SO2和CO均为燃煤烟气中的主要污染物,对二者的治理备受瞩目。
请回答下列问题:
(1)下列事实中,不能用于比较硫元素和碳元素非金属性强弱的是___________(填选项字母)。
A.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色而CO2不能
B.相同条件下,硫酸的酸性强于碳酸
C.CS2中硫元素显-2价
D.相同条件下,SO3的沸点高于CO2
(2)有人设计通过硫循环完成二者的综合处理,原理为
i.2CO(g) +SO2 (g)S(l)+2CO2(g) △H1=-37.0 kJ·mol-1
ii.S(l) + 2H2O(g)2H2(g) + SO2(g) △H2 =-45.4 kJ·mol-1
1 mol CO和水蒸气完全反应生成H2和CO2的热化学方程式为__________________________。
(3)T℃,向5L恒容密闭容器中充入2 mol CO和1 mol SO2,发生反应i。10min达到平衡时,测得S(l)的物质的量为0.8mol。
①0〜10 min内,用CO表示该反应速率v(CO)=____________________。
②反应的平衡常数为______________________。
(4)起始向密闭容器中充入一定量的S(1)和H2O(g),发生反应ii。H2O(g)的平衡转化率与温度(T)和压强(p)的关系如图所示。
①M、P两点的平衡转化率:a(M)___________a(P)(填“>”“<”或“=”),理由为_____________________。
②N、P两点的平衡常数:K(N)___________K(P)(填“>”“<”或“=”)。
高三化学简答题困难题
SO2和CO均为燃煤烟气中的主要污染物,对二者的治理备受瞩目。
请回答下列问题:
(1)下列事实中,不能用于比较硫元素和碳元素非金属性强弱的是___________(填选项字母)。
A.SO2能使酸性KMnO4溶液褪色而CO2不能
B.相同条件下,硫酸的酸性强于碳酸
C.CS2中硫元素显-2价
D.相同条件下,SO3的沸点高于CO2
(2)有人设计通过硫循环完成二者的综合处理,原理为
i.2CO(g) +SO2 (g)S(l)+2CO2(g) △H1=-37.0 kJ·mol-1
ii.S(l) + 2H2O(g)2H2(g) + SO2(g) △H2 =-45.4 kJ·mol-1
1 mol CO和水蒸气完全反应生成H2和CO2的热化学方程式为__________________________。
(3)T℃,向5L恒容密闭容器中充入2 mol CO和1 mol SO2,发生反应i。10min达到平衡时,测得S(l)的物质的量为0.8mol。
①0〜10 min内,用CO表示该反应速率v(CO)=____________________。
②反应的平衡常数为______________________。
(4)起始向密闭容器中充入一定量的S(1)和H2O(g),发生反应ii。H2O(g)的平衡转化率与温度(T)和压强(p)的关系如图所示。
①M、P两点的平衡转化率:a(M)___________a(P)(填“>”“<”或“=”),理由为_____________________。
②N、P两点的平衡常数:K(N)___________K(P)(填“>”“<”或“=”)。
高三化学简答题困难题查看答案及解析
近年华北地区频繁的雾霾天气已经引起人们的高度重视,化学反应原理可用于治理环境污染,请回答下列问题:
(1)一定条件下,可以用CO处理燃煤烟气生成液态硫,实现硫的回收。
①已知:2CO(g)+O2(g) = 2CO2(g) ΔH= -566 kJ·mol-1
S(l) +O2(g) = SO2(g) ΔH=-296 kJ·mol-1
则用CO处理燃煤烟气的热化学方程式是_____________________。
②在一定温度下,在2 L密闭容器中投入2 mol CO、l mol SO2发生上述反应,达到化学平衡时SO2的转化率为90%,则该温度下该反应的平衡常数K的数值为____________。
(2)SNCR—SCR是一种新型的烟气脱硝技术(除去烟气中的NOx),其流程如下:
已知该方法中主要反应的热化学方程式:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1646 kJ·mol-1,在一定温度下,在密闭恒压的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是__________________(填字母)。
a. 4v逆(N2) = v正(O2)
b.混合气体的密度保持不变
c. c(N2)∶c(H2O)∶c(NH3)=4∶6∶4
d.单位时间内断裂4 mol N-H键的同时断裂4 mol键
(3)如图所示,反应温度会直接影响SNCR技术的脱硝效率。
