近几年我国大面积发生雾霾天气,其主要原因是SO2、NOx等挥发性有机物等发生二次转化,研究碳、氮、硫及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。
(1)在一定条件下,CH4可与NOx反应除去NOx,已知有下列热化学方程式:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ·mol-1
②N2(g)+2O2(g)2NO2(g) △H=+67.0 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-41.0 kJ·mol-1
则CH4(g)+2NO2(g) CO2(g)+2H2O(g)+N2 (g) △H=____kJ·mol-1;该反应在________(高温,低温,任何温度)下可自发进行
(2)若在T1℃、0.1 MPa条件下,往一密闭容器通入SO2和O2 [其中n(SO2):n(O2)= 2:1],测得容器内总压强与反应时间如下图所示。
①图中A点时,SO2的转化率为________。
②在其他条件不变的情况下,测得T2℃时压强的变化曲线如图所示,则C点的正反应速率0(正)与A点的逆反应速率A(逆)的大小关系为0(正)_____ A(逆) (填“>"、“<”或“ = ”)。
③图中B点的平衡常数Kp=__________(MPa)-1。(Kp=压强平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(3)利用脱氮菌可净化低浓度NO废气。当废气在塔内停留时间均为 90s 的情况下,测得不同条件下 NO 的脱氮率如图Ⅰ、Ⅱ所示。
①由图I知,当废气中的NO含量增加时,宜选用______________法提高脱氮效率。
②图Ⅱ中,循环吸收液加入Fe2+、Mn2+提高了脱氮的效率,其可能原因为______________。
高三化学综合题中等难度题
近几年我国大面积发生雾霾天气,其主要原因是SO2、NOx,挥发性有机物等发生二次转化,研究碳、氮、硫及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。
(1)在一定条件下,CH4可与NOx反应除去NOx,已知有下列热化学方程式:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ·mol-1
②N2(g)+2O2(g) 2NO2(g) △H=+67.0 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-41.0 kJ·mol-1
则CH4(g)+2NO2(g) CO2(g)+2H2O(g)+N2 (g) △H=_____kJ·mol-1;
(2)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫,将得到的Na2SO3溶液进行电解,其中阴阳膜组合电解装置如图一所示,电极材料为石墨。
① a表示_____离子交换膜(填“阴”或“阳”)。A—E分别代表生产中的原料或产品。其中C为硫酸,则A表示_______。
②阳极的电极反应式为____________________。
(3)SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸,其中SO2发生催化氧化的反应为: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。若在T1℃、0.1 MPa条件下,往一密闭容器通入SO2和O2 [其中n(SO2):n(O2)= 2:1],测得容器内总压强与反应时间如图二所示。
①图中A点时,SO2的转化率为________。
②在其他条件不变的情况下,测得T2℃时压强的变化曲线如图所示,则C点的正反应速率v0(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为v0(正)_____vA(逆) (填“>"、“<”或“ = ”)。
③图中B点的压强平衡常数Kp=______。(Kp=压强平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(4)为了清除NO、NO2、N2O4对大气的污染,常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理。现有由a mol NO、b molNO2、c molN2O4组成的混合气体恰好被VL氢氧化钠溶液吸收(无气体剩余),则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为______________。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
近几年我国大面积发生雾霾天气,其主要原因是SO2、NOx,挥发性有机物等发生二次转化,研究碳、氮、硫及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。
(1)在一定条件下,CH4可与NOx反应除去NOx,已知有下列热化学方程式:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ·mol-1
②N2(g)+2O2(g) 2NO2(g) △H=+67.0 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-41.0 kJ·mol-1
则CH4(g)+2NO2(g) CO2(g)+2H2O(g)+N2 (g) △H=_____kJ·mol-1;
(2)在3.0 L密闭容器中,通入0.10 mol CH4和0.20 mol NO2,在一定温度进行反应,反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表
时间t/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
总压强p/100kPa | 4.80 | 5.44 | 5.76 | 5.92 | 6.00 | 6.00 |
由表中数据计算0~4min内v(NO2)=_________,该温度下的平衡常数K=________。
(3)在一恒容装置中,通入一定量CH4和NO2,测得在相同时间内,在不同温度下,NO2的转化率如图(横坐标为反应温度,纵坐标为NO2转化率/%):
则下列叙述正确的是____________。
A.若温度维持在200℃更长时间,NO2的转化率将大于19%
B.反应速率:b点的v(逆)>e点的v(逆)
C.平衡常数:c点=d点
D.提高c点时NO2的转化率和反应速率,可适当升温或增大c(CH4)
(4)用0.05 mol·L-1Na2S溶液吸收上述甲烷中含有的H2S气体,当吸收的H2S的物质的量与原Na2S的物质的量相等时溶液显碱性,此时溶液中有关粒子的表达式正确的是( )
A.n(Na+)=0.1 mol B.c(Na+)-c(OH-)>c(S2-)+c(HS-)-c(H+)
C.c(H2S)+c(H+)<c(S2-)+c(OH-) D.c(Na+)-c(H2S)=2c(S2-)+c(HS-)
测得25℃时溶液中的c(H2S)=1.0×10-4mol·L-1,则溶液的pH=________。
(5)将(1)中CH4+2NO2CO2+2H2O+N2的反应设计为原电池,电池内部是掺杂氧化钇的氧化锆晶体,可以传导O2-;则电池的正极电极反应式为______________。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
近几年我国大面积发生雾霾天气,其主要原因是SO2、NOx等挥发性有机物等发生二次转化,研究碳、氮、硫及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。
(1)在一定条件下,CH4可与NOx反应除去NOx,已知有下列热化学方程式:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ·mol-1
②N2(g)+2O2(g)2NO2(g) △H=+67.0 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-41.0 kJ·mol-1
则CH4(g)+2NO2(g) CO2(g)+2H2O(g)+N2 (g) △H=____kJ·mol-1;该反应在____(高温,低温,任何温度)下可自发进行
(2)SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸,其中SO2发生催化氧化的反应为: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H< 0,在一定温度下的定容容器中,能说明上述平衡达到平衡状态的是:_____________。
A. 混合气体的密度不再发生变化 B.混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
C. (SO2):(O2):(SO3)=2:1:2 D.混合气体的总物质的量不再发生变化
(3)若在T1℃、0.1 MPa条件下,往一密闭容器通入SO2和O2 [其中n(SO2):n(O2)= 2:1],测得容器内总压强与反应时间如下图所示。
①图中A点时,SO2的转化率为________。
②在其他条件不变的情况下,测得T2℃时压强的变化曲线如图所示,则C点的正反应速率0(正)与A点的逆反应速率A(逆)的大小关系为0(正)_____A(逆) (填“>"、“<”或“ = ”)。
③图中B点的平衡常数Kp=______。(Kp=压强平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(4)为了清除NO、NO2、N2O4对大气的污染,常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理。现有由a mol NO、b molNO2、c molN2O4组成的混合气体恰好被VL氢氧化钠溶液吸收(无气体剩余),则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为____________。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
近几年我国大面积发生雾霾天气,其主要原因是SO2、NOx等挥发性有机物等发生二次转化,研究碳、氮、硫及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。
(1)在一定条件下,CH4可与NOx反应除去NOx,已知有下列热化学方程式:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ·mol-1
②N2(g)+2O2(g)2NO2(g) △H=+67.0 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-41.0 kJ·mol-1
则CH4(g)+2NO2(g) CO2(g)+2H2O(g)+N2 (g) △H=_____kJ·mol-1;该反应在_____(高温,低温,任何温度)下可自发进行
(2)SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸,其中SO2发生催化氧化的反应为: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H< 0,在一定温度下的定容容器中,能说明上述平衡达到平衡状态的是:_______________。
A. 混合气体的密度不再发生变化 B.混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
C. v(SO2):v(O2):v(SO3)=2:1:2 D.混合气体的总物质的量不再发生变化
(3)若在T1℃、0.1 MPa条件下,往一密闭容器通入SO2和O2 [其中n(SO2):n(O2)= 2:1],测得容器内总压强与反应时间如下图所示。
①图中A点时,SO2的转化率为________。
②在其他条件不变的情况下,测得T2℃时压强的变化曲线如图所示,则C点的正反应速率vc(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为vc(正)_____v A(逆) (填“>"、“<”或“ = ”)。
③图中B点的平衡常数Kp=______。(Kp=压强平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压物质的量分数)
(4)为了清除NO、NO2、N2O4对大气的污染,常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理。现有由a mol NO、b molNO2、c molN2O4组成的混合气体恰好被VL氢氧化钠溶液吸收(无气体剩余),则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为____________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
