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填空题

研究烟气的脱硫(除SO2)和脱硝(除NOx)具有重要意义,请回答下列问题:

(1)烟气脱硫、脱硝的环境意义是____。

(2)新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2,再用一定量的磷酸与上述吸收的产物反应,得到一种复合肥,该复合肥料可能的化学式为____(只写一种)。

(3)火力发电厂的燃煤排烟中含大量的氮氧化物(NOx),可利用甲烷和NOx在一定条件下反应消除其污染,写出CH4 与NO2反应的化学方程式:________。

(4)脱硝反应:2NH3(g) +NO(g) +NO2(g) 2N2 (g) +3H2O(g) △H<0,该反应在恒温恒容的密闭容器中进行并达到平衡,下列说法正确的是___(填序号)。

A.降低温度平衡常数变大

B.充入NH3,NO和NO2的转化率变大,平衡常数变大

C.使用催化剂,达到平衡的时间缩短,△H变小

D.充入惰性气体,压强变大,平衡向左移动

(5)使用催化技术可发生反应:2NO(g)+2CO(g) N2(g) +2CO2(g),根据传感器在某温度下测得的数据绘制如图:

①前1s内的平均反应速率v(CO2)=___。

②该温度下的平衡常数K=___。

(6)目前科学家正在研究以乙烯作还原剂的脱硝(NO)原理,其脱硝机理及脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图:为使脱硝效果最佳,你认为应选用的条件是____ 。

正确答案

(l)能防止形成酸雨、酸雾(光化学烟雾)

(2) (NH4)2HPO4或(NH4)3PO4或NH4H2 PO4 (3) CH4 +2NO2N2+CO2+2H2O

(4)A

(5)1.5×10-7 mol.L-1.s-1 ;0.5

(6) 300~ 400℃、负载率为3.0%(或b)

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填空题

肼(N2H4)广泛用于火箭推进剂、有机合成及电池燃料。请回答下列问题

(1)直接肼燃料电池原理如图所示,通入N2H4的极为电池的__________极。(填:正、负)

(2)火箭常用N2O4作氧化剂,肼作燃料,已知:

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=-67.7kJ·mol-1

N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-534.0kJ·mol-12NO2(g)N2O4(g) △H=-52.7kJ·mol-1

试写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式:_____________________。

(3)肼的水合物(水合肼,N2H4·2H2O)是一种强还原剂,某文献报道用Fe-Al复合催化剂催化水合肼可选择性还原对氯硝基苯制备对氯苯胺,某次实验部分记录如下

请分别从实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组合出最佳条件依次为_________________(选用序号①②③④⑤)。

(4)已知:2NO2(g)==N2O4(g) △H=-57.20kJ·mol-1。一定温度下,在密闭容器中反应

2NO2(g)N2O4(g)达到平衡。其他条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是__________(填字母)

A.减小NO2的浓度 B.降低温度 C.增加NO2的浓度 D.升高温度

(5)17℃、1.01×105Pa,密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时,c(NO2)=0.0300mol·L-1

c(N2O4)=0.0120 mol·L-1。计算反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K。

_______________________________

正确答案

(1)负极

(2)2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-947 .6 kJ· mol-1

(3)④④③

(4)BC

(5)

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二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题:

(1)煤的气化的主要化学反应方程式为:_________________________________。

(2)煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为:______________________________。

(3)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:

① 2H2(g) + CO(g)CH3OH(g);ΔH =-90.8 kJ·mol-1

② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g) + H2O(g);ΔH=-23.5 kJ·mol-1

③ CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g);ΔH=-41.3 kJ·mol-1

总反应:3H2(g) + 3CO(g)CH3OCH3(g) + CO2(g)的ΔH= ___________;一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是__________(填字母代号)。

a.高温高压 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度 d.增加CO的浓度 e.分离出二甲醚

(4)已知反应②2CH3OH(g)CH3OCH3(g) + H2O(g)某温度下的平衡常数为400。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:

① 比较此时正、逆反应速率的大小:v正 ______ v逆 (填“>”、“<”或“=”)。

② 若加入CH3OH后,经10 min反应达到平衡,此时c(CH3OH) = _________;该时间内反应速率

v(CH3OH) = __________。

正确答案

(1)C+H2OCO+H2(2)Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS

(3)-246.4kJ· mol-1;ce

(4)①>;②0.04mol·L-1;0.16mol·L-1·min-1

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简答题

(的0ww•漳州g模)纳米氧化镁具有特殊的热、光、电、力学和化学等性能,有广泛的应用前景.如e是利用海水制备纳米氧化镁的流程e.

