氮及其化合物的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题,下面是氮的氧化物的几种不同情况下的转化.
(1)已知:2SO2(g)+O2 (g)⇌2SO3 (g)△H=﹣196.6kJ•mol﹣1
2NO(g)+O2 (g)⇌2NO2 (g)△H=﹣113.0kJ•mol﹣1则SO2气体与NO2气体反应生成SO3气体和NO气体的反应为 (填“放热”或“吸热”)反应.
(2)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如图1所示.
①反应在c点 (填“达到”或“未到”)平衡状态.
②开始时,在该容器中加入:
Ⅰ:1molSO2(g)和1molNO2(g);II:1molSO3(g)和1mol NO(g),则达化学平衡时,该反应的平衡常数Ⅰ Ⅱ(填“>”、“=”或“<”).
(3)用氢氧化钠溶液吸收氮的氧化物时发生下列反应:
2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O
2NaOH+2NO2=NaNO2+NaNO2+H2O
将反应混合液和氢氧化钠溶液分别加到如图2所示的电解槽中进行电解,A室产生了N2.
①电极Ⅰ是 极,B室产生的气体是 .
②A室NO2﹣发生的电极反应是 ;
(4)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术.现有NO、NO2的混合气6L,可用同温同压下7L的NH3恰好使其完全转化为N2,则原混合气体中NO和NO2的物质的量之比为 .
高三化学填空题简单题
氮及其化合物的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。
(1)合成氨工业是最基本的无机化工之一,氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。 合成氨反应中有关化学键键能数据如下表:
化学键 | H—H | N≡N | N—H |
E/ kJ•mol﹣1 | 436 | 946 | 391 |
①已知:合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的活化能Ea=508 kJ•mol﹣1,则氨分解反应:2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的活化能Ea=_____。
②下图表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:_____(保留3位有效数字)。
③依据温度对合成氨反应的影响,在图坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,N2物质的量变化的曲线示意图_______________。
(2)选择性催化还原脱硝技术(SCr)是目前较成熟的烟气脱硝技术,该技术是指在温度300~420℃之间和催化剂条件下,用还原剂(如NH3)选择性地与NOx反应。
①SCr脱硝技术中发生的主要反应为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H=-1625.5kJ·mol-1;氨氮比[n(NH3)/n(NO)]会直接影响该方法的脱硝率。350℃时,只改变氨气的投放量,氨气的转化率与氨氮比的关系如图所示。当n(NH3)/n(NO)>1.0时,烟气中NO浓度反而增大,主要原因是_____。
②碱性溶液处理烟气中的氮氧化物也是一种脱硝的方法,写出NO2被Na2CO3溶液吸收生成三种盐的化学反应方程式_____。
③直接电解吸收也被用于脱硝。用6%的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸,再将吸收液导入电解槽电解,使之转化为硝酸。电解装置如图所示。阳极的电极反应式为_____。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
氮及其化合物的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。
(1)合成氨工业是最基本的无机化工之一,氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。 合成氨反应中有关化学键键能数据如下表:
化学键 | H—H | N≡N | N—H |
E/ kJ•mol﹣1 | 436 | 946 | 391 |
①已知:合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的活化能Ea=508 kJ•mol﹣1,则氨分解反应:2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的活化能Ea=_____。
②下图表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:_____(保留3位有效数字)。
③依据温度对合成氨反应的影响,在图坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,N2物质的量变化的曲线示意图_______________。
(2)选择性催化还原脱硝技术(SCr)是目前较成熟的烟气脱硝技术,该技术是指在温度300~420℃之间和催化剂条件下,用还原剂(如NH3)选择性地与NOx反应。
①SCr脱硝技术中发生的主要反应为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H=-1625.5kJ·mol-1;氨氮比[n(NH3)/n(NO)]会直接影响该方法的脱硝率。350℃时,只改变氨气的投放量,氨气的转化率与氨氮比的关系如图所示。当n(NH3)/n(NO)>1.0时,烟气中NO浓度反而增大,主要原因是_____。
②碱性溶液处理烟气中的氮氧化物也是一种脱硝的方法,写出NO2被Na2CO3溶液吸收生成三种盐的化学反应方程式_____。
③直接电解吸收也被用于脱硝。用6%的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸,再将吸收液导入电解槽电解,使之转化为硝酸。电解装置如图所示。阳极的电极反应式为_____。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
氮及其化合物的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。
(1)合成氨工业是最基本的无机化工之一,氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。合成氨反应中有关化学键键能数据如下表:
化学键 | H—H | N≡N | N—H |
E/kJ•mol-1 | 436 | 946 | 391 |
①已知:合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的活化能Ea=508kJ•mol-1,则氨分解反应:NH3(g)N2(g)+H2(g)的活化能Ea=_____。
