【題目】冶金工業(yè)、硝酸工業(yè)的廢氣廢液中含氮化合物污染嚴(yán)重,必須處理達(dá)標(biāo)后才能排放。
Ⅰ.用活性炭處理工廠尾氣中的氮氧化物。
(1)已知:①4NH3(g)+5O2(g) =4NO(g)+6H2O(l) ΔH1=a kJ·mol1
②4NH3(g)+3O2(g) =2N2(g)+6H2O(l) ΔH2=b kJ·mol1
③C(s)+O2(g) =CO2(g) ΔH3=c kJ·mol1
則反應(yīng)C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)的ΔH=________。
(2)在容積不變的密閉容器中,一定量的NO與足量的C發(fā)生反應(yīng):C(s)+2NO(g)N2(g) + CO2(g) ΔH= Q kJ·mol1,平衡時c(NO)與溫度T的關(guān)系如圖1所示,下列說法正確的是________。
A.其他條件不變,改變活性炭的用量,平衡一定不移動
B.該反應(yīng)的Q>0,所以T1、T2、T3對應(yīng)的平衡常數(shù):K1<K2<K3
C.溫度為T2時,若反應(yīng)體系處于狀態(tài)D,則此時 υ(正)>υ(逆)
D.若狀態(tài)B、C、D體系的壓強(qiáng)分別為p(B)、p(C)、p(D),則p(D)=p(C)>p(B)
(3)已知某溫度時,反應(yīng)C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)的平衡常數(shù)K=,在該溫度下的2L密閉容器中投入足量的活性炭和2.0 mol NO發(fā)生反應(yīng),t1時刻達(dá)到平衡,請在圖2中畫出反應(yīng)過程中c(NO)隨時間t的變化曲線。_________________
Ⅱ.用納米鐵粉或電解法處理廢水中的硝酸鹽。
(4)納米鐵粉處理污水中NO3的離子方程式為:4Fe+NO3–+10H+=4Fe2++NH4++3H2O。
實驗證實,pH偏低將會導(dǎo)致NO3的去除率下降,其原因是________________。相同條件下,納米鐵粉去除不同水樣中NO3的速率有較大差異(見下圖),產(chǎn)生該差異的可能原因是________________________。
(5)電解法處理水中硝酸鹽的原理是:以金屬Pt作電極,用質(zhì)子交換膜把溶液分為陰陽兩極區(qū),陰極區(qū)為含硝酸鹽的工業(yè)廢水,接通直流電源進(jìn)行電解,產(chǎn)物為N2。請寫出陰極的電極反應(yīng)式____________。
【答案】 (+c)kJ/mol C 納米鐵粉與H+反應(yīng)生成H2,導(dǎo)致NO3-的去除率下降 Cu或Cu2+對納米鐵粉去除NO3-的反應(yīng)有催化作用(或形成Fe-Cu原電池增大納米鐵粉去除NO3-的反應(yīng)速率) 2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O
【解析】I.(1)應(yīng)用蓋斯定律。
(2)A項,將C全部從平衡體系中移走,平衡逆向移動;B項,根據(jù)圖像,升高溫度c(NO)增大,平衡逆向移動,化學(xué)平衡常數(shù)減小,逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),Q0;C項,狀態(tài)D的c(NO)大于T2平衡時c(NO),則狀態(tài)D反應(yīng)正向進(jìn)行,此時υ(正)υ(逆);D項,該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),氣體分子物質(zhì)的量始終不變,在容積不變的密閉容器中體系的壓強(qiáng)取決于溫度,溫度越高壓強(qiáng)越大,則p(C)p(B)=p(D)。
(3)用三段式和化學(xué)平衡常數(shù)計算平衡時c(NO)。
II.(4)pH偏低,溶液酸性較強(qiáng),納米鐵粉與H+反應(yīng)生成H2,導(dǎo)致NO3-的去除率下降。根據(jù)圖像,含Cu2+的水樣中NO3-的去除速率更快,產(chǎn)生差異的原因是:Cu或Cu2+對納米鐵粉去除NO3-的反應(yīng)有催化作用(或形成Fe-Cu原電池增大納米鐵粉去除NO3-的反應(yīng)速率)。
(5)根據(jù)題意,陰極NO3-得電子被還原成N2,2molNO3-得到10mol電子生成1molN2,結(jié)合質(zhì)子交換膜和原子守恒書寫。
I.(1)應(yīng)用蓋斯定律,將③-①+②得,C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)ΔH=(c-+)kJ/mol。
