题目内容
7.研究发现,含pm2.5的雾霾主要成分有SO2、NOx、CxHy及可吸入颗粒等.(1)雾霾中能形成酸雨的物质是SO2 和 NOX.
(2)为消除NOx对环境的污染,可利用NH3在一定条件下与NO反应生成无污染的气体.
已知:4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)△H=-905.48kJ•mol-1
N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H=+180.50kJ•mol-1
①下列表示NH3(g)与NO(g)在一定条件下反应,生成无污染气体的能量转化关系示意图正确的是:a(填字母)
②图1是反应【4NH3(g)+6NO(g)?5N2(g)+6H2O(g)】过程中NH3的体积分数随X变化的示意图,X代表的物理量可能是温度或压强,原因是因为该反应是放热及体积增大的可逆反应,升高温度或增大压强,平衡均逆向移动,使NH3的体积分数增大.
(3)图2电解装置可将雾霾中的SO2、NO转化为(NH4)2SO4,①阴极的电极反应式是NO+5e-+6H+=NH4++H2O.
②物质A是H2SO4(填化学式),
理由是根据反应:5SO2+2NO+8H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$(NH4)2SO4+4H2SO4,产物中除有(NH4)2SO4外还有H2SO4.
(4)为减少雾霾、降低大气中有害气体含量,研究机动车尾气中CO、NOx及CxHy的排放量意义重大.机动车尾气污染物的含量与空/燃比(空气与燃油气的体积比)的变化关系示意图如图3所示,请解释:
①随空/燃比增大,CO和CxHy的含量减少的原因是空/燃比增大,燃油气燃烧更充分,故CO、CxHy含量减少.
②当空/燃比达到15后,NOx减少的原因可能是因为反应 N2(g)+O2(g)?2NO(g) 是吸热反应,当空/燃比大于15后,由于燃油气含量减少,燃油气燃烧放出的热量相应减少,环境温度降低,使该反应不易进行,故NOx减少
分析 (1)二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要气体;
(2)①①N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H=+180.50kJ•mol-1
②4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)△H=-905.48kJ•mol-1
根据盖斯定律,①×5+②得到:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g);
②该反应是放热及体积增大的可逆反应,升高温度或增大压强,平衡均逆向移动;
(3)①NO得电子生成铵根;
②SO2失电子形成硫酸;
(4)①燃油气燃烧更充分;
②反应 N2(g)+O2(g)?2NO(g) 是吸热反应.
解答 解:(1)二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的主要气体,故答案为:SO2 和 NOX;
(2)①已知①N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H=180.50kJ•mol-l
②4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H=-905.48kJ•mol-l
氨气被一氧化氮氧化生成氮气和气态水的热化学方程式依据盖斯定律,结合热化学方程式合并计算:①×5+②得到:
4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g)△H=-1807.98kJ/mol,故答案为:a;
②,该反应是放热及体积增大的可逆反应,升高温度或增大压强,平衡均逆向移动,使NH3的体积分数增大,故答案为:温度或压强;因为该反应是放热及体积增大的可逆反应,升高温度或增大压强,平衡均逆向移动,使NH3的体积分数增大;
(3)①NO得电子生成铵根,离子方程式:NO+5e-+6H+=NH4++H2O,故答案为:NO+5e-+6H+=NH4++H2O;
②SO2失电子形成硫酸,反应方程式:5SO2+2NO+8H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$(NH4)2SO4+4H2SO4,故答案为:H2SO4;根据反应:5SO2+2NO+8H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$(NH4)2SO4+4H2SO4,产物中除有(NH4)2SO4外还有H2SO4;
(4)①空/燃比增大,燃油气燃烧更充分,故答案为:空/燃比增大,燃油气燃烧更充分,故CO、CxHy含量减少;
②反应 N2(g)+O2(g)?2NO(g) 是吸热反应,当空/燃比大于15后,由于燃油气含量减少,燃油气燃烧放出的热量相应减少,环境温度降低,故答案为:因为反应 N2(g)+O2(g)?2NO(g) 是吸热反应,当空/燃比大于15后,由于燃油气
含量减少,燃油气燃烧放出的热量相应减少,环境温度降低,使该反应不易进行,故NOx减少.
