我们的生活离不开化学。化学物质在不同的领域发挥着重要的作用。
(1)目前科学家探索利用甲烷将氮氧化物还原为氮气和水,反应机理如下:
CH4(g)+4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= —574kJ•mol-1
CH4(g)+4NO(g) =2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= —1160kJ•mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为__________ 。
(2)化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4可作环保型阻燃材料,受热时发生如下分解反应: 2Mg5Al3(OH)19(H2O)427H2O +10MgO+3Al2O3写出该化合物作阻燃剂的两条依据:__________ 、__________ 。
(3)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是一种常见的食品抗氧化剂。
①焦亚硫酸钠(Na2S2O5)中硫元素的化合价为_______ 。
②向某些饮料中添加少量焦亚硫酸钠(Na2S2O5),可降低饮料中溶解氧的含量,发生反应的离子方程式为__________ 。
(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。反应原理如图所示。下列说法正确的是________ 。
A.由图可知SCR技术中NO、NO2为氧化剂
B.若用Fe做催化剂时,在氨气足量的情况下,当c(NO2)∶c(NO)=1∶1时,脱氮率最佳
C.每生成1molN2,转移电子3mol
D.催化剂通过参与反应降低反应的活化能,提高平衡转化率
(1)目前科学家探索利用甲烷将氮氧化物还原为氮气和水,反应机理如下:
CH4(g)+4NO2(g) = 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= —574kJ•mol-1
CH4(g)+4NO(g) =2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= —1160kJ•mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为
(2)化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4可作环保型阻燃材料,受热时发生如下分解反应: 2Mg5Al3(OH)19(H2O)427H2O +10MgO+3Al2O3写出该化合物作阻燃剂的两条依据:
(3)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是一种常见的食品抗氧化剂。
①焦亚硫酸钠(Na2S2O5)中硫元素的化合价为
②向某些饮料中添加少量焦亚硫酸钠(Na2S2O5),可降低饮料中溶解氧的含量,发生反应的离子方程式为
(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。反应原理如图所示。下列说法正确的是
A.由图可知SCR技术中NO、NO2为氧化剂
B.若用Fe做催化剂时,在氨气足量的情况下,当c(NO2)∶c(NO)=1∶1时,脱氮率最佳
C.每生成1molN2,转移电子3mol
D.催化剂通过参与反应降低反应的活化能,提高平衡转化率
更新时间:2020-07-28 23:59:47
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【推荐1】李克强总理在十二届全国人大五次会议上作政府工作报告时强调,坚决打好蓝天保卫战。今年二氧化硫、氮氧化物排放量要分别下降3%,重点地区细颗粒物()浓度明显下降。其中二氧化硫、氮氧化物等的排放与工业燃烧煤、石油等化石燃料有很大的关系,所以对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
I.脱硝:
(1)催化剂存在下,还原生成水蒸气和另一种无毒气体的化学方程式为_______
II.脱碳:一定条件下会和反应合成。方程式为:。现向恒容密闭容器中加入,在恒温下发生反应。后反应达到平衡,此时容器内的浓度为,请回答以下问题:
(2)前内的平均反应速率_______ 。
(3)下列叙述能说明原反应达到平衡状态的是_______ 。
a.单位时间内消耗的同时生成
b.生成的同时有键断裂
c.和的浓度保持不变
d.容器内压强保持不变
e.和的物质的量之比保持不变
III.脱硫:燃煤的烟气脱硫技术是当前应用最广、效率最高的脱硫技术。其更多的是利用碱溶液与烟道气相遇,烟道气中溶解在水中,形成一种稀酸溶液,然后与浊液等发生中和反应。
(4)已知中和反应为常见的放热反应,下列有关反应放热、吸热的说法正确的是_______
a.可燃物燃烧一般都需要加热,所以都是吸热反应
b.化学键的断裂要吸收能量
