【题目】研究发现,NOx和SO2是雾霾的主要成分。
Ⅰ. NOx主要来源于汽车尾气,可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。
已知:N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH=+180 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH=-564 kJ·mol-1
(1)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=_________,该反应在_______下能自发进行(填写:高温或低温或任意温度)
(2)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2 L的密闭容器中,保持温度和体积不变,反应过程(0~15 min)中NO的物质的量随时间变化如上图所示。
①已知:平衡时气体的分压=气体的体积分数×体系的总压强,T℃时达到平衡,此时体系的总压强为p=20MPa,则T℃时该反应的压力平衡常数Kp=_______;平衡后,若保持温度不变,再向容器中充入NO和CO2各0.3mol,平衡将_____(填“向左”、“向右”或“不”)移动。
②15 min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如图所示的变化,则改变的条件可能是_____(填序号)
A.增大CO浓度 B.升温 C.减小容器体积 D.加入催化剂
Ⅱ. SO2主要来源于煤的燃烧。燃烧烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。
已知:亚硫酸:Ka1=2.0×10-2 Ka2=6.0×10-7
(3)请通过计算证明,NaHSO3溶液显酸性的原因:______________________________
(4)如上方图示的电解装置,可将雾霾中的NO、SO2转化为硫酸铵,从而实现废气的回收再利用。通入NO的电极反应式为____________________;若通入的NO体积为4.48L(标况下),则另外一个电极通入的SO2质量至少为________g。
【答案】 -744 kJ·mol-1 低温 0.0875(MPa)-1(或7/80(MPa)-1) 不 AC HSO3-的水解常数K=Kw/Ka1=5.0×10-13<Ka2=6.0×10-7(HSO3-的电离常数),所以显酸性 6H++NO+5e-===NH+H2O 32
【解析】(1)本题考查热化学反应方程式的计算,①N2(g)+O2(g) 2NO(g),②2CO(g)+O2(g) 2CO2(g),②-①得出:△H=(-564-180)kJ·mol-1=-744kJ·mol-1;△H<0,根据反应方程式,△S<0,根据△G=△H-T△S,当温度处于低温下,能够自发进行;(2)考查化学平衡常数计算、勒夏特列原理,①2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)
起始: 0.4 0.4 0 0
变化: 0.2 0.2 0.2 0.1
平衡: 0.2 0.2 0.2 0.1,各组分的体积分数分别是:2/7、2/7、2/7、1/7,Kp==0.0875;根据①的分析,化学平衡常数K=0.05,再向容器中充入NO和CO2各0.3mol,此时的浓度商为仍为0.05,因此平衡不移动;②15min时,改变某一因素,NO的物质的量减少,说明平衡向正反应方向移动,A、增大CO的浓度,平衡向正反应方向移动,NO的物质的量减小,故A正确;B、正反应是放热反应,升温,平衡向逆反应方向移动,NO的物质的量增大,故B错误;C、减小容器的体积,相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,NO物质的量减小,故C正确;D、加入催化剂,化学平衡不移动,故D错误;(3)考查电离平衡常数、水解平衡常数、水的离子积的关系,HSO3-的水解常数K=Kw/Ka1=5.0×10-13<Ka2=6.0×10-7,电离平衡常数大于水解平衡常数,说明溶液显酸性;(4)考查电极反应式的书写、电化学计算,根据电解装置,NO和SO2转化为硫酸铵,说明NO转化成NH4+,即NO在阴极上发生NO+6H++5e-=NH4++H2O;阳极反应式为SO2+2H2O-2e-=4H++SO42-,根据得失电子数目守恒,因此有2NO~10e-~5SO2,求出SO2的质量为4.48×5×64/(2×22.4)g=32g。
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【题目】如图是中学化学中常用于混合物的分离和提纯的装置,请根据装置回答问题:
(1)从氯化钾溶液中得到氯化钾固体,选择装置______ 填代表装置图的字母,下同 ;除去自来水中的Cl_等杂质,选择装置______。
(2)从碘水中分离出I2的分离方法的名称为______。
(3)装置A中①的名称是______,进水的方向是从______口进水。
(4)海水中蕴藏着丰富的资源,在实验室中取少量海水,进行如下流程的实验:
粗盐中含Fe3+、Mg2+、Ca2+、SO42-等杂质,需要提纯后才能综合利用。粗盐提纯的步骤有:①加入过量的Na2CO3溶液;②加入过量BaCl2的溶液;③加入过量的NaOH溶液;④调节溶液的pH等于7;⑤溶解;⑥过滤;⑦蒸发。正确的操作顺序是______(填选项字母) 。
A.⑤②③①⑥④⑦ B.⑤①②③⑥④⑦ C. ⑤②①③④⑥⑦ D.⑤③②①④⑥⑦
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O) 俗名“大苏打”。易溶于水,难溶于乙醇,沸点为100℃,酸性或加热条件下易分解。某实验室模拟工业硫化碱法制取硫代硫酸钠,其反应装置及所需试剂如图:
回答下列问题:
