(1) 利用NH3的还原性可消除氮氧化物的污染,相关热化学方程式如下:
H2O(l)=H2O(g) △H1=44.0 kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H2=229.3 kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H3=-906.5 kJ·mol-1
4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) △H4
则△H4=
(2)使用NaBH4为诱导剂,可使Co2+与肼在碱性条件下发生反应,制得高纯度纳米钴,该过程不产生有毒气体。
① 写出该反应的离子方程式:
② 在纳米钴的催化作用下,肼可分解生成两种气体,其中一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如下图1所示,则N2H4发生分解反应的化学方程式为:
图1 图2
(3)在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂,工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3,其电解原理如上图2所示。
① 氮化硅的化学式为
② a电极为电解池的
(1)利用I2O5的氧化性处理废气H2S,得到S、I2两种单质,发生反应的化学方程式为
(2)利用I2O5也可消除CO的污染,其反应原理为I2O5(s)+5CO(g) 5CO2(g)+I2(s) ΔH 。 已知在不同温度(T1、T2)下,向装有足量I2O5固体的2 L恒容密闭容器中通入2 mol CO,测得CO2气体的体积分数φ(CO2)随时间t的变化曲线如图所示。
①温度为T2时,0~2 min 内,CO2的平均反应速率υ(CO2)=
②b点时CO的转化率为
③反应:I2O5(s)+5CO(g) 5CO2(g)+I2(s)的ΔH
④上述反应在T1下达到平衡时,再向容器中充入物质的量均为2 mol的CO和CO2气体,则化学平衡
⑤下列现象,可以表示上述反应达到平衡状态的是
A.容器内的压强不再变化
B.单位时间内消耗CO和生成CO2的物质的量之比为1∶1
C.混合气的密度不再变化
D.混合气的平均相对分子质量不再变化
(3)Na2SO3具有还原性,其水溶液可以吸收Cl2(g),减少环境污染。
已知反应:①Na2SO3(aq)+Cl2(g)+H2O(l) =Na2SO4(aq)+2HCl(aq) ΔH1=a kJ·mol−1
②Cl2(g)+H2O(l) =HCl(aq)+HClO(aq) ΔH2=b kJ·mol−1
试写出Na2SO3(aq)与HClO(aq)反应的热化学方程式:
(1)单独参与脱硝过程中发生以下反应:
则反应的
(2)的浓度、吸收液对脱硫脱硝效率的影响分别如图所示,
①最适宜的浓度为
②时,随着的增大,的脱除率下降,其可能的原因是
③时,会发生歧化反应:,当有完全反应时,转移电子数目为
(3)工业上以不锈钢材料为阴极,表面覆盖金属氧化物的石墨为阳极,电解溶液制备。写出阳极产生的电极反应式
4 . 绿水青山是习总书记构建美丽中国的伟大设想,研究碳、氮、硫等大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国有重要意义。
(1)汽车尾气中的CO、NO、NO2等有毒气体会危害人体健康,可在汽车尾部加催化转化器,将有毒气体转化为无毒气体。
已知:①2NO(g)+O2(g)═2NO2(g) H1=﹣112.4kJ•mol﹣1
②NO2(g)+CO(g)═NO(g)+CO2(g)H 2=﹣234kJ•mol﹣1
③N2(g)+O2(g)═2NO(g)H 3=+179.2kJ•mol﹣1
请写出CO和NO2生成无污染气体的热化学方程式
(2)若将CO和NO按不同比例投入一密闭容器中发生反应:2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)H=﹣759.8kJ•mol﹣1,反应达到平衡时,N2的体积分数随的变化曲线如图1。
①b点时,平衡体系中C、N原子个数之比接近
②a、c、d三点的平衡常数从大到小的顺序为
③若=0.8,反应达平衡时,N2的体积分数为25%,则CO的转化率为
(3)若将NO2与O2通入甲中设计成如图2所示装置,D电极上有红色物质析出,则A电极的电极反应式为
(4)已知:25℃时,H2C2O4的电离常数Ka1=5.9×10﹣2,Ka2=6.4×10﹣5,25℃时,0.1 mol•L﹣1NaHC2O4溶液中各离子浓度由大到小的顺序为
2NO(g) +O2(g)=2NO2(g) H1= a kJ·mol-1
NO(g) +O3(g)=NO2(g) +O2(g) H2= b kJ·mol-1
4NO2(g) +O2(g) =2N2O5(g) H3= c kJ·mol-1
(1)反应6NO2 (g) +O3(g)=3N2O5(g) H=
(2)O3氧化NO的氧化率随温度变化情况如图-1。随着温度升高NO的氧化率下降的原因可能是
(3)一定条件下,向NOx/O3混合物中加入一定浓度的SO2气体,进行同时脱硫脱硝实验。实验结果如图-2。同时脱硫脱硝时NO的氧化率略低的原因是
a.O3氧化SO2反应的活化能较大
b.O3与NO反应速率比O3与SO2反应速率快
c.等物质的量的O3与NO反应放出的热量比与SO2反应的多
(4)尿素[CO(NH2)2]在高温条件下与NO反应转化成三种无毒气体,该反应的化学方程式为
(1)已知汽车气缸中氮及其化合物发生如下反应:N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180kJ/mol;N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+68kJ/mol;则2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)ΔH=
(2)查阅资料:2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的反应历程分两步:
Ⅰ.2NO(g)⇌N2O2(g)(快)
Ⅱ.N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g)(慢)
