【題目】隨著氮氧化物對環(huán)境及人類活動影響的日趨嚴(yán)重,如何消除大氣污染物中的氮氧化物成為人們關(guān)注的主要問題之一。
Ⅰ.利用NH3的還原性可以消除氮氧化物的污染,其中除去NO的主要反應(yīng)如下:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l) △H<0
(1)寫出一種可以提高NO的轉(zhuǎn)化率的方法:__________
(2)一定溫度下,在恒容密閉容器中按照n(NH3)︰n(NO) =2︰3充入反應(yīng)物,發(fā)生上述反應(yīng)。下列不能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________
A.c(NH3)︰c(NO) =2︰3 B.n(NH3)︰n(N2) 不變 C.容器內(nèi)壓強(qiáng)不變 D.容器內(nèi)混合氣體的密度不變 E.1molN—H鍵斷裂的同時(shí),生成1molO—H鍵
(3)已知該反應(yīng)速率v正=k正·c4(NH3)·c6 (NO),v逆=k逆·cx(N2)·cy(H2O) (k正、k逆分別是正、逆反應(yīng)速率常數(shù)),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=k正/k逆,則x=_____,y=_______。
(4)某研究小組將2molNH3、3molNO和一定量的O2充入2L密閉容器中,在Ag2O催化劑表面發(fā)生上述反應(yīng),NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的情況如圖所示:
①在5min內(nèi),溫度從420K升高到580K,此時(shí)段內(nèi)NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=_______;
②在有氧條件下,溫度580K之后NO生成N2的轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是___________。
Ⅱ.用尿素[(NH2)2CO]水溶液吸收氮氧化物也是一種可行的方法。NO和NO2不同配比混合氣通入尿素溶液中,總氮還原率與配比關(guān)系如圖。
(5)用尿素[(NH2)2CO]水溶液吸收體積比為1∶1的NO和NO2混合氣,可將N元素轉(zhuǎn)變?yōu)閷Νh(huán)境無害的氣體。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式____。
(6)隨著NO和NO2配比的提高,總氮還原率降低的主要原因是________________。
【答案】降低溫度(或“增大壓強(qiáng)”、“分離出氮?dú)?/span>”、“增大氨氣濃度”等) AE 5 0 0.171 molL-1·min-1 平衡逆向移動 (NH2)2CO+NO+NO2 =2N2+CO2+2H2O NO在尿素溶液中的溶解度較低,未參與反應(yīng)的NO增多
【解析】
(1)不增加一氧化氮的量使平衡右移可提高一氧化氮轉(zhuǎn)化率;
(2)可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí),同種物質(zhì)的正逆速率相等且保持不變,各組分的濃度、含量保持不變,由此衍生的其它一些量不變,判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化,該物理量由變化到不再變化說明到達(dá)平衡;
(3)根據(jù)K=進(jìn)行推導(dǎo);
(4)①根據(jù)計(jì)算反應(yīng)速率;
②平衡逆向移動一氧化氮的轉(zhuǎn)化率降低;
(5)NO和NO2的體積比為一比一,即反應(yīng)中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為一比一,將N元素轉(zhuǎn)變?yōu)閷Νh(huán)境無害的氣體即氮?dú),根?jù)元素守恒和電子守恒配平方程式;
(6)一氧化氮不溶于水,大量的一氧化氮不能反應(yīng)。
(1)該反應(yīng)焓變小于零,為放熱反應(yīng),降溫可以使平衡右移,增大一氧化氮轉(zhuǎn)化率;該反應(yīng)為壓強(qiáng)減小的反應(yīng),故增大壓強(qiáng)可使平衡右移;加入氨氣或者移走生成物氮?dú)舛伎梢允蛊胶庥乙圃龃笠谎趸D(zhuǎn)化率,故答案為:降低溫度(或“增大壓強(qiáng)”、“分離出氮?dú)?/span>”、“增大氨氣濃度”等);
(2)A.根據(jù)方程式可知氨氣與一氧化氮按2:3反應(yīng),且按n(NH3)︰n(NO) =2︰3充入反應(yīng)物,所以,任意時(shí)刻都滿足c(NH3)︰c(NO) =2︰3,故A錯(cuò)誤;
B.反應(yīng)正向移動時(shí)氨氣的物質(zhì)的量減小,氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量增多,所以n(NH3)︰n(N2)會變小,當(dāng)該值不在變化時(shí)說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故B正確;
C.平衡正向移動壓強(qiáng)減小,逆向移動壓強(qiáng)增大,所以壓強(qiáng)不變時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,故C正確;
D.生成物中有液態(tài)水,所以平衡正向移動時(shí)氣體的總質(zhì)量減小,但總體積不變,所以密度會減小,所以當(dāng)混合氣體密度不變時(shí)能說明反應(yīng)平衡,故D正確;
E.1molN—H鍵斷裂即消耗mol氨氣,則生成mol水,形成1molO—H鍵,描述的都是正反應(yīng)速率,故E錯(cuò)誤;
故答案為AE;
(3)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)有v正= v逆,即k正·c4(NH3)·c6 (NO) =k逆·cx(N2)·cy(H2O),變換可得,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=k正/k逆,平衡狀態(tài)下K=,所以x=5,y=0,故答案為:5;0;
