题目内容
下列有关物质性质与应用对应关系错误的是
A.常温下,浓硫酸能使铝钝化,可用铝制容器贮运浓硫酸
B.二氧化硅熔点很高、硬度很大,可用于制造坩埚
C.氯化铁溶液能腐蚀铜,可用于制作印刷电路板
D.金属钠硬度小、密度小,可用于制造高压钠灯
中国环境监测总站数据显示,PM2.5、SO2、NOx等是连续雾霾过程影响空气质量显著的污染物,其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对它们进行研究具有重要意义。请回答:
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子 | K+ | Na+ | NH | SO | NO | Cl- |
浓度(mol/L) | 4×106 | 6×106 | 2×105 | 4×105 | 3×105 | 2×105 |
根据表中数据计算PM2.5待测试样的pH = 。
(2)NOx是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
![]()
N2(g)+O2(g)
2NO(g) △H= 。
(3)消除氮氧化物和硫氧化物有多种方法。
Ⅰ.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 。
②用Fe做催化剂时,在氨气足量的情况下,当
=1:1时,脱氮率最佳,已知每生成28g N2 放出的热量为QkJ,该反应的热化学方程式为 。
Ⅱ.工业上变“废”为宝,吸收工业中SO2和NO,可获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素):
![]()
①装置Ⅰ中的主要反应的离子方程式为 。
②装置Ⅲ还可以使Ce4+再生,若用甲烷燃料电池电解该装置中的溶液,当消耗1mol CH4时,
理论上可再生 mol Ce4+。
Ⅲ.用活性炭还原法可以处理氮氧化物。如发生反应:
C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g) △H=Q kJ/mol。
在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
浓度(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①Tl℃时,该反应的平衡常数K= 。
②30 min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是________(答一种即可)。
(15分)CO和H2的混合气体俗称合成气,是一种重要的工业原料气,工业上利用天然气(主要成分为CH4)与水进行高温重整制备合成气。
(1)已知:CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为-890.3kJ/mol、-285.8kJ/mol和-283.0kJ/mol,且1mol液态水汽化时的能量变化为44.0kJ。用1 m3(标准状况)的甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气所需的热量为 (保留整数)。
(2)在一定温度下,向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g),测得CH4(g)和H2(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示:
物质浓度 时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
CH4 | 0.2mol·L-1 | 0.13 mol·L-1 | 0.1 mol·L-1 | 0.1 mol·L-1 | 0.09 mol·L-1 |
H2 | 0 mol·L-1 | 0.2 mol·L-1 | 0.3 mol·L-1 | 0.3 mol·L-1 | 0.33 mol·L-1 |
①计算该反应第一次达平衡时的平衡常数K 。
②3min时改变的反应条件是 (只填一种条件的改变即可)。
(3)已知温度、压强、投料比X[n(CH4)/n(H2O)]对该反应的影响如图所示。
![]()
①图1中的两条曲线所示投料比的关系X1 X2(填“=”、“>”或“<”下同)。
②图2中两条曲线所示的压强比的关系:P1 P2。
(4)以天然气(设杂质不参与反应)、KOH溶液为原料可设计成燃料电池:
①放电时,负极的电极反应式为 。
②设装置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为8.96L,放电过程中没有气体逸出,则放电完毕后,所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为 。