【題目】消除含氮化合物對(duì)大氣和水體的污染是環(huán)境保護(hù)的重要研究課題。
(1)已知:N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=a kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)===2NO2(g) ΔH=b kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(l) ΔH=c kJ·mol-1
反應(yīng)8NH3(g)+6NO2(g)===7N2(g)+12H2O(l) ΔH=____kJ·mol-1。
(2)水體中過量氨氮(以NH3表示)會(huì)導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。
①用次氯酸鈉除去氨氮的原理如圖1所示。寫出該圖示的總反應(yīng)化學(xué)方程式:______________________。該反應(yīng)需控制溫度,溫度過高時(shí)氨氮去除率降低的原因是________________________________________________________________________。
圖1 圖2
②取一定量的含氨氮廢水,改變加入次氯酸鈉的用量,反應(yīng)一段時(shí)間后,溶液中氨氮去除率、總氮(溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素的總量)去除率以及剩余次氯酸鈉的含量隨m(NaClO)∶m(NH3)的變化情況如圖2所示。點(diǎn)B剩余NaClO含量低于點(diǎn)A的原因是____。當(dāng)m(NaClO)∶m(NH3)>7.6時(shí),水體中總氮去除率反而下降,可能的原因是____。
(3)電極生物膜電解脫硝是電化學(xué)和微生物工藝的組合。某微生物膜能利用電解產(chǎn)生的活性原子將NO3-還原為N2,工作原理如圖3所示。
①寫出該活性原子與NO3-反應(yīng)的離子方程式:________________。
②若陽極生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L氣體,理論上可除去NO3-的物質(zhì)的量為____mol。
【答案】2c-7a-3b 2NH3+3NaClO===N2+3NaCl+3H2O 溫度過高,HClO發(fā)生分解,氨氮去除率隨之降低 增加NaClO的量,反應(yīng)速率加快,相同時(shí)間內(nèi)NaClO消耗多 有部分NH3被氧化成NO2-或NO3- 2NO3-+10H===N2↑+2OH-+4H2O 0.08
【解析】
(1)已知:①N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②2NO(g)+O2(g)===2NO2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
③4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1
根據(jù)蓋斯定律,由③×2-②×3-①×7得反應(yīng)8NH3(g)+6NO2(g)===7N2(g)+12H2O(l) ΔH=2ΔH3-3ΔH2-7ΔH1=(2c-7a-3b)kJ·mol-1;
(2)①用次氯酸鈉除去氨氮的原理如圖所示,次氯酸鈉、氨氣為反應(yīng)物,次氯酸、鹽酸、氫氧化鈉均為中間產(chǎn)物,氯化鈉、氮?dú)夂退疄樯晌,故該圖示的總反應(yīng)化學(xué)方程式為:2NH3+3NaClO=N2+3NaCl+3H2O;該反應(yīng)需控制溫度,溫度過高時(shí)氨氮去除率降低的原因是溫度過高,HClO發(fā)生分解,氨氮去除率隨之降低;
②點(diǎn)B比點(diǎn)A m(NaClO)∶m(NH3)增大,增加NaClO的量,反應(yīng)速率加快,相同時(shí)間內(nèi)NaClO消耗多,故點(diǎn)B剩余NaClO含量低于點(diǎn)A;
當(dāng)m(NaClO)∶m(NH3)>7.6時(shí),有部分NH3被氧化成NO2-或NO3-,水體中總氮去除率反而下降;
(3)電極生物膜電解脫硝是電化學(xué)和微生物工藝的組合。某微生物膜能利用電解產(chǎn)生的活性原子將NO還原為N2,工作原理如圖所示:
①該活性原子H與NO3-反應(yīng)生成氮?dú)猓磻?yīng)的離子方程式為:2NO3-+10H=N2↑+2OH-+4H2O;
②若陽極生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L氣體,為氧氣,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為,根據(jù)電荷守恒,根據(jù)NO3-轉(zhuǎn)化為N2,理論上可除去NO3-的物質(zhì)的量為mol。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】目前,燃煤脫硫是科研工作者研究的重要課題之一,主要脫硫方法有以下幾種:
Ⅰ.石灰法原理為:2CaO(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)
(1)T1℃時(shí),向10L恒容密閉容器中加入3molCaO(s),并通入2molSO2(g)和1molO2(g)發(fā)生上述反應(yīng),2min時(shí)達(dá)平衡,此時(shí)CaSO4(s)為1.8mol。0~2min內(nèi),用SO2(g)表示的該反應(yīng)的速率v(SO2)=__________________________。
Ⅱ.催化氧化法
活性炭催化氧化法是基于活性良好的物理吸附和化學(xué)吸附作用,其反應(yīng)機(jī)理為:
O2+2C→2C—O;SO2+C→C—SO2;C—SO2+C—O→C—SO3+C;
C—SO3+H2O→C—H2SO4;C—H2SO4→H2SO4+C。
(2)整個(gè)過程中總的化學(xué)反應(yīng)方程式為__________________________________________。
(3)活性炭在反應(yīng)過程中作催化劑,改變了_____________(填選項(xiàng)字母)。
A.反應(yīng)速率 B.反應(yīng)限度 C.反應(yīng)焓變 D.反應(yīng)路徑 E.反應(yīng)活化能
Ⅲ.CO還原法原理為2CO(g)+SO2(g)S(g)+2CO2(g) ΔH
已知:S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1=-574.0kJ·mol-1;CO燃燒熱為283.0kJ·mol-1。
(4)起始溫度為T2℃時(shí),分別在三個(gè)容積均為10L的絕熱密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)2CO(g)+SO2(g)S(g)+2CO2(g),測得相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示。
容器 | 起始時(shí)物質(zhì)的量/mol | 平衡時(shí)CO2(g)的物質(zhì)的量/mol | |||
