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I.利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理.用乙烯作为还原剂将氮的氧化物还原为N2是燃煤烟气的一种脱硝(除NOx)技术.其脱硝机理如图甲,脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图乙所示.
①写出该脱硝过程中乙烯和NO2反应的化学方程式
 

②为达到最佳脱硝效果,应采取的条件
 

Ⅱ.有学者设想以图丙所示装置用电化学原理将燃煤烟气中的CO2、SO2转化为重要化工原料.
若A为SO2,B为O2,C为H2SO4.科研人员希望每分钟从C处获得50mL 10mol/L H2SO4,则A处通入烟气(SO2的体积分数为1%)的速率为
 
L/min(标准状况).
Ⅲ.(1)图是丁1mol NO2(g)和1mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1的变化是
 
,△H的变化是
 
(填“增大”、“减小”、“不变”).
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g)═CO2(g)+3H2(g)△H=+49.0kJ?mol-1
②CH3OH(g)+
12
O2(g)═CO2(g)+2H2(g)△H=-192.9kJ?mol-1
又知③H2O(g)=H2O(l)△H=-44kJ?mol-1
则甲醇蒸气完全燃烧生成液态水的热化学方程式为
 

写出甲醇燃料电池在酸性条件下的负极电极反应式
 
分析:I、①根据反应物和生成物,结合质量守恒定律书写化学方程式;
②根据图象判断最佳脱硝率的温度和负载率;
Ⅱ、根据S守恒进行计算;
Ⅲ、(1)催化剂可以降低反应所需的能量,对化学平衡不产生影响;
(2)利用盖斯定律进行计算,
燃料电池是一种特殊的原电池,负极上是燃料发生失电子的氧化反应.
解答:解:Ⅰ、①乙烯和NO2反应生成二氧化碳、氮气和水,方程式为:2C2H4+6NO2=4CO2+3N2+4H2O,
故答案为:2C2H4+6NO2=4CO2+3N2+4H2O;
②由图象可知:最佳脱硝率的温度为350℃,最佳负载率为3%,故答案为:350℃、负载率3%;
Ⅱ、C处每分钟生产硫酸的物质的量为10×0.05=0.5mol,根据S守恒可知:A处每分钟通入SO2的体积为0.5×22.4=11.2(L),所以A处通入烟气(SO2的体积分数为1%)的速率为11.2÷1%=1120(L/min),
故答案为:1120;
Ⅲ、(1)催化剂可以降低反应所需的能量,故E1减小,催化剂只改变化学反应的速率,对化学平衡不产生影响,故△H保持不变,故答案为:减小,不变;
(2)利用盖斯定律进行计算,
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),△H=+131.9kJ/molⅠ
2H2(g)+CO(g)+
3
2
O2(g)═CO2(g)+2H2O(l),△H=-594.1kJ/molⅡ
将II-I得CH3OH(l)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l),△H=(-594.1kJ/mol )-(+131.9kJ/mol )=-726 KJ/mol,
故答案为:CH3OH(l)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726 KJ/mol;
以甲醇为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2,负极通入甲醇,在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳,该电池负极发生的反应是:CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+
故答案为:CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+
点评:本题考查了二氧化氮及二氧化硫的治理,热化学方程式的书写、催化剂以及原电池知识,题目综合度较高,难度较大.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2010?枣庄一模)卤素单质的性质活泼,卤素的化合物应用广泛,研究卤素单质及其化合物具有重要意义.
(1)氯元素的原子结构示意图为

(2)二氧化氯(ClO2)是一种广泛用于水处理消毒剂,与Cl2相比,ClO2不但具有更显著的杀菌能力,而且不会产生对人体有害的有机氯化物.制备ClO2的方法有以下两种:
2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O…①
2NaClO2+H2O2+H2SO4=2C1O2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O  …②
你认为哪种方法最佳
(填序号),理由是
ClO2中混有O2,不会产生对人体有害的物质
ClO2中混有O2,不会产生对人体有害的物质

(3)工业上用电解饱和食盐水的方法制取烧碱和氯气,请写出反应的离子方程式
2C1-+2H2O
 通电 
.
 
Cl2↑+H2↑+2OH-
2C1-+2H2O
 通电 
.
 
