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)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“<”)
(8分)(1)把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里,可观察到锌片上有气泡,再平行插入一块铜片,可观察到铜片上________(填“有”或“没有”)气泡产生,再用导线把锌片和铜片连接起来,组成一个原电池,负极为________,正极的电极反应式为____________________。
(2)如果烧杯中最初装入的是500 mL 2 mol•L-1的稀硫酸,构成铜锌原电池(假设产生的气体没有损失),当在标准状况下收集到11.2 L的氢气时,则此时烧杯内溶液中剩余硫酸的物质的量浓度应为(溶液体积变化忽略不计)__________________________。
已知A、B、C、D四种短周期主族元素,其相关信息如下:
①在元素周期表中的相对位置如下:
A |
||
B |
C |
D |
②B元素原子的最外层电子数为其核外电子总数的,D的单质在空气中燃烧时,生成对环境有严重污染的气体。
请回答下列问题:
(1)D的元素符号为________,B的原子结构示意图为____________________。
(2)C的最高价氧化物对应水化物的化学式为_______________。
(3)下列说法中正确的是________(填字母)。
a.A的最高价氧化物对应的水化物在常温下可以和铜反应
b.B的最高价氧化物对应水化物钠盐的水溶液俗称水玻璃
c.常温下,D的最高价氧化物对应水化物的浓溶液可用铁制容器盛放
d.C的离子半径小于D的离子半径
(4)探究法是学习化学的重要方法之一。在下表中列出了对H2DO3各种不同化学性质的推测,根据示例完成下列表格:
编号 |
性质推测 |
化学方程式 |
示例 |
氧化性 |
H2DO3+2H2D=3D↓+3H2O |
① |
酸性 |
|
② |
H2DO3+Br2+H2O=H2DO4+2HBr |
现有部分短周期元素的原子结构如下表:
元素编号 |
元素原子结构 |
X |
原子结构示意图为![]() |
Y |
最外层电子数是次外层电子数的2倍 |
Z |
原子核内含有12个中子,且其离子的结构示意图为![]() |
(1)写出X的元素符号:____________,Z元素原子的质量数为________。
(2)元素Y的最高价氧化物的结构式为______________, Z元素的单质在空气中燃烧产物的电子式_________,用电子式表示X的气态氢化物的形成过程。
(3)Y的最高价氧化物和Z元素的单质在空气中燃烧产物发生反应的化学方程式为 ;若反应过程中,转移电子数为6.02×1023,则消耗Y的最高价氧化物的质量为。
(7分) 某有机物A只含有C、H、O三种元素,常用作有机合成的中间体。现将8.4 g该有机物在14.56L(标况下)O2经充分燃烧后将产生的热气体(无有机物)先通过足量的无水CaCl2固体,发现该固体增重7.2g,然后再将该剩余气体通入足量的澄清石灰水,石灰水增重22.0g;质谱图表明其相对分子质量为84,红外光谱分析表明A分子中含有O—H键和位于分子端的C≡C键,核磁共振氢谱有三个峰,峰面积为6:1:1。(注:—OH接在不饱和碳上为不稳定结构)
(1)通过计算确定该有机物A的分子式为,A的结构简式为。
(2)有机物B是A的同分异构体,1 mol B可与1mol Br2加成。该有机物所有碳原子在同一个平面,没有顺反异构现象。请写出B的结构简式是。
根据下面的反应线路及所给信息填空。
(1)A的结构简式是,B的结构简式是
(2)①的反应类型是;③的反应类型是;
(3)反应④的条件是;
(4) 写出反应②的化学方程式___________________________。