(4)①420K時(shí)一氧化氮的轉(zhuǎn)化率為2%,此時(shí)消耗的n(NO)=3mol×2%=0.06mol,580K時(shí)一氧化氮的轉(zhuǎn)化率為59%,此時(shí)消耗的n(NO)=3mol×59%=1.77mol,此時(shí)段內(nèi)一氧化氮的變化量為:1.77mol-0.06mol=1.71mol,容器的體積為2L,所以反應(yīng)速率 ,故答案為:0.171 molL-1·min-1;
②該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動,一氧化氮的轉(zhuǎn)化率降低;故答案為:平衡逆向移動;
(5)NO和NO2的體積比為一比一,即反應(yīng)中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為一比一,將N元素轉(zhuǎn)變?yōu)閷Νh(huán)境無害的氣體即氮?dú),根?jù)元素守恒和電子守恒可知方程式為:(NH2)2CO+NO+NO2 =2N2+CO2+2H2O,故答案為(NH2)2CO+NO+NO2 =2N2+CO2+2H2O;
(6)一氧化氮溶解度小,大量的一氧化氮通入之后不能反應(yīng),導(dǎo)致總還原率降低,故答案為:NO在尿素溶液中的溶解度較低,未參與反應(yīng)的NO增多。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料,工業(yè)上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦(還含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制備,工藝如下圖所示。回答下列問題:
相關(guān)金屬離子[c0(Mn+)=0.1 mol·L1]形成氫氧化物沉淀的 pH 范圍如下:
金屬離子 | Mn2+ | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mg2+ | Zn2+ | Ni2+ |
開始沉淀的 pH | 8.1 | 6.3 | 1.5 | 3.4 | 8.9 | 6.2 | 6.9 |
沉淀完全的 pH | 10.1 | 8.3 | 2.8 | 4.7 | 10.9 | 8.2 | 8.9 |
(1)“溶浸”中二氧化錳與硫化錳可以發(fā)生氧化還原反應(yīng),推測“濾渣1”含有___________ 和SiO2;
(2)“調(diào)pH”除鐵和鋁,溶液的pH范圍應(yīng)調(diào)節(jié)范圍是________________之間。
(3)“除雜1”的目的是除去Zn2+和Ni2+,寫出除Zn2+的方程式:__________________。
(4)“除雜2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度過高對沉淀Mg2+完全的影響是__________________(有利、不利、無影響)。
(5)在溶浸前,先把礦石研磨成粉末的原因:_______________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某溫度下,在容積為1L的密閉容器中充入1molCO2和3.25molH2,發(fā)生CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0,測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示,(已知,此溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2.25)下列說法正確的是
A.0-10min,v(H2)=0.075 mol/(L·min)
B.點(diǎn) b 所對應(yīng)的狀態(tài)沒有達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)
C.CH3OH 的生成速率,點(diǎn) a 大于點(diǎn) b
D.欲增大平衡狀態(tài)時(shí),可保持其他條件不變,升高溫度
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】利用硫酸渣(主要含Fe2O3、FeO,雜質(zhì)為Al2O3和SiO2等)生產(chǎn)鐵基顏料鐵黃(FeOOH)的制備流程如下:
(1)“酸溶”時(shí),Fe2O3與硫酸反應(yīng)的離子方程式為___________________________。
(2)濾渣Ⅰ的主要成分是FeS2、S和________(填化學(xué)式);Fe3+被FeS2還原的離子方程式為_______________。
(3)“氧化”中,生成FeOOH的離子方程式為________________。
(4)濾液Ⅱ中溶質(zhì)是Al2(SO4)3和________(填化學(xué)式):“洗滌”時(shí),檢驗(yàn)鐵黃表面已洗滌干凈的操作是___。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】全球碳計(jì)劃組織(GCP,The Global Carbon Project)報(bào)告稱,2018年全球碳排放量約371億噸,達(dá)到歷史新高。
(1)中科院設(shè)計(jì)了一種新型的多功能復(fù)合催化劑,實(shí)現(xiàn)了CO2直接加氫制取高辛烷值汽油,其過程如圖1所示。
①已知:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H= + 41 kJ·mol-1
2CO2(g)+6H2(g)=4H2O(g)+CH2=CH2(g) △H= -128 kJ·mol-1
則上述過程中CO和H2轉(zhuǎn)化為CH2=CH2的熱化學(xué)方程式是_________。
②下列有關(guān)CO2轉(zhuǎn)化為汽油的說法,正確的是___________________(填標(biāo)號)。
