燃煤能排放大量的CO2、SO2和NOX,PM2.5(可入肺颗粒物)污染也跟冬季燃煤密切相关.SO2、CO、CO2、NOx是对环境影响较大的种气体,对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径.
(1)利用电化学原理将SO2、NO2化为重要化工原料,装置如图1所示:

①若A为SO2,B为O2,C为H2SO4,则负极的电极反应式为:
 

②以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如图2所示,在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y,有关电极反应可表示为
 

(2)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:
已知:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-a kJ?mol-1
CH3OH(g)=CH3OH(l)△H=-b kJ?mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-c kJ?mol-1
H2O(g)=H2O(l)△H=-d kJ?mol-1
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:
 

(3)甲醇燃料电池原理如图3所示.
用上述电池做电源,用图4装置电解饱和食盐水(电极均为惰性电极),假设溶液体积为300mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),理论上消耗甲醇的质量为
 
(忽略溶液体积变化).

(4)500℃时,在催化剂存在条件下,分别将2mol SO2和1mol O2置于恒压容器I和恒容容器II中(两容器起始容积相同),充分反应,二者均达到平衡后:两容器中SO3的体积分数关系是I
 
Ⅱ(填“>”、“<”或“=”).若测得容器II中的压强减小了30%,则该容器中SO2的转化率为
 

(5)用活性炭还原法处理氮氧化物.有关反应为:C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2 (g)△H.某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:

浓度/mol?L-1

时间/min
NO N2 CO2
0 0.100 0 0
10 0.058 0.021 0.021
20 0.040 0.030 0.030
30 0.040 0.030 0.030
40 0.032 0.034 0.017
50 0.032 0.034 0.017
①T1℃时,该反应的平衡常数K=
 
(保留两位小数).
②30min后,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是
 
环境问题备受世界关注.化工厂以及汽车尾气排放的一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)、硫化物等气体己成为大气污染的主要因素.
(1)CO的中毒是由于CO与血液中血红蛋白的血红素部分反应生成碳氧血红蛋白,反应方程式可表示为:CO+Hb?O2?O2+Hb?CO.实验表明,c(Hb?CO)即使只有c(Hb?O2)的
1
50
,也可造成人的智力损伤.已知t℃时上述反应的平衡常数K=200,吸入肺部O2的浓度约为1.0×10-2mol?L-1,若使c(Hb?CO)小于c(Hb?O2)的
1
50
,则吸入肺部CO的浓度不能超过
 
 mol?L-1
(2)汽车尾气治理的方法之一是在汽车的排气管上安装一个“催化转化器”.已知反应2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)△H=-113kJ?mol-1
①为了模拟催化转化器的工作原理,在t℃时,将2molNO与1mol CO充入lL反应容器中,反应过程中NO(g)、CO(g)、N2(g)物质的量浓度变化如图.反应进行到15min时,NO的平均反应速率为
 


②观察在20min~30min内N2(g)发生变化的曲线图,判断引起该变化的条件可能是
 

a.加入催化剂                     b.降低体系温度
c.缩小容器体积为0.5L             d.增加CO2的物质的量
(3)煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题.
已知:CO(g)+H2O(g)?H2(g)+CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ 400 500 830 1000
平衡常数K 10 9 1 0.6
试回答下列问题
①上述正向反应是
 
反应(填“放热”、“吸热”),某温度下上述反应平衡时,恒容、升高温度,容器内混合气体的压强
 
(填“增大”、“减小”或“不变”).
②在830℃发生上述反应,以下表中的物质的量投入恒容反应器,其中向正反应方向移动的有
 
选填A、B、C、D).
A B C D
n(CO2 3 1 0 1
n(H2 2 1 0 1
n(CO) 1 2 3 0.5
n(H2O) 5 2 3 2
(4)将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)
催化剂
CH3OCH3(g)+3H2O(g)
用甲醚作为燃料电池原料,在碱性介质中该电池负极的电极反应式
 
.若以4.48L?min-1(标准状况)的速率向该电池中通入甲醚(沸点为-24.9℃),用该电池电解100mL 2mol?L-1CuSO4溶液,通电0.5min后,理论上可析出金属铜
 
g.
I.通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能.下表为一些化学键的键能数据
化学键 Si-Si O=O Si-O
键能/kJ?mol-1 a b c
写出硅高温燃烧的热化学方程式
 

Ⅱ.利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一.某研究小组设计了如图1所示的循环系统实现光分解水制氢.反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供,反应体系中I2和Fe3+等可循环使用.

(1)写出下列电解池中总反应的离子方程式:
电解池A
 

电解池B
 

(2)若电解池A中生成3.36L H2(标准状况),计算电解池B中生成Fe2+的物质的量为
 
mol
Ⅲ.如图2在一定的温度下,把2体积N2和6体积H2分别通入一个带活塞的体积可变的容器中,活塞的一端与大气相通容器中发生如下反应:
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);△H<0
反应达到平衡后,测得混合气体为7体积.
请据此回答下列问题:
(1)保持上述反应温度不变,设a、b、c分别表示加入的N2、H2和NH3的体积,如果反应达到平衡后混合气体中各物质的量仍与上述平衡时完全相同.
①a=1,c=2,则b=
 
.在此情况下,反应起始时将向
 
反应方向(填“正”或“逆”)进行.
②若需规定起始时反应向逆方向进行,则c的取值范围是
 

(2)在上述恒压装置中,若需控制平衡后混合气体为6.5体积,则可采取的措施是
 
,原因是
 
废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生,并减少污染.废旧印刷电路板经粉碎分离,能得到非金属粉末和金属粉末.
(1)下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中,不符合环境保护理念的是
 
(填字母).
A.热裂解形成燃油                       B.露天焚烧
C.作为有机复合建筑材料的原料            D.直接填埋
(2)用过氧化氢和硫酸的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜.已知:
Cu(s)+2H+(aq)═Cu2+(aq)+H2(g)△H=+64.39kJ?mol-1
2H2O2(l)═2H2O(l)+O2(g)△H=-196.46kJ?mol-1
H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(l)△H=-285.84kJ?mol-1
在硫酸溶液中铜与过氧化氢反应生成铜离子和液态水的热化学方程式为:
 

(3)控制其它条件相同,印刷电路板的金属粉末用10%过氧化氢溶液和3.0mol?L-1硫酸溶液处理,测得不同温度下铜的平均溶解速率(见表)
温度(℃)20304050607080
铜的平均溶解速率[×10-3 mol?(L?min)-1]7.348.019.257.987.246.735.76
当温度高于40℃时,铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降,其主要原因是
 

(4)在提纯后的硫酸铜溶液中加入一定量的亚硫酸钠和氯化钠溶液,加热,生成CuCl(CuCl难溶于水)的离子方程式是
 

(5)已知常温下氢氧化铜的溶度积常数Ksp=6×10-20,将50mL 0.01mol?L-1的硫酸铜溶液与50mL 0.04mol?L-1氢氧化钠溶液混合,充分反应后,溶液中铜离子的物质的量浓度为
 
 0  136867  136875  136881  136885  136891  136893  136897  136903  136905  136911  136917  136921  136923  136927  136933  136935  136941  136945  136947  136951  136953  136957  136959  136961  136962  136963  136965  136966  136967  136969  136971  136975  136977  136981  136983  136987  136993  136995  137001  137005  137007  137011  137017  137023  137025  137031  137035  137037  137043  137047  137053  137061  203614 

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