(2)A項,將C全部從平衡體系中移走,平衡逆向移動,A項錯誤;B項,根據(jù)圖像,升高溫度c(NO)增大,平衡逆向移動,化學(xué)平衡常數(shù)減小,逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),Q0且K1K2K3,B項錯誤;C項,狀態(tài)D的c(NO)大于T2平衡時c(NO),則狀態(tài)D反應(yīng)正向進(jìn)行,此時υ(正)υ(逆),C項正確;D項,該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),氣體分子物質(zhì)的量始終不變,在容積不變的密閉容器中體系的壓強(qiáng)取決于溫度,溫度越高壓強(qiáng)越大,則p(C)p(B)=p(D),D項錯誤;答案選C。
(3)用三段式,設(shè)從起始到平衡轉(zhuǎn)化c(NO)為xmol/L
C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)
c(起始)(mol/L) 1.0 0 0
c(轉(zhuǎn)化)(mol/L) x
c(平衡)(mol/L) 1.0-x
化學(xué)平衡常數(shù)K===,解得x=0.6,作圖時,起始c(NO)為1.0mol/L,隨著時間推移c(NO)減小,t1達(dá)到平衡時c(NO)為1.0mol/L-0.6mol/L=0.4mol/L,t1后c(NO)保持0.4mol/L。
II.(4)pH偏低,溶液酸性較強(qiáng),納米鐵粉與H+反應(yīng)生成H2,導(dǎo)致NO3-的去除率下降。根據(jù)圖像,含Cu2+的水樣中NO3-的去除速率更快,產(chǎn)生差異的原因是:Cu(Fe與Cu2+反應(yīng)生成Cu,反應(yīng)的方程式為Fe+Cu2+=Fe2++Cu)或Cu2+對納米鐵粉去除NO3-的反應(yīng)有催化作用(或形成Fe-Cu原電池增大納米鐵粉去除NO3-的反應(yīng)速率)。
(5)根據(jù)題意,陰極NO3-得電子被還原成N2,2molNO3-得到10mol電子生成1molN2,結(jié)合質(zhì)子交換膜和原子守恒,陰極的電極反應(yīng)式為2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O。
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【題目】下圖中A~H均為中學(xué)化學(xué)中常見的物質(zhì),A是黃綠色氣體、B、H是無色無味氣體。(反應(yīng)中生成的水已略去)
請回答以下問題:
(1)A是________,H是________。(填化學(xué)式)
(2)C物質(zhì)在日常生活中可作________劑。
(3)F分子所含共價鍵類型是________;寫出B的電子式_________。
(4)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式:____________________________;寫出反應(yīng)③的離子方程式:____________________________。
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【題目】二氧化錳在生活和化學(xué)實驗中有廣泛應(yīng)用。海底蘊(yùn)藏著豐富的錳結(jié)核礦,其主要成分是MnO2。1991年由Allen等人研究,用硫酸淋洗后使用不同的方法可制備純凈的MnO2,其制備過程如下圖所示:
(1)步驟Ⅰ中,試劑甲必須具有的性質(zhì)是________(填序號)。
A.堿性 B.穩(wěn)定性 C.氧化性 D.還原性
(2)用惰性材料作電極,電解硫酸錳溶液制二氧化錳,寫出陽極反應(yīng)式:_____________________。步驟Ⅲ中,以KClO3為氧化劑,當(dāng)生成0.050 mol MnO2時,消耗0.10 mol·L-1的KClO3溶液200 mL,該反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________。
(3)用100 mL 12.0 mol·L-1的濃鹽酸與足量MnO2混合后,加熱,反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積范圍為________________。工業(yè)上可以用實驗室制氯氣的殘余物質(zhì)溶液吸收氯氣,獲得Mn2O3,Mn2O3廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、印染工業(yè)等領(lǐng)域。請寫出該化學(xué)反應(yīng)的離子方程式:__________________。
(4)二氧化錳是實驗室制取氧氣的催化劑。下列是某同學(xué)設(shè)計實驗探究雙氧水分解實驗方案;
實驗 | 20.0 mL雙氧水溶液濃度 | 粉狀MnO2 | 溫度 | 待測數(shù)據(jù) |
Ⅰ | 5% | 2.0 g | 20℃ | |
Ⅱ | 5% | 1.0 g | 20℃ | |
Ⅲ | 10% | 1.0 g | 20℃ | |
