汽车尾气中的NOx是大气污染物之一,科学家们在尝试用更科学的方法将NOx转化成无毒物质,从而减少汽车尾气污染。
(1)压缩天然气(CNG)汽车的优点之一是利用催化技术能够将NOx转变成无毒的CO2和N2。
①CH4(g)+4NO2(g) 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1<0
②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2<0
③CH4(g) +2NO2(g)N2(g) +CO2(g) +2H2O(g) △H3= 。(用△H1和△H2表示)
(2)在恒压下,将CH4(g)和NO2(g)置于密闭容器中发生化学反应③,在不同温度、不同投料比时,NO2的平衡转化率见下表:
投料比[n(NO2) / n(CH4)] |
400 K |
500 K |
600 K |
1 |
60% |
43% |
28% |
2 |
45% |
33% |
20% |
①写出该反应平衡常数的表达式K= 。
②若温度不变,提高[n(NO2) / n(CH4)]投料比,则K将 。(填“增大”、“减小”或“不变”。)
③400 K时,将投料比为1的NO2和CH4的混合气体共0.04 mol,充入一装有催化剂的容器中,充分反应后,平衡时NO2的体积分数 。
(3)连续自动监测氮氧化物(NOx)的仪器动态库仑仪的工作原理示意图如图1
图1 图2
①NiO电极上NO发生的电极反应式: 。
②收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%(体积分数),若用甲烷将其完全转化为无害气体,处理1×104L(标准状况下)该尾气需要甲烷30g,则尾气中V(NO)︰V(NO2)=
(4)在容积相同的两个密闭容器内 (装有等量的某种催化剂) 先各通入等量的CH4,然后再分别充入等量的NO和NO2。在不同温度下,同时分别发生②③两个反应:并在t秒时测定其中NOx转化率,绘得图象如图2所示:
①从图中可以得出的结论是
结论一:相同温度下NO转化效率比NO2的低
结论二:在250℃-450℃时,NOx转化率随温度升高而增大,450℃-600℃时NOx转化率随温度升高而减小
结论二的原因是
②在上述NO2和CH4反应中,提高NO2转化率的措施有_________。(填编号)
A.改用高效催化剂 B.降低温度 C.分离出H2O(g) D.增大压强
E.增加原催化剂的表面积 F.减小投料比[n(NO2) / n(CH4)]
能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I: CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
反应II: CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是(填“I”或“Ⅱ”)。
②下表所列数据是反应I在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
由表中数据判断ΔH10 (填“>”、“=”或“<”)。
③某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CH3OH)= 0.8 mol/L,则CO的转化率为,此时的温度为(从上表中选择)。
④恒温、恒容时,下列情况不能说明反应I已经达到化学平衡状态的是________________。a、容器各物质的浓度保持不变; b、容器内压强保持不变;
c、υ(CO)消耗==1/2υ(H2)生成 d 、容器内的密度保持不变
(2)25℃、101kPa时,燃烧16g液体甲醇生成CO2和H2O(l),放出的热量为363.26kJ,写出甲醇燃烧的热化学方程式:。
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计一个燃料电池电解Na2SO4溶液(图如下)。请根据图示回答下列问题:
①通入甲醇蒸气的电极应为极(填写“正”或“负”),该电极上发生的电极反应是(填字母代号)。
a.2CH3OH —12 e- +3O2 ===2CO2 + 4 H2O
b.CH3OH—6 e- + 8 OH- ="==" CO32- + 6H2O
c.O2 + 2H2O + 4 e- ="==" 4OH-
d.O2— 4 e- + 4H+="==" 2H2O
②写出电极A的名称。写出B电极的电极反应式。
③当酸性甲醇燃料电池消耗3.36 L 氧气时(折合为标准状况),理论上电解Na2SO4溶液生成气体的总物质的量是。
在常温下,下列四种溶液中:
①0.1mol/L NH4Cl②0.1mol/LCH3COONH4③0.1mol/L NH4HSO4
④0.2mol/L NH3·H2O和0.2mol/L NH4Cl溶液等体积混合,溶液呈碱性
(1)溶液①呈 性(填“酸”、“碱”或“中”),其原因是(用离子方程式表示),其离子浓度由大到小的排列为_______________________
(2)比较上述四种溶液中NH4+的浓度大小(填序号)
(3)常温下,测得溶液②的PH=7,则说明CH3COO--的水解程度(填“大于”、“小于”或“等于”,下同)NH4+的水解程度,CH3COO--与NH4+浓度的大小关系是:c(CH3COO--)c(NH4+)。
(4)在溶液④中,离子的浓度为0.1mol/L;NH3·H2O和NH4+离子的物质的量浓度之和
为mol/L。
A、B、C、X均为中学常见的纯净物,它们之间有如下转化关系(副产物已略去)。
回答下列问题:
(1)若A是非金属单质,X是强氧化性单质,C与水反应生成酸。则X是 ,A可能是 ;
(2)若A是强酸,X是金属单质,向C的水溶液中滴加BaCl2溶液不产生沉淀。则A是 ,X是 ;
(3)若A是一种铁矿石,反应①和②都是工业制硫酸生产中的重要反应,C与水反应生成强酸D。则工业生产中反应①发生的设备名称是 ,铜与D在一定条件下发生反应的方程式是 。
氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题:
(1)如图1是1 mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图(图中涉及物质均为气态),请写出NO2和CO反应的热化学方程式 。
(2)在0.5L的密闭容器中,充入一定量的氮气和氢气进行反应,三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图2所示。则Y是 ,2min内N2的反应速率υ(N2)= 。
图1 图2
(3)硝酸工业在国民经济、国防工业和航天事业中占有重要地位。随着化学纤维、近代有机合成、火箭、导弹等工业的迅速发展,需要使用大量的硝酸。
①工业生产中用铂系金属作为催化剂,用氨氧化法制取硝酸。第一步反应为氨在催化剂作用下与氧气发生反应生成NO,写出反应化学方程式 。
②铜既能与稀硝酸反应,也能与浓硝酸反应,当铜与一定浓度硝酸反应时,可将方程式表示为:Cu+HNO3 →Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+H2O (方程式未配平)。反应中还原产物是 ,0.6mol Cu被硝酸完全溶解后,如果得到的NO和NO2物质的量相同,则得到标准状况下气体体积为 L。
某教师在上《元素周期表》复习课时,组织了一个“介绍自己”的活动:
我们班级中共有44位同学,分为8个小组(学生座位如图所示,数字表示座位号),按从左到右分别为IA、IIA……VIIA、0族,从上到下分别为第一、二……六周期。座位上的每一位同学对应一种元素,请在下列问题中符合要求的同学向大家介绍自己。
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讲 台 |
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请你一起思考并回答下列问题:
(1)第三周期IVA族的元素对应座位号是 ,原子结构示意图为 。
(2)座位号为22的元素在元素周期表中的位置是 。
(3)比较座位号为18、19对应的元素的非金属性强弱,请用离子方程式表示 。
(4)课堂中有学生提出,这样的安排会导致他们没有对应的元素,则学生对应的座位号是 。