【題目】煤燃燒排放的煙氣含有NOx,容易形成酸雨污染環(huán)境,可通過多種化學方法對煙氣進行脫硝處理;卮鹣铝袉栴}:
(1)在無氧條件下,脫硝反應為:6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g)△H=-1807.0kJmol-1,T℃時,在恒容的密閉容器中,測得在不同時間NO和NH3的物質(zhì)的量如下表:
時間/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
n(NO)/mol | 1.20 | 0.90 | 0.72 | 0.60 | 0.60 |
n(NH3)/mol | 0.90 | 0.70 | 0.58 | 0.50 | 0.50 |
①下列說法正確的是______(填序號)。
A.3min后NO和NH3的濃度都不再變化,反應停止進行
B.前2min內(nèi)的平均反應速率v(N2)=0.20molL-1min-1
C.達到平衡時NO的轉化率為50%
D.及時分離出N2,可使該反應的反應速率增大,平衡正向移動
②若反應開始的壓強為p0,則該反應的化學平衡常數(shù)Kp=______(可用分數(shù)表示;用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。
(2)在有氧條件下,NOx也能發(fā)生脫硝反應。
①已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=180.6kJmol-1
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJmol-1
H2O(g)=H2(g)+O2(g)△H=241.8kJmol-1
則脫硝反應4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g)△H=______kJmol-1
②臭氧是理想的煙氣脫硝劑,其脫硝反應為2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g)△H<0,反應在恒容密閉容器中進行,NO2的百分含量隨壓強(p)、x的變化如圖所示:
則p1______p2(填“>”“<”或“=”),x表示的物理量除時間外,還可能是______。
(3)利用惰性電極電解也能對煙氣進行脫硝處理。電解原理如圖所示:
電極a的電極反應式為______,當電解44.8L(標準狀況)含5%NO的煙氣,理論上電路中通過電子的物質(zhì)的量為______mol。
【答案】C p0 -1627.2 > O3的物質(zhì)的量或其濃度或質(zhì)量等 NO -3e + 2H2O = NO3 +4H+ 0.3
【解析】
(1)①A. 化學反應平衡為動態(tài)平衡,正逆反應速率相等但不等于0;
B. 由化學反應速率的定義可知,需要容器的體積;
C. 根據(jù)轉化率的計算公式得出結論;
D. 反應物或生成物的濃度降低,化學反應速率會減小;
②列出三段式,利用分壓表達出化學平衡常數(shù)。
(2)①依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式;
②該脫硝反應是氣體體積分數(shù)減小的反應,增大壓強會使平衡向正反應方向移動,導致NO2的百分含量降低,據(jù)圖分析;根據(jù)平衡移動原理進行分析,NO2的百分含量會隨著參加反應的O3的量的增大而減少;
(3)依據(jù)圖中b口放出氫氣,可知b為連接電源的負極,作電解池的陰極,則a極發(fā)生氧化反應,NO轉化為NO3,每消耗1 mol NO,轉移電子數(shù)為 3 mol,據(jù)此計算。
①A. 3min后NO和NH3的濃度都不再變化,說明達到動態(tài)平衡,但速率不為零,故A項錯誤;
B. 容器的體積未知,其化學反應速率無法求出,故B項錯誤;
C. 3min后NO的濃度不再變化,達到平衡,n(NO) = 0.6 mol,則轉化的NO的物質(zhì)的量 = 1.2 mol-0.6 mol = 0.6 mol,故其轉化率 = ×100% = 50%,故C項正確;
D. 分離出N2,其濃度降低,反應的速率會減小,故D項錯誤;
故答案選C;
②
則平衡后H2O的物質(zhì)的量分數(shù)ω(H2O) = = ,同理可得ω(N2) = , ω(NH3) = , ω(NO) = , 反應開始的壓強為p0,物質(zhì)的量為1.2 mol +0.9 mol = 2.1 mol,則反應后的總壓p = = ,其平衡常數(shù)Kp = = = = p0,
故答案為:p0;
(2)①i.N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.6kJmol-1
ii.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92.4kJmol-1
iii.2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJmol-1
依據(jù)蓋斯定律iii×3-ii×2-i×2得到,4O(g)+4NH3(g)+O2(g)═4N2(g)+6H2O(g)△H = -1627.2 kJ/mol;
故答案為:-1627.2;
②2NO2(g)+ O3(g) N2O5(g)+ O2(g),該反應為氣體體積減小的反應,因此增大壓強平衡會向正向移動,NO2的百分含量降低,從圖中可以看出,p1壓強大,即p1> p2;增大某一反應物的濃度可以使化學平衡向正反應方向移動,從而提高另一反應物的轉化率、減小其百分含量,故x表示的物理量除時間外,還可能是O3的物質(zhì)的量或其濃度或質(zhì)量等;
