【題目】氮氧化物NOx(主要指NONO2)會形成酸雨、光化學(xué)煙霧,破壞臭氧層,是大氣主要污染物之一,有效去除大氣中的NOx是環(huán)境保護的重要課題。

(1)研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時,涉及如下反應(yīng):

2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ΔH1<0 ()

2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2 ΔH2<0 ()

4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常數(shù)K=____(K1K2表示)。

②為研究不同條件對反應(yīng)()的影響,在恒溫條件下,向2 L恒容密閉容器中加入0.2 mol NO0.1 mol Cl210 min時反應(yīng)()達到平衡。測得10 min內(nèi)υ(ClNO)=7.5×10-3mol·L-1·min-1,則平衡后NO的轉(zhuǎn)化率α1=____。其他條件保持不變,反應(yīng)()在恒壓條件下進行,平衡時NO的轉(zhuǎn)化率α2____α1(“>”“<”“=”),平衡常數(shù)K2____(增大”“減小不變”)。

(2)NO能與N2O反應(yīng)生成N2NO2,反應(yīng)的能量變化如下圖所示,若生成1 mol N2,其ΔH=____kJ·mol-1。

(3)NH3催化還原氮氧化物(SCR)技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。反應(yīng)原理如圖甲所示。

①由圖甲可知,SCR技術(shù)中的氧化劑為_____________。當NO2NO的物質(zhì)的量之比為1:1時,與足量氨氣在一定條件下發(fā)生脫氮反應(yīng)。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。

②圖乙是不同催化劑MnCr在不同溫度下對應(yīng)的脫氮率,由圖可知工業(yè)選取的最佳催化劑為________

(4)利用電化學(xué)裝置可消除氮氧化物污染,變廢為寶。圖丙裝置實現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式是_______。圖丁為電解NO制備NH4NO3的裝置,該裝置中陽極的電極反應(yīng)式為___________________。

【答案】K12/K2 75% > 不變 -139 NO2、NO 2NH3NO2NO2N23H2O Mn 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 NO3e2H2O=NO34H+

【解析】

(1)①已知:()2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1 H10,()2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2 H20,根據(jù)蓋斯定律Ⅰ×2-Ⅱ可得;

②根據(jù)消耗的c(NO)=生成的c(ClNO)計算消耗的c(NO),結(jié)合轉(zhuǎn)化率=×100%可得;若在恒壓條件下進行,根據(jù)反應(yīng)的特點,相對于恒容相當于增大壓強;

(2)根據(jù)圖1molN2O(g)1molNO(g)到過渡態(tài)吸收209kJ能量,該過渡態(tài)生成1molN2(g)1molNO2(g)放出熱量348kJ,寫出熱化學(xué)方程式可得;

(3)①根據(jù)氧化劑得到電子元素化合價降低分析可得;結(jié)合得失電子守恒書寫方程式;

②選擇催化劑需要的溫度低,更經(jīng)濟的;

(4)圖丙為原電池裝置;圖丁為電解NO制備NH4NO3的裝置,陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),元素化合價升高,結(jié)合酸性環(huán)境書寫可得。

(1)①已知:()2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1 H10,()2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2 H20,根據(jù)蓋斯定律Ⅰ×2-Ⅱ可得4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g),則其平衡常數(shù)K=;

②測得10 min內(nèi)υ(ClNO)=7.5×10-3molL-1min-1,則10min內(nèi)生成的c(ClNO)=7.5×10-2molL-1,消耗的c(NO)=7.5×10-2molL-1,故平衡后NO的轉(zhuǎn)化率α1=×100%=75%;其他條件保持不變,反應(yīng)()在恒壓條件下進行,該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),則恒壓條件下相對于恒容壓強大,平衡正向移動,則恒壓條件下NO的平衡轉(zhuǎn)化率較恒容大,故α2α1;化學(xué)平衡常數(shù)與溫度相關(guān),溫度不變,K不變,故K2不變;

