【題目】研究碳氧化合物、氮氧化合物、硫氧化合物等大氣污染物的處理對(duì)緩解環(huán)境污染、能源危機(jī)具有重要意義。工業(yè)上處理氮的氧化物途徑有多種:
Ⅰ.堿吸法。
(1)利用純堿溶液吸收NO、NO2,發(fā)生的反應(yīng)共生成兩種鹽,請(qǐng)寫(xiě)出有關(guān)氧化還原方程式:______________________________________、NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2
Ⅱ.催化氧化法:城市中NOx和CO污染主要來(lái)源于汽車(chē)尾氣,可以利用化學(xué)方法將其轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害的物質(zhì)。
(2)已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-564 kJ·mol-1
請(qǐng)寫(xiě)出把汽車(chē)尾氣轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害的物質(zhì)的熱化學(xué)方程式:__________________________
(3)為研究汽車(chē)尾氣轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害的物質(zhì)有關(guān)反應(yīng),在密閉容器中充入10molCO和8molNO,發(fā)生反應(yīng),如圖為平衡時(shí)NO的體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系。
①該反應(yīng)達(dá)到平衡后,為在提高反應(yīng)速率同時(shí)提高NO的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有__________(填字母序號(hào))。
a.改用高效催化劑 b.縮小容器的體積 c.升高溫度 d.增加CO的濃度
②壓強(qiáng)為10 MPa、溫度為T1下,若反應(yīng)進(jìn)行到20 min達(dá)到平衡狀態(tài),容器的體積為4 L,用CO2的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(CO2)=_______,該溫度下平衡常數(shù)Kp=______(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù);保留兩位有效數(shù)字)。
③若在D點(diǎn)對(duì)反應(yīng)容器降溫的同時(shí)縮小體積至體系壓強(qiáng)增大,重新達(dá)到的平衡狀態(tài)可能是圖中A~G點(diǎn)中的______點(diǎn)。
Ⅲ. 電解硝酸工業(yè)的尾氣NO可制備NH4NO3,其工作原理如圖。
(4)N極的電極反應(yīng)式為________。
(5)在25℃時(shí),將a mol·L-1的氨水與0.1mol·L-1的硝酸等體積混合后溶液顯中性,用含a的代數(shù)式表示NH4NO3的水解常數(shù)Kh=_____________。
【答案】NO2+Na2CO3=NaNO3+NaNO2+CO2 2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH=-744 kJ·mol-1 bd 0.05mol/(L·min) 0.089MPa-1 (或4/45MPa-1) G NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+ (10a-1)×10-7
【解析】
(1)NO2在堿性條件下容易發(fā)生歧化反應(yīng);
(2)根據(jù)蓋斯定律,要注意題給信息汽車(chē)尾氣為NOx和CO,這里指NO;
(3)2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g) +N2(g) ΔH=-744 kJ·mol-1,①該反應(yīng)達(dá)到平衡后,為在提高反應(yīng)速率同時(shí)提高NO的轉(zhuǎn)化率,改變條件使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)即可;
②利用“三段式”來(lái)解決化學(xué)平衡計(jì)算問(wèn)題;
③此反應(yīng)為放熱反應(yīng),體積減少的反應(yīng),若在D點(diǎn)對(duì)反應(yīng)容器降溫的同時(shí)縮小體積至體系壓強(qiáng)增大,平衡將向正反應(yīng)方向移動(dòng);
(4)分析一下電解池,M電極的NO變成NH4+,N電極的NO變成NO3-,可知M電極為陰極,N電極為陽(yáng)極,則N極的電極反應(yīng)式為NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+,此時(shí)溶液為NH4NO3,提供O元素的只能是H2O;
(5)NH4++H2ONH3·H2O+H+,Kh=(c(NH3·H2O)·c(H+)/c(NH4+),a mol·L-1的氨水與0.1mol·L-1的硝酸等體積混合后溶液顯中性,則c(H+)=,c(NH3·H2O)和c(NH4+)可通過(guò)“三段式”來(lái)求出,再帶入水解平衡常數(shù)公式。