c.当反应物的总能量低于生成物的总能量时,据能量守恒定律可知反应会放热
d.已知与反应生成为放热反应,则分解生成与的反应为吸热反应
(5)请写出脱硫过程发生的主要化学方程式:_______
I.脱硝:
(1)催化剂存在下,还原生成水蒸气和另一种无毒气体的化学方程式为
II.脱碳:一定条件下会和反应合成。方程式为:。现向恒容密闭容器中加入,在恒温下发生反应。后反应达到平衡,此时容器内的浓度为,请回答以下问题:
(2)前内的平均反应速率
(3)下列叙述能说明原反应达到平衡状态的是
a.单位时间内消耗的同时生成
b.生成的同时有键断裂
c.和的浓度保持不变
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e.和的物质的量之比保持不变
III.脱硫:燃煤的烟气脱硫技术是当前应用最广、效率最高的脱硫技术。其更多的是利用碱溶液与烟道气相遇,烟道气中溶解在水中,形成一种稀酸溶液,然后与浊液等发生中和反应。
(4)已知中和反应为常见的放热反应,下列有关反应放热、吸热的说法正确的是
a.可燃物燃烧一般都需要加热,所以都是吸热反应
b.化学键的断裂要吸收能量
c.当反应物的总能量低于生成物的总能量时,据能量守恒定律可知反应会放热
d.已知与反应生成为放热反应,则分解生成与的反应为吸热反应
(5)请写出脱硫过程发生的主要化学方程式:
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解答题-无机推断题
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解题方法
【推荐2】原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W,四种元素的原子序数之和为32,在周期表中X是原子半径最小的元素,Y、Z左右相邻,Z、W位于同主族。
(1)X元素是__________
(2)X与W组成的化合物中存在_______________ 键(填“离子”“共价”)。
(3)由X、Y、Z、W四种元素中的三种组成的一种强酸,该强酸的稀溶液能与铜反应,离子方程式为__________________________________________________ 。
(4)由X、Y、Z、W四种元素组成的一种离子化合物A。
①已知1mol A能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体。写出加热条件下A与NaOH溶液反应的离子方程式__________________________________
②又知A既能与盐酸反应,又能与氯水反应,写出A与氯水反应的离子方程式:
_____________________________________________________ 。
(5)由X、Y、Z、W和Fe五种元素组成的式量为392的化合物B,1 mol B中含有6mol结晶水。对化合物B进行如下实验:
A.取B的溶液加入过量浓NaOH溶液并加热,产生白色沉淀和无色刺激性气味气体。过一段时间白色沉淀变为灰绿色,最终变为红褐色;
B.B的溶液,加入过量BaCl2溶液产生白色沉淀,加盐酸沉淀不溶解
① B的化学式为____________________ 。
②已知1 mol·L-1 100mL B的溶液能与1 mol·L-1 20mLKMnO4溶液(硫酸酸化)恰好反应。写出反应的离子方程式_____________________________________ 。
(1)X元素是
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(3)由X、Y、Z、W四种元素中的三种组成的一种强酸,该强酸的稀溶液能与铜反应,离子方程式为
(4)由X、Y、Z、W四种元素组成的一种离子化合物A。
①已知1mol A能与足量NaOH浓溶液反应生成标准状况下44.8L气体。写出加热条件下A与NaOH溶液反应的离子方程式
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① B的化学式为
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解答题-工业流程题
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【推荐3】氯化铈(CeCl3)可用作石油催化剂、汽车尾气催化剂等,它易吸湿水解。用丙酸铈晶体[Ce(CH3CH2COO)3·5H2O]制备氯化铈的实验流程如图:
回答下列问题:
(1)“煅烧”时,生成CO2和H2O的物质的量之比为____ 。
(2)该小组欲用如图装置验证“煅烧”步骤的气体产物。
①按气流方向,上述装置的连接顺序为____ (填仪器接口的字母编号),试剂X为____ 。
②该实验中需采用3.00mol•L-1H2O2溶液。欲配制100mL3.00mol·L-1H2O2溶液,需要量取溶质质量分数为34%的H2O2溶液(密度为1.13g·mL-1)的体积为____ mL(保留两位小数),量取34%的H2O2溶液时所使用的仪器为____ 。