①SNCR技术脱硝的最佳温度选择925 ℃的理由是_____________。
②SNCR与SCR技术相比,SNCR技术的反应温度较高,其原因是________________;但当烟气温度高于1000℃时,SNCR脱硝效率明显降低,其原因可能是__________________。
(4)一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化,其工作原理如图所示:
①中间室的Cl-移向_________(填“左室”或“右室”),处理后的含硝酸根废水的pH__________(填“降低”或“升高”)
②若图中有机废水中有机物用C6H12O6表示, 请写出左室发生反应的电极反应式:_________________。
高三化学简答题困难题查看答案及解析
前两年华北地区频繁出现的雾霾天气引起了人们的高度重视,化学反应原理可用于治理环境污染,请回答以下问题。
(1)一定条件下,可用CO处理燃煤烟气生成液态硫,实现硫的回收。
①已知:2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) ΔH = −566 kJ·mol‾1
S(l) + O2(g) = SO2(g) ΔH = −296 kJ·mol‾1
则用CO处理燃煤烟气的热化学方程式是________________________。
②在一定温度下,向2 L 密闭容器中充入 2 mol CO、1 mol SO2发生上述反应,达到化学平衡时SO2的转化率为90%,则该温度下该反应的平衡常数K = _________________。
(2)SNCR─SCR是一种新型的烟气脱硝技术(除去烟气中的NOx),其流程如下:
已知该方法中主要反应的热化学方程式:
4NH3(g) + 4NO(g) + O2(g) ⇌ 4N2(g) + 6H2O(g) ΔH = −1646 kJ·mol‾1,在一定温度下的密闭恒压的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是__________________(填字母)。
a.4υ逆(N2) = υ正(O2)
b.混合气体的密度保持不变
c.c(N2):c(H2O):c(NH3)=4:6:4
d.单位时间内断裂4 mol N─H键的同时断裂4 mol N≡N键
(3)如图所示,反应温度会直接影响SNCR技术的脱硝效率。
①SNCR技术脱硝的温度选择925 ℃的理由是___________________。
②SNCR与SCR技术相比,SNCR技术的反应温度较高,其原因是____________________________________;但当烟气温度高于1000℃时,SNCR脱硝效率明显降低,其原因可能是_____________________。
(4)一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化,其工作原理如图所示:
①中间室的Cl‾ 移向_________(填“左室”或“右室”),处理后的含硝酸根废水的pH__________(填“增大”或“减小”)
②若图中有机废水中的有机物用C6H12O6表示,请写出左室发生反应的电极反应式:______________________________________________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
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__________%。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
化学与生产、生活密切相关,下列对有关现象及事实的解释正确的是( )
现象或事实 | 主要原因 | |
A | 燃煤中添加适量CaO可减少SO2排放量 | 燃烧中硫元素转化为CaSO3 |
B | 聚氯乙烯薄膜不能用于包装食品 | 会造成白色污染 |
C | 夏天雷雨过后感觉到空气特别的清新 | 空气中O3含量增加、尘埃减少 |
D | 蒸熟的糯米在适当条件可转化为香甜可口的甜酒 | 部分淀粉水解生成葡萄糖与乙醇 |
高三化学选择题简单题查看答案及解析
燃煤烟气中含有大量SO2和NO是大气主要污染物,需要经过净化处理后才能排放。
(1)尿素[CO(NH2)2]可用于SO2和NO的吸收。
①已知:CO(NH2)2(aq)+2H2O(l)═(NH4)2CO3(aq) △H1=akJ•mol-1
(NH4)2CO3(aq)+SO2(g)═(NH4)2SO3(aq)+CO2(g) △H2=bkJ•mol-1
2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)═2(NH4)2SO4(aq) △H3=ckJ•mol-1