故答案為:>;O3的物質(zhì)的量或其濃度或質(zhì)量等
(3)根據(jù)圖示信息可知,b口產(chǎn)生氫氣,則為溶液中的氫離子得電子的產(chǎn)物,電解池中陽離子在陰極得電子發(fā)生還原反應,故b連接電源的負極,a連接電源的正極,其陽極區(qū)NO失電子被氧化為硝酸根離子,發(fā)生的電極反應式為:NO -3e + 2H2O = NO3 +4H+,電解的煙氣中NO的物質(zhì)的量 = = 0.1 mol,所以轉移的電子數(shù)為0.1mol×3 = 0.3 mol,
故答案為:NO -3e + 2H2O = NO3 +4H+;0.3。
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【題目】某溶液中含有較大量的Cl﹣、、OH﹣等3種陰離子,如果只取一次該溶液就能夠分別將3種陰離子依次檢驗出來,下列實驗操作順序正確的是( 。
①滴加Mg(NO3)2溶液;②過濾;③滴加AgNO3溶液;④滴加Ba(NO3)2溶液
A.①②④②③B.④②①②③C.①②③②④D.④②③②①
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【題目】如圖,試管中盛裝的是氣體呈紅棕色,當?shù)箍墼谑⒂兴乃壑袝r,試管內(nèi)水面上升,但不能充滿試管,當向試管內(nèi)鼓入氧氣后,可以觀察到試管中水柱繼續(xù)上升,經(jīng)過多次重復后,試管內(nèi)完全被水充滿,原來試管中盛裝的可能是
A.可能是N2與NO2的混和氣體
B.只可能是NO2一種氣體
C.可能是NO與NO2的混和氣體
D.可能是H2與NO2的混和氣體
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【題目】三種常見單萜類化合物的結構如下圖所示。下列說法正確的是( )
A. 香葉醇和龍腦互為同分異構體,分子式均為
B. 可用金屬鈉鑒別香葉醇和月桂烯
C. 龍腦分子中所有碳原子在同一個平面上
D. 1mol月桂烯最多能與發(fā)生加成反應
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【題目】石墨烯電池是利用鋰離子在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性而研發(fā)的新型可充放電電池,其反應式為LixC6+Li1-xCoO2C6+LiCoO2,其工作原理如下圖所示。下列關于該電池的說法正確的是( )
A. 充電時,嵌入中
B. 放電時,極發(fā)生的電極反應為
C. 放電時負極反應為:
D. 充電時,若轉移,石墨烯電極增重7g
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【題目】關于明礬的下列說法錯誤的是( )
A. 明礬的化學式為KAl(SO4)2
B. 明礬是純凈物
C. 明礬中存在K+和Al3+兩種陽離子
D. 明礬是一種復鹽
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【題目】A 是由兩種元素組成的化合物,質(zhì)量比為 7:8,在真空中加熱分解,生成 B、C。E 是常見的液體,C 和E 高溫下能發(fā)生反應。F 為日常生活中常見的化合物,E、F 之間的反應常用于工業(yè)生產(chǎn),I 為黃綠色氣體單質(zhì)。
(1)寫出 A 的化學式:____
(2)寫出 K 的電子式:______
(3)寫出 C 和 E 高溫下能發(fā)生反應的方程式:______
(4)寫出 D 和 L 發(fā)生反應的離子方程式:_______
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【題目】25 ℃時,在25 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液中,逐滴加入0.2 mol·L-1的CH3COOH溶液,溶液的pH與醋酸體積關系如圖,下列分析正確的是( )
A. B點的橫坐標a=12.5
B. C點時溶液中有:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C. D點時溶液中有:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)
D. 曲線上A、B間的任意一點,溶液中都有:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
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【題目】電解飽和食鹽水是一項重要的化學工業(yè),請完成下列計算:
(1)當電解產(chǎn)生0.2molNaOH時,能收集到標準狀況下的H2____L。
(2)已知室溫時飽和食鹽水的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為0.265,取200g飽和食鹽水進行電解,當NaCl反應了一半時停止電解,
①求出所得混合溶液中NaCl的質(zhì)量。_____
②求出所得混合溶液中NaOH的質(zhì)量分數(shù)。____(寫出計算過程,保留3位小數(shù))
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