【题目】秋冬季是雾霾高发的季节,其中汽车尾气和燃煤尾气是造成雾羅的主要原因之一。
(1)工业上利用甲烷催化还原NO,可减少氮氧化物的排放。
已知:CH4(g)+4NO2(g)=-4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ/mol
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为_____________。
(2)汽车尾气催化净化是控制汽车尾气排放、减少汽车尾气污染的最有效的手段,主要原理为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0
向一定条件下的恒容密用容器中充入NO和CO,用传感器测得该反应在不同时间时NO和CO的浓度如下表所示:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
c(NO)/mol/L | 9.00×10-3 | 4.00×10-3 | 2.00×10-3 | 1.00×10-3 | 1.00×10-3 |
c(CO)/mol/L | 9.00×10-3 | 4.00×10-3 | 2.00×10-3 | 1.00×10-3 | 1.00×10-3 |
①下列可判断反应达到平衡状态的是___________(填字母代号)。
A.c(NO)不再改变 B.c(NO)/c(CO)不再改变
C.c(NO)/c(CO2)不再改变 D.V(NO)=V(CO)
②此条件下达到平衡时,该反应的平衡常数K=________。
③为了提高尾气处理的效果,可采取的措施有________(写出两种即可)。
(3)工业上常采用“碱溶液吸收”的方法来同时吸收SO2,和氮的氧化物气体(NOx),如用氢氧化钠溶液吸收可得到Na2SO3、NaHSO3、NaNO2、NaNO3等溶液。已知:常温下,HNO2的电离常数为Ka=7×10-4,H2SO3的电离常数为Ka1=1.2×10-2、Ka2=5.8×10-8。
①常温下,相同浓度的Na2SO3、NaNO2溶液中pH较大的是______溶液。
②常温下, NaHSO3显___性 (填“酸”“碱”或“中”,判断的理由是(通过计算说明)______。
(4)铈元素(Ce)是镧系金属中自然丰度最高的一种,常见有+3、+4两种价态。雾霾中含有大量的污染物NO,可以被含Ce4+的溶液吸收,生成NO2-、NO3-(二者物质的量之比为1:1)。可采用电解法将上述吸收液中的NO2-转化为无毒物质,同时再生Ce4+,其原理如下图所示。
①Ce4+从电解槽的_____(填字母代号)口流出。
②写出阴极的电极反应式:______________。
【答案】 CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=一867kJ/mol AC 2.56×105 降低温度,或增大压强(或压缩体积),或使用催化活性更好的催化剂等(写出两种即可) Na2SO3 酸 因为HSO3-的电离常数Ka2=5.8×10-8,水解常数Kb=≈8.3×10-13,电离常数大于水解常数,所以溶液显酸性 a 2NO2-+8H++6e-=N2↑+4H2O
【解析】本题主要考查有关平衡状态的判断和计算。
(1)将已知的两个热化学方程式相加再除以2可得甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=一867kJ/mol。
(2)①A.c(NO)随着反应进行而改变,当c(NO)不再改变时,说明反应达到平衡状态,故A可判断反应达到平衡状态;B.c(NO)/c(CO)与平衡状态之间没有一定关系,故B不能判断反应达到平衡状态;C.c(NO/c(CO2)随着反应进行而改变,当c(NO/c(CO2)不再改变时,说明反应达到平衡状态,故C可判断反应达到平衡状态;D.V(NO)和V(CO)都是正反应速率,不能说明正反应速率等于逆反应速率,故D不能判断反应达到平衡状态。故选AC。
②此条件下达到平衡时,c(NO)=1.00×10-3mol/L,c(CO)=1.00×10-3mol/L,c(CO2)=8.00×10-3mol/L,c(N2)=4.00×10-3mol/L,该反应的平衡常数K=2.56×105。
③为了提高尾气处理的效果,可采取的措施有降低温度,或增大压强(或压缩体积),或使用催化活性更好的催化剂等
(3)①常温下,HNO2的电离常数Ka=7×10-4>H2SO3的电离常数Ka2=5.8×10-8,所以相同浓度的水解程度Na2SO3>NaNO2,pH较大的是Na2SO3溶液。
②常温下,NaHSO3显酸性,判断的理由:因为HSO3-的电离常数Ka2=5.8×10-8,水解常数Kb=≈8.3×10-13,电离常数大于水解常数,所以溶液显酸性。
(4)①Ce4+是氧化产物,在阳极生成,从电解槽的a口流出。
②阴极发生还原反应,在阴极NO2-转化为N2,阴极的电极反应式:2NO2-+8H++6e-=N2↑+4H2O。
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【题目】据外媒报道,WirthResearch公司公布了其用轻型氢燃料电池作为主要能源的无人空中系统(UAS)的设计,该轻型氢燃料电池比普通理离子电池具有更高的能量密度(能量密度是指单位体积或重量可以存储的能量多少)。用吸附了H2的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如下图所示。该电池的总反应为H2+2NiO(OH) 2Ni(OH)2,已知:6NiO(OH)+NH3+H2O+OH-=6Ni(OH)2+NO2-。下列说法不正确的是
