题目内容
【题目】消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。
Ⅰ.化学上采用
处理
不仅可以消除污染,还可作为工业生产的能量来源。
(1)工业上可采用
的方法合成氨。我国学者采用量子力学方法,通过计算机模拟,研究了在催化剂表面上合成氨的反应历程。图1为各步反应的能量变化示意图,其中“吸”表示各气态物质在催化剂表面吸附。
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①该反应历程中正反应的最大活化能为________
。
②合成氨反应的热化学方程式为_________________。
(2)不同温度下,向三个容器中分别投入相同量的反应物进行反应,测得不同压强下平衡混合物中
的物质的量分数如图2所示。
①M点的
________N点的
(填“>”、“<”或“=”)。
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②
℃时,将![]()
和![]()
充入2L的密闭容器中,维持压强为60MPa不变,达到N点的平衡状态,化学平衡常数K=________
(用最简分数表示)。
Ⅱ.废水中的氮常以含氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。
(3)①用次氯酸钠除去氨氮(以
示)的原理如图3所示。写出总反应的化学方程式:______________。
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②取一定量的含氨氮废水,改变加入次氯酸钠的用量,反应相同时间后,溶液中氨氮去除率、总氮(溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素的总量)去除率以及剩余次氯酸钠的含量随
的变化情况如图4所示。当
时,水体中总氮去除率反而下降,可能的原因是________。
(4)近年来,水体中的硝酸盐含量不断增加。工业上去除废水中硝酸盐的方法是采用电解法将
转化为
,部分装置如图5所示。
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①B电极的电极反应式是________.
②常温下,除去10L废水中的![]()
后,最终废水的
________(电解前后废水的体积变化忽略不计)。
【答案】79
<
有部分
被氧化成
或
10
【解析】
(1)①由图可知,正反应的最大的活化能为
,故答案为:79。
②反应热=生成物总能量-反应物总能量
合成氨反应的热化学方程式为
,故答案为:
。
(2)①M、N两点的压强相同,平衡混合物中氨气的物质的量分数M>N,因为合成氨是放热反应,升温平衡逆向移动,所以
,M点的
点的
。故答案为:<。
②设设消耗的氮气的物质的量为xmol,
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起始量(mo1):1 3 0
转化量(mo1):x 3x 2x
平衡量(mol):1-x 3-3x 2x
平衡时,氨气的物质的量分数为20%,则
,则
,
则平衡时,
,
,![]()
总物质的量为
,恒压时气体体积之比等于物质的量之比,
所以平衡时容器体积为
,
,
,
则平衡常数
,故答案为:
。
(3)①根据图示可知反应物为
和NaClO,最终产物为
、NaC1、
,进行配平,可得出化学方程式
,故答案为:
。
②当
时,可能是NaClO投入过多会将氨氮氧化为
或
等物质,未能从溶液中除去,使得总氮去除率随
的增大而降低。故答案为:有部分
被氧化成
或
。
(4)①B电极发生还原反应,
转化为
。
②62mg
的物质的量为0.001mol,根据B电极的电极反应式
可知转移![]()
,生成![]()
,A极的电极反应式为
,转移![]()
,生成0.005mol H+,H+由电解池的左边移向右边,最终
,因此
。故答案为:
;10。
【题目】过氧乙酸又名过醋酸
,是重要化工原料,也是一种绿色生态杀菌剂,其制法为
。
(1)某同学写出了碳原子的4种不同状态的电子排布图:
a.
b.![]()
c.
d.![]()
其中能量最低的是________(填标号),电子由状态C到状态B所得到的光谱为________光谱(填“原子发射”或“原子吸收”)。
(2)过氧乙酸分子中C原子的杂化方式有________。
(3)乙酸比乙醇易电离出
的原因____________________。
(4)熔点:乙酸________硝酸(填“>”、“<”或“=”),理由_________________。
(5)造纸中,用
与纸浆中的过氧乙酸以及过渡金属离子反应以提高漂白效率。硼氢化钠、硼氢化铝被认为是有机化学上的“万能还原剂”。
①两种硼氢化物的熔点如下表所示:
硼氢化物 |
|
|
熔点/℃ | 400 | -64.5 |
解释表中两种物质熔点差异的原因________。
②硼氢化钠晶胞结构如图所示,该晶体中
的配位数为________。已知:硼氢化钠晶体的密度为
,
代表阿伏伽德罗常数的值,则a=________nm(用含
、
的最简式子表示)。
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