(2)根據(jù)題可知,1molN2O(g)1molNO(g)到過渡態(tài)吸收209kJ能量,該過渡態(tài)生成1molN2(g)1molNO2(g)放出熱量348kJ,可得熱化學(xué)方程式:N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g)H=-139kJmol-1

(3)①由圖甲可以知道SCR技術(shù)中NH3NO、NO2反應(yīng)產(chǎn)物為N2和水,NO、NO2N元素化合價降低,故氧化劑為NONO2;脫氮效果最佳時n(NO2)n(NO)=11,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2NH3+NO2+NO2N2+3H2O;

②根據(jù)圖乙知Mn催化劑時,200℃左右脫氮率最高,Cr作催化劑,500℃左右脫氮率最高,但二者的最高脫氮率差不多,使用Mn作催化劑需要的溫度低,更經(jīng)濟,因此使用的最佳的催化劑為Mn;

(4)圖丙為原電池裝置,能量轉(zhuǎn)化形式為:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能;圖丁為電解NO制備NH4NO3的裝置,陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),元素化合價升高,則為NO放電生成NO3-,電極反應(yīng)為:NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】以柏林綠Fe[Fe(CN)6]為代表的新型可充電鈉離子電池,其放電工作原理如圖所示。下列說法正確的是

A. 放電時,Mo箔上的電勢比Mg箔上的低

B. 充電時,Mo箔接電源的負極

C. 放電時,正極反應(yīng)為Fe[Fe(CN)6]+2Na++2e-=Na2Fe[Fe(CN)6]

D. 充電時,外電路中通過0.2mol電子時,陰極質(zhì)量增加3.55g

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖中AH均為中學(xué)化學(xué)中常見的物質(zhì),AB、H為氣體,反應(yīng)①是重要的工業(yè)反應(yīng),它們之間有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(反應(yīng)中生成的水已略去)。

請回答以下問題:

1B_____,D_____,G_____,H_____(填化學(xué)式)

2)工業(yè)上常利用反應(yīng)①制取漂白粉,該反應(yīng)的化學(xué)方程式:__________,漂白粉溶于水后,受空氣中的CO2作用,即產(chǎn)生有漂白、殺菌作用的次氯酸,化學(xué)反應(yīng)方程式為_________。

3A中元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為________。

4F在溶液中的電離方程式為_________

5)上述反應(yīng)中屬于氧化還原反應(yīng)的是_______(填寫序號)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列敘述中錯誤的是

A. 鋰、鈉、鉀各1 g,分別與足量的水反應(yīng),最劇烈的是鋰

B. 鋰、鈉、鉀各1 g,分別與足量的水反應(yīng),產(chǎn)生氫氣質(zhì)量最大的是鋰

C. 鋰、鈉、鉀各1 g,其中所含原子數(shù)最多的是鋰

D. 鋰、鈉、鉀失電子能力最強的是鉀

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】海洋植物如海帶和海藻中含有豐富的碘元素,碘元素以碘離子的形式存在。實驗室里從海洋中提取碘的流程如下:

―→

某化學(xué)興趣小組將上述流程②③設(shè)計成如下圖所示操作。

已知過程②發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cl2+2KI===2KCl+I2

回答下列問題:

(1)寫出提取過程①、③中實驗操作的名稱:①________________________。

(2)在灼燒過程中,使用到的實驗儀器有酒精燈、____________、____________(除泥三角外)。

(3)F中下層液體的顏色為________色,上層液體中溶質(zhì)的主要成分為____________

(4)F中得到固態(tài)碘還需進行的操作是_______________________________________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】儲氫納米碳管的研制成功體現(xiàn)了科技的進步。用電弧法合成的納米碳管常伴有大量的雜質(zhì)碳納米顆粒,這種碳納米顆?捎醚趸瘹饣ㄌ峒,此反應(yīng)中的反應(yīng)物和生成物有C、CO2、H2SO4、K2Cr2O7、Cr2(SO4)3、K2SO4、H2O七種物質(zhì)。

