题目内容
【题目】燃煤的烟气中常含有大量的NOx、CO、SO2等有害气体,治理污染、消除有害气体对环境的影响是化学工作者研究的重要课题。
Ⅰ.已知氮氧化物可采用强氧化剂Na2S2O8氧化脱除,过程如下所示:
![]()
(1)写出反应1的离子方程式:____ 。
(2)反应2为NO2-+S2O82-+2OH-=NO3-+2SO42-+H2O。此反应在不同温度下达到平衡时,NO2-的脱除率与Na2S2O8初始浓度的关系如图1所示。
![]()
①比较a、b点的反应速率:va正____vb逆(填“>”“<”或“=”)。
②根据图像可以判断该反应为吸热反应,理由是____________。
Ⅱ.沥青混凝土可作为反应2CO(g)+O2(g)
2CO2(g)的催化剂。图2表示在相同的恒容密闭容器、相同的起始浓度、相同的反应时间段下,使用相同质量的不同沥青混凝土(α型、β型)催化时,CO的转化率与温度的关系。
![]()
(3)下列关于图2的说法正确的是________。
A.在均未达到平衡状态时,同温下β型沥青混凝土中CO转化速率比α型要大
B.b点时CO与O2分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高
C.a、b、c、d四点中,达到平衡状态的只有b、c两点
D.e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性
(4)已知c点时容器中O2浓度为0.02 mol/L,则50 ℃时,在α型沥青混凝土中CO转化反应的平衡常数K=_____________(用含x的代数式表示)。
Ⅲ.利用图3所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2。
![]()
(5)直流电源b极为____,阳极发生的反应为______。
【答案】2NO+S2O82-+4OH-===2NO2-+2SO42-+2H2O < 当Na2S2O8初始浓度相同时,温度越高,NO
脱除率越大,说明平衡正向移动,该反应为吸热反应 AD
mol/L 负极 SO2-2e-+2H2O===SO42-+4H+
【解析】
根据题意可知,本题考查化学平衡的影响因素及化学平衡的计算,运用勒夏特列原理进行分析。
(1)反应1是Na2S2O8的氢氧化钠溶液中通入NO气体发生氧化还原反应生成硫酸钠、亚硝酸钠和水, 反应的离子方程式为:2NO+S2O82-+4OH-===2NO2-+2SO42-+2H2O,
故答案为:2NO+S2O82-+4OH-===2NO2-+2SO42-+2H2O;
(2)温度越高NO脱除率越大,说明升温反应速率增大,a、b点的反应速率va正< vb逆,
故答案为:<;
(3)升温平衡向吸热方向移动,而当Na2S2O8初始浓度相同时,温度越高,NO
脱除率越大,说明平衡正向进行,正反应为吸热反应,
故答案为:当Na2S2O8初始浓度相同时,温度越高,NO
脱除率越大,说明平衡正向移动,该反应为吸热;
(3)A. 由图得,相同温度下β型沥青混凝土中CO降解速率比α型要大,故A正确;
B. a点的数据反映出CO降解率是整个实验过程中最高的,故B错误;
C. 图象分析可知b点反应达到平衡状态,升温平衡逆向进行,a、b、c、d 四点中,达到平衡状态的是bcd, 故C错误;
D. e点降解率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性失效,故D正确;
故答案为:AD;
(4)令起始时CO的浓度为1mol·L-1,则达到平衡时c(CO)=(1-x)mol/L,c(O2)=0.02mol/L,c(CO2)=xmol/L,根据平衡常数的定义,
故答案为:
;
(5)由装置图可知SO2在左边发生氧化反应生成SO42-,电极反应方程式为:SO2-2e-+2H2O===SO42-+4H+,因此a所连的电极为电解池的阳极,而电解池的阳极连接的是电源的正极,因此a为电源正极,b为电源负极,
故答案为:负极;SO2-2e-+2H2O===SO42-+4H+。
【题目】硝酸氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂。亚硝酸氯可由NO与Cl2在通常条件下反应得到,化学方程式为2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g)。
(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酸氯,涉及如下反应:
①4NO2(g)+2NaCl(s)
2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K1
②2NO2(g)+NaCl(s)
NaNO3(s)+ClNO(g) K2
③2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g) K3
则K1,K2,K3之间的关系为K3=______________。
(2)T℃时,2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g)的正反应速率表达式为v正= k cn(ClNO),测得速率和浓度的关系如下表:
序号 | c(ClNO)/mol·L-1 | v/mol·L-1·s-1 |
① | 0.30 | 3.6×10-8 |
② | 0.60 | 1.44×10-7 |
③ | 0.90 | 3.24×10-7 |
n=____________;k=____________(注明单位)。
(3)在2L的恒容密闭容器中充入4mol NO(g)和2mol Cl2(g),在不同温度下测得c(ClNO)与时间的关系如图A
![]()
①温度为T1时,能作为该反应达到平衡的标志的有__________;
a 容器体积保持不变
b 容器压强保持不变
c 平衡常数K保持不变
d 气体颜色保持不变
e v(ClNO)= v(NO)
f NO与ClNO的物质的量比值保持不变
②反应开始到10min时Cl2的平均反应速率v(Cl2)=____________;
③温度为T2时,10min已经达到平衡,该反应的平衡常数K
(4)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡时ClNO的体积分数φ随n(NO)/n(Cl2)的变化图象如图B,则A、B、C三状态中,NO的转化率最小的是__________点,当n(NO)/n(Cl2)=2.8时,达到平衡状态ClNO的体积分数φ可能是D、E、F三点中的__________点。
【题目】元素A~D是元素周期表中短周期的四种元素,请根据表中信息回答下列问题。
元素 | A | B | C | D |
性质或结构信息 | 单质制成的高压灯发出的黄光透雾力强、射程远 | 工业上通过分离液态空气获得其单质。原子的最外层未达到稳定结构 | 单质在常温、常压下是气体,原子的 | 2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同 |
(1)A与Cl形成的化合物为__________(填“离子”或“共价”)化合物,含有__________键。
(2)D和C形成的化合物中含有__________键。写出C单质与水反应的化学方程式:____________________。
(3)下列对元素B及元素B的常见单质描述正确的是__________(填序号)。
a.B元素的最高正价为+6
b.常温、常压下B的常见单质难溶于水
c.B的常见单质分子中含有18个电子
d.在一定条件下镁条能与B的常见单质反应
(4)若B与H能形成
,则B为__________元素,
中含有的化学键为__________。
(5)A和D两元素中金属性较强的是__________(写元素符号),写出能证明该结论的一个实验事实:____________________。