②图1表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据如图中a点数据计算N2的平衡体积分数:_____(保留3位有效数字)。
③依据温度对合成氨反应的影响,在如图坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,N2物质的量变化的曲线示意图_____。
(2)选择性催化还原脱硝技术(SCR)是目前较成熟的烟气脱硝技术,该技术是指在温度300~420℃之间和催化剂条件下,用还原剂(如NH3)选择性地与NOx反应。
①SCR脱硝技术中发生的主要反应为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) △H=-1625.5kJ•mol-1;氨氮比会直接影响该方法的脱硝率。350℃时,只改变氨气的投放量,氨气的转化率与氨氮比的关系如图所示。当>1.0时,烟气中NO浓度反而增大,主要原因是_____。
②碱性溶液处理烟气中的氮氧化物也是一种脱硝的方法,写出NO2被Na2CO3溶液吸收生成三种盐的化学反应方程式_____。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料,合成氨工业因此成为基本无机化工之一。回答下列问题:
(1)如何获得廉价的氢气是合成氨工业中的重要课题,目前常用戊烷跟水蒸气反应的方法 获得氢气:
C5H12(g)+5H2O(g) 5CO(g)+11H2(g)
已知几个反应的能量变化如下图所示,则上述反应的△H=____________kJ·mol-1
(2)合成氨的反应原理为:
3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)
现有甲、乙、丙3个固定容积为2 L的密闭容器,在相同温度和催化剂条件下,按不同的反应物投入量进行合成氨反应,相关数据如下表所示:
①下列描述不能说明该反应已达到平衡状态的是_____________.(填序号);
a.容器内混合气体的密度保持不变
b.3v正(N2)==v逆(H2)
c.容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变
②乙容器中的反应在20 min后达到平衡,这段时间内NH3的平均反应速率v(NH3)=___________mol·L-1·min-1,该温度下,反应的平衡常数K=___________L2·mol-2(结果保留3位有效数字);
③分析上表中的数据,下列关系正确的是________(填序号)。
a.cl>c3 b.wl<w2 c.>>
(3)在合成氨工业中,为了提高反应物的利用率,除了要提供适宜的温度、压强和使用催化剂外,还要采取的措施是________。
高三化学填空题简单题查看答案及解析
氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料,合成氨工业因此成为基本无机化工之一。回答下列问题:
(1)如何获得廉价的氢气是合成氨工业中的重要课题,目前常用戊烷跟水蒸气反应的方法获得氢气:C5H12(g)+5H2O(g)5CO(g)+11H2(g)
已知几个反应的能量变化如下图所示,则上述反应的△H=__________kJ·mol-1
(2)合成氨的反应原理为:3H2(g)+N2(g)2NH3(g)
现有甲、乙、丙3个固定容积为2 L的密闭容器,在相同温度和催化剂条件下,按不同的反应物投入量进行合成氨反应,相关数据如下表所示:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物投入量 | 2molH2、2molN2 | 4molH2、4molN2 | 2molNH3 |
平衡时N2的浓度(mol•L-1) | c1 | 1.5 | C3 |
平衡时N2的体积分数 | w1 | W2 | W3 |
混合气体的密度(g•L-1) | ρ1 | ρ2 | ρ3 |
①下列描述不能说明该反应已达到平衡状态的是_________.(填序号);
a.容器内混合气体的密度保持不变
b.3v正(N2)==v逆(H2)
c.容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变
②乙容器中的反应在20 min后达到平衡,这段时间内NH3的平均反应速率v(NH3)=_________mol·L-1·min-1,该温度下,反应的平衡常数K=__________L2·mol-2(结果保留3位有效数字);
③分析上表中的数据,下列关系正确的是____________(填序号)。
a.cl>c3 b.wl<w2 c.>>
(3)在合成氨工业中,为了提高反应物的利用率,除了要提供适宜的温度、压强和使用催化剂外,还要采取的措施是__________。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。
活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应。请回答下列问题:
(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是_____________________。
(2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择_________________(填字母编号)。
A.KMnO4溶液 B.淀粉-KI溶液 C.KSCN溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是_______________。
(4)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li+ FeS2=Fe+2Li2S,正极反应式是___________。
(5)FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。
已知25℃,101kPa时:4Fe(s)+ 3O2 (g)=2Fe2O3(s)∆H=-1648kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)∆H =-392kJ/mol
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s)∆H =-1480kJ/mol
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是______________。
(6)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3,其含量为p。将b kg质量分数为c的硫酸加入到a kg烧渣中浸取,铁的浸取率为q,其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程,第Ⅲ步应加入FeCO3___________kg。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。
活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应。请回答下列问题:
(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是_____________________。
