【題目】利用化學原理對廢氣、廢水進行脫硝、脫碳處理,可實現(xiàn)綠色環(huán)保、廢物利用,對構(gòu)建生態(tài)文明有重要意義。

Ⅰ.脫硝:

(1)H2還原法消除氮氧化物

已知:N2(g)2O2(g)=2NO2(g) ΔH1=+133 kJ/mol

H2O(g)=H2O(l) ΔH2=44 kJ/mol

H2的燃燒熱ΔH3=285.8 kJ/mol

在催化劑存在下,H2還原NO2生成水蒸氣和氮氣的熱化學方程式為__________。

(2)NH3催化還原法消除氮氧化物,發(fā)生反應(yīng):

4NH3(g)6NO(g)5N2(g)6H2O(l) ΔH<0

相同條件下,在2L恒容密閉容器中,選用不同催化劑,產(chǎn)生N2的量隨時間變化如圖所示。

①計算04分鐘在A催化劑作用下,反應(yīng)速率v(NO)=____。

②下列說法正確的是____

A.該反應(yīng)的活化能大小順序是:Ea(A)>Ea(B)>Ea(C)

B.增大壓強能使反應(yīng)速率加快,是因為增加了活化分子百分數(shù)

C.單位時間內(nèi)HO鍵與NH鍵斷裂的數(shù)目相等時,說明反應(yīng)已達到平衡

D.若反應(yīng)在恒容絕熱的密閉容器中進行,當K值不變時,說明已達到平衡

(3)利用原電池反應(yīng)可實現(xiàn)NO2的無害化,總反應(yīng)為6NO2+8NH3=7N2+12H2O,電解質(zhì)溶液為NaOH溶液,工作一段時間后,該電池正極區(qū)附近溶液pH_____(增大”“減小不變”),負極的電極反應(yīng)式為________。

Ⅱ.脫碳:

(4)用甲醇與CO反應(yīng)生成醋酸可消除CO污染。常溫下,將a mol/L醋酸與b mol/L Ba(OH)2溶液等體積混合,充分反應(yīng)后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),忽略溶液體積變化,計算醋酸的電離常數(shù)Ka=________(用含ab的代數(shù)式表示)。

【答案】4H2(g)2NO2(g)= N2(g)4H2O(g) ΔH=-1100.2 kJ/mol 0.375 mol/(L·min) CD 增大 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O ×10-7mol/L

【解析】

(1)依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算所得熱化學方程式;

(2)①已知在A催化劑作用下,4min時氮氣為2.5mol,則消耗的NO3mol,根據(jù)v(NO)=計算;

A.相同時間內(nèi)生成的氮氣的物質(zhì)的量越多,則反應(yīng)速率越快,活化能越低;

B.改變壓強,活化分子百分數(shù)不變;

C.單位時間內(nèi)H-O鍵斷裂表示逆速率,N-H鍵斷裂表示正速率,正逆速率相同則反應(yīng)已經(jīng)達到平衡;

D.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),恒容絕熱的密閉容器中,反應(yīng)時溫度會升高,則K會減;

(3)正極上是二氧化氮得到電子發(fā)生還原反應(yīng),負極上是氨氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng),結(jié)合電極反應(yīng)分析判斷;

(4)溶液等體積混合溶質(zhì)濃度減少一半,醋酸電離平衡常數(shù)與濃度無關(guān),結(jié)合K的定義計算。

Ⅰ. 已知:H2的燃燒熱為285.8kJ/mol,

H2(g)+O2(g)=H2O(l) H=-285.8kJ/mol,

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) H=+133 kJ/mol

H2O(g)=H2O(l) H=-44 kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律,①×4--×4,在催化劑存在下,H2還原NO2生成水蒸氣和其它無毒物質(zhì)的熱化學方程式為4H2(g)2NO2(g)= N2(g)4H2O(g) ΔH=-1100.2 kJ/mol;

