近几年来,我国中东部地区陷入严重的雾霾天气,面对全球近期的气候异常,环境问题再次成为焦点。非金属氧化物的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径之一。请运用化学反应原理知识,回答下列问题:
Ⅰ、目前,消除氮氧化物污染有多种方法。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-57kJ•mol-1
②4CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-1160kJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0kJ•mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g),CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式________________。
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+ 2NO(g) N2(g)+CO2(g)某研究小组向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,恒温(T℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
浓度(mol/L) 时间(min) |
NO |
N2 |
CO2 |
0 |
0.100 |
0 |
0 |
10 |
0.058 |
0.021 |
0.021 |
20 |
0.040 |
0.030 |
0.030 |
30 |
0.040 |
0.030 |
0.030 |
40 |
0.032 |
0.034 |
0.017 |
50 |
0.032 |
0.034 |
0.017 |
①T℃时该反应的平衡常数为____________(结果保留两位有效数字)。
②30 min后改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件可能是___________________。
③若30min后升高温度重新达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3,则该反应
△H_________0(填“<”“>”“=”)。
Ⅱ、某科研小组为治理SO2对大气的污染,利用烟气中的SO2为原料制取硫酸。
(1)利用原电池原理,用SO2、O2和H2O来制备硫酸,该电池用多孔材料作电极,它能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池负极的电极反应式__________。
(2)利用Na2SO3溶液充分吸收SO2制得NaHSO3溶液。
①常温时吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-) |
91:9 |
1:1 |
1:91 |
pH |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
以下离子浓度关系的判断正确的是
A.NaHSO3溶液中c(H+)<c (OH-)
B.Na2SO3溶液中c(Na+)>c (SO32-)>c (HSO3-)>c (OH-)>c(H+)
C.当吸收液呈中性时,c(Na+)>c (HSO3-)>c (SO32-)>c(OH-)=c(H+)
D.当n(SO32-):n(HSO3-)=1:1时,c(Na+)=c (HSO3-)+2c (SO32-)
②然后电解该NaHSO3溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下图所示。请写出开始时阳极反应的电极反应式______________________________________。
(8分)A、B、C、D四种化合物,有的是药物,有的是香料。它们的结构简式如下所示:
ABCD
(1)化合物A中含有的官能团的名称是;
(2)A、B、C、D四种化合物中互为同分异构体的是(填序号);
(3)化合物B的核磁共振氢谱中出现组峰;
(4)1mol D最多能与mol的氢气发生加成反应;
现有mg某气体,它由双原子分子构成,它的摩尔质量为Mg·mol-1。若阿伏加德罗常数用NA表示,则:
(1)该气体的物质的量为________mol。
(2)该气体所含原子总数为________个。
(3)该气体在标准状况下的体积为____________L。
(4)该气体溶于1L水中(不考虑反应),其溶液中溶质的质量分数为___。
(5)该气体溶于水后形成VL溶液,其溶液的物质的量浓度为_____g·mol-1。
4.8 g O2和0.2 mol CO2,它们的物质的量之比是________,质量之比是________,在同温同压下的体积之比是________。
选择下列实验方法分离物质,将分离方法的序号填在横线上。
A.萃取分液法 | B.加热分解法 | C.结晶法 | D.分液法 |
E.蒸馏法 F.过滤法
(1)分离饱和食盐水与沙子的混合物________。
(2)从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中获得硝酸钾________。
(3)分离水和汽油的混合物________。
(4)分离四氯化碳(沸点为76.6℃)和甲苯(沸点为110.6℃)的混合物________。
(5)从碘的水溶液里提取碘________。
(13分)(1)已知:H2(g)+O2(g)H2O(g),反应过程中能量变化如图所示,则:
①a、b、c分别代表什么意义?
a
b
c
②该反应是反应(填“吸热”或“放热”),ΔH0(填“>”或“<”)。
(2)发射“天宫”一号的火箭使用的推进剂是液氢和液氧,这种推进剂的优点是,
。(请写两条)
(3)已知:H2(g)+1/2O2(g)H2O(l) ΔH="-285.8" kJ·mol-1
H2(g)H2(l) ΔH="-0." 92 kJ·mol-1
O2(g)O2(l) ΔH="-6.84" kJ·mol-1
H2O(l)H2O(g) ΔH="+44.0" kJ·mol-1
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式: