随着人们的物质生活水平的不断提高和工业化快速发展,环境污染也日益加重,空气中有毒气体主要包括SO2、CO、NOx、烃类等等。
(1)在复合组分催化剂作用下,CH4可使SO2转化为S,同时生成CO2 和水。已知CH4 和S的燃烧热ΔH分别为-890 kJ /mol 和-297 kJ /mol,则CH4和SO2反应的热化学方程式为_______________。
(2)在20 L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。测得CO的转化率随温度及不同压强的变化如图所示,P2和195 ℃时n(H2)随时间的变化结果如表所示。
①P2及195℃下,在B点时,v(正)_____v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
②该反应的ΔH_________0(填“>”、“<”或“=”),原因是______________________________。
③在0~2 min,平均反应速率v(H2)=______________________。(数值用小数形式表示)
④在P2及195 ℃时,该反应的平衡常数Kp=__________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,结果用含P2的分式表示)。
(3)某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时,该电池工作原理见图所示。
①气体A中除了O2外,一定还含有的气体是________。
②该电池的负极反应式为__________________________。
高三化学综合题中等难度题
随着人们的物质生活水平的不断提高和工业化快速发展,环境污染也日益加重,空气中有毒气体主要包括SO2、CO、NOx、烃类等等。
(1)在复合组分催化剂作用下,CH4可使SO2转化为S,同时生成CO2 和水。已知CH4 和S的燃烧热ΔH分别为-890 kJ /mol 和-297 kJ /mol,则CH4和SO2反应的热化学方程式为_______________。
(2)在20 L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。测得CO的转化率随温度及不同压强的变化如图所示,P2和195 ℃时n(H2)随时间的变化结果如表所示。
①P2及195℃下,在B点时,v(正)_____v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
②该反应的ΔH_________0(填“>”、“<”或“=”),原因是______________________________。
③在0~2 min,平均反应速率v(H2)=______________________。(数值用小数形式表示)
④在P2及195 ℃时,该反应的平衡常数Kp=__________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,结果用含P2的分式表示)。
(3)某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时,该电池工作原理见图所示。
①气体A中除了O2外,一定还含有的气体是________。
②该电池的负极反应式为__________________________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
随着人们的物质生活水平的不断提高和工业化快速发展,环境污染也日益加重,空气中有毒气体主要包括SO2、CO、NOx、烃类等等。在20 L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。测得CO的转化率随温度及不同压强的变化如图所示,P2和195 ℃时n(H2)随时间的变化结果如表所示。
①在0~2 min,平均反应速率υ(CH3OH)=_____。(数值用小数形式表示)
②在P2及195 ℃时,该反应的平衡常数Kp=_____ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,结果用含P2的分式表示)。
高三化学计算题中等难度题查看答案及解析
汽车尾气(含有烃类、CO、NOx、SO2等)是城市空气的主要污染源,治理方法之一是在汽车排气管安装“催化转化装置器”。它能使CO和NOx反应生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,并使烃类充分燃烧、SO2转化。下列说法中正确的是( )
A.CO和NOx反应的化学方程式为2xCO+2NOx===2xCO2+N2
B.上述方法的缺点是导致空气中CO2的含量增大,从而大大提高空气的酸度
C.植树造林,增大绿化面积,能从根本上控制城市的各种污染源
D.汽车改用天然气或氢气作为燃料,不会减少对空气的污染
高三化学选择题简单题查看答案及解析
随着不断向化工、石油、电力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行业推广,钛金属日益被人们重视,被誉为“现代金属”和“战略金属”,是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资。工业主要以二氧化钛为原料冶炼金属钛。
Ⅰ.二氧化钛可由以下两种方法制备:
方法1:可用含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3,其中Ti元素化合价为+4价)制取,其主要流程如下:
(1)由滤液获得绿矾晶体的操作过程是________。
(2)甲溶液中除含TiO2+之外还含有的金属阳离子有________。
(3)已知10kg该钛铁矿中铁元素的质量分数为33.6%,能够得到绿矾晶体22.24kg,试计算最少加入铁粉的质量。
方法2:TiCl4水解生成TiO2·XH2O,过滤、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2,此方法制备得到的是纳米二氧化钛。
(4)①TiCl4水解生成TiO2·XH2O的化学方程式为________。
②检验TiO2·XH2O中Cl-是否被除净的方法是________。
Ⅱ.二氧化钛可用于制取钛单质
(5)TiO2制取单质Ti,涉及到的步骤如下:
反应②的化学方程式是________,该反应成功需要的其他条件及原因是________。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
“绿水青山就是金山银山”,因此如何消除大气污染物中的NOx、SO2等气体成为人们关注的主要问题之一。
(1)SO2的排放主要来自于煤的燃烧,工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。
已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下:
①SO2(g)+NH3·H2O(aq)= NH4HSO3(aq) ΔH1= a kJ/mol;
②NH3·H2O(aq)+ NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(ag)+H2O(l) ΔH2= b kJ/mol;
③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq) ΔH3= c kJ/mol。
则反应2SO2(g)+ 4NH3·H2O(aq)+ O2(g) = 2(NH4)2SO4(aq)+ 2H2O(l)的ΔH=______kJ/mol。
(2)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g) ΔH =−681.8 kJ/mol对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应,在温度为TK时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:
时间/min 浓度/mol·L−1 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
O2 | 1.00 | 0.79 | 0.60 | 0.60 | 0.64 | 0.64 |
CO2 | 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 0.88 | 0.88 |
①0~20 min内,平均反应速率v(SO2)=_____mol/(L·min)。
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断,改变的条件可能是_____(填字母)。
A.通入一定量的O2 B.加入一定量的粉状碳酸钙
C.适当缩小容器的体积 D.加入高效的催化剂
(3)NOx的排放主要来自于汽车尾气,有人利用反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH=−34.0 kJ/mol,用活性炭对NO进行吸附。
①已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示:
由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升髙而增大,其原因为________________________________;
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×105Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=_____________________ [已知:气体分压(P分)=气体总压(P)×体积分数]。
(4)氮氧化物也可以用尿素[(NH2)2CO]水溶液吸收。用尿素[(NH2)2CO]水溶液吸收体积比为1∶1的NO和NO2混合气,可将N元素转变为对环境无害的气体。该反应的化学方程式为___________________________________。
(5)汽车尾气吸收还可利用反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=−746.8 kJ/mol,实验测得,v正= k正·c2(NO)·c2(CO),v逆= k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数_________(填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍数。
②若在1L的恒容密闭容器中充入1 molCO和1 mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为80%,则k正︰k逆=_____L/mol。
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党的十九大报告中提出要建设美丽中国,推进绿色发展。燃煤烟气(污染气体包括NOx、CO、SO2等)的综合治理是解决大气污染的主要途径。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除其污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(1)△H=-44.0kJ·mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式__________。
(2)选择合适的催化剂,在一定条件下可对部分燃煤烟气回收,其主要反应是:2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(1)△H=-270kJ·mol-1
①其他条件相同、催化剂不同时,SO2的转化率随反应温度的变化如图1,Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高,不考虑催化剂价格因素,选择Fe2O3的主要优点是__________。
②T℃Fe2O3催化作用下,将等物质的量的CO和SO2充入容积为2L的密闭容器中,保持温度和体积不变,反应过程中CO的物质的量随时间变化如图2所示。10min内该反应的速率v(SO2)=________;T℃时该化学反应的平衡常数K=______;保持容积固定,若升高温度,反应的平衡常数_________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),容器内混合气体的密度__________。
(3) 图3是用食盐水做电解液电解烟气脱氮的原理图,NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NO3-,尾气经NaOH溶液吸收排入空气。
①NO被氧化的离子方程式是__________。
②若通入的烟气2240L(标准状况),烟气中NO含量为15%,(假设烟气中无其他含氮气体),测得溶液中含有NO3-的物质的量为1.47mol,则NO除去率为__________%。
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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
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汽车尾气含有烃类、CO、NO、SO2等物质,是城市空气的主要污染源。在汽车排气管上加装"催化转化器"可使CO和NO反应生成无毒气体。下列说法错误的是( )
A.CO和NO反应的化学方程式为:2CO + 2NO 2CO2 + N2
B.此法的缺点是由于CO2的增多会大大提高空气的酸度
C.汽车改用天然气为燃料或用氢气为能源,可减少对空气的污染
D.CO和NO均可与人体血红蛋白结合而使人中毒
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随着社会的发展,人们日益重视环境问题,下列说法不正确的是( )
A.绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除化学工业生产对环境的污染
B.对废旧电池进行回收处理主要是为了防止重金属污染水源和土壤
C.采用催化转换技术将汽车尾气中的NOx和CO转化为无毒气体
D.PM2.5是指大气中直径接近于2.5×10-6m的细颗粒物,它们分散在空气中形成的混合物具有丁达尔效应
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随着社会经济的发展,人们生活水平的提高和对环境要求的加强,来源广泛的高氨氮废水(主要含有NH4+)处理越来越受到重视。对于高氨氮废水的处理有多种方法。
(1)吹脱法:
使用吹脱法时需要在①中加入碱,写出发生的离子反应方程式______________________。
(2)MAP沉淀法:
①使用化学沉淀剂处理高氨氮废水时,向高氨氮废水中投入含有Mg2+的物质和H3PO4,调节溶液pH,与NH4+反应生成MgNH4PO4(MAP)沉淀。为有效控制溶液PH,并考虑污水处理效果,则最好选用下列物质中_____。
A MgO B MgSO4 C MgCl2
②控制溶液PH的合理范围为____________________
③从溶解平衡角度解释PH过高或过低不易形成沉淀MAP的原因(已知PO43-在酸性较强条件下以HPO42-形式存在)_______________
(3)生物脱氮传统工艺:
①在有氧气的条件下,借助于好氧微生物(主要是好氧菌)的作用生成NO3-,写出反应的离子方程式_________________________。
②在无氧的酸性条件下,利用厌氧微生物(反硝化菌)的作用使NO3-与甲醇作用生成N2,达到净化水的目的。写出离子方程式____________________________。
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