反应2CO(NH2)2(aq)+4H2O(l)+O2(g)+2SO2(g)═2(NH4)2SO4(aq)+2CO2(g)的△H=__kJ•mol-1。
②尿素[CO(NH2)2]可将NO转化为N2和CO2而除去,该反应的化学方程式为__。
(2)利用电化学联合处理法可实现SO2和NO同时除去,工作原理如图所示。
①阳极的电极反应式为__。
②若工作前后阴极室成分不变,被处理的SO2和NO的在相同条件下的体积比V(SO2):V(NO)=__。
(3)用石灰乳与NaClO3的混合物吸收SO2和NO可得到CaSO4和Ca(NO3)2,吸收剂的浓度和反应温度对吸收率及吸收产物有影响。
①NaClO3浓度变化对SO2和NO吸收率影响如图所示,NaClO3浓度变化对SO2吸收率影响比NO吸收率影响小的原因是___。
②温度对SO2和NO吸收率影响如图所示,当温度高于55℃时,随着温度升高NO吸收率下降,其原因是___。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的重要原因之一,治理汽车尾气和燃煤尾气是环境保护的重要课题。回答下列问题:
(1)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物,用CH4催化还原NO2可消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+ 2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867.0kJ/mol;
②N2(g)+2O2(g)= 2NO2(g) △H=+67.8 kJ/mol;
③N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+89.0 kJ/mol
则CH4催化还原NO的热化学方程式为__________________________________。
(2)在汽车排气系统中安装三元催化转化器,可发生反应:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)。在某密闭刚性容器中通入等量的CO和NO,发生上述反应时,c(CO)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图所示。
①据此判断该反应的正反应为____(填“放热”或“吸热”)反应。
②温度T1时,该反应的平衡常数K=_____;反应速率v=v正-v逆=k正c2(NO)c2(CO)-k逆c2(CO2)c(N2),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,计算a处=________。
(3)SNCR-SCR脱硝技术是一种新型的除去烟气中氮氧化物的脱硝技术,一般采用氨气或尿素作还原剂,其基本流程如图:
①SNCR-SCR脱硝技术中用NH3作还原剂还原NO的主要反应为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g),△H<0,则用尿素[CO(NH2)2]作还原剂还原NO2的化学方程式为____________。
②体系温度直接影响SNCR技术的脱硝效率,如图所示:
SNCR与SCR技术相比,SCR技术的反应温度不能太高,其原因是__________;当体系温度约为925℃时,SNCR脱硝效率最高,其可能的原因是______________。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,大量排放烟气形成酸雨、污染大气,因此对烟气进行脱硫、脱硝,对环境保护有重要意义。回答下列问题:
Ⅰ.利用CO脱硫
(1)工业生产可利用CO气体从燃煤烟气中脱硫,则25℃时CO从燃煤烟气中脱硫的热化学方程式2CO(g)+SO2(g)⇌2CO2(g)+S(s)的焓变△H=_____________。25℃,100kPa时,由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的反应热称为标准摩尔生成焓,已知一些物质的“标准摩尔生成焓”如下表所示:
物质 | CO(g) | CO2(g) | SO2(g) |
标准摩尔生成焓∆fHm(25℃)/kJ∙mol-1 | -110.5 | -393.5 | -296.8 |
(2)在模拟脱硫的实验中,向多个相同的体积恒为2L的密闭容器中分别通入2.2mol CO和1mol SO2气体,在不同条件下进行反应,体系总压强随时间的变化如图所示。
①在实验b中,40 min达到平衡,则0~40 min用SO2表示的平均反应速率v(SO2)=_______。
②与实验a相比,实验b可能改变的条件为_______________,实验c可能改变的条件为_________________。
Ⅱ.利用NH3脱硝