反应I的活化能E1与反应Ⅱ的活化能E2的大小关系为E1
(3)温度为T1时,在容积为1L的恒容密闭容器中充入0.6molNO2(g),发生反应:2NO2(g)⇌2NO(g)+O2(g)△H>0,达平衡时c(O2)=0.2mol/L。
①反应的平衡常数K=
②实验测得:v正=k正•c2(NO2),v逆=k逆•c2(NO)•c(O2),k正、k逆为速率常数,仅受温度影响。当温度为T2时,反应达到平衡状态,若k正=k逆,则T1
(4)NO是水体中的主要污染物。碱性条件下,强氧化剂过硫酸钠(Na2S2O8)可脱除水体中的NO,该反应的离子方程式是
(5)不同温度下,达到平衡时NO的脱除率与过硫酸钠初始浓度的关系如图所示。
比较a、b点的反应速率:va
②常温下,0.050 0 mol/L硫酸溶液的pH=
③用0.010 0 mol/L氢氧化钠溶液滴定未知浓度的盐酸,酚酞作指示剂,滴定终点时,溶液的颜色由无色变为
(2)①已知H2与O2反应生成1 mol H2O(g)时放出241.8 kJ的热量,请完成该反应的热化学方程式:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=
②已知:C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>0,则稳定性石墨比金刚石
(3)在某恒容密闭容器中进行可逆反应FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) ΔH>0,平衡常数表达式为K=。
①反应达到平衡后,向容器中通入CO,化学平衡向
②若降低温度,平衡常数K
③查阅资料得知1 100 ℃时K=0.263。某时刻测得容器中c(CO2)=0.025 mol/L,c(CO)=0.10 mol/L,此时刻反应
(4)电化学是研究化学能与电能相互转化的装置、过程和效率的科学。
①根据氧化还原反应2Ag+(aq)+Cu(s)===2Ag(s)+Cu2+(aq),设计的原电池如图一所示,X溶液是
②图二装置在铁件上镀铜,铁作阴极,则阴极上的电极反应式是
①I-(aq)+O3(g)=IO-(aq)+O2(g) △H1 ②IO-(aq)+H+(aq)HOI(aq) △H2
③HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq)I2(aq)+H2O(l) △H3 总反应△H=
Ⅱ、用H2O2、KI和洗洁精可完成“大象牙膏”实验(短时间内产生大量泡沫),某同学依据文献资料对该实验进行探究。
(1)资料1:KI在该反应中的作用: H2O2+I-=H2O+IO-; H2O2+IO-=H2O+O2↑+I-。
总反应的化学方程式是
(2)资料2:H2O2分解反应过程中能量变化如图所示,其中①有KI加入,
②无KI加入。下列判断正确的是
a 加入KI后改变了反应的路径
b 加入KI后改变了总反应的能量变化
c H2O2+I-=H2O+IO-是放热反应
(3)实验中发现,H2O2与KI溶液混合后,产生大量气泡,溶液颜色变黄。再加入CCl4,振荡、静置,气泡明显减少。
资料3:I2也可催化H2O2的分解反应。
①加CCl4并振荡、静置后还可观察到
②气泡明显减少的原因可能是:i. H2O2浓度降低;ii.
(4)资料4:I-(aq)+I2(aq)I(aq) K=640。为了探究体系中含碘微粒的存在形式,进行实验:向20 mL一定浓度的H2O2溶液中加入10mL 0.10mol·L-1 KI溶液,达平衡后,相关微粒浓度如下:
微粒 | I- | I2 | I3- |
浓度/(mol·L-1) | 2.5×10-3 | a | 4.0×10-3 |
②该平衡体系中除了含有I-,I2,I3-外,一定还含有其他含碘微粒,理由是
I.煤的气化
已知煤的气化过程涉及的基本化学反应有:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)△H=+131kJ/mol
②CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)△H=akJ/mol
查阅资料反应②中相关化学键键能数据如下表:
化学键 | H-H | H—C | H-O | |
E/(kJ/mol) | 1072 | 436 | 414 | 465 |
Ⅱ.合成低碳烯烃
在体积为1 L的密闭容器中,充入1molCO2和2.5molH2,发生反应:
2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H=-128kJ/mol,测得温度对催化剂催化效率和C02平衡转化率的影响如图所示:
(2)图中低温时,随着温度升高催化剂的催化效率提高,但C02的平衡转化率却反而降低,其原因是
(3)250℃时,该反应的平衡常数K值为
Ⅲ.合成甲醇
在恒温2 L容积不变的密闭容器中,充入lmolCO2和3molH2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得不同时刻反应前后容器内压强变化(p后/p前)如下表:
时间/h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
p后/p前 | 0.90 | 0.85 | 0.82 | 0.81 | 0.80 | 0.80 |
IV.电解逆转化制乙醇
(5)科研人员通过反复实验发现:CO2可以在酸性水溶液中电解生成乙醇,则生成乙醇的反应发生在
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=+180.5kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-393.5kJ/mol
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H3=-221.0kJ/mol
若某反应的平衡常数表达式为,请写出此反应的热化学方程式
(2)用如图所示的电解装置可将雾霾中的NO、SO2分别转化为和
①NO在电极上发生的反应为
②SO2在电极上发生的反应为
③写出物质A的化学式
(3)利用氨气可以设计高能环保燃料电池(反应原理:4NH3+3O2=2N2+6H2O),用该电池电解含有的碱性工业废水,在阴极产生N2。阴极的电极反应式为