近几年我国大面积发生雾霾天气,其主要原因是SO2、NOx等挥发性有机物等发生二次转化,研究碳、氮、硫及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。
(1)在一定条件下,CH4可与NOx反应除去NOx,已知有下列热化学方程式:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ·mol-1
②N2(g)+2O2(g)2NO2(g) △H=+67.0 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-41.0 kJ·mol-1
则CH4(g)+2NO2(g) CO2(g)+2H2O(g)+N2 (g) △H=____kJ·mol-1;该反应在________(高温,低温,任何温度)下可自发进行
(2)若在T1℃、0.1 MPa条件下,往一密闭容器通入SO2和O2 [其中n(SO2):n(O2)= 2:1],测得容器内总压强与反应时间如下图所示。
①图中A点时,SO2的转化率为________。
②在其他条件不变的情况下,测得T2℃时压强的变化曲线如图所示,则C点的正反应速率0(正)与A点的逆反应速率A(逆)的大小关系为0(正)_____ A(逆) (填“>"、“<”或“ = ”)。
③图中B点的平衡常数Kp=__________(MPa)-1。(Kp=压强平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(3)利用脱氮菌可净化低浓度NO废气。当废气在塔内停留时间均为 90s 的情况下,测得不同条件下 NO 的脱氮率如图Ⅰ、Ⅱ所示。
①由图I知,当废气中的NO含量增加时,宜选用______________法提高脱氮效率。
②图Ⅱ中,循环吸收液加入Fe2+、Mn2+提高了脱氮的效率,其可能原因为______________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
研究氮、硫、碳及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义,可减少如雾霾天气、酸雨、酸雾等环境污染问题。
(1)在一定条件下,CH4可与NOx反应除去NOx,已知有下列热化学方程式:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ·mol-1
②N2(g)+2O2(g)2NO2(g) △H=+67.0 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-41.0 kJ·mol-1
则CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+2H2O(g)+N2 (g) △H=____kJ·mol-1;
(2)SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸,其中SO2发生催化氧化的反应为:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。在一定温度和压强下,往一密闭容器通入SO2和O2 [其中n(SO2):n(O2)= 2:1],测得容器内总压强在不同温度下与反应时间如图1所示。
① 图1中C点时,SO2的转化率为_______。
② 图1中B点的压强平衡常数Kp=_______。(Kp=压强平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(3)已知4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-1800 kJ·mol-1,将2 mol NH3、3 mol NO的混合气体分别置于a、b、c三个10 L恒容密闭容器中,使反应在不同条件下进行,反应过程中c(N2)随时间的变化如图2所示。
①与容器a中的反应相比,容器b中的反应改变的实验条件可能是_______,判断的依据是______________________________________。
②一定温度下,下列能说明反应已达到平衡状态的是____
A.H2O(g)与NO的生成速率相等 B.混合气体的密度保持不变
C.ΔH保持不变 D.容器的总压强保持不变
(4)利用人工光合作用,借助太阳能使CO2和H2O转化为HCOOH,如图3所示,在催化剂b表面发生的电极反应为:_____________________________________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
近几年我国大面积发生雾霾天气,2.5微米以下的细颗粒物(PM2.5)是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。空气中的CO、SO2、NOx等污染气体会通过大气化学反应生成PM2.5颗粒物。
(1)已知:2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH1= -221.0 kJ/mol
N2(g)+O2(g)2NO (g) ΔH2= +180.5 kJ/mol
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH3= -746.0 kJ/mol
用焦炭还原NO生成无污染气体的热化学方程式为_________________________________。
(2)已知由CO生成CO2的化学方程式为CO+O2CO2+O 。其正反应速率为v正=k正·c(CO) ·c(O2),逆反应速率为v逆=k逆·c(CO2) ·c(O),k正、k逆为速率常数。在2500 K下,k正=1.21×105 L·s-1·mol-1,k逆=3.02×105 L·s-1·mol-1。则该温度下上述反应的平衡常数K值为_________________________(保留小数点后一位小数)。
(3)CO2可用来生产燃料甲醇。CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1。在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定条件下发生反应:测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=___________________ mol·(L·min) -1。
②氢气的转化率=________________________。
