【題目】研究碳氧化合物、氮氧化合物、硫氧化合物等大氣污染物的處理對(duì)緩解環(huán)境污染、能源危機(jī)具有重要意義。
(1)已知:C(s)+O2(g)CO2(g) △H=-393.5kJ/mol
N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180 kJ/mol
則C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)的△H=___________ kJ/mol
(2)用焦炭還原NO2的反應(yīng)為2 C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g),向兩個(gè)容積均為2L、反應(yīng)溫度分別為T1℃、T2℃的恒溫恒容密閉容器中分別加入足量的焦炭和一定量的NO2,測(cè)得各容器中n(NO2)隨反應(yīng)時(shí)間t的變化情況如圖所示;
①T1___________T2(填“>”或“<”),該反應(yīng)為___________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。
②T2℃時(shí),40~80min,用N2的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為v(N2)=___________,此溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)K=___________。
③T2℃下,120min時(shí),向容器中再加入焦炭和NO2各1mol,在t時(shí)刻達(dá)到平衡時(shí),NO2的轉(zhuǎn)化率比原平衡時(shí)___________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)工業(yè)上消除氮氧化物的常用方法是SCR(選擇性催化還原)脫硝法,反應(yīng)原理為:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) △H<0
①SCR法除NO,投料比一定時(shí)有利于提高NO平衡轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)條件是___________、___________。
當(dāng)反應(yīng)溫度過高時(shí),會(huì)發(fā)生以下副反應(yīng):2NH3(g)+2O2(g)N2O(g)+3H2O(g);4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
②某科研小組通過系列實(shí)驗(yàn),分析得出脫硝率與氨氮比[ NH3/NOx表示氨氮比]、溫度的關(guān)系如圖所示,從圖一可以看出,最佳氨氮比為2.0,理由是______________________;由圖二可知,當(dāng)溫度高于405℃后,脫硝率會(huì)逐漸減小,原因是______________________。
【答案】-573.5 > 放熱 0.0025mol/(Lmin) 0.675mol/L 減小 降低溫度 減小壓強(qiáng) 氨氮比從2.0到2.2時(shí),脫硝率變化不大;但氨的濃度增加較大,導(dǎo)致生產(chǎn)成本提高; 當(dāng)溫度過高時(shí),還會(huì)發(fā)生副反應(yīng)生成N2O和NO
【解析】
(1)將兩個(gè)熱化學(xué)方程式相減,就得到要求的反應(yīng)的熱化學(xué)方程式;
(2)①反應(yīng)溫度高,速率快,達(dá)到平衡需要的時(shí)間縮短分析;
②先計(jì)算出40-80分鐘內(nèi)v(NO2),然后根據(jù)速率比等于方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)的比計(jì)算v(N2);根據(jù)平衡常數(shù)的含義計(jì)算出T2時(shí)的K;
③利用等效平衡可以分析不等效平衡中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率的變化;
(3)①根據(jù)該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積增大的放熱反應(yīng)分析提高NO平衡轉(zhuǎn)化率的因素;
②從平衡移動(dòng)轉(zhuǎn)化率及生產(chǎn)投資兩方面分析;溫度太高會(huì)發(fā)生副反應(yīng),導(dǎo)致產(chǎn)率降低。
(1) ①C(s)+O2(g)CO2(g) △H=-393.5kJ/mol;②N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180 kJ/mol,①-②式,整理可得C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)的△H=-573.5kJ/mol;
(2)①在其它條件不變時(shí),反應(yīng)溫度越高,化學(xué)反應(yīng)速率就越快,達(dá)到平衡需要的時(shí)間就越短根據(jù)圖示可知在溫度為T1時(shí)先達(dá)到平衡,說明溫度T1>T2;
②根據(jù)圖像可知在40-80min內(nèi),NO2的物質(zhì)的量改變了1.50mol-1.10mol=0.40mol,容器的容積為2L 所以v(NO2)=0.005mol/(Lmin);根據(jù)2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) 可知:v(N2)=V(NO2)=×0.005mol/(Lmin)=0.0025mol/(Lmin);
發(fā)生反應(yīng) 2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)
c(始)mol/L 1 0 0
c(變)mol/L 0.60 0.30 0.60
c(平)mol/L 0.40 0.30 0.60
則在T2時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)K==0.675mol/L;
