【题目】NOx会造成大气污染,在工业上采用多种方法进行处理。
I.氧化法:烟气中的NO经O3预处理后转化为NO2,再用CaSO3悬浊液吸收NO2。
已知:常温下,CaSO4的沉淀溶解平衡常数数值为9.1×10-6,CaSO3的沉淀溶解平衡常数数值为3.1×10-7。
(1)NO与O3反应过程的能量变化如下:
NO被O3氧化的总反应是化合反应,该反应的热化学方程式为 ________。
(2)将CaSO3悬浊液静置,取上层清液,测得pH约为8,用化学用语解释其原因为________。
(3)用CaSO3悬浊液吸收NO2,将其转化为HNO2,该反应的化学方程式为________。
(4)在实际吸收NO2的过程中,通过向CaSO3悬浊液中加入Na2SO4固体,提高NO2的吸收速率,从溶解平衡的角度解释其原因:________。
II. 选择性非催化还原法:该反应不使用催化剂,但必须在高温有氧下利用NH3做还原剂与 NOx 进行选择性反应:4NH3 + 4NO + O2 3N2 + 6H2O,不同温度(T)下,反应时间(t)与NO浓度的关系如右图所示。
(5)判断该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应,说明理由:________ 。
【答案】 3NO(g) + O3(g) 3NO2(g) ΔH= -317.3 kJmol﹣1 SO32- + H2O
HSO3- + OH- CaSO3 + 2NO2 + H2O
2HNO2 + CaSO4 CaSO3浊液中存在:CaSO3(s)
Ca2+(aq) + SO32-(aq),加入Na2SO4固体,由于CaSO4的Ksp较小,SO42-与Ca2+结合生成CaSO4沉淀,c(Ca2+)减小,平衡正向移动,导致c(SO32-)增大,从而使NO2的吸收速率加快 放热 由图像中T1下反应先达平衡可推断T1>T2,由T1(高温)时NO的平衡浓度高可推断正反应是放热反应
【解析】I. (1). 由左图可知,NO和O3反应生成NO2和O2的热化学方程式为:NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H=-200.9kJ/mol ①,由右图可知,NO和O2反应生成NO2的热化学方程式为:NO(g)+O2(g)=NO2(g) △H=-58.2kJ/mol ②,①+2×②得3NO(g) + O3(g)
3NO2(g) ΔH= -317.3 kJmol﹣1,故答案为:3NO(g) + O3(g)
3NO2(g) ΔH= -317.3 kJmol﹣1;
(2). CaSO3是强碱弱酸盐,SO32-在溶液中发生水解反应:SO32- + H2O HSO3- + OH-,使溶液呈碱性,故答案为:SO32- + H2O
HSO3- + OH-;
(3). 用CaSO3悬浊液吸收NO2,将其转化为HNO2,氮元素的化合价从+4价降低到+3价,则硫元素的化合价从+4价升高到+6价,SO32-生成SO42-,根据得失电子守恒和原子守恒,该反应的化学方程式为:CaSO3 + 2NO2 + H2O 2HNO2 + CaSO4,故答案为:CaSO3 + 2NO2 + H2O
2HNO2 + CaSO4;
(4). 因CaSO3浊液中存在溶解平衡:CaSO3(s) Ca2+(aq) + SO32-(aq)
Ca2+(aq) + SO32-(aq),加入Na2SO4固体,由于CaSO4的Ksp较小,SO42-与Ca2+结合生成CaSO4沉淀,c(Ca2+)减小,平衡正向移动,导致c(SO32-)增大,从而使NO2的吸收速率加快;
II. (5). 据图可知,在T1温度下反应先达到平衡状态,说明T1>T2,高温时NO的平衡浓度高,说明该反应的正反应是放热反应,故答案为:放热;由图像中T1下反应先达平衡可推断T1>T2,由T1(高温)时NO的平衡浓度高可推断正反应是放热反应。
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【题目】电离常数(Ka或Kb)、溶度积常数(Ksp)是判断物质性质的重要常数,下列关于这些常数的计算或运用正确的是( )
A. 某亚硫酸溶液pH=4.3,若忽略二级电离,则其一级电离平衡常数K1=1.0×10-8.60
B. Ka(HCN)<Ka(CH3COOH),说明同浓度时氢氰酸的酸性比醋酸强
C. Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),向AgCl悬浊液中加入KI溶液会出现黄色沉淀
D. Ksp(AgCl)<Ksp(AgOH),说明AgOH和AgCl均不溶于稀硝酸
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【题目】下列说法正确的是( )
A. 常温下,向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,Kw变大
B. 0.1 mol·L-1的醋酸加水稀释,c(CH3COOH)/c(CH3COO-)减小,但K不变。
C. 足量体积、pH均相同的醋酸和盐酸完全溶解等量的镁粉(少量)后者用时少
D. 25℃,在AgCl悬浊液中加入少量NaCl固体,c(Ag+)减小,Ksp(AgCl)减小
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【题目】
(Ⅰ)某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00mol/L、2.00mol/L,大理石有细颗粒和粗颗粒两种规格,实验温度为25℃、35℃,每次实验HNO3的用量为25.00mL,大理石用量为10.00g。
请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填空:
实验 编号 | 温度 (℃) | 大理石 规格 | HNO3浓度(mol/L) | 实验目的 |
① | 25 | 粗颗粒 | 2.00 | (I)实验①和②探究浓度对反应速率的影响; (II)实验①和③探究温度对反应速率的影响; (III)实验①和④探究______________对反应速率的影响 |
② | 25 | 粗颗粒 | _______ | |
