【題目】工業(yè)燃燒煤、石油等化石燃料釋放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、CO、SO2等氣體,嚴(yán)重污染空氣。對廢氣進(jìn)行脫硝、脫碳和脫硫處理可實現(xiàn)綠色環(huán)保、廢物利用。
Ⅰ.脫硝:已知:H2的燃燒熱為285.8 kJ/mol
N2(g) + 2O2(g)= 2NO2(g) △H= +133 kJ/mol
H2O(g) =H2O(l) △H=- 44 kJ/mol
催化劑存在下,H2還原NO2生成水蒸氣和其他無毒物質(zhì)的熱化學(xué)方程式為_____________。
Ⅱ.脫碳:
(1)向2L恒容密閉容器中加入2 mol CO2、6 mol H2,在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┳饔孟,發(fā)生反應(yīng) CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(l) + H2O(l)。下列敘述能說明此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________________。
A.混合氣體的平均式量保持不變 B.CO2和H2的體積分?jǐn)?shù)保持不變
C.CO2和H2的轉(zhuǎn)化率相等 D.混合氣體的密度保持不變
E.1 mol CO2生成的同時有3 mol H—H鍵斷裂
(2)在T1℃時,體積為2L的恒容容器中充入物質(zhì)的量之和為3mol的H2和CO,發(fā)生反應(yīng)CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)反應(yīng)達(dá)到平衡時CH3OH的體積分?jǐn)?shù)(V%)與的關(guān)系如圖所示。
①當(dāng)起始=2,經(jīng)過5min達(dá)到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率為0.4,則0~5min內(nèi)平均反應(yīng)速率V(H2)=___________。若此時再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,達(dá)新平衡時H2的轉(zhuǎn)化率將__________(選填“增大”、“減小”或“不變”);
②當(dāng)起始=3.5時,達(dá)到平衡狀態(tài)后,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)可能是圖象中的___________點(選填“D”、“E”或“F”)
Ⅲ.脫硫:
如圖電解裝置可將霧霾中的NO、SO2分別轉(zhuǎn)化為NH4+和SO42-。物質(zhì)A的化學(xué)式為_____________,陰極的電極反應(yīng)式是________________________。
【答案】 4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)△H= -1100.2kJ/mol DE 0.08mol/(L.min) 減小 F H2SO4 NO+6H++5e-=NH4++H2O
【解析】Ⅰ.已知:氫氣的燃燒熱為,①;②③,根據(jù)①②-③得到催化劑存在下,還原生成水蒸氣和氮氣的熱化學(xué)方程式為4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)△H= -1100.2kJ/mol ;正確答案: 4H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)△H=-1100.2kJ/mol。
Ⅱ.(1)該反應(yīng)只有反應(yīng)物為氣體,生成物全部為液體,因此氣體總質(zhì)量與氣體的總量成正比變化,混合氣體的平均式量保持不變時,不能判斷此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A錯誤;向2L密閉容器中加入2 mol CO2、6 mol H2,按照反應(yīng),所以過程中和的體積分?jǐn)?shù)始終保持不變,不能判斷此反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),B錯誤;向2L密閉容器中加入2 mol CO2、6 mol H2,按照反應(yīng),和的轉(zhuǎn)化率始終相等,不能確定反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),C錯誤;反應(yīng)物是氣體,生成物是液體,反應(yīng)向右進(jìn)行,氣體總質(zhì)量減小,氣體體積不變,當(dāng)混合氣體的密度保持不變,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D正確;生成的同時有鍵斷裂,說明正逆反應(yīng)速率相同,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),E正確;正確選項:DE。
(2)根據(jù)題意可以知道,在T1℃時,體積為2L的恒容容器中充入的H2和CO的物質(zhì)的量分別是2 mol 和1 mol ,即H2和CO的初始濃度分別為1mol/L和0.5mol/L,而經(jīng)達(dá)到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率為0.4,故有一氧化碳變化濃度為0.2 mol/L ,因為濃度的該變量之比等于計量數(shù)之比,可計算出氫氣濃度的變化量0.4mol/L,甲醇濃度的變化量為0.2mol/L,根據(jù)三段式則有:
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)
起始濃度 0.5 1 0
變化濃度 0.2 0.4 0.2
平衡濃度 0.3 0.6 0.2
則0~5min內(nèi)平均反應(yīng)速率V(H2)=0.4/5=0.08mol/(L.min); 此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為:0.2/0.3×(0.6)2=50/27;若此時再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,各物質(zhì)濃度為:c(CO)=0.3+0.4/2=0.5 mol/L, c(H2)= 0.6 mol/L, c(CH3OH)= 0.2+0.4/2=0.4 mol/L,則濃度商QC=0.4/0.5×(0.6)2>50/27;平衡左移,H2的轉(zhuǎn)化率將減小;正確答案:0.08mol/(L.min);減小。