③装置D中石棉的作用为____ 。
(3)“还原氯化”时,需要在加热条件下进行,该反应的化学方程式为____ 。
(4)“还原氯化”时,加入过量的NH4Cl可有效抑制CeCl3的水解,解释其原因为____ 。
回答下列问题:
(1)“煅烧”时,生成CO2和H2O的物质的量之比为
(2)该小组欲用如图装置验证“煅烧”步骤的气体产物。
①按气流方向,上述装置的连接顺序为
②该实验中需采用3.00mol•L-1H2O2溶液。欲配制100mL3.00mol·L-1H2O2溶液,需要量取溶质质量分数为34%的H2O2溶液(密度为1.13g·mL-1)的体积为
③装置D中石棉的作用为
(3)“还原氯化”时,需要在加热条件下进行,该反应的化学方程式为
(4)“还原氯化”时,加入过量的NH4Cl可有效抑制CeCl3的水解,解释其原因为
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解答题-原理综合题
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(0.65)
解题方法
【推荐1】可作为制备甲烷、甲醇和甲醛等的原料,对于实现“碳中和”具有重要的意义。回答下列问题:
(1)已知下列反应;
Ⅰ.
Ⅱ.
①反应Ⅲ的平衡常数表达式为,则反应Ⅲ的热化学方程式为________ ,该反应中的活化能(正) ________ (填“>”或“<”)(逆)。
②在恒容条件下进行反应Ⅱ,下列情况能说明该反应一定达平衡的是________ (填字母)。
A. B.气体的密度不再随时间改变
C.CO的体积分数不再随时间改变 D.气体的平均摩尔质量不再随时间改变
③某温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中加入6mol 、2mol 进行反应Ⅰ,若平衡时容器内的压强与起始压强之比为4:5.达到平衡时的转化率是________ ,此温下,该反应的平衡常数为________ (列出计算式即可)。
(2)研究表明,可以将转化为炭黑回收利用,反应原理如图所示。
①整个过程中FeO的作用是___________ 。
②转化为炭黑的总反应化学方程式为___________ 。
(3)工业上常用高浓度的溶液吸收,得溶液X,再利用电解法使溶液再生,其装置示意图如图:
①在阳极区发生的反应包括___________ 和
②简述在阴极区再生的原理:______________________ 。
(1)已知下列反应;
Ⅰ.
Ⅱ.
①反应Ⅲ的平衡常数表达式为,则反应Ⅲ的热化学方程式为
②在恒容条件下进行反应Ⅱ,下列情况能说明该反应一定达平衡的是
A. B.气体的密度不再随时间改变
C.CO的体积分数不再随时间改变 D.气体的平均摩尔质量不再随时间改变
③某温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中加入6mol 、2mol 进行反应Ⅰ,若平衡时容器内的压强与起始压强之比为4:5.达到平衡时的转化率是
(2)研究表明,可以将转化为炭黑回收利用,反应原理如图所示。
①整个过程中FeO的作用是
②转化为炭黑的总反应化学方程式为
(3)工业上常用高浓度的溶液吸收,得溶液X,再利用电解法使溶液再生,其装置示意图如图:
①在阳极区发生的反应包括
②简述在阴极区再生的原理:
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解答题-原理综合题
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(0.65)
【推荐2】已知CO2的有效利用可以缓解温室效应,解决能源短缺问题。
(1)已知反应①
②
试计算反应③_______
(2)几种化学键的键能如表所示,根据以上反应②,则表中的x=_______ 。
(3)向1L恒容密闭容器中通入1mol CO2和nmolH2,在一定条件下发生上述反应③,测得CO2的转化率a(CO2)与反应温度T、压强P的关系如图所示。
①P1_______ P2(填写“﹥”、“﹤”或“=”)。
②若B点时投料比,则平衡常数KB=_______ 。
(1)已知反应①
②
试计算反应③
(2)几种化学键的键能如表所示,根据以上反应②,则表中的x=
化学键 | |||||
键能/ | x | 436 | 612 | 414 | 464 |
①P1
②若B点时投料比,则平衡常数KB=
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解答题-原理综合题
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(0.65)
解题方法
【推荐3】党的二十大报告提出发展绿色低碳产业,力争在2030年前实现碳达峰、2035年基本实现美丽中国建设目标,下面是CO2转化为高附加值化学品的反应。相关反应的热化学方程式如下:
反应I:CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g) ΔH1=+41.0kJ•mol-1
