9.
CO2和CH4是两种主要的温室气体,通过CH4和CO2反应制造更高价值的化学品是目前的研究目标.
(1)250℃时,以镍合金为催化剂,向4L容器中通入6mol CO2、6mol CH4,发生如下反应:CO2(g)+CH4(g)?2CO(g)+2H2(g).平衡体系中各组分的体积分数如表:
①此温度下该反应的平衡常数K=64.
②已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-890.3kJ•mol-1
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=+2.8kJ•mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)?2CO(g)+2H2(g)的△H=247.3kJ•mol-1.
(2)以二氧化钛表面覆盖的Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成为乙酸.
①在不同温度下,催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的变化关系如图所示.250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是温度超过250℃时,催化剂的催化效率降低.
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是增大反应压强、增大CO2的浓度.
③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O.
(3)以CO2为原料可以合成多种物质.
①聚碳酸酯是一种易降解的新型合成材料,它是由CO2加聚而成的.写出聚碳酸酯的结构简式:
.
②以氢氧化钾水溶液作为电解质进行电解,CO2在铜电极上可转化为甲烷,电极反应式为CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-.
(1)250℃时,以镍合金为催化剂,向4L容器中通入6mol CO2、6mol CH4,发生如下反应:CO2(g)+CH4(g)?2CO(g)+2H2(g).平衡体系中各组分的体积分数如表:
| 物质 | CH4 | CO2 | CO | H2 |
| 体积分数 | 0.1 | 0.1 | 0.4 | 0.4 |
②已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-890.3kJ•mol-1
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=+2.8kJ•mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ•mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)?2CO(g)+2H2(g)的△H=247.3kJ•mol-1.
(2)以二氧化钛表面覆盖的Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成为乙酸.
①在不同温度下,催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的变化关系如图所示.250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是温度超过250℃时,催化剂的催化效率降低.
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是增大反应压强、增大CO2的浓度.
③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O.
(3)以CO2为原料可以合成多种物质.
①聚碳酸酯是一种易降解的新型合成材料,它是由CO2加聚而成的.写出聚碳酸酯的结构简式:
②以氢氧化钾水溶液作为电解质进行电解,CO2在铜电极上可转化为甲烷,电极反应式为CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-.
8.对燃煤烟气和汽车尾气进行脱硝、脱碳和脱硫等处理,可实现绿色环保、节能减排等目的.汽车尾气脱硝脱碳的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)$\stackrel{催化剂}{?}$N2(g)+2CO2(g)△H=a kJ•mol-1.
I、已知2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)△H=b kJ•mol-1;CO的燃烧热△H=c kJ•mol-1.写出消除汽车尾气中NO2的污染时,NO2与CO反应的热化学方程式2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO2(g)△H=a-b+2c kJ•mol-1.
II、一定条件下,在一密闭容器中,用传感器测得该反应在不同时间的NO和CO浓度如表:
(1)在恒容密闭容器中充入CO、NO气体,如图3图象正确且能说明反应达到平衡状态的是AD

(2)前2s内的平均反应速率υ(N2)=0.09mol/(L•s)(保留两位小数,下同);此温度下,该反应的平衡常数为0.03mol•L-1.
(3)采用低温臭氧氧化脱硫脱硝技术,同时吸收SO2和NOx,获得(NH4)2SO4的稀溶液,
①常温条件下,此溶液的PH=5,则$\frac{c(N{{H}_{4}}^{+})}{c(N{H}_{3}•{H}_{2}O)}$=1.7×104(已知该温度下NH3•H2O的Kb=1.7×10-5)
②向此溶液中再加入少量 (NH4)2SO4固体,$\frac{c(N{{H}_{4}}^{+})}{c(S{{O}_{4}}^{2-})}$的值将变大(填“变大”、“不变”或“变小”)
(4)设计如图1装置模拟传感器测定CO与 NO反应原理.
①铂电极为正极(填“正极”或“负极”).
②负极电极反应式为CO+O2--2e-=CO2
III、如图2所示,无摩擦、无质量的活塞1、2将反应器隔成甲、乙两部分,在25℃和101kPa下实现平衡时,各部分体积分别为V甲、V乙.此时若去掉活塞1,不引起活塞2的移动.则x=1.5,V甲:V乙=3:1.
I、已知2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)△H=b kJ•mol-1;CO的燃烧热△H=c kJ•mol-1.写出消除汽车尾气中NO2的污染时,NO2与CO反应的热化学方程式2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO2(g)△H=a-b+2c kJ•mol-1.
II、一定条件下,在一密闭容器中,用传感器测得该反应在不同时间的NO和CO浓度如表:
| 时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| c(NO)/mol•L-1 | 1.00 | 0.8 | 0.64 | 0.55 | 0.5 | 0.5 |
| c(CO)/mol•L-1 | 3.50 | 3.30 | 3.14 | 3.05 | 3.00 | 3.00 |
(2)前2s内的平均反应速率υ(N2)=0.09mol/(L•s)(保留两位小数,下同);此温度下,该反应的平衡常数为0.03mol•L-1.
(3)采用低温臭氧氧化脱硫脱硝技术,同时吸收SO2和NOx,获得(NH4)2SO4的稀溶液,
①常温条件下,此溶液的PH=5,则$\frac{c(N{{H}_{4}}^{+})}{c(N{H}_{3}•{H}_{2}O)}$=1.7×104(已知该温度下NH3•H2O的Kb=1.7×10-5)
②向此溶液中再加入少量 (NH4)2SO4固体,$\frac{c(N{{H}_{4}}^{+})}{c(S{{O}_{4}}^{2-})}$的值将变大(填“变大”、“不变”或“变小”)
(4)设计如图1装置模拟传感器测定CO与 NO反应原理.