点评 本题考查了盖斯定律在反应热计算中的应用、电解原理以及燃料的充分燃烧,题目难度中等,注意掌握盖斯定律的概念,试题培养了学生灵活应用所学知识.
(1)Cl2可以氧化浓海水中的Br-,用空气吹出Br2,并用纯碱吸收.纯碱吸收溴的主要反应是Br2+Na2CO3+H2O→NaBr+NaBrO3+NaHCO3(化学方程式未配平),则吸收1mol Br2时,该反应转移的电子为$\frac{5}{3}$mol.
(2)精制浓海水可以得到纯净的饱和食盐水,向其中加入碳酸氢铵可制备碳酸氢钠.
①NaCl的电子式是
②上述制备碳酸氢钠的化学方程式是NaCl+NH4HCO3═NaHCO3↓+NH4Cl_.
③为测定制得的碳酸氢钠的纯度,可称量a g碳酸氢钠样品(含少量NaCl)溶于足量盐酸,蒸干溶液后灼烧,剩余固体质量为b g.样品碳酸氢钠的质量分数是$\frac{84(a-b)}{25.5a}$×100%(用含a、b的代数式表示).
(3)海水提取镁的一段工艺流程如图:
浓海水中的有关成分如下:
| 离子 | Na+ | Mg2+ | Cl- | SO42- |
| 浓度/(g•L-1) | 63.7 | 28.8 | 144.6 | 46.4 |
| A. | 电子的能量越低,运动区域离原子核越远 | |
| B. | 核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动 | |
| C. | 稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子 | |
| D. | 当M层是最外层时,最多可排18个电子 |
H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)△H=-57.3kJ•mol-1下列结论正确的是( )
| A. | 碳的燃烧热大于110.5 kJ•mol-1 | |
| B. | ①的反应热为221 kJ•mol-1 | |
| C. | 浓硫酸与稀NaOH溶液反应的成1 mol水,放出57.3 kJ热量 | |
| D. | 稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水,放出57.3 kJ热量 |
| A. | 加热 | B. | 改用98%的浓硫酸 | ||
| C. | 改用锌粒 | D. | 滴加少量CuSO4溶液 |
(1)把Cl2通入水中,反应的化学方程式是Cl2+H2O?HCl+HClO.
(2)用氯水进行如下表实验:
| 实验 | 操作 | 现象 |
| Ⅰ | 把氯水点在蓝色石蕊试纸上 | 试纸先变红后褪色 |
| Ⅱ | 向氯水中滴加足量AgNO3溶液,不断振荡 | ⅰ.有白色沉淀生成 ⅱ.稍后,溶液变为无色 |
②实验Ⅱ:a.ⅰ现象的白色沉淀是AgCl.
b.综合ⅰ、ⅱ现象,该同学推测实验Ⅱ发生的反应为:
Cl2+AgNO3+H2O=HNO3+AgCl↓+HClO(将反应补充完整)
③为探究实验Ⅰ中试纸褪色的原因及Ⅱ中另一种反应产物,该同学设计实验如下:
c.将少量稀硝酸点在蓝色石蕊试纸上,试纸变红未褪色;
d.…
上述实验d的方案是取实验Ⅱ中ⅱ的无色溶液,点在蓝色石蕊试纸上,试纸褪色.
(3)该同学查阅资料得知,最初,人们直接用氯气作漂白剂,但使用起来不方便,效果也不理想.经过多年的实验、改进,才有了今天常用的漂白粉.
①你认为“使用起来不方便,效果也不理想”的原因是氯气的溶解度不大,且生成的HClO不稳定,难保存.
②科研人员以氯气、石灰石、水为原料制取漂白粉,有关反应的化学方程式是:CaCO3═CaO+CO2↑,CaO+H2O=Ca(OH)2,2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O.