【题目】工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体,严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
Ⅰ.脱硝:已知:H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+133kJ·mol-1
H2O(g)= H2O(l) △H=-44kJ·mol-1
催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方程式为______________。
Ⅱ.脱碳:向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(l)
(1)①该反应自发进行的条件是____(填“低温”、“高温”或“任意温度”)
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是____。
a、混合气体的平均式量保持不变 b、CO2和H2的体积分数保持不变
c、CO2和H2的转化率相等 d、混合气体的密度保持不变
e、1molCO2生成的同时有3mol H-H键断裂
(2)产物甲醇可以用作燃料电池,该电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂,在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇,同时向一个电极通入空气。负极发生的电极反应式是____________。
(3)资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放,还可重新获得燃料或重要工业产品。
在一定条件下,二氧化碳转化为甲烷的反应如下:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) 其平衡常数表达式为_____________________________。
向一容积为2 L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2,300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为:CO2:0.2 mol·L一1,H2:0.8 mol·L一1,CH4:0.8 mol·L一1,
H2O:1.6 mol·L一1。
则CO2的平衡转化率为________。300 ℃时上述反应的平衡常数K=___________。200℃时该反应的平衡常数K=64.8,则该反应的△H_____ O (填“>”或“<”)。
【答案】 4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)△H=-1100.2kJ·mol-1 低温 d e CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+ 80% 25 <
【解析】I、已知:H2的燃烧热为285.8 kJmol﹣1,①H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJmol﹣1 ,②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+133kJmol-1,
③H2O(g)=H2O(l)△H=-44kJmol-1,
①×4-②-③×4得到催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方程式为4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)△H=-1100.2kJmol-1;
Ⅱ.(1)①CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(l)+H2O(l),熵变△S<0,则反应焓变△H<0,低温下满足△H-T△S<0,答案为:低温;②CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(l)+H2O(l),a、混合气体的平均式量始终保持不变,不能说明反应达到平衡状态,选项a错误;b、向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2,按照1:3反应,所以过程中CO2和H2的体积分数始终保持不变,选项b错误;c、向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2,按照1:3反应,CO2和H2的转化率始终相等,不能确定反应是否达到平衡状态,选项c错误;d、反应物是气体,生成物是液体,混合气体的密度保持不变,说明反应达到平衡状态,选项d正确;e、1mol CO2生成的同时有3mol H-H键断裂,说明正逆反应速率相同,反应达到平衡状态,选项e正确;答案选de;(2)甲醇燃料电池实质就是利用CH3OH燃料在氧气中反应来提供电能,CH3OH作负极,发生氧化反应,电极反应为CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+;(3)CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) 平衡常数表达式为
;
设起始时CO2和H2的物质的量浓度分别为x、y;
CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)
起始浓度(mol/L) x y 0 0
变化浓度(mol/L) 0.8 3.2 0.8 1.6
平衡浓度(mol/L) 0.2 0.8 0.8 1.6
x=0.8 mol/L +0.2m mol/L =1 mol/L,y=3.2 mol/L +0.8 mol/L =4mol/L;
CO2的平衡转化率=×100%=80%;根据平衡常数的含义可知平衡常数表达式K=
;300℃时平衡常数为:
=25,200℃时该反应的平衡常数K=64.8,说明温度升高,平衡常数减小,平衡向逆反应方向移动,则该反应为放热反应,H<0。
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【题目】已知FeSO4·7H2O晶体在加热条件下发生如下反应:2FeSO4·7H2O Fe2O3 + SO2↑+SO3↑+14H2O↑;以下装置可用来检验上述反应中所有的气体产物,回答问题:
(1)用于检验SO2气体的装置是______(填装置的字母),确认水蒸气存在的现象是__________;
(2)利用装置B可以确认的产物是___________,装置B中的甲溶液可选(填序号)_____________,
①足量澄清石灰水 ②足量氯化钡溶液 ③足量硝酸钡溶液
该装置中冷水的作用是______________________;
(3)取试管中少许固体溶于适量盐酸中制备饱和铁盐溶液,将此饱和溶液逐滴加入沸水中加热片刻,观察液体的颜色变为______,检验该分散系的操作及现象为__________________。
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【题目】制备硅单质时,主要化学反应如下:
(1)SiO2+2C Si+2CO↑
(2)Si+2Cl2 SiCl4
(3)SiCl4+2H2 Si+4HCl
下列对上述三个反应的叙述中,不正确的是( )
A.(1)(3)为置换反应
B.(1)(2)(3)均为氧化还原反应
C.(2)为化合反应
D.三个反应的反应物中硅元素均被还原
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【题目】500mLKNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中,c(NO3-)=6.0mol/L.用石墨作电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极都收集到22.4L气体(标准状况),假设电解后溶液的体积仍为500mL.下列说法正确的是( )
A. 原混合溶液中K+的物质的量浓度为1mol/L
B. 上述电解过程中共转移4mol电子
C. 加入CuO可使溶液恢复到原来的成分和浓度
D. 电解后溶液中H+的物质的量浓度为2mol/L
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【题目】 ﹣NMR(核磁共振)可用于含碳化合物的结构分析,
表示的是( )
A.核外有13个电子,其中6个能参与成键
B.核内有6个质子,核外有7个电子
C.质量数是13,原子序数是6,核内有7个质子
D.质量数是13,原子序数是6,核内有7个中子
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【题目】已知X,Y,Z,W(含同一元素)有如转化关系,若X是一种单质,W为一种含氧酸,则X不可能是( )
X Y
Z
W.
A.N2
B.C
C.S
D.Si
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【题目】下列关于Na和Na+的叙述中,错误的是( )
A. 它们相差一个电子层 B. 钠原子、钠离子均为同一元素
C. 它们的化学性质相似 D. 灼烧时,它们的焰色反应都呈黄色
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【题目】如图是实验室制取氨气的气体发生装置,请
结合所学知识,回答下列问题:
(1)图中用于加热的仪器名称是 , 收集氨气的方法是法.验证氨气是否已经收集满的方法是(任写一种).
(2)写出实验室制取氨气的化学方程式:
(3)若有5.35g氯化铵参加反应,则产生的氨气在标准状况下的体积为L.
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【题目】在其他条件不变的情况下,升高温度,下列数值不一定增大的是( )
①水解平衡常数 ②化学平衡常数 ③电离平衡常数 ④物质的溶解度
A.②③B.①④C.③④D.②④
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