(1)若將碳納米顆粒分散到一定溶劑中,形成穩(wěn)定的分散系,其所具有的性質(zhì)是__________

①丁達爾效應(yīng) ②加入飽和(NH4)2SO4溶液產(chǎn)生聚沉、劭赏ㄟ^半透膜

(2)請用上述物質(zhì)填空,并配平化學(xué)方程式:____C+____+____H2SO4→____K2SO4+________+____Cr2(SO4)3____H2O。

(3)H2SO4在上述反應(yīng)中表現(xiàn)出來的性質(zhì)是________(填選項編號)。

A.氧化性 B.氧化性和酸性

C.酸性 D.還原性和酸性

(4)若反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移了0.8 mol,則產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積為____________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一學(xué)生設(shè)計入圖所示裝置進行NaHCO3的分解,并證實產(chǎn)物中有CO2產(chǎn)生。

(1)試管中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是____________________________。

(2)指出該學(xué)生設(shè)計的裝置圖的錯誤之處,并改正(文字說明即可)(至少2處)____________。

(3)燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_______________________________。

(4)如果將16.8gNaHCO3加熱一段時間,然后將剩余固體溶于水,并加入足量的CaCl2溶液,最終得到白色沉淀5.0g,則NaHCO3分解百分率為______________,加CaCl2后反應(yīng)的離子方程式為____________________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在水體中部分含氮有機物循環(huán)如圖1所示.

1)圖中屬于氮的固定的是____。ㄌ钚蛱枺

2)圖中①②的轉(zhuǎn)化是在亞硝化細菌和硝化細菌作用下進行的,已知:

2NH4+aq+3O2═2NO2aq+4H+aq+2H2OlH1=﹣556.8kJ/mol

2NO2aq+O2g)=2NO3aq);H2=﹣145.2kJmol1

則反應(yīng)NH4+aq+2O2g)=NO3aq+2H+aq+H2O1H3____kJmol1

3)某科研機構(gòu)研究通過化學(xué)反硝化的方法除脫水體中過量的NO3,他們在圖示的三頸燒瓶中(裝置如圖2)中,加入NO3起始濃度為45mgL1的水樣、自制的納米鐵粉,起始時pH2.5,控制水浴溫度為25℃、攪拌速率為500轉(zhuǎn)/分,實驗中每間隔一定時間從取樣口檢測水體中NO3、NO2pHNH4+、N2未檢測)的相關(guān)數(shù)據(jù)(如圖3).

①實驗室可通過反應(yīng)FeH2O62++2BH4Fe↓+2H3BO3+7H2制備納米鐵粉,每生成1molFe轉(zhuǎn)移電子總的物質(zhì)的量為____

②向三頸燒瓶中通入N2的目的是____

③開始反應(yīng)020min,pH快速升高到約6.2,原因之一是___________;NO3還原為NH4+及少量在20250min時,加入緩沖溶液維持pH6.2左右,NO3主要還原為NH4+Fe轉(zhuǎn)化為FeOH2,該反應(yīng)的離子方程式為___

4)一種可以降低水體中NO3含量的方法是:在廢水中加入食鹽后用特殊電極進行電解反硝化脫除,原理可用圖4簡要說明.

①電解時,陰極的電極反應(yīng)式為_____

②溶液中逸出N2的離子方程式為_____

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(某混合物甲中含有明礬[KAl(SO4)2·12H2O]、Al2O3Fe2O3。在一定條件下由甲可實現(xiàn)如圖所示的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化:

請回答下列問題:

1)寫出A、B的化學(xué)式:A___,B___。

2)試劑a最好選用下列試劑中的______

A.NaOH溶液 B.稀鹽酸 C.二氧化碳 D.氨水

寫出相應(yīng)的離子方程式___。

3)寫出反應(yīng)②(生成溶液C和沉淀)的離子方程式___。

4)固體D可以作為復(fù)合性的化學(xué)肥料,D中所含物質(zhì)的化學(xué)式為___

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案