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______________________________________。
写出下列物质在水溶液中的电离方程式:
NH3·H2O:, Ba(OH)2:___________________________,
NaHSO4:, NaHCO3:___________________________ 。
某二元酸(化学式用H2B表示)在水中的电离方程式是:H2B H+ + HB–,HB–H+ + B2–。回答下列问题:
(1)Na2B溶液显_________(填“酸性”,“中性”,或“碱性”)。理由是________________________________________(用离子方程式表示)。
(2)在0.1 mol/L的Na2B溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是________。
A.c (B2– ) + c (HB– ) + c (H2B) =" 0.1" mol/L
B.c (OH-) = c (H+) + c (HB-)
C.c (Na+ ) + c (H+ ) = c (OH – ) + c (HB– ) + 2c (B2 – )
D.c (Na+ ) = 2c (B 2– ) + 2c (HB– )
(3)已知0.1 mol/L NaHB溶液的pH = 2,则0.1 mol/LH2B溶液中氢离子的物质的量浓度可能是_________0.11 mol/L(填“<”,“>”,或“=”),理由是:____________________。
(4)0.1 mol/L NaHB溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是_______________________。
X、Y、Z为三个不同短周期非金属元素的单质。在一定条件下有如下反应:Y+X→A(气),Y+Z→B(气)。请针对以下两种不同情况完成下列问题:
(1)若常温下X、Y、Z均为气体,且A和B化合生成固体C时有白烟产生,则:
①Y的电子式是_________;生成的固体C的电子式是________________。
②若合成A是人工固氮的重要途径,试写出Y+X→A(气)的化学方程式______________。已知该反应为放热反应,则反应物所具有的总能量生成物所具有总能量(填>、<或=)。
(2)若常温下Y为固体,X、Z为气体,A在空气中充分燃烧可生成B,则:
①A的结构式是_____________;
②向苛性钠溶液中通入过量的B,所发生反应的离子方程式是_____________;
③将B与(1)中某单质的水溶液充分反应可生成两种强酸,该反应的离子方程式是
_______________。
下表是元素周期表的一部分,请回答有关问题:
IA |
ⅡA |
ⅢA |
ⅣA |
VA |
ⅥA |
ⅦA |
0 |
|||
1 |
a |
b |
||||||||
2 |
c |
d |
e |
f |
g |
|||||
3 |
h |
I |
j |
k |
l |
|||||
4 |
m |
n |
||||||||
(1)h元素与k元素形成的化合物的电子式:_____________________;
(2)用电子式表示a与e形成1︰1型化合物的形成过程。
(3)属于稀有气体的是__________(填元素符号,下同);
(4)第三周期中,原子半径最大的是(稀有气体除外)________________;
(5)推测Si、N最简单氢化物的稳定性__________大于_________(填化学式)。
(6)表中标字母的元素中,能形成两性氢氧化物的元素是________(用元素符号表示,下同),写出该两性氢氧化物与m的氢氧化物的水溶液反应的离子方程式_________;
以海水中常见物质A为原料可以发展很多工业,下图中包含了中学课本中介绍的几种基本工业生产,请根据各物质之间的转化关系回答下列问题。
(1) C和D、C和G反应都可以制取消毒剂。C和D反应制取的消毒剂中有效成分的化学式为______ ____。H的化学式为_____ ____
(2) 电解A溶液反应的离子方程式为_________________________________。
(3) 将F和J通入A的饱和溶液中,反应的化学方程式为:
________________________________。
(4) J的空间构型为___________形。
(5)实验室可利用K与G制取J,请写出该反应化学方程式:
______________________________________________________。