利用化学原理对废气、废水进行脱硝、脱碳处理,可实现绿色环保、废物利用,对构建生态文明有重要意义。
Ⅰ.脱硝:
(1)H2还原法消除氮氧化物
已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+133kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ·mol-1
H2的燃烧热为285.8KJ·mol-1
在催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和氮气的热化学方程式为_____________。
(2)用NH3催化还原法消除氮氧化物,发生反应:
4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(l) △H<0
相同条件下,在2L恒容密闭容器中,选用不同催化剂,产生N2的量随时间变化如图所示。
① 计算0~4分钟在A催化剂作用下,
反应速率v(NO)=_______。
② 下列说法正确的是________。
A.该反应的活化能大小顺序是:Ea(A)>Ea(B)>Ea(C)
B.增大压强能使反应速率加快,是因为增加了活化分子百分数
C.单位时间内H-O键与N-H键断裂的数目相等时,说明反应已达到平衡
D.若反应在恒容绝热的密闭容器中进行,当K值不变时,说明已达到平衡
(3)微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。下图为MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理示意图。
① 已知A、B两极生成CO2和N2的物质的量之比为5 : 2,写出A极的电极反应式_____________________。
② 解释去除NH4+的原理___________________。
Ⅱ.脱碳:
(4)用甲醇与CO反应生成醋酸可消除CO污染。常温下,将a mol·L-1醋酸与bmol·L-1 Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),忽略溶液体积变化,计算醋酸的电离常数Ka=__________(用含a、b的代数式表示)。
高三化学简答题中等难度题
利用化学原理对废气、废水进行脱硝、脱碳处理,可实现绿色环保、废物利用,对构建生态文明有重要意义。
Ⅰ.脱硝:
(1)H2还原法消除氮氧化物
已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+133kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ·mol-1
H2的燃烧热为285.8KJ·mol-1
在催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和氮气的热化学方程式为_____________。
(2)用NH3催化还原法消除氮氧化物,发生反应:
4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(l) △H<0
相同条件下,在2L恒容密闭容器中,选用不同催化剂,产生N2的量随时间变化如图所示。
① 计算0~4分钟在A催化剂作用下,
反应速率v(NO)=_______。
② 下列说法正确的是________。
A.该反应的活化能大小顺序是:Ea(A)>Ea(B)>Ea(C)
B.增大压强能使反应速率加快,是因为增加了活化分子百分数
C.单位时间内H-O键与N-H键断裂的数目相等时,说明反应已达到平衡
D.若反应在恒容绝热的密闭容器中进行,当K值不变时,说明已达到平衡
(3)微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。下图为MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理示意图。
① 已知A、B两极生成CO2和N2的物质的量之比为5 : 2,写出A极的电极反应式_____________________。
② 解释去除NH4+的原理___________________。
Ⅱ.脱碳:
(4)用甲醇与CO反应生成醋酸可消除CO污染。常温下,将a mol·L-1醋酸与bmol·L-1 Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),忽略溶液体积变化,计算醋酸的电离常数Ka=__________(用含a、b的代数式表示)。
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利用化学原理对废气、废水进行脱硝、脱碳处理,可实现绿色环保、废物利用,对构建生态文明有重要意义。
Ⅰ.脱硝:
(1)H2还原法消除氮氧化物
已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+133kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ·mol-1
H2的燃烧热为285.8KJ·mol-1
在催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和氮气的热化学方程式为_____________。
(2)用NH3催化还原法消除氮氧化物,发生反应:
4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(l) △H<0
相同条件下,在2L恒容密闭容器中,选用不同催化剂,产生N2的量随时间变化如图所示。
① 计算0~4分钟在A催化剂作用下,
反应速率v(NO)=_______。
② 下列说法正确的是________。
A.该反应的活化能大小顺序是:Ea(A)>Ea(B)>Ea(C)
B.增大压强能使反应速率加快,是因为增加了活化分子百分数
C.单位时间内H-O键与N-H键断裂的数目相等时,说明反应已达到平衡
D.若反应在恒容绝热的密闭容器中进行,当K值不变时,说明已达到平衡
(3)微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。下图为MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理示意图。
① 已知A、B两极生成CO2和N2的物质的量之比为5 : 2,写出A极的电极反应式_____________________。
② 解释去除NH4+的原理___________________。
Ⅱ.脱碳:
(4)用甲醇与CO反应生成醋酸可消除CO污染。常温下,将a mol·L-1醋酸与bmol·L-1 Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),忽略溶液体积变化,计算醋酸的电离常数Ka=__________(用含a、b的代数式表示)。
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利用氢气对废气进行脱碳处理可实现绿色环保、废物利用,对于减少雾霾也具有重要意义。
(1)汽车尾气的主要污染物为NO,用H2催化还原NO可以达到消除污染的目的。