③T2℃下,120min時(shí),向容器中再加入焦炭,由于焦炭是固體,不能使平衡移動(dòng);加入NO2 1mol,假設(shè)反應(yīng)過程中容器中的壓強(qiáng)保持原平衡的壓強(qiáng)不變,則容器的體積會(huì)變大一些,達(dá)到平衡后可以建立與原平衡等效的平衡,二氧化氮的轉(zhuǎn)化率不變,此時(shí)再把容器壓縮到原容器的體積,則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),NO2的轉(zhuǎn)化率降低,因此,在t時(shí)刻達(dá)到平衡時(shí),NO2的轉(zhuǎn)化率比原平衡時(shí)減。
(3)①反應(yīng)4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g) △H<0的正反應(yīng)是氣體體積擴(kuò)大的放熱反應(yīng),若在投料比不變時(shí),若要提高NO平衡轉(zhuǎn)化率,就要使化學(xué)平衡正向移動(dòng)?梢越档头磻(yīng)體系的溫度,也可以擴(kuò)大容器的容積使體系的壓強(qiáng)減。
②根據(jù)圖像可知:在氨氮比從2.0到2.2時(shí),脫硝率增大,但脫硝率變化并不大;但氨的濃度增加較大,必然會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本提高;由圖二可知,當(dāng)溫度低于405℃時(shí),溫度升高,脫硝率,但當(dāng)溫度高于405℃后,脫硝率反而逐漸減小,是因?yàn)楫?dāng)溫度過高時(shí),還會(huì)發(fā)生副反應(yīng)生成N2O和NO。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下圖是某學(xué)校實(shí)驗(yàn)室從化學(xué)試劑商店買回的硫酸試劑標(biāo)簽上的部分內(nèi)容。據(jù)此下列說法正確的是( )
A. 該硫酸的物質(zhì)的量濃度為9.2mol/L
B. 盛放該試劑的包裝上應(yīng)標(biāo)出圖所示的危險(xiǎn)化學(xué)品標(biāo)志
C. 配制200mL 4.6mol/L的稀硫酸需取該硫酸50mL
D. 該硫酸與等體積的水混合所得溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于49%
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】aLCO和O2的混合氣體,點(diǎn)燃后得到bL 氣體(前后條件相同),則混和氣體中CO的體積可能是下列組合中的( )
①b ②a ③a-b ④a+b ⑤2(a-b)
A. ①②③B. ②④⑤C. ①③④D. ①②⑤
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列關(guān)于有機(jī)化合物的說法中正確的是
A. 乙醇和乙二醇互為同系物
B. 聚氯乙烯能使溴水褪色
C. 油脂在堿性條件下的水解反應(yīng)又稱為皂化反應(yīng)
D. 螺(33烷()的一氯代物共有3種(不含立體異構(gòu))
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示。下列判斷正確的是
A. 曲線上任意一點(diǎn)的Ksp都相同
B. 在CaSO4飽和溶液中加入Na2SO4固體,可使溶液由b點(diǎn)變化到c點(diǎn)
C. 蒸發(fā)水后,可使溶液由d點(diǎn)變化到b點(diǎn)
D. 常溫下,CaSO4的Ksp的數(shù)量級(jí)為10-5
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是
A. 某溫度時(shí),1LpH = 6的水溶液,含1.0×10-6molOH-離子
B. 含10.6g Na2CO3溶液中,所含陰離子總數(shù)等于0.1mol
C. 用TiCl4制備TiO2:TiCl4 +(x+2) H2O(過量)= TiO2·xH2O↓+ 4HCl
D. 用弱酸溶液滴定強(qiáng)堿溶液時(shí)可用甲基橙作指示劑
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知Ksp(CaCO3)=2.8×10﹣9,下列判斷正確的是( )
A. 向Na2CO3溶液中滴入酚酞,溶液變紅,主要原因是CO32﹣+2H2OH2CO3+2OH﹣
B. 常溫時(shí),pH = 3的鹽酸和pH = 11的氨水等體積混合后所得溶液中,c(H+ )>c(OH—)
C. NaHCO3溶液中:c(OH﹣)﹣c(H+)=c(H2CO3)﹣c(CO32﹣)
D. 2×10﹣4 mol/L的Na2CO3溶液與CaCl2溶液等體積混合出現(xiàn)沉淀,則CaCl2溶液的濃度一定是5.6×10﹣5 mol/L
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化合物X可用于合成Y.下列有關(guān)X、Y的說法正確的是( )
A. X分子中所有原子可能在同一平面上
B. X在一定條件下可以發(fā)生消去反應(yīng)
C. Y與足量H2的加成產(chǎn)物中不含手性碳原子
D. X、Y與足量濃溴水反應(yīng)的類型完全相同
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】以芳香化合物A為原料制備滅鼠劑氟鼠酮中間體(G)的一種合成路線如下:
回答下列問題:
(1)A的化學(xué)名稱是________;A→B的試劑及反應(yīng)條件依次是________。
(2)E→F的反應(yīng)類型是________。
(3)D的結(jié)構(gòu)簡式為________。
(4)G中的含氧官能團(tuán)名稱為________。
(5)芳香化合物X是F的同分異構(gòu)體,X能發(fā)生銀鏡反應(yīng)和水解反應(yīng),核磁共振氫譜有4組峰且峰面積之比為6︰6︰1︰1,寫出一種符合上述條件的X的結(jié)構(gòu)簡式:________。
(6)PES(聚丁二酸乙二醇酯)是一種可生物降解型聚酯,設(shè)計(jì)以1,2-二氯乙烷為初始原料制備PES的合成路線:________(無機(jī)試劑任用)。
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