【题目】消除氮氧化物、二氧化硫等物质造成的污染是目前研究的重要课题。
(1)工业上常用活性炭还原一氧化氮,其反应为:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)。向容积均为lL的甲、乙、丙三个恒容恒温容器中分别加入足量的活性炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示:
t/min n(NO)/mol T | 0 | 40 | 80 | 120 | 160 | |
甲 | T℃ | 2 | 1.45 | 1 | 1 | 1 |
乙 | 400℃ | 2 | 1.5 | 1.1 | 0.8 | 0.8 |
丙 | 400℃ | 1 | 0.8 | 0.65 | 0.53 | 0.45 |
①甲容器反应温度T℃__400℃(填“>”或“<”或“=”);
②乙容器中,0~40min内平均反应速率v(N2)=__;
③丙容器中达平衡后NO的转化率为__。
(2)活性炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,lmolNO2和足量活性炭发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
①A、B、C三点中NO2的转化率最高的是__点(填“A”或“B”或“C”)。
②计算C点时该反应的压强平衡常数KP=__MPa(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)燃煤烟气脱硫常用如下方法。
方法①:用生物质热解气(主要成分CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫。涉及的部分反应如下:
2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g) △H1=8.0kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566.0kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-483.6kJ·mol-1
则H2(g)还原SO2(g)生成S(g)和H2O(g)的热化学方程式为__。
方法②:用氨水将SO2转化为NH4HSO3,再氧化成(NH4)2SO4,则用氨水将SO2转化为NH4HSO3的离子方程式为__;实验测得NH4HSO3溶液中=15,则溶液的pH为__。(已知:H2SO3的Ka1=1.5×10-2,Ka2=1.0×10-7)
【答案】> 6.25×10-3mol·L-1min-1 60% A 4 2H2(g)+SO2(g)=S(g)+2H2O(g) △H=+90.4kJ/mol NH3H2O+SO2=+ 5
【解析】
对于一个化学反应,温度越高,反应速率越快,达平衡的时间越短;在同一反应中,由一种物质的物质的量的变化量求另一物质表示的反应速率时,可借助化学方程式,利用化学计量数之比等于物质的量的变化量之比进行求解;在一个可逆反应中,反应物的转化率等于其变化量与起始量之比;对于一个气体分子数增大的可逆反应,压强越高,反应物的平衡转化率越小;求解平衡常数时,可利用三段式求平衡时各物质的浓度,然后求压强分数,最后求压强平衡常数;利用盖斯定律,可利用已知反应求出未知反应的热化学方程式;在NH4HSO3溶液中,电离与水解同时存在,可建立电离与水解方程式,从而求出氢离子浓度,最终求出pH。
(1)①比较表中甲与乙中达平衡的时间,甲容器先达平衡,所以反应温度T℃>400℃;
②乙容器中,0~40min内,NO的物质的量的变化量为0.5mol,则N2的物质的量为0.25mol,平均反应速率v(N2)== 6.25×10-3mol·L-1min-1;
③因为反应前后气体的分子数相等,所以压强改变时平衡不发生移动,丙容器中达平衡后NO的转化率与乙容器相同,都为=60%。答案为:>;6.25×10-3mol·L-1min-1;60%;
(2)①因为反应物的气体分子数小于生成物的气体分子数,增大压强,平衡逆向移动,压强小时,反应物的转化率高,所以A、B、C三点中NO2的转化率最高的是A点。
②设平衡时,参加反应的NO2的物质的量为x,则可建立如下三段式:
依题意得,1-2x=2x,x=0.25mol,KP==4。答案为:A;4;
(3) 方法①:
2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g) △H1=8.0kJ·mol-1 ①
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566.0kJ·mol-1 ②
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-483.6kJ·mol-1 ③
利用盖斯定律,将①-②+③得,2H2(g)+SO2(g)=S(g)+2H2O(g) △H=+90.4kJ/mol。
方法②:用氨水将SO2转化为NH4HSO3的离子方程式为NH3H2O+SO2=+;
H++ Ka2==1.0×10-7,
+H2OH2SO3+OH- Kh===
所以===1.0×10-7×1.5×10-2,c(H+)=1.0×10-5mol/L,则溶液的pH为5。答案为:2H2(g)+SO2(g)=S(g)+2H2O(g) △H=+90.4kJ/mol;NH3H2O+SO2=+;5。
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【题目】工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3):CH3OH(g)+ CO(g)=HCOOCH3(g),在容积固定的密闭容器中,投入等物质的量CH3OH和CO,测得相同时间内CO的转化率随温度变化如右图所示。下列说法不正确的是
A.增大压强甲醇转化率增大
B.b点反应速率υ正 = υ逆
C.平衡常数K(75℃)>K(85℃),反应速率υb<υd