CO(g) | SO2(g) | S(g) | CO2(g) | ||
甲 | 1 | 0.5 | 0.5 | 0 | A |
乙 | 1 | 0.5 | 0 | 0 | 0.8 |
丙 | 2 | 1 | 0 | 0 | b |
①容器乙達(dá)到平衡后,保持其他條件不變,再向其中充入CO(g)、 SO2(g)、S(g)、CO2(g)各1mol,此時(shí)v(正)__________ v(逆)。(填“>”、“<”或“=”)。
②下列判斷正確的是________________(填選項(xiàng)字母)。
A.b=1.6 B.平衡常數(shù)甲>乙 C.達(dá)到平衡的時(shí)間:丙<乙
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖所示,甲、乙、丙、丁四個(gè)燒杯中分別盛有100mL蒸餾水,然后分別放入等物質(zhì)的量的Na、Na2O、Na2O2、NaOH,待固體完全溶解,則四個(gè)燒杯中溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的大小順序?yàn)椋?/span> )
A.甲<乙<丙<丁B.丁<甲<乙=丙C.甲=丁<乙=丙D.丁<甲<乙<丙
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【題目】一定溫度下,在三個(gè)容積相同的恒容密閉容器中按不同方式投入反應(yīng)物,發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)(正反應(yīng)放熱),測得反應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
容器1 | 容器2 | 容器3 | |
反應(yīng)溫度T/K | 700 | 700 | 800 |
反應(yīng)物投入量 | 2mol SO2 1molO2 | 4mol SO3 | 2molSO2 1mol O2 |
平衡v正(SO2) mol/(L·s) | v1 | v2 | v3 |
平衡c(SO3) mol/L | c1 | c2 | c3 |
平衡體系總壓強(qiáng)p/Pa | p1 | p2 | p3 |
物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率a | a1(SO2) | a2(SO3) | a3(SO2) |
平衡常數(shù)K | K1 | K2 | K3 |
下列說法不正確的是
A. v1< v2,c2< 2c1 B. v1< v3,α1(SO2 ) >α3(SO2 )
C. K1> K3,p2> 2p3 D. c2> 2c3,α2(SO3 )+α3(SO2 )<1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】把VL含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成兩等份,一份加入含amolNaOH的溶液,恰好使鎂離子完全沉淀為氫氧化鎂;另一份加入含bmolBaCl2的溶液,恰好使硫酸根離子完全沉淀為硫酸鋇。則原混合溶液中鉀離子的物質(zhì)的量為
A. (b-a)molB. (2b-a)molC. 2(b-a)molD. 2(2b-a)mol
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一種“既熱即食型”快餐適合外出旅行時(shí)使用,它是利用兩種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)對(duì)食物進(jìn)行加熱,這兩種化學(xué)物質(zhì)最適合選擇的是( )
A. 濃硫酸與水B. 氫氧化鈉與水C. 生石灰與水D. 氯化鈉與水
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下圖是由短周期元素組成的一些單質(zhì)及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖。各方框表示有關(guān)的一種反應(yīng)物或生成物(某些物質(zhì)已經(jīng)略去),其中A、B、D在常溫下均為無色無刺激性氣味的氣體,C是使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,M是最常見的無色液體。
(1)物質(zhì)G的化學(xué)式:__________________。
(2)物質(zhì)B的名稱:____________________。
(3)寫出A→D的化學(xué)方程式:_______________________________________________;
F→G的化學(xué)方程式:______________________________________________________;
G→E的離子方程式:______________________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列反應(yīng)起了氮的固定作用的是( )
A. 氨經(jīng)催化氧化生成NOB. NO與O2反應(yīng)生成NO2
C. N2在一定條件下與Mg反應(yīng)生成Mg3N2D. NH3與硝酸反應(yīng)生成NH4NO3
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氮化鎂(Mg3N2)可用于核廢料的回收,常溫下為淺黃色粉末,易水解。某興趣小組擬在實(shí)驗(yàn)室里通過氮?dú)夂玩V粉反應(yīng)制取少量氮化鎂(Mg3N2),制備裝置示意圖如下。
(1)工業(yè)上通常通過______________________獲取氮?dú)狻?/span>
(2)裝置A中橡膠管a的作用是______________________。
(3)NaNO2和(NH4)2SO4反應(yīng)制備氮?dú)獾碾x子方程式______________________。
(4)裝置B的作用為______________________。
(5)檢驗(yàn)Mg3N2水解生成氣體為NH3的方法為:取適量樣品放入試管中,滴加蒸餾水,加熱試管,_________________________________(填操作與現(xiàn)象)。
(6)為測定產(chǎn)物中Mg3N2純度,該小組稱取4.0g樣品加入足量10%NaOH溶液并加熱,生成的氣體全部用100.00mL 0.500mol·L-1的硫酸溶液吸收。將所得溶液稀釋到250.00mL,取25.00mL該溶液,用0.2000mol·L-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過剩的硫酸。重復(fù)實(shí)驗(yàn)平均消耗NaOH溶液25.25mL。樣品中Mg3N2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________(保留一位小數(shù))。滴定過程中若有NaOH溶液濺出,測定結(jié)果將___________(填“偏高”或“偏低”)
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