(2)①已知在A催化劑作用下4min時氮氣為2.5mol,則消耗的NO3mol,所以v(NO)= =0.375 mol/(L·min);

A.相同時間內(nèi)生成的氮氣的物質(zhì)的量越多,則反應(yīng)速率越快,活化能越低,所以該反應(yīng)的活化能大小順序是:Ea(A)Ea(B)Ea(C),A錯誤;

B.增大壓強能使反應(yīng)速率加快,是因為增大了活化分子數(shù),但反應(yīng)物的活化分子百分數(shù)不變,B錯誤;

C.單位時間內(nèi)H-O鍵斷裂表示逆速率,N-H鍵斷裂表示正速率,單位時間內(nèi)H-O鍵與N-H鍵斷裂的數(shù)目相等時,則消耗的NH3和消耗的水的物質(zhì)的量之比為46,則正逆速率之比等于46,說明反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài),C正確;

D.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),恒容絕熱的密閉容器中,反應(yīng)時溫度會升高,當溫度不變時,說明反應(yīng)已經(jīng)達到平衡,D正確;

故合理選項是CD;

(3)發(fā)生的總反應(yīng)方程式為6NO2+8NH3=7N2+12H2O,在正極上,NO2得到電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為:2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-,根據(jù)電極反應(yīng)式可知:該電池正極區(qū)附近溶液c(OH-)中的,溶液的pH增大;在負極上NH3失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:2NH3-6e-+6OH-=6H2O+N2;

(4)反應(yīng)平衡時,2c(Ba2+)=c(CH3COO-)=bmol/L,據(jù)電荷守恒可知:c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,溶液呈中性,則醋酸電離平衡常數(shù)為K===×10-7mol/L。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】是一種飼料營養(yǎng)強化劑。一種利用水鈷礦(主要成分為、,還含少量、MnO等),制取的工藝流程如圖1

已知:浸出液含有的陽離子主要有、、、等;

部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見表:(金屬離子濃度為:0.01mol/L

熔點為86℃,加熱至110~120℃時,失去結(jié)晶水生成無水氧化鈷。

沉淀物

開始沉淀

2.7

7.6

7.6

4.0

7.7

完全沉淀

3.7

9.6

9.2

5.2

9.8

1)寫出浸出過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式____

2)寫出NaClO3發(fā)生反應(yīng)的主要離子方程式____,若不慎向浸出液中加過量NaClO3時,可能會生成有毒氣體,寫出生成該有毒氣體的離子方程式____

3調(diào)pHa”,過濾所得到的沉淀成分為___

4)制得的在烘干時需減壓烘干的源因是___。

5)萃取劑對金屬高子的萃取率與pH的關(guān)系如圖2。向濾液中加入萃取劑的目的是___﹔其使用的最佳pH范圍是___。

A2.0~2.5 B3.0~3.5 C4.0~4.5 D5.0~5.5

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某班同學用如下實驗探究Fe2+、Fe3+的性質(zhì),回答下列問題:

(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體,均配制成0.1mol/L的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑,其目的是 ______ 。

(2)甲組同學取2mLFeCl2溶液,加入幾滴氯水,再加入1KSCN溶液,溶液變紅,說明Cl2可將Fe2+氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為 ______

(3)乙組同學認為甲組的實驗不夠嚴謹,該組同學在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入幾滴氯水和1KSCN溶液,溶液變紅,煤油的作用是 ______ 。

(4)丙組同學取10mL0.1mol/LKI溶液,加入6mL0.1mol/L FeCl3溶液混合。分別取2mL此溶液于3支試管中進行如下實驗:

①第一支試管中加入1mLCCl4充分振蕩、靜置, CCl4層顯紫色;

②第二支試管中加入1K3[Fe(CN)6]溶液,生成藍色沉淀;

