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【題目】C、N、S的氧化物常會造成一些環(huán)境問題,科研工作者正在研究用各種化學方法來消除這些物質對環(huán)境的不利影響。
(1)已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH1=-566kJ/molS(l)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=-296kJ/mol
一定條件下,可以通過CO與SO2反應生成S(1)和一種無毒的氣體,實現燃煤煙氣中硫的回收,寫出該反應的熱化學方程式_______________________________。
(2)在500℃下合成甲醇的反應原理為:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g);在1L的密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2,壓強為p0 kpa,測得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。(可逆反應的平衡常數可以用平衡濃度計算,也可以用平衡分壓Kp代替平衡濃度,計算分壓=總壓×物質的量分數)
①0~4min,H2的平均反應速率v(H2)=________mol·L1·min1。
②CO2平衡時的體積分數為______________,該溫度下Kp為_________kPa-2_(用含有p0的式子表示,小數點后保留1位)。
③下列能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是______________。
A.v正(CH3OH)=3v逆(H2)
B.CO2、H2、CH3OH和H2O濃度之比為1∶3∶1∶1
C.恒溫恒壓下,氣體的體積不再變化
D.恒溫恒容下,氣體的密度不再變化
④500℃、在2個容積都是2L的密閉容器中,按不同方式投入反應物,保持恒溫、恒容,測得反應達到平衡時的有關數據如下:
容器 | 容器甲 | 容器乙 |
反應物起始投入量 | 1mol CO2,3mol H2 | 0.5mol CO2,1mol H2 1mol CH3OH,1mol H2O |
CH3OH的平衡濃度/mol·L1 | C1 | C2 |
則乙容器中反應起始向________(填“正反應”或“逆反應”)方向進行;c1_________(填“>”“<”或“=”)c2。
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【題目】用含鋰廢渣(主要金屬元素的含量:Li3.50% Ni 6.55% Ca 6.41% Mg 13.24%)制備Li2CO3,并用其制備Li+電池的正極材料LiFePO4。部分工藝流程如下:
資料:i. 濾液1,濾液2中部分離子的濃度(g·L-1):
ii. EDTA能和某些二價金屬離子形成穩(wěn)定的水溶性絡合物。
iii.某些物質的溶解度(S):
I.制備Li2CO3粗品
(1)濾渣2的主要成分有____________。
(2)向濾液2中先加入EDTA目的是:________,再加入飽和Na2CO3溶液,90℃充分反應后,分離出固體Li2CO3粗品的操作是________。
(3)處理1 kg含鋰3.50%的廢渣,鋰的浸出率為a, Li+轉化為Li2CO3的轉化率為b,則粗品中含Li2CO3的質量是________g。(用a,b表示需化簡,摩爾質量:Li 7g·mol-1 Li2CO3 74 g·mol-1 )
II.純化Li2CO3粗品
(4)將Li2CO3轉化為LiHCO3后,用隔膜法電解LiHCO3溶液制備高純度的LiOH,再轉化得電池級Li2CO3。電解原理如圖所示,陽極的電極反應式是______________,該池使用了________(填“陽”或“陰”)離子交換膜。
III.制備LiFePO4
(5)將電池級Li2CO3和C、 FePO4高溫下反應,共生成2種產物其中有一種為可燃性氣體,該反應的化學方程式是____________。
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【題目】有A、B、C、D四種元素,其中A元素和B元素的原子都有1個未成對電子,A+比B-少一個電子層,B原子得一個電子填入3p軌道后,3p軌道已充滿;C原子的p軌道中有3個未成對電子,其氣態(tài)氫化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氫化物中最大;D的最高化合價和最低化合價的代數和為4,其最高價氧化物中含D的質量分數為40%,且其核內質子數等子中子數。
(1)在CB3分子中C元素原子的原子軌道發(fā)生的是___雜化,CB3分子的空間構型為___。
(2)C的氫化物極易溶于水的原因是___。
(3)D元素與同周期相鄰元素的第一電離能由大到小的關系是:___(用元素符號表示);
(4)氧原子的價層電子的軌道表示式為___。
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【題目】常溫常壓下,反應N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的反應熱和化學平衡常數分別為△H和K,則相同溫度和壓強下,反應4NH3(g)2N2(g)+6H2(g)的反應熱和化學平衡常數為( )
A.-2ΔH和 K-2B.-2ΔH和 K2C.2ΔH和2KD.2ΔH和K-2
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【題目】三硫化四磷用于制造火柴等,可由白磷和單質硫化合而得。它們的結構如下:
依據下列鍵能數據,反應8P4(s)+3S8(s)=8P4S3(g)的ΔH為( )
化學鍵 | P—P | S—S | P—S |
鍵能/kJ·mol-1 | a | b | c |
A.24(a+b-2c) kJ·mol-1B.(32a+24b-24c) kJ·mol-1
C.(48c-24a-24b) kJ·mol-1D.(8a+3b-3c) kJ·mol-1