②混合比例等于化學(xué)計量數(shù)之比時,平衡時生成物的含量最大,故當(dāng)起始=3.5時,,達(dá)到平衡狀態(tài)后, CH3OH的體積分?jǐn)?shù)小于C點,故選F;正確選項F。
Ⅲ.根據(jù)NO、SO2分別轉(zhuǎn)化為NH4+和SO42-可知,NO被還原,SO2被氧化;電解池的陰極發(fā)生還原反應(yīng):NO得電子變?yōu)镹H4+,極反應(yīng)為:NO+6H++5e-=NH4++H2O;陽極極反應(yīng)為:SO2-2 e-+2H2O= SO42-+4H+,根據(jù)兩極反應(yīng)可知,該反應(yīng)最終產(chǎn)生硫酸,物質(zhì)A的化學(xué)式為H2SO4;正確答案:H2SO4;NO+6H++5e-=NH4++H2O。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知化學(xué)反應(yīng)A2(g)+B2(g)=2AB(s)的能量變化如圖所示,下列敘述正確的是( 。
A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
B.加催化劑能降低該反應(yīng)焓變
C.A﹣B的鍵能為bkJmol﹣1
D.該反應(yīng)的反應(yīng)熱為△H=(a﹣b)kJmol﹣1
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列反應(yīng)中,是吸熱反應(yīng)的是( )
A.鋁片與稀硫酸反應(yīng)B.乙醇在空氣中燃燒
C.鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)D.Ba(OH)28H2O晶體與氯化銨晶體反應(yīng)
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在密閉容器中,給一氧化碳和水蒸氣的氣體混合物加熱,在催化劑存在下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g).在500℃時,平衡常數(shù)K=9.若反應(yīng)開始時,一氧化碳和水蒸氣的濃度都是0.02mol/L,則在此條件下CO的轉(zhuǎn)化率為( )
A.25%
B.50%
C.75%
D.80%
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】新華網(wǎng)報道,我國固體氧化物燃料電池技術(shù)研發(fā)取得新突破?茖W(xué)家利用該技術(shù)實現(xiàn)了H2S廢氣資源回收能量,并得到單質(zhì)硫的原理如圖所示。下列說法正確的是
A. 電極b為電池負(fù)極
B. 電路中每流過4mol電子,正極消耗44.8LH2S
C. 電極b上的電極反應(yīng)為:O2+4e-+4H+=2H2O
D. 電極a上的電極反應(yīng)為:2H2S+2O2--4e-=S2+2H2O
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】[化學(xué)—選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]某硅酸鹽研究所在硅酸鹽材料和閃爍晶體等領(lǐng)域研究上取得了重大的成就。
(1)SiO44-是構(gòu)成硅酸鹽的基本結(jié)構(gòu)單元,通過共用氧相連可形成硅氧組群。
①基態(tài)硅原子價電子排布圖是________。
②與SiO44-互為等電子體的微粒符號是______(任寫一種)。
③下圖為一種硅氧組群的結(jié)構(gòu)示意圖,其離子符號為______,其中Si原子的雜化方式為____。
④電負(fù)性:Si______O(填“>”、“=”或“<”) 。
(2)鎢酸鉛(PWO)是一種閃爍晶體,晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。
①PWO中鎢酸根結(jié)構(gòu)式式為,該離子中δ鍵和π鍵的個數(shù)比是______。
②PWO晶體中含有的微粒間作用力是______(填標(biāo)號)。
A.范德華力 B.離子鍵
C.共價鍵 D.金屬鍵
③己知晶體的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,則該晶體的密度d=_______g·cm-3。(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示)
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】CH3—CH===CH—Cl有下列反應(yīng)或現(xiàn)象:① 取代反應(yīng),② 加成反應(yīng),③ 消去反應(yīng),④ 使溴水褪色,⑤ 使酸性KMnO4溶液褪色,⑥ 與AgNO3溶液生成白色沉淀,⑦ 聚合反應(yīng)。對于該有機(jī)物
A. 以上反應(yīng)均可發(fā)生 B. 只有⑦不能發(fā)生
C. 只有⑥不能發(fā)生 D. 只有②不能發(fā)生
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】碳元素是生物體內(nèi)最基本元素,因為碳元素在生物體中
A. 所含的能量最多 B. 細(xì)胞中含量最多
C. 所起的作用最大 D. 構(gòu)成有機(jī)物的基本骨架
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】W、X、Y、Z為四種短周期主族元素,它們在元素周期表中的相對位置如下圖所示,其中Y原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍。下列說法正確的是
A. W單質(zhì)比X單質(zhì)更易與氫氣化合
B. W的最高價含氧酸可用于制取氫氣
C. 元素X和鈉形成的化合物只含有離子鍵
D. 簡單離子半徑大小關(guān)系為:Y>Z>W>X
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com