热门试卷

火力发电厂释放出大量氮氧化物（NOx）、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。

（1）脱硝。利用甲烷催化还原NOx：

CH4(g) ＋ 4NO2(g) ＝4NO(g) ＋ CO2(g) ＋ 2H2O(g)  △H1＝－574 kJ·mol－1

CH4(g) ＋ 4NO(g) ＝2N2(g) ＋ CO2(g) ＋ 2H2O(g)   △H2＝－1160 kJ·mol－1

甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为_________。

（2）脱碳。将CO2转化为甲醇：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)    △H3

①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。回答：0~10 min内，氢气的平均反应速率为_________mol/(L·min)；第10 min后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g)，则平衡_________（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。

②取五份等体积的CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系曲线如图2所示，则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3_________0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（3）脱硫。利用Na2SO3溶液可脱除烟气中的SO2。Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2制得。NaOH溶液吸收SO2的过程中，pH随n(SO32-)︰n(HSO3﹣)变化关系如下表：

① 由上表判断，NaHSO3溶液显_________性，用化学平衡原理解释：_________。

② 当溶液呈中性时，离子浓度关系正确的是（选填字母）：_________。

a．c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)

b．c(Na+) > c(HSO3-) > c(SO32-) > c(H+) = c(OH-)

c．c(Na+) + c(H+) = c(SO32-) + c(HSO3-) + c(OH-)

以锌锰废电池中的碳包（含碳粉、Fe、Cu、Ag和MnO2等物质 ）为原料回收MnO2的工艺流程如下：

I.  将碳包中物质烘干，用足量稀HNO3溶解金属单质，过滤，得滤渣a；

II. 将滤渣a在空气中灼烧除去碳粉，得到粗MnO2；

III. 向粗MnO2中加入酸性H2O2溶液，MnO2溶解生成Mn2+，有气体生成；

IV. 向III所得溶液（pH约为6）中缓慢滴加0.50 mol•L-1 Na2CO3溶液，过滤，得滤渣b，其主要成分为MnCO3；

V. 滤渣b经洗涤、干燥、灼烧，制得较纯的MnO2。

（1）Ι中Ag与足量稀HNO3反应生成NO的化学方程式为                 。

（2）已知II的灼烧过程中同时发生反应：

MnO2(s) + C(s) === MnO(s) + CO (g)   △H = +24.4 kJ • mol - 1

MnO2(s) + CO(g) === MnO(s) + CO2(g)  △H = -148.1 kJ • mol - 1

写出MnO2和C反应生成MnO和CO2的热化学方程式：                     。

（3）H2O2分子中含有的化学键类型为                  、                 。

（4）III中MnO2溶解的化学方程式为                    ，溶解一定量的MnO2，H2O2的实际消耗量比理论值高，用化学方程式解释原因：                     。

（5）IV中，若改为“向0.50 mol•L-1 Na2CO3溶液中缓慢滴加III所得溶液”，滤渣b中会混有较多Mn(OH)2沉淀，解释其原因：                     。

（6）V中MnCO3在空气中灼烧的化学方程式为                   。

铁、铜及其化合物在工农业生产中应用广泛。

（1）在潮湿空气中，钢铁发生电化学腐蚀转化为Fe(OH)2的反应方程式为_________。在含有等浓度硫酸溶液的下列装置中，铁腐蚀的速率由快到慢的顺序是_________（用序号填写）。

（2）已知：3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s) H=-1118 kJ·mol-1

2Al(s)+3/2O2(g)=A12O3(s) H=-1675．7 kJ·mol-1

则焊接钢轨时铝与Fe3O4发生反应生成铁和Al2O3的热化学方程式为_________。

（3）Na2FeO4具有强氧化性，其电解制法如图所示，请写出阳极的电极反应式_________。Na2FeO4是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理剂，其原理是_________。

（4）工业上常用FeCl3溶液腐蚀印刷线路板，发生反应的离子方程式是_________。

若腐蚀铜板后的溶液中，Cu2+、Fe3+和Fe2+浓度均为0.1 mol·L-1 ，结合下图分析，当混合溶液中通入氨气调节溶液的pH=5.6时，溶液中存在的金属阳离子为_________。从图中数据计算Fe(OH)2的溶度积Ksp[Fe(OH)2]=_________。