(1)NO2在堿性條件下容易發(fā)生歧化反應(yīng),生成NO2-,NO3-,氧化還原方程式:NO2+Na2CO3=NaNO3+NaNO2+CO2;
(2)根據(jù)蓋斯定律,將反應(yīng)1反向再與反應(yīng)2加和即可得出答案,2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH=-744 kJ·mol-1,注意要寫(xiě)反應(yīng)條件,此為易錯(cuò)點(diǎn);
(3)①該反應(yīng)達(dá)到平衡后,為在提高反應(yīng)速率同時(shí)提高NO的轉(zhuǎn)化率,改變條件使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),a.改用高效催化劑,催化劑只能改變反應(yīng)速率,不能改變反應(yīng)平衡;b.縮小容器的體積,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),此反應(yīng)是體積減少的反應(yīng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),所以提高反應(yīng)速率同時(shí)提高NO的轉(zhuǎn)化率,正確;c.升高溫度,反應(yīng)速率提高,但該反應(yīng)是放熱反應(yīng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),錯(cuò)誤;d.增加CO的濃度,濃度增大,反應(yīng)速率加快,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),正確,故選b.d;
②壓強(qiáng)為10 MPa、溫度為T(mén)1下,若反應(yīng)進(jìn)行到20 min達(dá)到平衡狀態(tài),對(duì)應(yīng)圖像E點(diǎn),利用“三段式”來(lái)計(jì)算:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)
初始時(shí)物質(zhì)的量/mol 8 10 0 0
變化的物質(zhì)的量/mol x x x 0.5x
平衡時(shí)物質(zhì)的量/mol 8-x 10-x x 0.5x
NO的體積分?jǐn)?shù)為25%,根據(jù)阿伏加德羅定律及推論體積分?jǐn)?shù)等于物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),(8-x)/( 8-x+10-x+x+0.5x)=25%,x=4,v(CO2)==0.05mol/(L·min),Kp=,PCO2=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=P總 Mpa,同理其它物質(zhì)的分壓也可以用類(lèi)似的方法來(lái)求出,然后帶入Kp==0.089MPa-1;
③此反應(yīng)是體積減少的反應(yīng),放熱反應(yīng),在D點(diǎn)對(duì)反應(yīng)容器降溫的同時(shí)縮小體積至體系壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),NO的體積分?jǐn)?shù)降低,對(duì)應(yīng)圖像的G點(diǎn);
(4)電解池中M極的NO變成NH4+,N極的NO變成NO3-,故M極為陰極,N極為陽(yáng)極,介質(zhì)為NH4NO3溶液,N極的電極反應(yīng)式為NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+;
(5)NH4++H2ONH3·H2O+H+,Kh=c(NH3·H2O)·c(H+)/c(NH4+),a mol·L-1的氨水與0.1mol·L-1的硝酸等體積混合后溶液顯中性,則c(H+)=,c(NH3·H2O)和c(NH4+)可通過(guò)“三段式”來(lái)求出,氨水與硝酸等體積混合的離子方程式為:
NH3·H2O+ H+ = NH4++ H2O
初始時(shí)物質(zhì)的量濃度/mol/L a 0.1 0
變化的物質(zhì)的量濃度/mol/L 0.1- 0.1-0.1-
平衡時(shí)物質(zhì)的量濃度/mol/L a-0.1+ 0.1-
Kh=c(NH3·H2O)·c(H+)/c(NH4+)= (10a-1)×10-7
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列有關(guān)物質(zhì)的敘述中正確的是
A. 苯與溴水混合,振蕩?kù)o置后,上層液體無(wú)色,下層液體為橙紅色
B. (CH3)3CCH2Br在NaOH的醇溶液中加熱可發(fā)生消去反應(yīng)
C. 乙烯、丙烯、聚乙烯等均能使溴水褪色,而甲烷、乙烷等則不能
D. 等質(zhì)量的C2H4、聚乙烯( )分別完全燃燒,消耗O2的物質(zhì)的量相同
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列關(guān)于苯的說(shuō)法正確的是( )
A.苯的分子式是C6H6,不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,苯屬于飽和烴
B.從苯的凱庫(kù)勒式來(lái)看,分子中含有雙鍵,所以苯是乙烯的同系物