已知:2NO(g) N2(g)+O2(g) ΔH=-180.5 kJ·mol-1
2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1
写出H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是______________。
(2)某研究小组模拟研究如下:向2 L恒容密闭容器中充入2 mol NO发生反应2NO(g) N2(g)+O2(g),在不同的温度下,反应过程中物质的量与时间的关系如图所示:
①T2下,在0~5 min内,v(O2)=______________mol·L-1·min-1;该温度下反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)的平衡常数K=______________。
②该反应进行到M点放出的热量______________进行到W点放出的热量(填“>”、“<”或“=”)。
M点时再加入一定量NO,平衡后NO的转化率______________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
③反应开始至达到平衡的过程中,容器中下列各项发生变化的是______________(填序号)。
a.混合气体的密度 b.逆反应速率
c.单位时间内,N2和NO的消耗量之比 d.气体的平均相对分子质量
(3)氢气作为一种理想燃料,但不利于贮存和运输。利用氢能需要选择合适的储氢材料,镧镍合金在一定条件下可吸收氢气形成氢化物:LaNi5(s)+3H2(g) LaNi5H6(s) ΔH<0,欲使LaNi5H6(s)释放出气态氢,根据平衡移动原理,可改变的条件是______________(填字母编号)。
A.增加LaNi5H6(s)的量 B.升高温度
C.使用催化剂 D.减小压强
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利用氢气对废气进行脱碳处理可实现绿色环保、废物利用,对于减少雾霾也具有重要意义。
(1)汽车尾气的主要污染物为NO,用H2催化还原NO可以达到消除污染的目的。
已知:2NO(g) N2(g)+O2(g) ΔH=-180.5 kJ·mol-1
2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1
写出H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是______________。
(2)某研究小组模拟研究如下:向2 L恒容密闭容器中充入2 mol NO发生反应2NO(g) N2(g)+O2(g),在不同的温度下,反应过程中物质的量与时间的关系如图所示:
①T2下,在0~5 min内,v(O2)=______________mol·L-1·min-1;该温度下反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)的平衡常数K=______________。
②该反应进行到M点放出的热量______________进行到W点放出的热量(填“>”、“<”或“=”)。
M点时再加入一定量NO,平衡后NO的转化率______________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
③反应开始至达到平衡的过程中,容器中下列各项发生变化的是______________(填序号)。
a.混合气体的密度 b.逆反应速率
c.单位时间内,N2和NO的消耗量之比 d.气体的平均相对分子质量
(3)氢气作为一种理想燃料,但不利于贮存和运输。利用氢能需要选择合适的储氢材料,镧镍合金在一定条件下可吸收氢气形成氢化物:LaNi5(s)+3H2(g) LaNi5H6(s) ΔH<0,欲使LaNi5H6(s)释放出气态氢,根据平衡移动原理,可改变的条件是______________(填字母编号)。
A.增加LaNi5H6(s)的量 B.升高温度
C.使用催化剂 D.减小压强
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利用氢气对废气进行脱碳处理可实现绿色环保、废物利用,对于减少雾霾也具有重要意义。
(1)汽车尾气的主要污染物为NO,用H2催化还原NO可以达到消除污染的目的。
已知:2NO(g) N2(g)+O2(g) ΔH=-180.5 kJ·mol-1
2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1
写出H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是______________。
(2)某研究小组模拟研究如下:向2 L恒容密闭容器中充入2 mol NO发生反应2NO(g) N2(g)+O2(g),在不同的温度下,反应过程中物质的量与时间的关系如图所示:
①T2下,在0~5 min内,v(O2)=______________mol·L-1·min-1;该温度下反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)的平衡常数K=______________。
②该反应进行到M点放出的热量______________进行到W点放出的热量(填“>”、“<”或“=”)。
M点时再加入一定量NO,平衡后NO的转化率______________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
③反应开始至达到平衡的过程中,容器中下列各项发生变化的是______________(填序号)。
a.混合气体的密度 b.逆反应速率
c.单位时间内,N2和NO的消耗量之比 d.气体的平均相对分子质量
(3)氢气作为一种理想燃料,但不利于贮存和运输。利用氢能需要选择合适的储氢材料,镧镍合金在一定条件下可吸收氢气形成氢化物:LaNi5(s)+3H2(g) LaNi5H6(s) ΔH<0,欲使LaNi5H6(s)释放出气态氢,根据平衡移动原理,可改变的条件是______________(填字母编号)。
A.增加LaNi5H6(s)的量 B.升高温度
C.使用催化剂 D.减小压强
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工业废气中的NO2、CO2对环境具有极大影响,利用化学反应原理对其处理,对构建“绿水青山”生态文明有重要意义。请回答下列问题:
(1)下列说法正确的是_________
A.CO2和NO2与水反应所得溶液均为弱酸
B.NO2在一定条件下能与NH3反应生成环境友好的物质
C.通过测定溶液的pH,一定能判断H2CO3和HNO2的酸性强弱
D.Na2CO3溶液中加入硫酸可生成CO2
(2)H2在催化剂存在下能与NO2反应生成水蒸气和氮气而消去工业尾气中NO2的污染,
已知:①N(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+133kJ/mol;②H2O(g)=H2O(1)ΔH=-44kJ/mol;③H2的燃烧热为285.8kJ/mol,该反应的热化学方程式为___________.