①铂电极为正极(填“正极”或“负极”).
②负极电极反应式为CO+O2--2e-=CO2
III、如图2所示,无摩擦、无质量的活塞1、2将反应器隔成甲、乙两部分,在25℃和101kPa下实现平衡时,各部分体积分别为V甲、V乙.此时若去掉活塞1,不引起活塞2的移动.则x=1.5,V甲:V乙=3:1.
4.
氯及其化合物在生产、生活中有广泛的用途.回答下列问题:
(1)“氯氧化法”是指在碱性条件下用Cl2将废水中的CN-氧化成无毒物质.写出该反应的离子方程式:5Cl2+2CN-+8OH-═10Cl-+N2↑+2CO2↑+4H2O.
(2)地康法制备氯气的反应为4HCl(g)+O2(g)$\frac{\underline{\;CuO/CuCl_{2}\;}}{400℃}$2Cl2(g)+2H2O(g)△H=-115.6kJ•mol-1,1molH-Cl、1molCl-Cl、1molO-O断裂时分别需要吸收431J、243kJ、489kJ的能量,则1molO-H断裂时需吸收的能量为460.65kJ.
(3)取ClO2消毒过的自来水(假定ClO2全部转化为Cl-)30.00mL,在水样中加入几滴K2CrO4溶液作指示剂,用一定浓度AgNO3溶液滴定,当有砖红色的Ag2CrO4沉淀出现时,反应达到滴定终点,测得溶液中CrO42-的浓度是5.00×10-3mol•L-1,则滴定终点时溶液中c(Cl-)=8.90×10-6mol/L.[已知:Ksp(AgCl)=1.78×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.00×10-12]
(4)在5个恒温、恒容密闭容器中分别充入4molClO2(g),发生反应:4ClO2)(g)?2Cl2O(g)+3O2(g)△H>0,测得ClO2(g)的部分平衡转化率如表所示.
已知:T3>T1,V2>V1.
①该反应中Cl2O是还原产物(填“还原产物”或“氧化产物”).
②T1℃时,上述反应的平衡常数K=25.63.
③V2>(填“>”、“<”或“=”)V3.
④d、c两容器中的反应与a容器中的反应均各有一个条件不同,a、d、e三容器中反应体系总压强随时间的变化如图所示,a、d、e三容器中ClO2的平衡转化率由大到小的排列顺序为e<a=d(用字母表示);与a容器相比,d容器中改变的一个实验条件是加入催化剂,其判断依据是ad图象中曲线变化可知,d反应速率增大,压强不变平衡点不变.
0 160279 160287 160293 160297 160303 160305 160309 160315 160317 160323 160329 160333 160335 160339 160345 160347 160353 160357 160359 160363 160365 160369 160371 160373 160374 160375 160377 160378 160379 160381 160383 160387 160389 160393 160395 160399 160405 160407 160413 160417 160419 160423 160429 160435 160437 160443 160447 160449 160455 160459 160465 160473 203614
(1)“氯氧化法”是指在碱性条件下用Cl2将废水中的CN-氧化成无毒物质.写出该反应的离子方程式:5Cl2+2CN-+8OH-═10Cl-+N2↑+2CO2↑+4H2O.
(2)地康法制备氯气的反应为4HCl(g)+O2(g)$\frac{\underline{\;CuO/CuCl_{2}\;}}{400℃}$2Cl2(g)+2H2O(g)△H=-115.6kJ•mol-1,1molH-Cl、1molCl-Cl、1molO-O断裂时分别需要吸收431J、243kJ、489kJ的能量,则1molO-H断裂时需吸收的能量为460.65kJ.
(3)取ClO2消毒过的自来水(假定ClO2全部转化为Cl-)30.00mL,在水样中加入几滴K2CrO4溶液作指示剂,用一定浓度AgNO3溶液滴定,当有砖红色的Ag2CrO4沉淀出现时,反应达到滴定终点,测得溶液中CrO42-的浓度是5.00×10-3mol•L-1,则滴定终点时溶液中c(Cl-)=8.90×10-6mol/L.[已知:Ksp(AgCl)=1.78×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.00×10-12]
(4)在5个恒温、恒容密闭容器中分别充入4molClO2(g),发生反应:4ClO2)(g)?2Cl2O(g)+3O2(g)△H>0,测得ClO2(g)的部分平衡转化率如表所示.
| 容器编号 | 温度/ | 容器体积/L | ClO2(g)的平衡转化率 |
| a | T1 | V1=1L | 75% |
| b | T2 | V2 | |
| c | T3 | V3 | 75% |
| d | |||
| e |
①该反应中Cl2O是还原产物(填“还原产物”或“氧化产物”).
②T1℃时,上述反应的平衡常数K=25.63.
③V2>(填“>”、“<”或“=”)V3.
④d、c两容器中的反应与a容器中的反应均各有一个条件不同,a、d、e三容器中反应体系总压强随时间的变化如图所示,a、d、e三容器中ClO2的平衡转化率由大到小的排列顺序为e<a=d(用字母表示);与a容器相比,d容器中改变的一个实验条件是加入催化剂,其判断依据是ad图象中曲线变化可知,d反应速率增大,压强不变平衡点不变.