A. 碳纳米管吸附H2的密度越大,电池的能量密度越高
B. 电池可以用KOH溶液、氨水等作为电解质溶液
C. 放电时.乙电极反应为NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-
D. 充电时,电池的碳电极与直流电源的负极相连
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列说法正确的是( )
A. 失电子多的金属还原性强
B. 金属阳离子被还原不一定得到金属单质
C. 某元素从化合态到游离态,该元素一定被还原
D. 金属单质在反应中只能作还原剂,非金属单质只能作氧化剂
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】利用下图装置(夹持装置已省略)制取和收集纯净、干燥的氨气,并探究氨气的性质。
(1)如何检验装置I的气密性?___________________。
(2)利用装置I制取氨气,应选用的试剂为___(填字母代号)。
A.浓氨水 B.浓硫酸 C.硝酸钾 D.生石灰 E.氢氧化钠
(3)根据实验要求,仪器连接的顺序为:a接___,___接___,___接___(用字母代号表示)。____________
(4)将氨气通入盛有氧化铜粉末的玻璃管中,加热有红色固体和无色气体单质生成。证明氨气具有______性,发生反应的化学方程式是________________。
(5)收集氨气,按下图所示玻璃装置进行实验。先打开旋塞①,B瓶中产生白色的烟,原因是_______________(用化学方程式表示);稳定后,关闭旋塞①,再打开旋塞②,B瓶中的现象是________________。
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【题目】A、B、C和D是同一周期的四种元素,A、B、C的原子序数依次相差1;A元素的单质化学性质最活泼,能与水直接发生反应.B元素的氧化物2.0g恰好跟100mL0.5mol/L的H2SO4完全反应.B元素的单质跟D元素单质反应生成BD2型化合物.根据以上事实回答:
(1)A原子的结构示意图为
(2)C在周期表中的位置:
(3)BD2含有的化学键类型为
(4)A,C两元素最高价氧化物的水化物相互反应的离子方程式为 .
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】赫克反应(Heckreaction)在有机化学反应中有较广泛的应用,通式可表示为:R-X+R'-CH=CH2R'-CH=CH-R+HX(R-X中的R通常是不饱和烃基或苯环,R'-CH=CH2通常是丙烯酸酯或丙烯腈等)
已知A是最简单,最基本的芳香烃,现A、B、C、D等有机化合物有如下转化关系(部分反应物、生成物、反应条件已省略):
请回答下列问题。
(1)反应I的反应类型是______,化合物C的名称是______。
(2)写出B催化加氢反应的化学方程式__________。
(3)写出D的结构简式(不考虑立体异构):________________,生成D的反应中需要加入K2CO3而不是加入KOH,其目的是_______________。
(4)写出符合限定条件(既具有酸性又能使溴的四氯化碳溶液褪色)的C的同分异构体的结构简式(不考虑立体异构):_______________。
(5)苯甲酸苯甲酯既可以用作香料、食品添加剂及一些香料的溶剂,也可以用作塑料、涂料的增塑剂,还可以用来治疗疥疮。写出由A的最简单的同系物制备苯甲酸苯甲酯()的合成路线,所需的其他试剂均为简单的无机物。(合成路线常用的表示方式为)__________________________
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】二氧化硅有晶体和无定形两种形态,晶态二氧化硅主要存在于石英矿中.除石英外,SiO2还有磷石英和方英石等多种变体.方英石结构和金刚石相似,其结构单元如图.下列有关说法正确的是( )
A.方英石晶体中存在着SiO4结构单元
B.1 mol Si形成2 mol Si﹣O键
C.上图所示的结构单元中实际占有18个硅原子
D.方英石晶体中,Si﹣O键之间的夹角为90°
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1120mL(标准状况),向反应后的溶液中加入1.0mol/L NaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀.下列说法中不正确的是( )
A.NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80%
B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol/L
C.该合金中铜与镁的物质的量之比是2:1
D.得到2.54g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是600mL
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