Ⅳ | ω | 2.0 g | 30℃ |
①實驗Ⅱ和Ⅲ的結(jié)論是____________________________________________________。
②利用實驗Ⅰ和Ⅳ探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,w=________。本實驗待測數(shù)據(jù)是______。
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【題目】下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下均能通過一步反應(yīng)實現(xiàn)的是
A. NaAlO2(aq)AlCl3Al2O3B. NaCl(飽和)NaHCO3Na2CO3C. N2NO2HNO3
D. FeS2SO3 H2SO4
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【題目】據(jù)鳳凰網(wǎng)2018 年2 月1日報道:中科院研發(fā)出世界最強(qiáng)氘氚中子源,下列有關(guān)說法正確的是
A. 氘、氚是兩種不同的元素 B. 氘、氚的中子數(shù)分別為1、2
C. 氘、氚核外電子數(shù)不同 D. 中子帶正電
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【題目】A、B、C、D、E為短周期元素,在周期表中所處的位置如下圖所示。A、C兩種元素的原子核外電子數(shù)之和等于B原子的質(zhì)子數(shù),B原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相等:
A | C | |
D | B | E |
(1)寫出三種元素名稱A________、B _______、C_______。
(2)B元素位于元素周期表中第______周期,_______族。
(3)比較B、D、E三種元素的最高價氧化物的水化物酸性最強(qiáng)的是(用化學(xué)式表示)______。
(4)C原子結(jié)構(gòu)示意圖為________________。
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【題目】下列反應(yīng)的產(chǎn)物中,有的有同分異構(gòu)體,有的沒有同分異構(gòu)體,其中一定不存在同分異構(gòu)體的反應(yīng)是
A.異戊二烯()與等物質(zhì)的量的Br2發(fā)生加成反應(yīng)
B.2氯丁烷與NaOH乙醇溶液共熱發(fā)生消去HCl分子的反應(yīng)
C.甲苯在一定條件下發(fā)生硝化反應(yīng)生成一硝基甲苯的反應(yīng)
D.鄰羥基苯甲酸與NaHCO3溶液反應(yīng)
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【題目】下列有關(guān)KOH的說法錯誤的是
A. 是離子化合物 B. 含有共價鍵
C. 溶于水后離子鍵會斷裂 D. OH-的電子數(shù)、質(zhì)子數(shù)均為10
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【題目】砷化鎵是繼硅之后研究最深入、應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體材料;卮鹣铝袉栴}:
(1)Ga基態(tài)原子核外電子排布式為__________________,As基態(tài)原子核外有____個未成對電子。
(2)Ga、As、Se的第一電離能由大到小的順序是___________,Ga、As、Se的電負(fù)性由大到小的順序是_________________。
(3)比較下列鎵的鹵化物的熔點和佛點,分析其變化規(guī)律及原因:_________________。
鎵的鹵化物 | GaI3 | GaBr3 | GaCl3 |
熔點/℃ | 77.75 | 122.3 | 211.5 |
沸點/℃ | 201.2 | 279 | 346 |
GaF3的熔點超過1000℃,可能的原因是______________。
(4)二水合草酸鎵的結(jié)構(gòu)如圖1所示,其中鎵原子的配位數(shù)為___________,草酸根中碳原子的雜化軌道類型為______________。
(5)砷化鎵的立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖2所示,晶胞參數(shù)為a=0.565nm,砷化鎵晶體的密度為_____g/cm3(設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,列出計算式即可)。
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