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【題目】氮的化合物應用廣泛,但氮氧化物是重要的空氣污染物,應降低其排放。
(1)用CO2和NH3可合成氮肥尿素
已知:①2NH3(g)+CO2(g)===NH2CO2NH4(s) △H=-159.5kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5kJ·mol-1
③H2O(1)===H2O(g) △H=+44kJ·mol-1
用CO2和NH3合成尿素(副產物是液態(tài)水)的熱化學方程式為___________。
(2)工業(yè)上常用如下反應消除氮氧化物的污染:
CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H
在溫度為T1和T2時,分別將0.40 mol CH4和1.0 mol NO2充入體積為1L的密閉容器中,n(CH4)隨反應時間的變化如圖所示:
①根據如圖判斷該反應的△H___________0(填“>”“<”或“=”),理由是___________。
②溫度為T1時,0~10min內NO2的平均反應速率v(NO)2=___________,反應的平衡常數K=______(保留三位小數)
③該反應達到平衡后,為再提高反應速率同時提高NO2的轉化率,可采取的措施有______(填編號)。
A.改用高效催化劑 B.升高溫度
C.縮小容器的體積 D.增加CH4的濃度
(3)利用原電池反應可實現NO2的無害化,總反應為6NO2+8NH3===7N2+12H2O,電解質溶液為NaOH溶液,工作一段時間后,該電池正極區(qū)附近溶液pH___________(填“增大”“減小”或“不變”),負極的電極反應式為___________。
(4)氮的一種氫化物HN3,其水溶液酸性與醋酸相似,則NaN3溶液中各離子濃度由大到小的順序為___________;常溫下將 a mol·L-1的HN3與b mol·L-1的Ba(OH)2溶液等體積混合,充分反應后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(N3-),則該混合物溶液呈___________(填“酸”“堿”或“中”)性,溶液中c(HN3)=___________ mol·L-1。
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【題目】如圖是金屬鎂和鹵素單質(X2)反應的能量變化示意圖。下列說法正確的是( )
A.由MgCl2制取Mg是放熱過程
B.熱穩(wěn)定性:MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2
C.金屬鎂和鹵素單質(X2)的反應都是放熱反應
D.由圖可知此溫度下MgBr2(s)與Cl2(g)反應的熱化學方程式為MgBr2(s)+Cl2(g)===MgCl2(s)+Br2(g) ΔH=+117 kJ·mol-1
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【題目】20世紀90年代提出的“綠色化學”為有機合成指明了方向。我國學者研制了一種納米反應器,用于催化草酸二甲酯(DMO)和氫氣反應獲得EG。反應過程示意圖如圖:
(1)MG分子中含有官能團的名稱___;
(2)EG的分子式___;
(3)DMO酸性條件下水解的化學方程式___。
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【題目】常溫下,將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃中組成原電池圖,測得原電池的電流強度隨時間的變化如圖2所示。反應過程中有紅棕色氣體產生。下列說法錯誤的是
A.時刻前,Al片的電極反應為:
B.時,因Al在濃硝酸中鈍化,氧化膜阻礙了Al繼續(xù)反應
C.之后,正極Cu失電子,電流方向發(fā)生改變
D.燒杯中NaOH溶液的作用為吸收,防止污染空氣
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【題目】二氧化硫是大氣的主要污染物之一。催化還原SO2不僅可以消除SO2的污染,還可以得到工業(yè)原料S。燃煤煙氣中硫的回收反應為:2CO(g)+SO2(g) 2CO2(g)+S(l) △H。
(1)已知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) △H1=-566.0kJ·mol-1
S(l)+O2(g)===SO2(g) △H2=-296.8 kJ·mol-1
則硫的回收反應的△H=___________ kJ·mol-1。
(2)其他條件相同、催化劑不同時,硫的回收反應中SO2的轉化率隨反應溫度的變化如圖所示。260℃時,___________(填“La2O3”、“NiO”或“TiO2”)的催化效率最高。La2O3和NiO作催化劑均可能使SO2的轉化率達到很高,不考慮價格因素,選擇La2O3的主要優(yōu)點是___________。
(3)一定條件下,若在恒壓密閉容器中發(fā)生硫的回收反應,SO2的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示,則P1、P2、P3、P4由大到小的順序為___________;某溫度下,若在恒容密閉容器中,初始時c(CO)=2 a mol·L-1,c(SO2)= a mol·L-1,SO2的平衡轉化率為80%,則該溫度下反應的化學平衡常數為___________。
(4)某實驗小組為探究煙氣流速、溫度對該反應的影響,用La2O3作催化劑,分別在兩種不同煙氣流量、不同溫度下進行實驗。實驗結果顯示:在260℃時,SO2的轉化率隨煙氣流量增大而減小,其原因是___________;在380℃時,SO2的轉化率隨煙氣流量增大而增大,其原因是___________。
(5)工業(yè)上常用Na2SO3溶液吸收煙氣中的SO2,將煙氣通入1.0 mol·L-1的N2SO3溶液,當溶液pH約為6時,吸收SO2的能力顯著下降此時溶液中c(HSO3-)c︰(SO32-)=___________。(已知H2SO3的Ka1=1.5×10-2、Ka2=1.0×10-7)
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