③下列措施中能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是_____________________。
A.升高温度 B.充入0.5 mol CO2 和1.5 mol H2
C.充入He(g),使体系压强增大 D.将H2O(g)从体系中分离出去
(4)利用如图所示电解装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2,并用阴极室排出的溶液吸收NO2 。与电源b极连接的电极的电极反应式为____________________________________。
(5)NO2在一定条件下可转化为NH4NO3和NH4NO2。相同温度下,等浓度NH4NO3和NH4NO2两份溶液,测得NH4NO2溶液中c(NH4+)较小,分析可能的原因________________________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
2012年冬季,我国城市空气污染状况受到人们的强烈关注,其中NOx、CO、SO2是主要污染性气体。
I.汽车内燃机工作时发生的反应是导致汽车尾 气中含有NO的重要原因之一。
(1)有人欲选用合适的催化剂,使反应2NO(g)=N2(g)+O2(g)能较快进行以达到除去NO的目的。你认为该反应能否自发进行________(填“能”或“不能”)。
(2)利用催化技术可将汽车尾气中的NO气体转化成无毒气体,相关反应的平衡常数可表示为
,此反应为放热反应。在一定温度下,10L某密闭容器中发生上述反应,各物质的物质的量的变化情况如下表
①根据土表数据计算0~4s间用NO表示的平均速率v(NO)=________;达到化学平衡时两种反应物的转化率是否相等________(填“相等”或“不相等”)。
②在5~6s时,若K增大,5s后正反应速率________(填“增大”或“减小”)
③在5~6s时,若K不变,以上各物质的物质的量变化原因可能是________。
A.选用更有效的催化剂 B.缩小容器的体积
C.降低CO2浓度 D.升高温度
II为探究硫在氧气中燃烧的产物里是否有SO3,某化学兴趣小组在绝热环境下进行了定量实验探究。探究实验的相关数据如下
(3)对数据进行分析可知,等质量的硫在纯氧中燃烧产生的SO3比在空气中燃烧产生的SO3________(填“多”或“少”),原因可能是________。
A.纯氧中氧气浓度高,有利于化学平衡向右移动
B.化学反应
C.纯氧中氧气浓度高,单位时间内发热量大,致使反应体系的温度较高,不利于化学平衡
向右移动
D.3g硫在纯氧中燃烧比3g硫在空气中燃烧放出的热量多,不利于化学平衡
向右移动
高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
雾霾天气严重影响人们的生活健康,治理污染是化学工作者义不容辞的职责,因而对SO2、NOx等进行研究其有重要意义。
请根据以下信息回答有关问题:
I.NOx是汽车尾气的主要污染物之一。
(1)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
该反应的△H=__________。
(2)科学家通过实验发现,在紫外线照射下TiO2会使空气中的某些分子产生活性基团OH,并且活性基团OH可与NO2、NO发生反应生成硝酸和水。根据左下图示,请写出OH与NO反应的化学方程式__________。
(3)电解法可将工业废气中含有的NO2消除。原理是先将NO2转化为N2O4,然后电解得到N2O5 (常温下为无色固体,常做绿色硝化剂)。电解原理如右上图所示,该电解池中生成N2O5的电极反应式是___________。
Ⅱ.工业上采取多种措施减少SO2的排放。
(4)碘循环工艺具体流程如下:
① 用化学方程式表示反应器中发生的反应___________。
② 在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是__________。
③ 该工艺流程的优点有________。
(5)喷雾干燥法脱硫是除去SO2的常见方法,先将含SO2的废气溶于水,再用饱和石灰浆吸收,吸收液中c(Ca2+)一直保持为0.70mol/L,则吸收液中的c(SO42-)为_____。[已知该温度下,Ksp (CaSO3)=1.4×10-7]
高三化学简答题困难题查看答案及解析
研究发现,NOx和SO2是雾霾的主要成分。
Ⅰ. NOx主要来源于汽车尾气,可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。
已知:N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH=+180 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH=-564 kJ·mol-1
(1)2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH=________.
(2)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2 L的密闭容器中,保持温度和体积不变,反应过程(0~15 min)中NO的物质的量随时间变化如图所示。
①已知:平衡时气体的分压=气体的体积分数×体系的总压强,T℃时达到平衡,此时体系的总压强为p=20MPa,则T℃时该反应的压力平衡常数Kp =_______;平衡后,若保持温度不变,再向容器中充入NO和CO2各0.3mol,平衡将_____ (填“向左”、“向右”或“不”)移动。
②15 min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如上图所示的变化,则改变的条件可能是_____(填序号)
A.增大CO浓度 B.升温 C.减小容器体积 D.加入催化剂
Ⅱ. SO2主要来源于煤的燃烧。燃烧烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。
已知:亚硫酸:Ka1=2.0×10-2 Ka2=6.0×10-7
(3)请通过计算证明,NaHSO3溶液显酸性的原因:_________________________
(4)如图示的电解装置,可将雾霾中的NO、SO2转化为硫酸铵,从而实现废气的回收再利用。通入NO的电极反应式为____________________;若通入的NO体积为4.48L(标况下),则另外一个电极通入的SO2质量至少为________g。
高三化学综合题困难题查看答案及解析