C.在催化劑作用下,苯與液溴反應(yīng)生成溴苯,發(fā)生了加成反應(yīng)
D.苯分子為平面正六邊形結(jié)構(gòu),6個(gè)碳原子之間的化學(xué)鍵完全相同
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】有機(jī)物a和苯通過(guò)反應(yīng)合成b的過(guò)程可表示為下圖(無(wú)機(jī)小分子產(chǎn)物略去)。下列說(shuō)法正確的是
A. 該反應(yīng)是加成反應(yīng)
B. 若R為CH3時(shí),b中所有原子可能共面
C. 若R為C4H9時(shí),取代b苯環(huán)上的氫的一氯代物的可能的結(jié)構(gòu)共有12種
D. 若R為C2H5時(shí),1mol b最多可以與4molH2加成
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】(1)在25 ℃下,向濃度均為0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成________沉淀(填化學(xué)式),生成該沉淀的離子方程式為___________。已知25 ℃時(shí)Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。
(2)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,當(dāng)兩種沉淀共存時(shí),=________。[Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgCl)=2.0×10-10]
(3)已知Fe(OH)3的溶度積常數(shù)Ksp=1.1×10-36。室溫時(shí)在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,當(dāng)溶液pH為3時(shí),通過(guò)計(jì)算說(shuō)明Fe3+是否沉淀完全_______________________。(提示:當(dāng)某離子濃度小于10-5 mol·L-1時(shí)可以認(rèn)為該離子沉淀完全)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列關(guān)于40Ar、40K、40Ca說(shuō)法正確的是
A.具有相同的質(zhì)子數(shù)
B.具有相同的質(zhì)量數(shù)
C.具有相同的中子數(shù)
D.互為同位素
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】氧化還原反應(yīng)的應(yīng)用比較廣泛。閱讀下面的材料,結(jié)合相關(guān)化學(xué)知識(shí)回答下列問(wèn)題。
(1)黑火藥主要是硝酸鉀、硫磺、木炭三者粉末的混合物,在點(diǎn)燃條件下,其化學(xué)反應(yīng)式主要為:KNO3+S+C →N2↑+CO2↑+K2S
①在黑火藥燃燒的反應(yīng)中,氧化劑為____,被氧化的物質(zhì)為____。
②根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式分析,一個(gè)硫原子參與反應(yīng)時(shí)___(得到或失去)___個(gè)電子。
(2)把Cl2通入濃氨水中,發(fā)生如下反應(yīng):3Cl2 +8NH3=6NH4Cl +N2。用雙線(xiàn)橋表示反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目:____。
(3)已知存在下列反應(yīng):①ClO3-+5Cl-+6H+ =3Cl2+3H2O②2FeCl2+Cl2=2FeCl3。則ClO3- 、Fe3+ 、Cl2三種微粒氧化能力由強(qiáng)到弱的順序是____
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】物質(zhì)的量是高中化學(xué)常用的物理量,請(qǐng)完成以下有關(guān)計(jì)算。
(1)含0.3 mol Al3+的Al2(SO4)3中所含的SO42-的物質(zhì)的量是___________。
(2)___________g H2O2所含原子數(shù)與0.2molH3PO4所含原子數(shù)相等。
(3)質(zhì)量相同的H2、NH3、SO2、O3四種氣體中,含有分子數(shù)目最少的是____________。
(4)如果規(guī)定,1mol粒子集合體所含的粒子數(shù)與0.024kg 12C中所含的碳原子數(shù)相同。那么將36.5gHCl溶于水中配成溶液500mL,則溶液的濃度為_____________mol/L。
(5)同溫同壓下,某容器充滿(mǎn)氧氣重116g,若充滿(mǎn)二氧化碳重122g,現(xiàn)充滿(mǎn)某氣體重114g,則該氣體的摩爾質(zhì)量為___________
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí),下列措施不能使氫氣生成速率加大的是( )
A. 對(duì)該反應(yīng)體系加熱
B. 不用稀硫酸,改用98%的濃硫酸
C. 滴加少量CuSO4溶液
D. 不用鐵片,改用鐵粉
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