(3)在一定条件下,用NH3消除NO污染的反应原理为:4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(l)△H=-1807.98kJ·mol-1。在刚性容器中,NH3与NO的物质的量之比分别为X、Y、Z(其中X<Y<Z),在不同温度条件下,得到NO脱除率(即NO转化率)曲线如图所示。
①NH3与NO的物质的量之比为X时对应的曲线为_____________(填“a”“b”或“c”)。
②各曲线中NO脱除率均先升高后降低的原因为__________。
③900℃条件下,设Z=,初始压强p0,则4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(l)的平衡常数Kp=_____________(列出计算式即可)。
Ⅲ.利用NaCIO2脱硫脱硝
(4)利用NaClO2的碱性溶液可吸收SO2和NO2(物质的量之比为1:1)的混合气体,自身转化为NaCl,则反应的离子方程式为________________。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
燃煤的烟气中常含有大量的NOx、CO、SO2等有害气体,治理污染、消除有害气体对环境的影响是化学工作者研究的重要课题。
Ⅰ.已知氮氧化物可采用强氧化剂Na2S2O8氧化脱除,过程如下所示:
(1)写出反应1的离子方程式:____ 。
(2)反应2为NO2-+S2O82-+2OH-=NO3-+2SO42-+H2O。此反应在不同温度下达到平衡时,NO2-的脱除率与Na2S2O8初始浓度的关系如图1所示。
①比较a、b点的反应速率:va正____vb逆(填“>”“<”或“=”)。
②根据图像可以判断该反应为吸热反应,理由是____________。
Ⅱ.沥青混凝土可作为反应2CO(g)+O2(g)2CO2(g)的催化剂。图2表示在相同的恒容密闭容器、相同的起始浓度、相同的反应时间段下,使用相同质量的不同沥青混凝土(α型、β型)催化时,CO的转化率与温度的关系。
(3)下列关于图2的说法正确的是________。
A.在均未达到平衡状态时,同温下β型沥青混凝土中CO转化速率比α型要大
B.b点时CO与O2分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高
C.a、b、c、d四点中,达到平衡状态的只有b、c两点
D.e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性
(4)已知c点时容器中O2浓度为0.02 mol/L,则50 ℃时,在α型沥青混凝土中CO转化反应的平衡常数K=_____________(用含x的代数式表示)。
Ⅲ.利用图3所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2。
(5)直流电源b极为____,阳极发生的反应为______。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
燃煤的烟气中常含有大量的NOx、CO、SO2等有害气体,治理污染、消除有害气体对环境的影响是化学工作者研究的重要课题。
Ⅰ.已知氮氧化物可采用强氧化剂Na2S2O8氧化脱除,过程如下所示:
(1)写出反应1的离子方程式:____ 。
(2)反应2为NO2-+S2O82-+2OH-=NO3-+2SO42-+H2O。此反应在不同温度下达到平衡时,NO2-的脱除率与Na2S2O8初始浓度的关系如图1所示。
①比较a、b点的反应速率:va正____vb逆(填“>”“<”或“=”)。
②根据图像可以判断该反应为吸热反应,理由是____________。
Ⅱ.沥青混凝土可作为反应2CO(g)+O2(g)2CO2(g)的催化剂。图2表示在相同的恒容密闭容器、相同的起始浓度、相同的反应时间段下,使用相同质量的不同沥青混凝土(α型、β型)催化时,CO的转化率与温度的关系。
(3)下列关于图2的说法正确的是________。
A.在均未达到平衡状态时,同温下β型沥青混凝土中CO转化速率比α型要大
B.b点时CO与O2分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高
C.a、b、c、d四点中,达到平衡状态的只有b、c两点
D.e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性
(4)已知c点时容器中O2浓度为0.02 mol/L,则50 ℃时,在α型沥青混凝土中CO转化反应的平衡常数K=_____________(用含x的代数式表示)。
Ⅲ.利用图3所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2。
(5)直流电源b极为____,阳极发生的反应为______。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析