【题目】霾天气严重影响人们的生活,其中氮氧化物和硫氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一。消除氮氧化物和硫氧化物有多种方法。
(1)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,发生反应:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO(g) △H=QkJ·mol-1。
在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下表。
①0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=____,T1℃时,该反应的平衡常数K=____。
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是____(填字母)。
a.加入一定量的活性炭 b.通入一定量的NO
c.适当缩小容器的体积 d.加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5∶3∶3,则Q____0(填“>”、“=”或“<”)。
(2)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图甲所示。
①由图甲可知,SCR技术中的氧化剂为____,已知c(NO2)∶c(NO)=1∶1时脱氮效果最佳,若生成1molN2时反应放出的热量为QkJ。此时对应的脱氮反应的热化学方程式为____。
②图乙是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率,由图可知工业使用的最佳催化剂和相应的温度分别为_____、_____。
【答案】0.042mol/(L·min) bc < NO、NO2 2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)=2N2(g)+3H2O(g) △H=2QkJ·mol1 Mn 200℃左右
【解析】
(1)根据题给数据计算反应速率,根据平衡常数表达式及平衡移动原理分析解答;(2)根据题给信息书写热化学方程式;根据题给信息中反应条件分析解答。
(1)①分析图表数据,010min内,NO的平均反应速率 ;化学平衡三段式列式计算平衡浓度:
K=,故答案为:0.042mol/(L·min);;
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,图表数据分析可知一氧化氮,氮气,二氧化碳浓度都增大;
a.加入一定量的活性炭,反应物C是固体,对平衡无影响,故a不符合;
b.通入一定量的NO,反应正向进行,达到平衡后一氧化氮、氮气、二氧化碳浓度增大,故b符合;
c.适当缩小容器的体积,反应前后是气体体积不变的反应,平衡不移动,但个物质浓度增大,符合要求,故c符合;
d.加入合适的催化剂,只能改变化学反应速率,不能改变平衡,浓度不变,故d不符合;故答案为:bc;
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3,,这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,因此逆反应是吸热反应,则正反应是放热反应,故Q<0,故答案为:<;
(2)①由图甲可知SCR技术中NH3与NO、NO2反应产物为N2和水,故氧化剂为NO、NO2,脱氮效果最佳时c(NO2):c(NO)=1:1,因此反应的热化学方程式为2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)=2N2(g)+3H2O(g) △H=2QkJ·mol1;故答案为:NO、NO2;2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)=2N2(g)+3H2O(g) △H=2QkJ·mol1;
②根据图乙知Mn催化剂时,在200℃左右脱氮率最高,Cr作催化剂,500℃左右脱氮率最高,但二者的最高脱氮率差不多,使用Mn作催化剂需要的温度低,更经济,因此使用的最佳的催化剂和相应的温度分别为Mn、200℃左右;故答案为:Mn;200℃左右;
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【题目】下列说法或推理正确的是
A. 将Fe(N03)2样品溶于稀H2SO4后,滴加KSCN溶液,溶液变红,则Fe(N03)2晶体已氧化变质
B. 常温下,pH都为11的氢氧化钠溶液和氨水均加水稀释100倍,pH都变为9
C. 25℃时,Ksp(BaCO3)>Ksp(BaCrO4),则沉淀水体中的Ba2+选择Na2CrO4比Na2CO3好
D. 将CH3CH2Br与NaOH溶液共热,冷却后取出上层溶液,加入AgNO3溶液,产生沉淀,则CH3CH2Br在NaOH溶液中发生了水解
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【题目】甲醇是人们开发和利用的一种新能源。已知:
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1=-571.8 kJ/mol;
②CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH2=-192.9 kJ/mol
(1)表示甲醇完全燃烧热的的热化学方程式为________________;
(2)反应②中的能量变化如图所示,则ΔH2=__________。(用E1、E2的相关式子表示);
(3)捕碳技术(主要指捕获CO2在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下反应:
反应Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) △H1
反应Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) △H2
反应Ⅲ: (NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) △H3
则ΔH3与ΔH1 、ΔH2与之间的关系为ΔH3 =_________;
(4)拆开1mol气态物质中某种共价键需要吸收的能量叫键能。从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中,拆开化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量:
化学键 | H﹣H | N﹣H | N≡N |
键能/kJ/mol | 436 | 391 | 945 |
已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=akJ/mol,试根据表中所列键能数据估算a的值______。(注明“+”或“﹣”)。
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【题目】下图表示某可逆反应在使用和未使用催化剂时,反应过程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是
A.该反应为吸热反应
B.a与b相比,a的反应速率更快
C.a与b相比,反应的平衡常数一定不同
D.E2大于E1,说明总能量生成物比反应物低
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【题目】下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是
A. pH=11的氨水稀释10倍后溶液pH>10
B. 将氯化铝溶液加热蒸干并灼烧,最终得氧化铝固体
C. 对2HI(g)H2(g)+I2(g),减小容器体积,气体颜色变深
D. 水垢中含有CaSO4,可先用Na2CO3溶液浸泡处理,而后用盐酸去除
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【题目】在CF3COOH水溶液中将甲烷直接转化为CH3OH的反应机理如图,下列说法正确的是
A.所含部分元素第一电离能:C<N<O<F
B.反应③的氧化剂为对苯二酚
C.此法由甲烷制取甲醇的方程式为:2CH4+O22CH3OH
D.均可以与浓溴水反应,且反应类型相同
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【题目】某学生利用下面实验装置探究盐桥式原电池的工作原理。按照实验步骤依次回答下列问题:
(1)铜为___极,导线中电子流向为___(用a、b表示)。
(2)若装置中铜电极的质量增加3.2g,则导线中转移的电子数目为___;(用若NA表示阿伏加德罗常数,“NA”表示)
(3)装置的盐桥中除添加琼脂外,还要添加KCl的饱和溶液,电池工作时,对盐桥中的K+、Cl-的移动方向的表述正确的是___。
A.盐桥中的K+向右侧烧杯移动、Cl-向左侧烧杯移动
B.盐桥中的K+向左侧烧杯移动、Cl-向右侧烧杯移动
C.盐桥中的K+、Cl-几乎都不移动
(4)若将反应2Fe3+ +Cu=2Fe2+ +Cu2+设计成原电池,其正极反应是___。
(5)设计一个电化学装置,实现这个反应:Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑,请在下面方框内画出这个电化学装置图。___
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【题目】下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A. 已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ/mol,则氢气的燃烧热为241.8kJ/mol
B. 已知C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,则2ΔH1<ΔH2
C. 已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-QkJ/mol(Q>0),则将16gSO2(g)和足量O2置于一密闭容器中,充分反应后放出0.25QkJ的热量
D. 已知:C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
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【题目】H、C、N、O、S、Cu 均为前四周期常见元素。回答下列问题。
(1)S 位于元素周期表第_____族;N 的基态原子核外有_____个未成对电子。
(2)N、O、S 三种元素的第一电离能从大到小的顺序为_________;CuH 晶体中金属阳离子的基态核外电子排布式为_____。
(3)比较沸点:H2O_____H2S(填“>”、“<”或“=”);干冰熔化时克服微粒间的 作用力类型是_________。
(4)SO42-的立体构型为_____;NO2- 中氮原子的杂化轨道类型为________, 与其是等电子体的分子有_________(填 1 个)。
(5)Cu2O 晶体如图所示的晶胞中每个氧原子与_____个铜原子配位。Cu2O 晶体 的密度为 dg·cm-3,则 Cu 与 O 的最近距离是_________(用 M 表示 Cu2O 的摩尔质量,NA 表示阿伏加德罗常数值)。
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