【题目】随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二”五期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前,消除大气污染有多种方法。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g) =4NO(g) + CO2(g) +2H2O(g) ⊿H= -574 kJ·mol-1
②CH4(g) +4NO(g) =2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) ⊿H= -1160 kJ·mol-1
③H2O(g) = H2O(l) △H= -44.0 kJ·mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g),CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式________。
(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++ O2+ 4H+= 4Fe3++ 2H2O,则另一反应的离子方程式为________。
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) 。某研究小组向密闭的真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)加入NO和足量的活性炭,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
①10min~20min以v(CO2) 表示的平均反应速率为________。
②根据表中数据,计算T1℃时该反应的平衡常数为________ (保留两位小数)。
③一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率________ (填“增大”、“不变”或“减小”) 。
④下列各项能作为判断该反应达到平衡的是___(填序号字母)。
A.容器内压强保持不变
B.2v正(NO) =v逆(N2)
C.容器内CO2的体积分数不变
D.混合气体的密度保持不变
⑤30min末改变某一条件,过一段时间反应重新达到平衡,则改变的条件可能是________。请在下图中画出30min至40min的变化曲线________。
【答案】CH4(g)+2NO2(g)=N2(g) + CO2(g) +2H2O(l) ⊿H=-955 kJ·mol-1 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+ 0.009 mol·L-1·min-1 K=0.56 不变 C、D 减小CO2的浓度
【解析】
(1)根据盖斯定律得(①+②+③×4)÷2即为所求,答案是CH4(g)+2NO2(g) = N2(g) + CO2(g) +2H2O(l) ⊿H= -955 kJ·mol-1;
(2)根据题意可知,另一个离子方程式应是铁离子氧化二氧化硫的方程式,根据氧化还原反应原理配平得反应为为2Fe3+ + SO2+ 2H2O = 2Fe2++ SO42- + 4H+;
(3)①10min~20min之间CO2 的浓度增大了0.9mol/L,所以以v(CO2) 表示的平均反应速率为=0.009 mol·L-1·min-1;
②反应进行到20min时达平衡,则T1℃时该反应的平衡常数为K==0.56;
③恒温恒容条件下,无论NO的浓度如何变化,达到的平衡与原平衡均是等效平衡,所以NO转化率不变;
④A、该反应属于反应前后气体的物质的量不变的可逆反应,所以恒容时压强一直不变,不能判定是否达平衡状态,选项A错误;
B、NO的反应速率是N2的反应速率的2倍,选项B错误;
C、达到平衡时各物质的量不再变化,所以CO2的体积分数不变,选项C正确;
D、恒容条件下,有固体参与的可逆反应中,气体的密度不变的状态是平衡状态,选项D正确。
答案选CD;
⑤由图像分析,NO的浓度减小说明平衡逆向移动,N2的浓度增大,CO2的浓度却减小,所以改变的可能条件是减小了CO2的浓度,对应的反应速率小于原平衡时的速率,在原速率的线下方画一条逐渐上升的曲线即可,答案为。
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【题目】工业上高纯硅可以通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)﹣236kJ
(1)反应涉及的元素原子半径从大到小的排列顺序为_____。其中硅原子最外层有_____个未成对电子,有_____种不同运动状态的电子;
(2)反应涉及的化合物中,写出属于非极性分子的结构式:_____;产物中晶体硅的熔点远高HCl,原因是_____;
(3)氯和硫是同一周期元素,写出一个能比较氯和硫非金属性强弱的化学方程式:_____;
(4)在一定温度下进行上述反应,若反应容器的容积为2L,3分钟后达到平衡,测得气体质量减小8.4g,则在3分钟内H2的平均反应速率为_____;
(5)该反应的平衡常数表达式K=_____,可以通过_____使K增大;
(6)一定条件下,在密闭恒容器中,能表示上述反应一定达到化学平衡状态的是_____。
a.v逆(SiCl4)=2v正(H2)
b.固体质量保持不变
c.混合气体密度保持不变
d.c(SiCl4):c(H2):c(HCl)=1:2:4
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【题目】核能的和平利用对于完成“节能减排”的目标有着非常重要的意义。尤其是核聚变,因其释放能量大,无污染,成为当前研究的一个热门课题。其反应原理为+
→
+
。下列说法中正确的是( )
A.D和T是质量数不同,质子数相同的氢的两种元素
B.通常所说的氢元素是指
C.、
、
是氢的三种核素,互为同位素
D.这个反应既是核反应,也是化学反应
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【题目】焦亚硫酸钠(Na2S2O5)有广泛的用途,实验室中通过如下方法制备:
①不断搅拌条件下,在饱和Na2CO3溶液中缓缓通入SO2至反应完全;
②取下三颈烧瓶,测得反应液的pH=4.1;
③将溶液蒸发浓缩、结晶、过滤得焦亚硫酸钠晶体