D.生产时反应温度控制在80~85℃为宜
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【题目】连二亚硫酸钠俗称保险粉,可以用作染色工艺的还原剂,纸浆、肥皂等的漂白剂。易溶于水,难溶于乙醇,在碱性介质中较稳定,在空气中易被氧化。回答下列问题:
在潮湿空气中氧化,生成的两种常见酸式盐是________填化学式。
锌粉法制备的工艺流程如下图所示:
工业上常将锌块进行预处理得到锌粉水悬浊液,其目的是________。
步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为________。
在步骤Ⅲ中得到的固体要用乙醇洗涤,其优点是________,“后续处理”最终要加入少量的固体,其原因是________。
目前,我国普遍采用甲酸钠法生产连二亚硫酸钠,其原理是先将HCOONa和烧碱加入乙醇水溶液中,然后通入发生反应,有气体放出,总反应的离子方程式是________。
有人设计了图示方法同时制备连二亚硫酸钠和过二硫酸钠,并获得中国专利。电解过程中,阴极室生成,a极的电极反应式为________,通过阳离子交换膜的离子主要是,其迁移方向是________。
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【题目】某兴趣小组的同学用如图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时,观察到检流计的指针发生了偏转。
请回答下列问题:
甲池为________填“原电池”“电解池”或“电镀池”,通入电极的电极反应式为__________。
乙池中石墨电极的名称为________填“正极”“负极”“阴极”或“阳极”,总反应式为_______。
当乙池中B极质量增加时,甲池中理论上消耗的体积为________标准状况下,丙池中________极析出________g铜。电键闭合一段时间后,甲中溶液的pH将________填“增大”“减小”或“不变”。
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【题目】下列说法不正确的是( )
A.汽油、煤油、柴油均可来自于石油的分馏
B.甲烷与氯气在一定条件下反应,经分离提纯后可得到四氯化碳
C.相同物质的量的乙炔和苯在足量的氧气中完全燃烧,消耗氧气的质量相同
D.煤气化生成的CO和再经过催化合成可得到液体燃料
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【题目】如下图装置所示,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的体积和浓度都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近呈红色。 请回答:
(1)B极是电源的__________极,C极的电极反应式为____________________________________,一段时间后丁中X极附近的颜色逐渐______________。(填“变深”或者“变浅”)
(2)若甲、乙装置中的C、D、E、F电极均只有一种单质生成时,对应单质的物质的量之比为 ______________。
(3)现用丙装置给铜件镀银,则H应该是______________ (填“铜”或“银”),电镀液是___________ 溶液。当乙中溶液的pH是13时(此时乙溶液体积为500mL),丙中镀件上析出银的质量为________ g,甲中溶液的pH _____________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)若甲烧杯是在铁件表面镀铜,已知电镀前两电极质量相同,电镀完成后将它们取出,洗净、烘干、称量,发现二者质量相差5.12g,则电镀时电路中通过的电子为_______mol
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【题目】固体 A 的化学式为 NH5,它的所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子的最外层电子结构,则下列有关说法不正确的是( )
A.NH5 中既有共价键又有离子键,NH5 是离子化合物
B.1 mol NH5 中含有 5NA 个 N—H 键(NA 表示阿伏加德罗常数)
C.NH5 的电子式为
D.A 与水反应的化学方程式为 NH5+H2O=NH3·H2O+H2↑
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【题目】25℃时,向1L 0.1mol/L的一元酸HR溶液中逐渐通入氨气(已知25℃时一水合氨的电离平衡常数为K=1.76×10-5),保持溶液的温度和体积不变,混合溶液的pH与粒子浓度比值的对数变化关系如图所示。下列叙述错误的是
A. 25℃时,0.1mol/L的一元酸HR的电离平衡常数为Ka=10-5
B. 当通入0.1mol氨气时,c(NH4+)>c(R-)>c(OH-)>c(H+)
C. 当c(R-)=c(HR) 时,溶液为酸性
D. HR为弱酸,25℃时随着氨气的通入,c (R-)/[c(OH)c (HR)] 逐渐增大
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【题目】下列与有机物结构、性质相关的叙述不正确的是 ( )
A.石油裂解气能使溴的四氯化碳溶液、酸性溶液褪色
B.苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明苯分子中没有与乙烯分子中类似的碳碳双键
C.乙烷中混有少量的乙烯,可通过酸性高锰酸钾溶液进行除杂
D.乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能发生取代反应
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