③ | _____ | 粗颗粒 | 2.00 | |
④ | 25 | 细颗粒 | 2.00 |
(Ⅱ)把2.5 mol A和2.5 mol B混合放入2 L密闭容器里,发生反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),经5 s后反应达平衡。在此5 s内C的平均反应速率为0.2 mol/(L·s),同时生成1 mol D。试求:
(1)达平衡时B的转化率为_____________________。
(2)x的值为___________________。
(3)若温度不变,达平衡时容器内气体的压强是反应前的____________倍。
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【题目】向10.0 mL 0.10 mol/L氨水中滴入0.10 mol/L的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示(假设无气体逸出)。下列有关叙述正确的是( )
A. M~N间一定存在:c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
B. M点对应的盐酸体积为10.0mL
C. pH=7的溶液中:c(NH4+)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
D. P点处的溶液中存在:2c(NH4+)+2c(NH3·H2O)=c(Cl-)
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【题目】具有抗菌、消炎作用的黄酮醋酸类化合物L的合成路线如下图所示:
已知部分有机化合物转化的反应式如下:
(1)A的分子式是C7H8,其结构简式是______;A→B所属的反应类型为______。
(2)C→D的化学方程式是______。
(3)写出满足下列条件的D的任意一种同分异构体的结构简式:______。
a.能发生银镜反应
b.分子中含有酯基
c. 苯环上有两个取代基,且苯环上的一氯代物有两种
(4)F的结构简式是______;试剂b是______。
(5)H与I2反应生成J和HI的化学方程式是______。
(6)以A和乙烯为起始原料,结合题中信息,选用必要的无机试剂合成苯乙酸乙酯(),参照下列模板写出相应的合成路线。_____________
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【题目】电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法,即保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体具有吸附作用,可吸附水中的污物而使其沉淀下来,起到净水的作用,其原理如图所示。下列说法正确的是
A.石墨电极上发生氧化反应
B.根据图示,物质A为CO2
C.为增强污水的导电能力,可向污水中加入适量乙醇
D.甲烷燃料电池中CO32-向空气一极移动
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【题目】应对雾霾污染、改善空气质量需要从多方面入手,如开发利用清洁能源。甲醇是一种可再生的清洁能源,具有广阔的开发和应用前景。
Ⅰ.已知:①CH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+93.0kJ·mol-1
②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
③CH3OH(g)=CH3OH(l) ΔH=-38.19 kJ·mol-1
则表示CH3OH的燃烧热的热化学方程式为______________________________________________。
Ⅱ.在一定条件下用CO和H2合成CH3OH:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在2L恒容密闭容器中充入1mol CO和2molH2,在催化剂作用下充分反应。下图表示平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化的平衡曲线。回答下列问题:
(1)该反应的反应热ΔH_______0(填“>”或“<”),压强的相对大小:p1_______p2(填“>”或“<”)。
(2)压强为p2,温度为300℃时,该反应的化学平衡常数K=________________。
(3)下列各项中,不能说明该反应已经达到平衡的是________________________________。
A.容器内气体压强不再变化 B.v(CO):c(H2):v(CO3OH)=1:2:1
C.容器内的密度不在变化 D.容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
E.容器内各组分的质量分数不再变化
(4)某温度下在保证H2浓度不变的情况下,增大容器的体积,平衡_________(填字母)。
A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动 C.不移动
作出此判断的依据是__________________________________________________________________。
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【题目】H2X 和H2Y均为二元弱酸,常温下,将NaOH 溶液分别加到H2X 和H2Y的溶液中,在不同pH 环境下不同形态的粒子(即酸、酸式酸根、酸根离子)的组成分数如图所示:
下列说法正确的是
A. 在pH=7的溶液中HX-、X2-、HY-和Y2-能大量共存
B. 向Na2X溶液中加入少量H2Y 溶液,发生反应:X2-+H2Y==HX-+HY-
C. 1L.0.1mol·L-1NaHY溶液中n(HY-)+2n(Y2-)+n(H2Y) =0.1mol
D. HX-的水解平衡常数为Kb=10-7
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