请回答下列问题:
(1)实验室可利用Na2SO3和浓的硫酸制备少量SO2气体,但硫酸浓度太大不利于SO2气体逸出,原因是________。制备、收集干燥的SO2气体时,所需仪器如下。装置A是气体发生装置,按气流方向连接各仪器口,顺序为a→_____→______→______→________→f。装置D的作用是___________。
(2)步骤①反应的离子方程式为________________。
(3)在强碱性条件下利用Na2S2O5氧化HCOONa的方法可制备保险粉连二亚硫酸钠(Na2S2O4),当生成0.5molNa2S2O4时,消耗Na2S2O5______mol。
(4)工业上用焦亚硫酸钠法制备保险粉带来的主要问题是废水中含有大量的有机物,有机物总含碳量用TOC表示,常采用Fenton氧化法去除废水中的有机物,即通过向废水中加入H2O2,以Fe2+作催化剂,产生具有强氧化性的羟基自由基(·OH)来氧化降解废水中的有机物。
①其他条件一定时,n(H2O2)∶n(Fe2+)的值对TOC去除效果的影响如图1所示:
当TOC的去除率最大时,n(H2O2)∶n(Fe2+)=________。
②在pH=4.5,其他条件一定时,H2O2的加入量对TOC去除效果的影响如图2所示,当H2O2的加入量大于40mL·L1时,TOC去除率反而减小的原因是_____________。
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【题目】如图,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中,下列分析错误的是( )
A.闭合K1构成原电池,闭合K2构成电解池
B.K1闭合,铁棒上发生的反应为:Fe﹣2e﹣═Fe2+
C.K2闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法
D.K1闭合,石墨棒周围溶液pH逐渐升高
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【题目】卤族元素包括F、Cl、Br等元素。
(1)下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势,正确的是______。
(2)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷,下图为其晶胞结构示意图,则每个晶胞中含有B原子的个数为______,该功能陶瓷的化学式为______。
(3)BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为__________和________。第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有______种。
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【题目】金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题:
(1)Ni原子的核外电子排布式为________
(2)NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同、Fe2+和Ni2+的离子半径分别78pm和69pm,则熔点FeO________ (填“<”或“>”) NiO;
(3)[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是_____。氨的沸点____(填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是_________;
(4)金属镍与镧(La)形成的合金是一种良好的储氢材料,其晶胞结构示意图如图所示。该合金的化学式为________;
(5)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。
①晶胞中镍原子的堆积模型名称是_____。
②元素铜与镍的第二电离能分别为:ICu=1959kJ/mol,INi=1753kJ/mol,ICu>INi的原因是______
③若合金的密度为dg/cm3,晶胞参数(即边长)a =________nm
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【题目】下列指定反应的化学方程式书写正确的是
A. 乙烯与溴的加成反应: H2C===CH2+Br2 → CH3CHBr2
B. 苯与硝酸的取代反应:+HNO3
+H2O
C. 乙醇与氧气的催化氧化:2CH3CH2OH+O2 2CO2+3H2O
D. 乙醇与乙酸的酯化反应:CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3
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【题目】Ni2O3主要用作陶瓷、搪瓷和玻璃的着色剂,也可用于镍粉的制造。以镍粉废料为原料制备Ni2O3的工艺如下:
回答下列问题:
(1)Ni2O3中Ni的化合价为_________。
(2)提高“酸浸”、“酸溶”速率时,温度不宜过高,其原因是__________。
(3)加入H2O2“氧化”的离子方程式为_____________;滤渣A的主要成分是________(填化学式)。
(4)工艺中分步加入Na2CO3的作用是________;为提高原料的利用率,应控制加入NaClO与NaOH的物质的量之比为_________。
(5)工业上,用镍为阳极,电解0.1mol/L NiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液,可得高纯度的球形超细镍粉。当其他条件一定时,NH4Cl的浓度对阴极电流效率(电流效率是指电解时,在电极上实际沉积的物质的量与理论析出量之比)及镍的成粉率的影响如图所示:
①为获得高纯度的球形超细镍粉,NH4Cl溶液的浓度最好控制为______mol/L.
②当NH4Cl溶液的浓度大于15g/L时,阴极有气体生成,导致阴极电流效率降低,请结合平衡移动原理解释其原因:_______________。
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