClO2-+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O
③若水样的体积为1.0L,在操作II时消耗了1.0×10-3mol•L-1的Na2S2O3溶液10mL,则水样中ClO2的浓度是0.675mg•L-1
13.CO2、SO2、NOx是对环境影响较大的气体,控制和治理CO2、SO2、NOx是解决温室效应、减少酸雨和光化学烟雾的有效途径.
(1)图1是在101kPa,298K条件下1mol NO2和1mol CO反应生成1mol CO2和1mol NO过程中能量变化示意图.

已知:①N2(g)+O2(g)=2NO (g)△H=179.5kJ•mol-1
②2NO (g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-112.3kJ•mol-1
请写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方程式:2NO (g)+2CO (g)=N2(g)+2 CO2(g)△H=-759.8 kJ•mol-1
(2)工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法,该方法的化学方程式是:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ•mol-1
某科学实验小组将6mol CO2和8mol H2充入一容积为2L的密闭容器中(温度保持不变),测得H2的物质的量随时间变化如图2中实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标).
①该反应在0~8min内CO2的平均反应速率是0.125mol/(L•min);
②该反应的平衡常数表达式为:K=$\frac{c(C{H}_{3}OH)×c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})×{c}^{3}({H}_{2})}$;
③仅改变某一条件再进行实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示.与实线相比,曲线Ⅰ改变的条件可能是升高温度,曲线Ⅱ改变的条件可能是增大压强.若实线对应条件下平衡常数为K,曲线Ⅰ对应条件下平衡常数为K1,曲线Ⅱ对应条件下平衡常数为K2,则K、K1和K2的大小关系是K1<K=K2
(3)有学者设想以如图3所示装置用电化学原理将他们转化为重要化工原料.请回答:
①若A为SO2,B为O2,C为H2SO4,则负极反应式SO2-2e-+2H2O=4H++SO42-
②若A为CO2,B为H2,C为CH3OH,则正极反应式CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O.
9.三颈瓶在化学实验中的应用非常广泛,下面是三颈瓶在部分无机实验或有机实验中的一些应用
(1)在如图1所示装置中进行氮的催化氧化实验:向三颈瓶内的浓氨气中不断通入空气,将红热的铂丝插入瓶中并接近液面,反应过程中,可观察到瓶中有红棕色气体产生,铂丝始终保持红热.实验过程中NH3•H2O的电离程度变大(填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)实验室用如图2所示装置制备氨基甲酸铵(NH2COONH4),其反应的化学方程式为:2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(g)
该反应在干燥条件下仅生成氨基甲酸铵,若有水存在则生成碳酸铵或碳酸氢铵.
①写出加入药品之前实验操作的要点按图所示组装仪器,检查装置气密性;反应中若有水存在则生成碳酸氢铵的化学方程式:NH3+CO2+H2O=NH4HCO3
②干燥管中盛放的药品是氧化钙或固体氢氧化钠或碱石灰,简述左侧三劲瓶装置制取氨气的原理固体氢氧化钠遇水放出大量热,温度升高,有利于氨气逸出,同时C(OH-)浓度增大,氨水的电离平衡左移,放出氨气
③对比碳酸盐的反应制CO2,该实验利用于升华产生CO2气体的优点有不需要干燥;提供低温环境,提高转化率
④有同学认为该实验装置存在安全问题,请问可能面临的安全问题是产品易堵塞导管,稀硫酸会倒吸
⑤氨基甲酸铵可用作肥料,其肥料比尿素[CO(NH22]低(填“高”或“低”),在潮湿的空气中释放处氨而变成碳酸氢铵,取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7830g,用足量石灰水充分处理后,使样品中碳元素完全转化为碳酸钙,过滤、洗涤、干燥、测得质量为1.000g,则样品中氨基甲酸按的物质的量分数为70%
6.工业上由焦炭或夭然气制氢气的过程中会产生一氧化碳.为了除去氢气中混有的一氧化碳,可在催化剂存在的条件下将一氧化碳与水蒸气发生反应:CO(g)+H2O( g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.0kJ•mol-l.该反应在工业上被称为“一氧化碳变换”.
(1)写出该反应的平衡常数表达式:K=$\frac{c(C{O}_{2})×c({H}_{2})}{c(CO)×c({H}_{2}O)}$; K( 200℃)> K( 300℃)(填“>”、“=”或“<”).
(2)在773K时,一氧化碳变换反应的平衡常数K=9,如反应开始时CO和H2O的浓度都是0.020•mol-l,则在此反应条件下一氧化碳的转化率为75%.
(3)某工业合成氨的原料气组成为:H2 40%、N2 20%、CO30%、CO210%(均为体积分数).现采用“一氧化碳变换”法,向上述原料气中加入水蒸气,以除去其中的CO.已知不同温度及反应物投料比($\frac{n{H}_{2}O}{n(CO)}$  )下,变换后平衡混合气体中CO的体积分数如下表所示:
投料比
CO体积分数/%
温度/℃
 $\frac{n{H}_{2}O}{n(CO)}$=1 $\frac{n{H}_{2}O}{n(CO)}$=3 $\frac{n{H}_{2}O}{n(CO)}$=5
200
250
300
350
1.70
2.73
6.00
7.85
0.21
0.30
0.84
1.52
0.02
0.06
0.43
0.80
①从表中数据可以得到控制不同条件时CO的转化率的变化规律.能使CO的转化率升高,可改变的条件降低温度、增大反应物投料比($\frac{n{H}_{2}O}{n(CO)}$ )或原料气中水蒸气的比例.
②温度是一氧化碳变换工艺中最重要的工艺条件,实际生产过程中将温度控制在300℃左右,其原因是提高温度,会提高反应速率,但平衡逆向移动,CO的转化率下降,实际生产过程中应该综合考虑速率和平衡两个方面.
③温度为300℃、$\frac{n{H}_{2}O}{n(CO)}$=1时,变换后的平衡混合气体中CO2的体积分数是24.8%.(结果保留3位有效数字).
 0  166962  166970  166976  166980  166986  166988  166992  166998  167000  167006  167012  167016  167018  167022  167028  167030  167036  167040  167042  167046  167048  167052  167054  167056  167057  167058  167060  167061  167062  167064  167066  167070  167072  167076  167078  167082  167088  167090  167096  167100  167102  167106  167112  167118  167120  167126  167130  167132  167138  167142  167148  167156  203614 

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