回答下列问题:

(w)操作I后得到的母液右镁离子浓度为w.8×w0-3 mol•L-w,要使镁离子产生沉淀,溶液的pH最低应为______.(已知:Ksp[MgCO3]=6.8×w0-6,Ksp[Mg(OH)]=w.8×w0-ww

(的)利用MgCl•6HO制备无水氯化镁,需在干燥的______气流右加热,原因是______.

(3)反应I右CO(NH与HO反应生成CO和NH3•HO,还发生另g主要化学反应的离子方程式为______.

(4)某科研小组研究反应I在温度为3二8K~3多8K时的反应时间、反应物配比等因素对制备纳米氧化镁产率的影响.请完成以下实验设计表(表右不要留空格):

(w)如e为反应I的温度对纳米MgO产率(曲线a)和粒径(曲线b)的影响,请你归纳出温度对纳米MgO的制备有何影响的结论(至少写出g条):__________________.

正确答案

(1)由于Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)•c2(OH-)=1.l×10-11,当溶液手c(Mg2+)=10-3mol•L-1,开始沉淀需要OH-浓度为c(OH-)==10-四&nzsp;mol•L-1,所以c(H+)==10-10mol•L-1,pH=-lgc(H+)=-log10-10=10.

故答案为;10.

(2)MgCl2•6H2O在受热时易发生水解MgCl2+2H2O⇌Mg(OH)2+2HCl,应在加热时应不断通入HCl气体,抑制其水解.

故答案为:HCl;MgCl2•6H2O在受热时易发生水解,为抑制其水解,在加热时应不断通入HCl气体.

(3)由工艺流程转化关系可知,反应I手的目的是制备Mg(OH)2,所以反应I手还发生Mg2+与氨水反应生成Mg&nzsp;(OH)2与NH+,反应离子方程式为Mg2++2NH3•H2O=Mg&nzsp;(OH)2↓+2NH+

故答案为:Mg2++2NH3•H2O=Mg&nzsp;(OH)2↓+2NH+

(四)实验根据控制变量法进行对比试验,研究温度、反应时间、反应物配比对氧化镁产率影响.

(Ⅰ)实验①和③,温度相同,反应时间相同,应研究反应物配比对氧化镁产率的影响,③手反应物配比应为四:1;

(Ⅱ)实验②和④,反应时间相同,反应物配比相同,温度不同,应是探究温度对产率的影响;

(Ⅲ)③手反应物配比应为四:1,实验②和③,温度相同、反应物配比相同,反应时间不同,探究反应时间对产率的影响.

故答案为:

(5)由图表手数据可知,在37lK~39lK,纳米MgO的粒径大小无明显变化,在3l3K较低温度下有利于形成较小的颗粒,纳米MgO产率产率随温度的升高而增大.

故答案为:在37lK~39lK,纳米MgO的粒径大小无明显变化,在3l3K较低温度下有利于形成较小的颗粒,纳米MgO产率产率随温度的升高而增大.

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简答题

已知工业上生产H2的过程中有如下反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)在一定条件下的密闭容器中,该反应达到化学平衡状态.请回答:

(1)若增大H2O(g)的浓度,则CO的转化率______(填“增大”或“减小”).

(2)若升高温度能使化学平衡向正反应方向移动,则正反应是______(填“放热”或“吸热”)反应.

正确答案

(1)CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)在一定条件下的密闭容器中,该反应达到化学平衡状态,增大H2O(g)的浓度,则CO的转化率增大;

故答案为:增大;

(2)升高温度能使化学平衡向正反应方向移动,说明正反应方向是吸热反应;

故答案为:吸热.