③第三支試管中加入1KSCN溶液,溶液變紅。

實驗②檢驗的離子是 ______(填離子符號);實驗①和③說明:在I-過量的情況下,溶液中仍含有 ______(填離子符號),反應(yīng)的離子方程式為 ______ 。

(5)丁組同學向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液,溶液變成棕黃色,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ______ ;一段時間后,溶液中有氣泡出現(xiàn),并放熱,隨后有紅褐色沉淀生成,產(chǎn)生氣泡的原因是 ______ ,生成沉淀的原因是 ______(用平衡移動原理解釋)

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列離子方程式正確的是

A.Na2S2O3溶液與稀H2SO4反應(yīng):S2O32+6H+=2S↓+3H2O

B.在海帶灰的浸出液中滴加H2O2得到I22I+H2O2+2H+=I2+O2↑+2H2O

C. NH4Al(SO4)2溶液中加入Ba(OH)2溶液至SO42恰好沉淀完全:Al3++2SO42+2Ba2++4OH=AlO2+2BaSO4↓+2H2O

D.Fe與稀硝酸反應(yīng),當n(Fe)n(HNO3)=12時:3Fe+2NO3+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2O

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】短周期元素 AB、CD、E、F 六種元素,它們的原子序數(shù)由 A F依次增大。在周期表中,A 的原子半徑最小。B 元素的原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電 子數(shù)的兩倍,C 為地殼中含量最多的元素,D 是原子半徑最大的短周期主族元素,D 單質(zhì)燃燒時呈現(xiàn)黃色火焰,D 的單質(zhì)在高溫下與 C 的單質(zhì)充分反應(yīng),可以得到與 E 單質(zhì)顏色相同的淡黃色固態(tài)化合物。D F 形成的化合物 DF 是常用的調(diào)味品。試根 據(jù)以上敘述回答:

(1)元素符號:A____________、B____________、C____________、D____________。

(2)E 在元素周期表中的位置:_____________________。

(3)F 離子結(jié)構(gòu)示意圖:______________________。

(4)A、B 組成的最簡單化合物的名稱是_____

(5)C 、D 按原子個數(shù)比 11 組成的一種化合物與水發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為_____________________。

(6) 能說明 E 的非金屬性比 F 的非金屬性_____( ”) 的事實是____(舉一例)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】向甲溶液加入(或通入)物質(zhì)乙(乙物質(zhì)為氣體或溶液),生成沉淀的質(zhì)量與消耗乙的質(zhì)量關(guān)系曲線符合圖的是

A.Na[Al(OH)4]溶液中通入二氧化碳

B.Na[Al(OH)4]溶液中滴加鹽酸

C.向澄清石灰水中通入二氧化碳

D.Al2(SO4)3溶液中滴加NaOH溶液

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】按要求回答下列問題:

(1)的系統(tǒng)命名:______________________它的H-NMR譜中有________個峰,峰的面積比為___________________

(2)寫出 2,3-二甲基-4-乙基已烷結(jié)構(gòu)簡式_________________CH3CH2CH2CHO 的鍵線式___________________________________________________________

(3)寫出CH3CH2OH催化氧化的化學方程式__________________CH3CH2Br制取乙醇的化學方程式______________________

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列物質(zhì):①Ar Na2O2 AlCl3 HClO N2 MgF2 NH4Cl

(1)只存在共價鍵的是___,不存在化學鍵的是_____,離子化合物有_______

(2)由離子鍵和極性鍵構(gòu)成的物質(zhì)是__________

(3)N2的電子式為_____ HClO的電子式為________NH4Cl的電子式為___________

(4)用電子式表示MgF2的形成過程___________

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】已知(b、(d、(p的分子式均為C6H6,下列說法正確的是

A. b的同分異構(gòu)體只有dp兩種B. b、dp的二氯代物均只有三種

C. bd、p均可與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)D. bd、p中只有b的所有原子處于同一平面

查看答案和解析>>

同步練習冊答案