随着大气污染的日趋严重,“节能减排”,减少全球温室气体排放,研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具体有重要意义。
(1)如图是在101 kPa,298K条件下1mol NO2和1mol CO反应生成1mol CO2和1mol NO过程中的能量变化示意图。
已知:
请写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方
程式: 。
(2)将0.20 mol N02和0.10 mol CO充入一个容积恒定为1L的密闭容器中发生反应,在不同条件下,反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示。
①下列说法正确的是 (填序号)。
a.容器内的压强不发生变化说明该反应达到乎衡
b.当向容器中再充人0. 20 mol NO时,平衡向正反应方向移动,K增大
c.升高温度后,K减小,N02的转化率减小
d.向该容器内充人He气,反应物的体积减小,浓度增大,所以反应速率增大
②计算产物NO在0~2 min内平均反应速率v(NO)= mol·L-1·min-1
③第4 min时改变的反应条件为 (填“升温’’、“降温’’)。
④计算反应在第6 min时的平衡常数K= 。若保持温度不变,此时再向容器中充人CO、NO各0.060 mol,平衡将 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料。其负极反应式为 ,当有0.25 mol SO2被吸收,则通过质子(H+)交换膜的H+的物质的量为 mol。
有机物D是一种合成抗高血压药的重要通用中间体,其合成路线如下:(已知A是一种芳香酸)
(1)A、C的结构简式分别是、。D中含有的含氧官能团名称是。
(2)C→D的反应类型是。
(3)加热条件下,C在足量NaOH水溶液中反应的化学方程式是。
(4)E是一种相对分子质量比A小14的芳香酸。写出满足下列条件的E的所有同分异构体的结构简式:。
①能发生银镜反应 ②一定条件下可发生水解反应 ③分子的核磁共振氢谱中有四组峰。
(5)F是B在碱溶液中水解后再酸化的产物。F在一定条件下可聚合成高分子化合物,写出该反应的化学方程式。
发展低碳经济,构建低碳社会。科学家们提出利用以工业废气中的CO2为原料,以CuO与ZnO混合物为催化剂,其反应为:CO2+3H2CH3OH + H2O。
(1)某温度下,在体积为l L的密闭容器中充入lmol CO2和4molH2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如Ⅰ图所示。从反应开始到平衡,甲醇的平均反应速率v(CH3OH)=;氢气的转化率为。
(2)常温常压下已知下列反应的能量变化如Ⅱ图所示:写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式:,该反应的△S___0(填“>”或“<”或“=”);反应达到平衡后,要使该平衡向右移动,其它条件不变时,可以采取的措施有(填序号)。
A.缩小反应器体积 | B.升高温度 |
C.恒容条件下通入CO2 | D.使用合适的催化剂 |
(3)在实际生产中发现,随着甲醇的生成,还伴随有少量CO等副产物出现,且CO2的转化率、甲醇和CO的含量还受气体混合物在反应锅炉内的流动速率、催化剂CuO的质量分数影响。通过实验分别得到如下图。
①由图Ⅲ得,生产甲醇的气体最佳流动速率为L•h-1;
②已知当催化剂中没有CuO,只有单组份ZnO时,反应速率最大。说明为什么不选择单组份ZnO的原因,根据图Ⅳ判断,催化剂CuO的质量分数最好为%。
(I)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。将CO2与焦炭作用生成
CO,CO可用于炼铁等。
(1)已知:Fe2O3(s) + 3C(石墨) =2Fe(s) + 3CO(g) △H 1 =+489 kJ/mol
C(石墨)+CO2 (g)=2CO(g) △H 2 = +172 kJ/mol
则Fe2O3(s) + 3CO(g) = 2Fe (s) + 3CO2(g) △H=。
(2)利用燃烧反应可设计成CO/O2燃料电池(以H2SO4溶液为电解质溶液),写出该电池的正极反应式。
(II)某学生设计了如图所示的装置(框内部分未画出),
在装置内起初发生的反应为Cu+H2SO4H2↑+CuSO4(未注明反应条件),试回答:
(1)该装置的名称是(填“电解池”或“原电池”)。
(2)A、B中至少有一种是金属(填名称),接电源的(填“正极”或“负极”)。
(3)写出该装置中发生还原反应的电极反应方程式为。
(4)若C溶液为100ml饱和食盐水,A 和B电极均为碳棒,该学生利用图示装置进行电解,写出该电解过程中的总反应的离子方程式,当放出标况下112ml氢气时,该溶液的pH=(室温下)。
(III)利用下图装置,可以模拟铁的电化学防护。
若X为铜,为减缓铁的腐蚀,开关K应置于 处。
若X为锌棒,开关K置于M处,该电化学防护法称为。
氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾,先将样
品溶于适量水中,充分搅拌后过滤,再将滤液按下图所示步骤进行操作。
回答下列问题:
(1)试剂Ⅰ的化学式为 ,①中发生反应的离子方程式为 ,;
(2)试剂Ⅱ的化学式为 ,②中加入试剂Ⅱ的目的是 ;
(3)试剂Ⅲ的名称是 ,③中发生反应的离子方程式为 ;
(4)某同学称取提纯的产品0.8000g,溶解后定容在100 mL容量瓶中,每次取25.00 mL溶液,用0.1000 mol·L-1的硝酸银标准溶液滴定,三次滴定消耗标准溶液的平均体积为25.62 mL,该产品的纯度为 。
常温下,向25 mL 0.1 mol/L MOH溶液中逐滴加入0.2 mol/L HA溶液,曲线如图所示(体积变化忽略不计)。
回答下列问题:
(1)写出MOH的电离方程式:。
(2)MOH与HA恰好完全反应时,溶液呈 性(填“酸”、“碱”或“中”),理由是(用离子方程式表示):;此时,混合溶液中由水电离出的c(H+)0.2 mol/L HA溶液中由水电离出的c(H+)(填“>”“<”或“=”)。
(3)分别写出B、C两点,混合溶液中各离子浓度的大小关系
B点;
C点。
(4)D点时,溶液中c(A-)+c(HA) 2 c(M+)(填“>”、“<”或“=”);若此时测得混合溶液的pH=3,则c(HA) + c(H+) =mol/L。