A. 該過程中,CO2轉(zhuǎn)化為汽油的轉(zhuǎn)化率高達(dá)78%
B. 中間產(chǎn)物Fe5C2的生成是實(shí)現(xiàn)CO2轉(zhuǎn)化為汽油的關(guān)鍵
C. 在Na-Fe3O4上發(fā)生的反應(yīng)為CO2+H2=CO+H2O
D. 催化劑HZSM-5可以提高汽油中芳香烴的平衡產(chǎn)率
③若在一容器中充入一定量的CO2和H2,加入催化劑恰好完全反應(yīng),且產(chǎn)物只生成C5以上的烷烴類物質(zhì)和水。則起始時(shí)CO2和H2的物質(zhì)的量之比不低于_________。
(2)研究表明,CO2和H2在一定條件下可以合成甲醇。反應(yīng)方程式為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0。一定條件下,往2L恒容密閉容器中充入1.0molCO2和3.0molH2,在不同催化劑作用下合成甲醇,相同時(shí)間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化關(guān)系如圖2所示。
①該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件是__________(填“高溫”“低溫”或“任意溫度”)
②催化效果最佳的催化劑是__________(填“A”“B”或“C”);b點(diǎn)時(shí),________(填“>”“<”或“=”)。
③若容器容積保持不變,則不能說明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________。
a.c(CO2)與c(H2)的比值保持不變
b.v(CO2)正=v(H2O)逆
c.體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化
d.混合氣體的密度不變
e.有lmolCO2生成的同時(shí)有斷開3mol的H-H鍵
f.氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
④已知容器內(nèi)的起始壓強(qiáng)為100 kPa,若圖2中c點(diǎn)已達(dá)到平衡狀態(tài),則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp =____________________(只列出計(jì)算式,不要求化簡,Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知: 。下列說法正確的( )
A.在相同條件下,1mol與1mol的能量總和大于2mol的能量
B.1mol與1mol 反應(yīng)生成2 mol液態(tài)HF放出的熱量小于270kJ
C.該反應(yīng)的逆反應(yīng)是放熱反應(yīng)
D.該反應(yīng)過程的能量變化可用下圖來表示
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Na2S粗品含有雜質(zhì),其純化、含量測定方法如下。回答下列問題:
(1)粗品經(jīng)水浸、過濾、__________________、洗滌、干燥等操作可以除去不溶性雜質(zhì),得到較純的Na2S固體。
(2)國標(biāo)中采用如圖所示裝置測定Na2S樣品溶液中Na2CO3的百分含量(實(shí)驗(yàn)前,吸收管1、吸收管2、參比管中均裝入組成相同的乙醇、丙酮混合溶液,該溶液吸收CO2后,顏色發(fā)生改變) 。
(步驟一)標(biāo)定KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液
準(zhǔn)確稱取w g鄰苯二甲酸氫鉀(KC8H5O4,摩爾質(zhì)量為M g/mol)置于錐形瓶中,加入適量蒸餾水、2滴指示劑,用待標(biāo)定的KOH溶液滴定至終點(diǎn),消耗v mL KOH溶液。
①標(biāo)定過程中應(yīng)該選用的指示劑名稱是______,理由是__________;
(已知鄰苯二甲酸的電離平衡常數(shù)為Ka1=1.1×10-3,Ka2=4.0×10-6)
②KOH溶液的準(zhǔn)確濃度為_____mol/L(用含M、v、w的代數(shù)式表示)
(步驟二)往三頸燒瓶中先后加入100mL 樣品溶液、15 ml過氧化氫溶液(足量),連接好裝置,加熱并打開抽氣裝置;
(步驟三)上述反應(yīng)完成后,從滴液漏斗中慢慢加入足量稀硫酸溶液,充分反應(yīng);
(步驟四)用裝置6中的KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定吸收管1中的溶液至與參比管中溶液相同的顏色,3 min內(nèi)不變色為終點(diǎn)。
③過氧化氫的作用是______;堿石棉的作用是__________;
④如果抽氣速度過快,可能導(dǎo)致測定結(jié)果_________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”);
⑤若步驟三中出現(xiàn)_______________________(填現(xiàn)象),說明實(shí)驗(yàn)失敗,必須重新測定。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某烯烴的結(jié)構(gòu)簡式為:,有甲、乙、丙、丁四位同學(xué)分別將其命名為:2-甲基-4-乙基-4-戊烯;2-異丁基-1-丁烯;2,4-二甲基-3-己烯;4-甲基-2-乙基-1-戊烯,下面對4位同學(xué)的命名判斷正確的是
A. 甲的命名主鏈選擇是錯(cuò)誤的
B. 乙的命名對主鏈碳原子的編號是錯(cuò)誤的
C. 丙的命名主鏈選擇是正確的
D. 丁的命名是正確的
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某元素的離子結(jié)構(gòu)示意圖為,該離子顯+1價(jià),則該元素在周期表中的位置是( )
A. 第5周期零族B. 第6周期第IB族
C. 第5周期第ⅦA族D. 第6周期第IA族
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