已知：横坐标为溶液的pH，纵坐标为金属离子的物质的量浓度的对数（当溶液中金属离子浓度10-5 mol·L-1时，可认为沉淀完全。

金属钛被称为“21世纪金属”。

（1）工业上用钛矿石(含FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质）经过以下流程制得TiO2：

其中，步骤Ⅱ发生的反应为：2H2SO4 + FeTiO3 = TiOSO4 + FeSO4 + 2H2O

①步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式： ________________、________________。

②将步骤Ⅱ所得FeSO4晶体溶于水，在酸性条件下加入H2O2溶液，可制得具有净水作用的铁盐，该反应的离子方程式为             。

③在步骤Ⅲ中需要控制条件以形成TiO2·nH2O胶体，该分散质颗粒直径大小在____________范围。

（2）可利用TiO2通过下述两种方法制备金属钛：

方法一：将TiO2作阴极，石墨作阳极，熔融CaO为电解液，用碳块作电解槽池，电解TiO2制得钛，其阴极发生的反应：_____________。

方法二：通过以下反应制备金属钛

① TiO2(s) + 2Cl2(g) TiCl4(g) + O2(g)；△H= +151kJ/mol

② TiCl4 + 2Mg 2MgCl2 + Ti

在实际生产中，需在反应①过程中加入碳才能顺利制得TiCl4，其原因是：          。

（3）若已知：C(s) + O2(g) = CO2(g)  △H= －394kJ/mol ，则由固体TiO2、固体C与Cl2气反应制取气态TiCl4的热化学方程式为____________

某学习小组为研究低价态氮元素物质的还原性，以NH3为例设计了如下图实验（夹持设备略去）

I.检验气密性后关闭弹簧夹I打开弹簧夹II，点燃酒精灯，铜丝红热后打开分液漏斗的活塞，A中气体进入B中时不断通入空气，反应一段时间后熄灭酒精灯。

II.当D中有明显现象时关闭弹簧夹II；打开弹簧夹I

（1）能证明有氨气产生的现象是       ；氨分子电子式为          。

（2）C中铜丝在熄灭酒灯后仍保持红热说明其中反应为     热反应（填“吸热”或“放热”NH3在C中反应的化学方程式为          。

（3）D中产生红棕色气体和白烟，产生白烟的化学方程式为：

（4）F中也产生大量白烟，写出该反应中反应物的物质的量之比n(NH3):n(Cl2)

（5）用化学方程式及相应理论说明A中能产生大量NH3气体的原因         ，比较某时刻A中分液漏斗溶液平衡常数K1和三颈瓶中溶液的平衡常数K2大小关系，K1    K2(填“<”“=”“>”)。

（6）装置中A稍有不足，应该怎样改进          。

（7）C中铜丝可以与的混合溶液发生化学反应，已知：

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写出在溶液中与反应生成和的热化学方程式        。

研究减少有毒气体的排放对改善环境消除雾霾有十分重要的意义。

（1）①科学家设想将温室气体CO2转化为有机物来有效实现碳循环

以上反应中不仅体现了绿色化学思想，且原子利用率最高的是________。

②工业上常用NH3和(NH4)2CO3通过下列反应捕获CO2，以降低温室气体CO2的排放

则△Ha与△Hb、△Hc之间的关系是：△Ha=________。

（2）利用I2O5消除CO污染的反应为：5CO(g)+I2O5(s)= 5CO2(g)+I2(s)  △H。 不同温度下，向装有足量I2O5固体的2 L恒容密闭容器中通入4molCO，测得CO2的体积分数(CO2)随时间t变化曲线如右图。请回答：

①该反应属于________反应（填“放热”或“吸热”）。

②从反应开始至a点时的反应速率为v(CO)=________，b点时化学平衡常数Kb=________。

③下列说法不正确的是________（填字母序号）。

A. 容器内气体密度不变，表明反应达到平衡状态

B. 两种温度下，c点时体系中混合气体的压强相等

C. 增大d点的体系压强，CO的转化率不变

D. b点和d点的化学平衡常数：Kb<Kd

（3）工业上，用Na2SO3溶液作为吸收液吸收烟气中的SO2，吸收液吸收SO2的过程中，室温时溶液中的c(H+)随n(SO32-)：n(HSO3-)变化关系如下表：