(2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择_________________(填字母编号)。
A.KMnO4溶液 B.淀粉-KI溶液 C.KSCN溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是_______________。
(4)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li+ FeS2=Fe+2Li2S,正极反应式是___________。
(5)FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。
已知25℃,101kPa时:4Fe(s)+ 3O2 (g)=2Fe2O3(s)∆H=-1648kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)∆H =-392kJ/mol
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s)∆H =-1480kJ/mol
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是______________。
(6)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3,其含量为p。将b kg质量分数为c的硫酸加入到a kg烧渣中浸取,铁的浸取率为q,其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程,第Ⅲ步应加入FeCO3___________kg。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。
活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应。请回答下列问题:
(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是 。
(2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择 (填字母编号)。
A.KMnO4溶液 B.淀粉-KI溶液 C.KSCN溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是 。
(4)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li+ FeS2= Fe +2Li2S,正极反应式是 。
(5)FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。
已知25℃,101kPa时:4Fe(s)+ 3O2 (g)=2Fe2O3(s) =-1648kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) =-392kJ/mol
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s) =-1480kJ/mol
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是 。
(6)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3,其含量为p。将b kg质量分数为c的硫酸加入到a kg烧渣中浸取,铁的浸取率为q,其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程,第Ⅲ步应加入FeCO3 kg。
高三化学实验题极难题查看答案及解析
为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。
活化硫铁矿的主要成份是FeS2。请回答下列问题:
(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是_______________________________。
(2)第Ⅱ步中硫铁矿中的S被氧化到最高价态,相应的离子方程式为______________________。
(3)第Ⅱ步中检验Fe3+是否被完全还原的实验方法是____________________________________。
(4)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质被除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是_________________________。
(5)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li+FeS2===Fe+2Li2S,正极反应式是________________。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
(16分)为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。
活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应。请回答下列问题:
(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是 。
(2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择 (填字母编号)。
A.KMnO4溶液 B.K3[Fe(CN)6]溶液 C.KSCN溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是 。
(4)FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。
已知25℃,101kPa时:4Fe(s) + 3O2 (g) =2Fe2O3(s) =-1648kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) =-393kJ/mol
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s) =-1480kJ/mol
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是 。
(5)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li+ FeS2= Fe +2Li2S,正极反应式是 。
(6)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3,其含量为50%。将a kg质量分数为b%的硫酸加入到c kg烧渣中浸取,铁的浸取率为96%,其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程,第Ⅲ步应加入FeCO3 kg。
高三化学简答题极难题查看答案及解析