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填空题

氮及其化合物与我们的吃、穿、住、行、健康等都有着密切的联系,也是高中化学学习中重要的一部分。请回答下列问题:

(1)一定条件下,向一个2L的密闭容器中充入2mol N2和6 molH2,反应达平衡时放出93 kJ热量,生成NH3的浓度为1mol/L,试写出该反应的热化学方程式:______________________

(2)现有一支10 mL的试管,充满NO倒置于水槽中,向试管中缓缓通入一定量氧气,当试管内液面稳定时,剩余气体2 mL。则通入氧气的体积可能为__________________

(3)一定条件下,某密闭容器中发生反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)

①恒温恒容下,平衡时NH3的转化率甲____(填“>”“=”或“<”)乙。

②恒温恒容下,若要使丙与甲平衡时各组分浓度相同,则x=____,y=____,z=____。

(4)向容积相同、温度分别为T1和T2的两个密闭容器中分别充入等量NO2,发生反应:

2NO2(g)N2O4(g) △H<0。恒温恒容下反应相同时间后,分别测定体系中NO2的百分含量分别为a1和

a2。已知T1

A.大于 B.小于 C.等于 D.以上都有可能

(5)标准状况下,将干燥纯净的氨和二氧化氮气体分别完成喷泉实验后所得溶液等体积混合,反应后溶液中的离子浓度关系正确的是____。

A.c(NO3-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)

B.c(NH4+)>c(NO3-)>c(OH-)>c(H+)

C.c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)

D.c(NH4+)+c(NH3·H2O)=1.5c(NO3-)

正确答案

(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-93 kJ/mol

(2)6 mL和9.5mL

(3)①>;②1.375;0.5;0.75

(4)D

(5)AC

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简答题

下列现象不能用勒夏特列原理解释的是(  )

正确答案

A.Fe(SCN)3溶液中存在3SCN-+Fe3+=Fe(SCN)3(血红色),加入KSCN,增大SCN-的浓度,增大反应物浓度,平衡向正反应方向进行,所以Fe(SCN)3的量增加,血红色变深,能用勒夏特列原理解释,故A正确;

B.对N2+3H2 2NH3的化学平衡状态,加压后平衡向右移动,有利于N2与H2合成NH3,升温后平衡向左移动,不利于N2与H2合成NH3,升温后N2与H2合成NH3的反应速率提高,但NH3的产率降低,这与勒夏特列原理无关,故B错误;

C.水中存在可逆过程:H2O

H++OH-,加入酸或碱,平衡向逆反应方向移动,可用勒夏特列原理解释,故C正确;

D.加热FeCl3溶液,使平衡Fe3++3H2O

Fe(OH)3+3H+向正反应方向移动,有利于Fe(OH)3的生成,溶液蒸干时,盐酸易挥发,则得到的固体为氢氧化铁,再灼烧时,Fe(OH)3分解生成Fe2O3,使水解平衡持续正向移动,可用勒夏特列原理解释,故D正确;

故选B.

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填空题

近年来我省汽车拥有量呈较快增长趋势。汽车尾气已成为主要的空气污染物;部分大城市交通干道的

NOx和CO严重超过国家标准,已具有发生光化学烟雾污染的潜在危险。

(1)某研究性学习小组在一烟雾实验箱中对光化学烟雾形成进行了模拟实验。测得烟雾的主要成分为

CxHy(烃)、NO、NO2、O3、PAN(CH3COOONO2),各种物质的相对浓度随时间的变化,记录于上图。根据图中数据,下列推论中,最不合理的是________________

A.NO的消失的速率比RH快

B.NO生成NO2

C.CxHy及NO2可以生成PAN及O3D.O3生成PAN

(2)汽车内燃机工作时产生的高温会引起N2和O2的反应:N2(g)+O2(g)2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。

①上图表示在T1、T2两种不同温度下,一定量的NO发生分解过程中N2的体积分数随时间变化的图像,根据图像判断反应N2(g)+O2(g)2NO(g)为___________(填“吸热”或“放热”)反应。