Cl2↑+H2↑+2OH-

(4)碘钨灯具有比白炽灯寿命长且环保节能的特点.一定温度下,灯泡内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应:W(s)+I2(g)WI2(g).为模拟上述反应,准确称取0.508g碘、0.736g金属钨置于50.0mL
的密闭容器中,加热使其反应.如图是WI2(g)的物质的量随时间变化关系图象,其中曲线I(0~t2时间段)的反应温度为T1,曲线II(从t2开始)的反应温度为T2,且T2>T1.则:
①该反应的△H
小于
小于
0(填“大于”或“等于”或“小于”)
②从反应开始到t1时间内的平均反应速率v(I2)=
0.036
t1
mol?L-1?min-1
0.036
t1
mol?L-1?min-1

③下列说法中不正确的是
A
A
(填序号).
A.该反应的平衡常数表达式是K=
[WI2]
[W][I2]

B.灯丝附近温度越高,灯丝附近区域WI2越易变为W而重新沉积到灯丝上
C.利用该反应原理可以提纯钨
(5)25℃时,向5mL含有KCl和KI浓度均为0.1mol/L的混合液中,滴加6mL0.1mol/L的AgNO3溶液,先生成的沉淀是
AgI
AgI
,溶液中离子浓度由大到小的顺序是
c(K+)>c(NO-3)>c(Cl-)>c(Ag+)>c(I-
c(K+)>c(NO-3)>c(Cl-)>c(Ag+)>c(I-
[不考虑H+和OH-.25℃时KSP(AgCl)=1.8×10-10、KSP(AgI)=8.3×10-17].
(6)Mg常用作提纯Ti的试剂,已知:
①Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)△H=-641kJ/mol
②Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=-770kJ/mol
请写出Mg与液态TiCl4反应提纯钛的热化学方程式
2Mg(s)+TiCl4(1)=2MgCl2(s)+Ti(s)△H=-512kJ?mol-1
2Mg(s)+TiCl4(1)=2MgCl2(s)+Ti(s)△H=-512kJ?mol-1

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

卤素单质的性质活泼,卤素的化合物应用广泛,研究卤素单质及其化合物具有重要意义。

  (1)在光照条件下,氯气和氢气反应过程如下:

        ①Cl2→Cl+Cl     ②Cl+H2→HCl+H    ③H+Cl2→HCl+Cl

       反应②中被破坏的化学键是——,氯元素的原子结构示意图为——。。

  (2)二氧化氯(ClO2)是一种广泛用于水处理消毒剂,与Cl2相比,ClO2不但具有更显著的杀菌能力,而且不会产生对人体有害的有机氯化物。制备ClO2的方法有以下两种:

2NaClO3+4HCl===2ClO2↑+Cl2+2NaCl+2H2O…………………………①

2NaClO2+H2O2+H2SO4===2C1O2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O  …………………②

你认为哪种方法最佳        (填序号),理由是              

  (3)工业上用电解饱和食盐水的方法制取烧碱和氯气,请写出反应的离子方程式

                                            

  (4)碘钨灯具有比白炽灯寿命长且环保节能的特点。一定温度下,灯泡内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应:W(s)+I2(g)WI2(g)。为模拟上述反应,准确称取0.508g碘、0.736g金属钨置于50.0mL的密闭容器中,加热使其反应。如图是WI2(g)的物质的量随时间变化关系图象,其中曲线I(0~t??2时间段)的反应温度为T1,曲线II(从t2开始)的反应温度为T2,且T2>T1。则:①该反应的△H     0(填“大于”

或“等于”或“小于”)

②从反应开始到t1时间内的平均反应速率

v(I2)=       

③下列说法中不正确的是     (填序号)。

     A.该反应的平衡常数表达式是

       B.灯丝附近温度越高,灯丝附近区域WI2越易变为W而重新沉积到灯丝上

C.利用该反应原理可以提纯钨

   (5)25℃时,向5mL含有KCl和KI浓度均为0.1mol/L的混合液中,滴加6mL0.1mol/L的AgNO3溶液,先生成的沉淀是          ,溶液中离子浓度由大到小的顺序是       [不考虑H+和OH-。25℃时KSP(AgCl)=1.8×10-10、KSP(AgI)=8.3×10-17]。

  

  (6)Mg常用作提纯Ti的试剂,已知:

①Mg(s)+Cl(g)==MgCl2(s)△H=—641kJ/mol

②Ti(s)+2Cl2(g)===TiCl2(l) △H=—770kJ/mol

请写出Mg与液态TiCl4反应提纯钛的热化学方程式             

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(14分)

卤素单质的性质活泼,卤素的化合物应用广泛,研究卤素单质及其化合物具有重要意义。

  (1)在光照条件下,氯气和氢气反应过程如下:

        ①Cl2→Cl+Cl    ②Cl+H2→HCl+H   ③H+Cl2→HCl+Cl

       反应②中被破坏的化学键是——,氯元素的原子结构示意图为——。。

  (2)二氧化氯(ClO2)是一种广泛用于水处理消毒剂,与Cl2相比,ClO2不但具有更显著的杀菌能力,而且不会产生对人体有害的有机氯化物。制备ClO2的方法有以下两种:

2NaClO3+4HCl===2ClO2↑+Cl2+2NaCl+2H2O…………………………①

2NaClO2+H2O2+H2SO4===2C1O2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O  …………………②

你认为哪种方法最佳        (填序号),理由是              

  (3)工业上用电解饱和食盐水的方法制取烧碱和氯气,请写出反应的离子方程式

                                            

  (4)碘钨灯具有比白炽灯寿命长且环保节能的特点。一定温度下,灯泡内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应:W(s)+I2(g)WI2(g)。为模拟上述反应,准确称取0.508g碘、0.736g金属钨置于50.0mL的密闭容器中,加热使其反应。如图是WI2(g)的物质的量随时间变化关系图象,其中曲线I(0~t­2时间段)的反应温度为T1,曲线II(从t2开始)的反应温度为T2,且T2>T1。则:①该反应的△H     0(填“大于”

或“等于”或“小于”)

②从反应开始到t1时间内的平均反应速率

v(I2)=       

③下列说法中不正确的是    (填序号)。

     A.该反应的平衡常数表达式是

         B.灯丝附近温度越高,灯丝附近区域WI2越易变为W而重新沉积到灯丝上

C.利用该反应原理可以提纯钨

   (5)25℃时,向5mL含有KCl和KI浓度均为0.1mol/L的混合液中,滴加6mL0.1mol/L的AgNO3溶液,先生成的沉淀是         ,溶液中离子浓度由大到小的顺序是       [不考虑H+和OH-。25℃时KSP(AgCl)=1.8×10-10、KSP(AgI)=8.3×10-17]。

  

  (6)Mg常用作提纯Ti的试剂,已知:

①Mg(s)+Cl(g)==MgCl2(s)△H=—641kJ/mol

②Ti(s)+2Cl2(g)===TiCl2(l) △H=—770kJ/mol

请写出Mg与液态TiCl4反应提纯钛的热化学方程式             

 

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科目:高中化学 来源:2013-2014学年河南省开封市高三第二次模拟考试理综化学试卷(解析版) 题型:填空题

卤素单质的性质活泼,卤素的化合物应用广泛,运用化学反应原理研究卤族元素的有关性质具有重要意义。

1下列关于氯水的叙述正确的是_______(填写序号)。

A.氯水中存在两种电离平衡????????????????????

B.向氯水中通入SO2,其漂白性增强

C.向氯水中通入氯气,c( H)/c(ClO)减小???????

D.加水稀释氯水,溶液中的所有离子浓度均减小

E.加水稀释氯水,水的电离平衡向正反应方向移动

F.向氯水中加少量固体NaOH,可能有c(Na)=c(Cl )+c(ClO)

2)工业上通过氯碱工业生产氯气,其反应的离子方程式为______

3)常温下,已知25时有关弱酸的电离平衡常数:

写出84消毒液(主要成分为NaClO)露置在空气中发生反应的有关化学方程式________。若将84消毒液与洁厕剂(含有浓盐酸)混合使用可能会导致中毒,请用离子方程式解释有关原因___________

4)碘钨灯具有比白炽灯寿命长且环保节能的;特点。一定温度下,灯泡内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应: 。为模拟上述反应,准确称取0. 508g碘、0.736g金属钨置于50. 0mL的密闭容器中,加热使其反应。如图是 WI2(g)的物质的量随时间变化关系图象,其中曲线I0t2时间段)的反应温度为T1,曲线II(t2开始)的反应温度为T2,且T2>T1。则

该反应的H_______0(填“>。、=“<”

从反应开始到t1时间内的平均反应速率v(I2)=_________

下列说法中不正确的是_________(填序号),

A.利用该反应原理可以提纯钨

B.该反应的平衡常数表达式是K=

C.灯丝附近温度越高,灯丝附近区域WI2越易变为W而重新沉积到灯丝上

525时,向5mL含有KCIKI浓度均为0.1mol/L的混合液中,滴加6mL01mol/LAgNO3溶液,先生成的沉淀是_________,溶液中离子浓度由大到小的顺序是_______ [不考虑HOH25]

 

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