反应II:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=-90.0kJ•mol-1
反应III:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3
反应IV:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH4=-165.0kJ•mol-1
反应V:CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH5=-122.7kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)反应III一般认为通过反应I、II来实现,则反应III的ΔH3=____ kJ•mol-1。
(2)已知:由实验测得反应I的v正=k正c(CO2)•c(H2),v逆=k逆c(H2O)•c(CO)(k正、k逆为速率常数,其与温度、催化剂有关)。若平衡后升高温度,则____ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)CO2在一定条件下催化加氢生成CH3OH,主要发生三个竞争反应(即反应III、IV、V),为了弄清楚催化剂对反应的选择性,在1L恒容密闭容器中充入2.0molCO2和5.3molH2,若测得反应进行相同时间后,有关物质的物质的量随温度的变化如图所示:
①催化剂在较低温度时主要选择反应____ (填“III”、“IV”、“V”),研究发现,若温度过高,三种含碳产物的物质的量均会迅速降低,其主要原因可能是____ 。
②在一定温度下,反应III、IV、V达到平衡,此时测得容器中CH4、C2H4、CH3OH的物质的量分别为0.1mol、0.4mol、0.5mol,该温度下反应III的平衡常数K(III)=____ L2•mol-2(保留两位小数)。
反应I:CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g) ΔH1=+41.0kJ•mol-1
反应II:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=-90.0kJ•mol-1
反应III:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3
反应IV:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH4=-165.0kJ•mol-1
反应V:CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH5=-122.7kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)反应III一般认为通过反应I、II来实现,则反应III的ΔH3=
(2)已知:由实验测得反应I的v正=k正c(CO2)•c(H2),v逆=k逆c(H2O)•c(CO)(k正、k逆为速率常数,其与温度、催化剂有关)。若平衡后升高温度,则
(3)CO2在一定条件下催化加氢生成CH3OH,主要发生三个竞争反应(即反应III、IV、V),为了弄清楚催化剂对反应的选择性,在1L恒容密闭容器中充入2.0molCO2和5.3molH2,若测得反应进行相同时间后,有关物质的物质的量随温度的变化如图所示:
①催化剂在较低温度时主要选择反应
②在一定温度下,反应III、IV、V达到平衡,此时测得容器中CH4、C2H4、CH3OH的物质的量分别为0.1mol、0.4mol、0.5mol,该温度下反应III的平衡常数K(III)=
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐1】在化学反应中,只有能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子称为活化分子,使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ/mol表示。请认真观察图象,然后回答问题:
(1)图中所示反应是_______ (填“吸热”或“放热”)反应,该反应的ΔH=_______ (用含E1、E2的代数式表示);
(2)对于同一反应,图中虚线(II)与实线(I)相比,活化能大大降低,活化分子的百分数增多,反应速率加快,你认为最可能的原因是_______ 。
(3)已知红磷比白磷稳定,则反应:
P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH1;
4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH2;
ΔH1和ΔH2的关系是ΔH1_______ ΔH2(填“>”“<”或“=”)。
(4)在25℃、101kPa时,已知:
2H2O(g)=O2(g)+2H2(g) ΔH1
Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g) ΔH2
2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2之间的关系正确的是_______。
(1)图中所示反应是
(2)对于同一反应,图中虚线(II)与实线(I)相比,活化能大大降低,活化分子的百分数增多,反应速率加快,你认为最可能的原因是
(3)已知红磷比白磷稳定,则反应:
P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH1;
4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH2;
ΔH1和ΔH2的关系是ΔH1
(4)在25℃、101kPa时,已知:
2H2O(g)=O2(g)+2H2(g) ΔH1
Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g) ΔH2
2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2之间的关系正确的是_______。
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 | B.ΔH3=ΔH1+ΔH2 |
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 | D.ΔH3=ΔH1-ΔH2 |
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解题方法
【推荐2】汽车让人们的生活越来越便捷。请回答以下问题:
(1)汽车尾气主要含有、CO、、NO等物质,是造成城市空气污染的主要因素之一、和反应生成NO的能量变化如图所示,则由该反应生成时,应___________ (填“释放”或“吸收”)___________ KJ能量。
(2)汽车受到猛烈碰撞时,安全气囊内的固体迅速分解,产生氮气和金属钠,该过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是___________。
(3)郑州宇通客车公司已经成功将氢氧燃料电池应用于新能源公交汽车中,如图是某种氢氧燃料电池的内部结构示意图,该电池工作时,氢气从___________ (填“a”或“b”)处通入,正极反应方程式为___________ ,标况下消耗11.2L空气,整个电路中转移的电子数约为___________ 。
(1)汽车尾气主要含有、CO、、NO等物质,是造成城市空气污染的主要因素之一、和反应生成NO的能量变化如图所示,则由该反应生成时,应
(2)汽车受到猛烈碰撞时,安全气囊内的固体迅速分解,产生氮气和金属钠,该过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是___________。
A.属于离子化合物 |
B.的分解反应属于吸热反应 |
C.表示固体的能量 |
D.作为安全气囊的气体发生剂,具有产气快、产气量大等优点 |
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【推荐3】根据所学知识,回答下列问题:
(1)下列变化中,属于放热反应的是_______ ,属于吸热反应的是_______ 。(填标号)
①氧化钙与水反应;②石灰石在高温下的分解反应;③酸碱中和反应;④二氧化碳通过炽热的炭发生的反应;⑤食物因氧化而腐败发生的反应;⑥与的反应;⑦干冰汽化。
(2)为探究固体M溶于水的热效应,选择如图所示装置进行实验(反应在甲中进行)。观察到烧杯里产生气泡,则M溶于水_______ (填“一定”或“可能”)是放热反应。
(3)铅蓄电池是常用的化学电源,其电极材料分别是Pb和,电解液为稀硫酸。工作时,该电池总反应式为。
①铅蓄电池属于_______ (填“一次”或“二次”)电池,该蓄电池放电时,负极材料是_______ (填化学式),放电时被_______ (填“氧化”或“还原”)。
②该蓄电池放电时,电解质溶液中阴离子移向_______ (填“正”或“负”)极。
③充电时,以氢氧燃料电池(30%KOH溶液为电解质溶液)为电源,则该氢氧燃料电池负极上的电极反应式为_______ 。
(1)下列变化中,属于放热反应的是
①氧化钙与水反应;②石灰石在高温下的分解反应;③酸碱中和反应;④二氧化碳通过炽热的炭发生的反应;⑤食物因氧化而腐败发生的反应;⑥与的反应;⑦干冰汽化。
(2)为探究固体M溶于水的热效应,选择如图所示装置进行实验(反应在甲中进行)。观察到烧杯里产生气泡,则M溶于水
(3)铅蓄电池是常用的化学电源,其电极材料分别是Pb和,电解液为稀硫酸。工作时,该电池总反应式为。
①铅蓄电池属于
②该蓄电池放电时,电解质溶液中阴离子移向
③充电时,以氢氧燃料电池(30%KOH溶液为电解质溶液)为电源,则该氢氧燃料电池负极上的电极反应式为
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