②2000℃时,向容积为2L的密闭容器中充入10molN2与5mol O2,达到平衡后NO的物质的量为2mol,则

2000℃时该反应的平衡常数K=____________。该温度下,若开始时向上述容器中充入N2与O2均为

1mol,则达到平衡后N2的转化率为_______________。

③为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染,给汽车安装尾气净化装置。净化装置里装有含Pd等过渡元素的催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如下图所示。 写出上述变化中的总化学反应方程式:_________________________。

(3)当采用稀薄燃烧[指汽油在较大空/燃比(空气与汽油的体积比)条件下的燃烧]发动机时,此时汽车排除尾气中的主要污染物为NOx。为减少NOx的排放,采用了吸附-还原型催化剂,用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。例如:

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

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g); △H2

若1molCH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为867kJ,则△H2=____________。

正确答案

(1)D

(2)①吸热;② 0.11;14.3%;③2NO+O2+4CO4CO2+N2 (3)-1160kJ/mol

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简答题

已知2A(g)+B(g)⇌2C(g),△H=-akJ/mol(a>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2mol A和1mol B,在500℃时充分反应达平衡后C的浓度为ωmol/L,放出热量为bkJ.

(1)比较a______b(填“>”“=”或“<”).

(2)下表为不同温度下该反应的平衡常数.由此可推知,表中T1______T2(填“>”、“=”或“<”).

若在原来的容器中,只加入2mol C,500℃时充分反应达平衡后,吸收热量为ckJ,C的浓度______(填“>”“=”或“<”)ω mol/L,a、b、c之间满足何种关系______(用代数式表示).

(3)在相同条件下要想得到2akJ热量,加入各物质的物质的量可能是______.

A.4mol A和2mol B B.4mol A、2mol B和2mol C

C.4mol A和4mol B D.6mol A和4mol B

(4)为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是______.

A.及时分离出C气体 B.适当升高温度

C.增大B的浓度 D.选择高效催化剂

(5)若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时加入2mol A和1mol B,500℃时充分反应达平衡后,放出热量为dkJ,则d______b(填“>”、“=”或“<”),理由是______.

(6)在一定温度下,向一个容积可变的容器中,通入3molA和2molB及固体催化剂,使之反应,平衡时容器内气体物质的量为起始时的90%.保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为4mol A、3mol B和2mol C,则平衡时A的百分含量______(填“不变”、“变大”、“变小”或“无法确定”).

正确答案

(1)在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2mol A和1mol B,在500℃时充分反应达平衡后C的浓度为ωmol/L,放出热量为bkJ,反应是可逆反应,不能进行彻底,反应放出的热量小于焓变数值,a>b;

故答案为:>;

(2)反应是放热反应,温度升高平衡常数减小,图表数据分析,T1<T2,恒温恒容下,2molC完全转化到左边,可得2molA和1molB,故与原平衡为等效平衡,平衡时C的浓度相同,故c(C)=Wmol•L-1,同一可逆反应,相同温度下,正、逆反应的反应热数值相等,但符号相反,令平衡时C的物质的量为nmol,

对于反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)△H=-akJ•mol-1,则b=n×

对于反应2C(g)⇌2A(g)+B(g)△H=akJ•mol-1,C分解的物质的量为(2-n)mol,故c=×a=1-n×,故a=b+c,

故答案为:<,=,a=b+c;

(3)由反应方程式可知生成2mol的C时放热a kJ,想得到2a kJ热量,则需生成4molC;由于反应是可逆反应,不可能完全进行到底,所以要得到4molC,A与B物质的量必须要多于4mol和 2mol,故D符合,B选项中既有正反应又有逆反应,最终放出的热量小于2akJ,

故答案为:D;

(4)已知2A(g)+B(g)⇌2 C(g),△H=-akJ/mol(a>0),反应是气体体积减小的放热反应,依据平衡移动原理分析,反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动;

A.及时分离出C气体,反应正向进行,但反应速率减小,故A不符合;

B.适当升高温度,加快反应速率,但平衡逆向进行,故B不符合;