(3)CO2可在一定条件下转化为CH3OH。己知向2L密闭容器中加入2molCO2和6molH2,在适当的催化剂和T1温度下,发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(1)+H2O(1) ΔH<O,10min时达到平衡状态,10min后改变温度为T2,生成物全部为气体,20min时达到平衡状态,反应过程中部分数据见表:
反应时间 | CO2(mol) | H2(mol) | CH3OH(mol) | H2O(mol) |
0min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10min | 4.5 | |||
20min | 1 |
①前10min内的平均反应速率v(CO2)=_______,20min时H2的转化率为_______。
②在其他条件不变的情况下,若30min时只改变温度为T3,达平衡时H2的物质的量为3.2mol,则T2______T3(填“>”“<”或“=”),在温度T2时,反应的化学平衡常数为______。
③在T1温度下,将容器容积缩小一倍,反应达平衡时CH3OH物质的量为____mol.和改变下列条件,能使H2的反应速率和转化率都一定增大的是____(填标号)。
A.在容积不变下升高温度
B.其它条件下不变,增加压强
C.在容积和温度不变下充入N2
D.在容积和温度不变下及时分离出CH3OH
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
(15分)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:
n(SO32﹣)︰n(HSO3﹣) | 91︰9 | 1︰1 | 9︰91 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
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-)
高三化学简答题困难题查看答案及解析
(20分)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
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所示。
则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。
(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:
n(SO32﹣)︰n(HSO3﹣) | 91︰9 | 1︰1 | 9︰91 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
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-)
(4)利用下图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2,用阴极排出的溶液可吸收NO2。
①阳极的电极反应式为_________________。
②在碱性条件下,用阴极排出的溶液吸收NO2,使其转化为无害气体,同时有生成。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______________。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
(14分)火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。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转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H3
①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的关系曲线如图所示,
则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3__________0(填“>”、“<”或“=”)。
②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)的浓度随时间变化如图所示。试回答:0~10 min内,氢气的平均反应速率为 mol/(L·min);该温度下,反应的平衡常数的值为 ;第10 min后,向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2,则再次达到平衡时CH3OH(g)的体积分数 (填变大、减少、不变)。
(3)脱硫。某种脱硫工艺中将废气经处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH<7,其原因用离子方程式表示为 ;在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,则溶液中c(Na+) + c(H+)__________c(NO3-) + c(OH-)(填写 “>”“=”或“<”)
高三化学填空题困难题查看答案及解析
(14分)火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体
会造成环境污染。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转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H3
①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的关系曲线如图所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3__________0(填“>”、“<”或“=”)。
②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)的浓度随时间变化如图所示。
试回答:0~10 min内,氢气的平均反应速率为
________mol/(L·min);该温度下,反应的平衡常数的值为________;第10 min后,向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2,则再次达到平衡时CH3OH(g)的体积分数________(填变大、减少、不变)。
(3)脱硫。某种脱硫工艺中将废气经处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH<7,其原因用离子方程式表示为;在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,则溶液中c(Na+) + c(H+)__________c(NO3-) + c(OH-)(填写“>”“=”或“<”)
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