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的关系曲线如下图所示,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下图所示。下列说法正确的是__________(填
字母代号)。
A.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c(CH3OH)=1.5 mol·L-1 |
B.0~10 min内,氢气的平均反应速率为0.075 mol/(L·min) |
C.达到平衡时,氢气的转化率为0.75 |
D.该温度下,反应的平衡常数的值为3/16 |
E.升高温度将使n(CH3OH)/n(CO2)减小
③甲醇燃料电池结构如下图所示。其工作时正极的电极反应式可表示为_______。
(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。设烟气中的SO2、NO2的物质的量之比为1∶1,则该反应的化学方程式为__________。
(4)硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH<7,其中原因可用一个离子方程式表示为:__________;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“<”)
I向一金属铝的易拉罐内充满CO2,然后向罐内注入足量NaOH溶液,立即用胶布严封罐口,过一段时间后,罐壁内凹而瘪,再过一段时间后,瘪了的罐壁重新鼓起,解释上述变化的实验现象:
(1)罐壁内凹而瘪的原因:
反应方程式:
(2)罐壁重新鼓起的原因:
反应方程式:
II某学生课外活动小组利用如图所示装置分别做如下实验:
(1)在试管中注入某红色溶液,加热试管,溶液颜色逐渐变浅,冷却后恢复红色,则原溶液可能是________溶液;加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是。
(2)在试管中注入某无色溶液,加热试管,溶液变为红色,冷却后恢复无色,则此溶液可能是________溶液;加热时溶液由无色变为红色的原因是________________________________。
某化学小组采用装置(如图),以环己醇制备环己烯
(1)制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中,再加入lmL浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品。
①A中碎瓷片的作用是____________,导管B除了导气外还具有的作用是______。
②试管C置于冰水浴中的目的是________________________________________。
(2)制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己烯在_________层(填上或下),分液后用_________ (填入编号)洗涤。
a.KMnO4溶液 b.稀H2SO4c.Na2CO3溶液
②再将环己烯按右图装置蒸馏,冷却水从_________口进入。蒸馏时要加入生石灰,目的是__________________。
③收集产品时,控制的温度应在_________左右,实验制得的环己烯精品质量低于理论产量,可能的原因是()
a.蒸馏时从70℃开始收集产品 b.环己醇实际用量多了
c.制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
(3)以下区分环己烯精品和粗品的方法,合理的是_________。
a.用酸性高锰酸钾溶液 b.用金属钠 c.测定沸点
(15分)下图是某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容。
Ⅰ.硫酸具有A-D所示的性质,以下过程主要表现了浓硫酸的那些性质?请将选项字母填在下列各小题的括号内:
A强酸性 B 吸水性 C 脱水性 D 强氧化性
(1)浓硫酸可以干燥氢气
(2)浓硫酸使木条变黑
(3)热的浓硫酸与铜片反应
Ⅱ.现用该浓硫酸配制100 mL 1 mol/L的稀硫酸。可供选用的仪器有:①胶头滴管;②烧瓶;③烧杯;④药匙;⑤量筒;⑥托盘天平。
请回答下列问题:
(1)配制稀硫酸时,上述仪器中不需要使用的有(选填序号),还缺少的仪器有
(写仪器名称);
(2)经计算,配制100mL1mol/L的稀硫酸需要用量筒量取上述浓硫酸的体积为 mL(保留一位小数),量取浓硫酸时应选用(选填①10mL、②50mL 、③100mL)规格的量筒;
维生素C对维持人体正常生理功能有重要作用,其分子式是C6H8O6 ,水溶液呈酸性,高温或较长时间受热易损耗。许多新鲜水果、蔬菜、乳制品中都含有丰富的维生素
C,例如:新鲜橙果中的橙汁液中含维生素C浓度在500 mg·L-1左右。
某化学兴趣小组对标有“纯天然鲜橙原汁”的某市售橙汁中维生素C的含量进行了测定,请填写如下相关空白:
实验目的:测定市售××牌软包装纯天然鲜橙原汁饮料中维生素C的含量。
实验原理:C6H8O6 + I2 → C6H6O6 + 2 H+ + 2 I-。
实验用品和试剂:
部分可能用到的仪器如下:
A BC
试剂:浓度为1.50×10-4mol·L-1的标准碘(水)溶液,指示剂,蒸馏水等。
实验过程:
(1)洗涤仪器,检查是否漏液,用标准液润洗后装好标准液待用。在此步操作中,需用蒸馏水洗涤并需用标准液润洗的仪器有(从上述A、B、C仪器中选择,填编号)。
(2)打开一袋橙汁包,目测:颜色——橙黄色,澄清度——好。准确量取20.00mL该汁液加入烧杯中溶解,并用100 mL(填仪器名称)定容配成100 mL稀橙汁。取洁净的 (从上述A、B、C仪器中选择,填编号),用上述稀橙汁润洗2~3次,并用该仪器取25.00mL稀橙汁入中(从上述A、B、C仪器中选择,填编号),再加入约10mL蒸馏水充分摇匀,然后向其中加入2滴指示剂,应加指示剂的名称是溶液。
(3)用左手操作滴定管,右手摇动锥形瓶,眼睛注视。滴定至终点时的现象是。
(4)重复上述实验。
(5)数据记录和处理:
实验次数 |
稀橙汁体积(mL) |
滴定用标准碘(水)溶液(mL) |
1 |
25.00 |
23.10 |
2 |
25.00 |
23.00 |
3 |
25.00 |
22.90 |
从实验数据可知,该橙汁饮料中维生素C的含量为mg·L-1
(6)假定该小组成员滴定终点时读数皆为俯视读数,则测定结果(选填“偏高”或“偏低”或“无影响”)
某学生课外活动小组模拟呼吸面具中的反应原理设计用下图所示的仪器来制取氧气并测量氧气的体积。图中量气装置E由甲乙两根玻璃管组成,它们由橡皮管连通,并装
入适量水。甲管有刻度(0~50mL)供量气用,乙管可上下移动调节液面高低。实验可供
选用的药品还有:稀硫酸、盐酸、过氧化钠、碳酸钠、大理石、水。试回答:
(1)图中各装置接口连接顺序是______(填各接口的编号,其中连接胶管省略)。
(2)装置C中放入的反应物是______和______
(3)装置A的作用是______,装置B的作用是______
(4)装置组装完毕后应进行的操作是
(5)为了较准确测量氧气的体积,除了必须检查整个装置的气密性之外,在读反应前后
甲管中液面的读数求其差值的过程中应注意___________(填字母编号)。
a.视线与凹液面最低处相平 b.待乙管中液面不再上升时立刻读数
c.读数时应上下移动乙管,使甲乙两管液面相平