(1)装置A可用于观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择_____________(填序号)。若装置堵塞使气流不畅,则A中的现象为_______________________________。
a.蒸馏水 b.饱和Na2SO3溶液 c.饱和NaHSO3溶液 d.饱和NaHCO3溶液
(2)尾气处理可以选择以下装置中的________(填序号)。
(3)反应过程中若pH值小于7则会降低产率,请用离子方程式解释原因:_________________________。
(4)请写出装置C中发生反应的化学方程式:_________________________。
(5)反应结束后,取C中混合物趁热过滤,取滤液于蒸发皿中, ______________,抽滤,洗涤,低温下干燥得产品。洗涤时要尽量减少产品的损失,其具体操作是_________________________。
(6)为检验制得的产品的纯度,该实验小组称取4g 的产品配制成250mL 硫代硫酸钠溶液,并用间接碘量法标定该溶液的浓度:在锥形瓶中加入20mL 0.0lmol·L-1KIO3溶液,并加入过量的KI并酸化,发生下列反应:5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O,再加入几滴淀粉溶液,立即用所配的Na2S2O3溶液滴定,发生反应:I2+2S2O32-=2I-+ S4O62-,实验数据如下表:
实验序号 | 1 | 2 | 3 |
Na2S2O3溶液体积(mL) | 19.98 | 20.02 | 21.2 |
当滴入最后一滴Na2S2O3溶液时,溶液___________,且半分钟内不变化,则达到终点。计算该产品的纯度是____________________________。
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【题目】化合物G是一种医药中间体,常用于制备抗凝血药.可以通过如图所示的路线合成:
已知:RCOOH RCOCl;D与FeCl3溶液能发生显色.
请回答下列问题:
(1)B→C的转化所加的试剂可能是__________ , C+E→F的反应类型是__________.
(2)有关G的下列说法正确的是_______ .
A.属于芳香烃
B.能与FeCl3溶液发生显色反应
C.可以发生水解、加成、氧化、酯化等反应
D.1mol G最多可以跟4mol H2反应
(3)E的结构简式为__________ .
(4)F与足量NaOH溶液充分反应的化学方程式为___________ .
(5)写出同时满足下列条件的E的同分异构体的结构简式__________ .
①能发生水解反应
②与FeCl3溶液能发生显色反应
③苯环上有两种不同化学环境的氢原子
(6)已知:工业上以氯苯水解制取苯酚,而酚羟基一般不易直接与羧酸酯化.苯甲酸苯酚酯( )是一种重要的有机合成中间体.试写出以苯、甲苯为原料制取该化合物的合成路线流程图(无机原料任用). 注:合成路线的书写格式参照如图示例流程图:__________
CH3CHO CH3COOH CH3COOCH2CH3 .
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【题目】A-F共6种有机物,在一定条件下,按图发生转化.
又知烃A的密度(在标准状况下)是氢气密度的13倍,试回答下列问题:
(1)有机物A的结构简式为 __________ 。有机物D中所含官能团名称为 __________ .
(2)有机物的结构简式:E. __________ ,F. __________ .
(3)C→D的反应类型属于 __________.C+E→F的反应类型属于 __________
(4)F的同分异构体中能与NaHCO3反应产生气体的有机物有 __________ 种.
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【题目】高锰酸钾和浓盐酸可以发生下列反应:2KMnO4+16HCl(浓)===5Cl2↑+2MnCl2+2KCl+8H2O
(1)用双线桥法表示此反应的电子转移的方向及数目_____________
(2)该反应的氧化剂是______,还原剂是________。HCl表现 ___________性和 ____性。
(3)若消耗0.2 mol氧化剂,转移电子的物质的量是________ mol。生成氯气在标准状况下的体积是__________
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【题目】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的脱氧剂,其制备方法是向Na2CO3溶液中通入SO2,生成NaHSO3和CO2,一定条件下NaHSO3转化为Na2S2O5。
完成下列填空:
(1)碳原子的原子结构示意图是____________。氧原子核外能量不同的电子有_____种。CO2的电子式是_________________。
(2)从原子结构的角度,解释氧元素的非金属性比硫元素强的原因。______________________
(3)SO2与Na2CO3溶液反应生成NaHSO3和CO2,其化学方程式为_______________。
证明NaHSO3溶液中HSO3-的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是________。
(4)Na2S2O5作脱氧剂时的反应原理为Na2S2O5+O2+H2O→Na2SO4+H2SO4,该反应中,氧化产物是_____;若反应中转移了0.04 mol的电子,有____g Na2S2O5参加反应。
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