C.增大B的浓度,平衡正向进行,反应速率增大,故C符合;

D.选择高效催化剂,增大反应速率,但不改变平衡,故D不符合;

故答案为:C;

(5)原平衡随反应进行,压强降低.恒压容器(反应器开始体积相同),相同温度下起始加入2molA和1molB,等效为在原平衡的基础上增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即向正反应移动,B的转化率变大,反应放出的热量增大,大于恒容容器中达到平衡状态放出的热量,d>b;

故答案为:>;由于反应过程中恒压容器中压强大于恒容容器,所以转化率更大,放热更多;

(6)恒压容器中通入3molA和2molB及固体催化剂,使之反应,平衡时容器内气体物质的量为起始时的90%.保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为4mol A、3mol B和2mol C,转化为起始量,2A(g)+B(g)⇌2C(g),相当于起始量为6molA和4molB,是原来起始量的2倍,恒压容器中达到相同平衡状态,平衡时A的百分含量不变;

故答案为:不变.

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简答题

汽车排气中的CO、NOX已经成为大气的主要污染物,使用稀土等催化剂能将CO、NOx、碳氢化合物转化成无毒物质,从而减少汽车尾气污染.

(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ/mol

2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221.0kJ/mol

C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol

试写出NO与CO催化转化成N2和CO2的热化学方程式______

(2)在容积相同的两个密闭容器内(装有等量的某种催化剂),分别充入同量的NOx及C3H6,在不同温度下,同时发生以下反应:

18NO(g)+2C3H6(g)

9N2(g)+6CO2(g)+6H2O(g);

18NO2(g)+4C3H6(g)

9N2(g)+12CO2(g)+12H2O(g);

并分别在t秒时测定其中NOx转化率,绘得图象如右图所示:

①从图中可以得出的结论是

结论一:从测定NOX转化数据中判断,相同温度下______

结论二:______

②在上述NO2和C3H6反应中,提高NO2转化率的措施有______.(填编号)

A.加入催化剂 B.降低温度     C.分离出H2O(g) D.增大压强

(3)CO的中毒是由于CO与血液中血红蛋白的血红素部分反应生成碳氧血红蛋白(Hb•CO),在37℃时:CO+Hb•O2

 O2+Hb•CO   K=220

实验表明,Hb•CO的浓度即使只有Hb•O2浓度的2%,也可造成人的智力损伤.抽烟后,测得平衡时人体肺部的空气中CO和O2的浓度分别为10-6mol•L-1和10-2mol•L-1.请问,抽烟会造成人的智力损伤吗?(写出计算过程)

正确答案

(1)N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ/mol①

2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221.0kJ/mol②

C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol ③

方程式③×2-②-①得NO (g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)

所以△H=(-393.5kJ/mol)×2-(-221.0kJ/mol)-(+180.5kJ/mol)=-746.5 kJ/mol,

故答案为:NO (g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5 kJ/mol;                             

(2)①通过图象知,NO转化效率比NO2 的低;在250°C-450°C时,NOx转化率随温度升高而增大,450°C-600°C时NOx转化率随温度升高而减小.  

故答案为:NO转化效率比NO2 的低;在250°C-450°C时,NOx转化率随温度升高而增大,450°C-600°C时NOx转化率随温度升高而减小;                                  

②根据图象知,温度越高(450度),二氧化氮的转化率越小,所以该反应是放热反应,且该反应是气体体积增大的反应.

A、催化剂只改变反应到达平衡的时间,不改变化学平衡状态,故A错误;

B、该反应是放热反应,所以降低温度,平衡向正反应方向移动,增大二氧化氮的转化率,故B正确;

C、分离出H2O(g),减少生成物的浓度,平衡向正反应方向移动,增大二氧化氮的转化率,故C正确;

D、该反应是气体体积增大的反应,增大压强,平衡向逆反应方向移动,二氧化氮的转化率降低,故D错误;

故答案为:BC;                                                                

(3)肺部CO和O2的浓度分别为10-6mol•L-1和10-2mol•L-1

K===220,×100%=2.2%>2%,

答:抽烟会造成人的智力损伤.

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