①上表判断Na2SO3溶液显     性，HSO3-的电离常数为________。

②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度大小关系是________。

综合利用CO2对环境保护及能源开发意义重大。

（1）Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质，下列建议合理的是______。

a . 可在碱性氧化物中寻找

b. 可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找

c. 可在具有强氧化性的物质中寻找

（2）Li2O吸收CO2后，产物用于合成Li4SiO4，Li4SiO4用于吸收、释放CO2。原理是：在500℃，CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3；平衡后加热至700℃，反应逆向进行，放出CO2，Li4SiO4再生，说明该原理的化学方程式是______。

（3）利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。

反应A：

已知：

① 反应Ⅱ是_____反应（填“吸热”或“放热”），其原因是      。

② 反应A的热化学方程式是_______。

（4）高温电解技术能高效实现（3）中反应A，工作原理示意图如下：

① 电极b发生        （填“氧化”或“还原”）反应。

② CO2在电极a放电的反应式是______。

（5）CO与H2在高温下合成C5H12（汽油的一种成分）减少碳排放。已知燃烧1 mol C5H12(g)生成H2O(g)放出约3 540 kJ的热量。根据化学平衡原理，说明提高合成C5H12的产率可采取的措施是______。

硫化物在自然界中的部分循环关系如下。

（1）H2S在空气中可以燃烧。

已知： 2H2S(g) + O2(g)  2S(s) + 2H2O(g)   ΔH= －442.38 kJ/mol

S(s) + O2(g) SO2(g)              ΔH= －297.04 kJ/mol

H2S(g)与O2(g)反应产生SO2(g)和H2O(g)的热化学方程式是      。

（2）SO2是大气污染物，海水具有良好的吸收SO2的能力，其过程如下。

① SO2溶于海水生成H2SO3，H2SO3最终会电离出SO32—，其电离方程式是      。

② SO32—可以被海水中的溶解氧氧化为SO42—。海水的pH会      （填“升高” 、“不变”或“降低”）。

③ 为调整海水的pH，可加入新鲜的海水，使其中的HCO3—参与反应，其反应的离子方程式是      。

④ 在上述反应的同时需要大量鼓入空气，其原因是      。

（3）自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS，慢慢转变为铜蓝（CuS），用化学用语表示由ZnS转变为CuS的过程：      。

（4）SO2和O2在H2SO4溶液中可以构成原电池，其负极反应式是      。

高纯晶体硅是信息技术的关键材料。

（1）硅元素位于周期表的______周期______族，在周期表的以下区域中，可以找到类似硅的半导体材料的是________（填字母序号）。

a. 过渡元素区域

b. 金属和非金属元素的分界线附近

c. 含有氟、氯、硫、磷等元素的区域

（2）工业上用石英砂和焦炭可制得粗硅。

已知：

请将以下反应的热化学方程式补充完整：

SiO2(s) + 2C(s) === Si(s) + 2CO(g)    △H = ________

（3）粗硅经系列反应可生成硅烷（SiH4），硅烷分解生成高纯硅。已知硅烷的分解温度远低于甲烷，用原子结构解释其原因：_________，Si元素的非金属性弱于C元素，硅烷的热稳定性弱于甲烷。

（4）将粗硅转化成三氯氢硅（SiHCl3），进一步反应也可制得高纯硅。

①SiHCl3中含有的SiCl4、AsCl3等杂质对晶体硅的质量有影响。根据下表数据，可用________ 方法提纯SiHCl3。

②用SiHCl3制备高纯硅的反应为， 不同温度下，SiHCl3的平衡转化率随反应物的投料比（反应初始时，各反应物的物质的量之比）的变化关系如下图所示。下列说法正确的是________（填字母序号）。

a. 该反应的平衡常数随温度升高而增大

b. 横坐标表示的投料比应该是

c. 实际生产中为提高SiHCl3的利用率，应适当升高温度