(15分)中国环境监测总站数据显示,颗粒物(PM2.5等)为连续雾霾过程影响空气质量最显著的污染物,其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题:
(1)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
| 离子 |
K+ |
Na+ |
NH![]() |
SO![]() |
NO![]() |
Cl- |
| 浓度/mol•L-1 |
4×10-6 |
6×10-6 |
2×10-5 |
4×10-5 |
3×10-5 |
2×10-5 |
根据表中数据计算PM2.5待测试样的pH = 。
(2)NOx是汽车尾气的主要污染物之一。汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
① N2(g)+O2(g)
2NO(g) △H= 。
② 当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式 。
③ 汽车汽油不完全燃烧时还产生CO,有人设想按下列反应除去CO:
2CO(g)=2C(s)+O2(g),已知该反应的△H>0,该设想能否实现? 。
(3)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:
① 用离子方程式表示反应器中发生的反应 。
② 用化学平衡移动的原理分析,在HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是
。
③ 用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH)表示),NiO(OH)作为电池正极材料,KOH溶液作为电解质溶液,可制得高容量、长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为:Ni(OH)2+M
NiO(OH)+MH,电池放电时,负极电极反应式为 ; 充电完成时,全部转化为NiO(OH),若继续充电,将在一个电极产生O2,O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗,从而避免产生的气体引起电池爆炸,此时,阴极电极反应式为 。
(1)(6 分)已知在2L的容器中进行下列可逆反应,各物质的有关数据如下
:
aA (g)+ bB (g)
2C(g)
起始物质的量(mol): 320
2s末物质的量浓度(mol/L): 0.9 0.8 0.4
则①a=,b=;
②2S内B的反应速率=。
(2)由碳棒,铁片和200mL 1.5mol/L的稀硫酸组成的原电池中,当在碳棒上产生气体3.36L(标准状况)时,求:
③有个电子通过了电线?(NA=6.02×1023)
④此时溶液中H+的物质的量浓度为(不考虑溶液体积变化)。
(3)将2.3g金属钠放入足量的mg重水(D2O)中,完全反应后,所得溶液中溶质的质量分数是(用含m的代数式表示)。
A、B、C三个烧杯中分别盛有200mL相同物质的量浓度的
稀硫酸
(1)分别写出三个装置中铁片表面发生反应的离子方程式:
A;B;C。
(2)一段时间后,B中Sn极附近溶液的pH(填“增大”、“减小”、“不变”)。
(3)一段时间后,C中产生了3.36L(标准状况)气体时,硫酸恰好全部被消耗,则原稀硫酸溶液的物质的量浓度= mol·L-1。此时,三个烧杯中液体质量由大到小的顺序为:(填写序号) 。
(4)比较A、B、C中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序是(填写序号)。
某温度时,在一个2L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空:
(1)该反应的化学方程式为。
(2)反应开始至2min,以气体Z表示的平均反应速率为。
(3)若X、Y、Z均为气体,2min后反应达到平衡,反应达平衡时:
①此时体系的压强是开始时的倍;
②达平衡时,容器内混合气体的平均相对分子质量比起始投料时 ____________(填“增大”“减小”或“相等”)。
A、B、C、D都是短周期元素,原子半径D>C>A>B。其中A、B处于同一周期,A、C处于同一主族。C原子核内的质子数等于A、B原子核内质子
数之和,C原子最外层电子数是D原子最外层电子数的4倍。
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(1)写出C元素在周期表的位置:第周期族
(2)画出元素D的离子结构示意图:。B存在同素异形现象,其中常用作消毒剂的是。(填化学式)
(3)这四种元素中的非金属气态氢化物的稳定性由大到小的顺序:(填化学式)
(4)A与B形成的三原子分子的结构式:,B与D形成的原子个数比为1:1的化合物的电子式:。
(5)C的氧化物和D的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为:。
工业上一般在恒容密闭容器中用H2和CO生产燃料甲醇,反应方程式为
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)△H
(1)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
| 温度 |
250°C |
300°C |
350°C |
| K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
①由表中数据判断△H0(填“>”、“=”或“<“)
②某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为,此时的温度为。
(2)在100℃ 压强为0.1 MPa条件下,容积为V L某密闭容器中a mol CO与 2amol H2在催化剂作用下反应生成甲醇,达平衡时CO的转化率为50%,则100℃该反应的的平衡常数K=(用含a、V的代数式表示并化简至最简单的形式)。此时保持温度容积不变,再向容器中充入a mol CH3OH(g),平衡_____(向正反应方向、向逆反应方向)移动,再次达到新平衡时,CO的体积分数。(减小、增大、不变)
(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是。
A.升温 B.加入催化剂 C.增加CO的浓度
D.恒容充入H2 E.恒压充入惰性气体 F.分离出甲醇
(4)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)。
A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的相对平均分子质量不变
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(5)300°C,在容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡的有关数据如下:
| 容器 |
甲 |
乙 |
丙 |
|
| 反应物投入量 |
1molCO、2moL H2 |
1molCH3OH |
2molCH3OH |
|
| 平 衡 时 的 数 据 |
CH3OH浓度(mol/L) |
c1 |
c2 |
c3 |
| 反应的能量变化 |
akJ |
bkJ |
ckJ |
|
| 体系压强(Pa) |
p1 |
p2 |
p3 |
|
| 反应物转化率 |
α1 |
α2 |
α3 |
请选择正确的序号填空(不定项选择)
(1)c1、c2、c3的关系表达正确的为______
A c3>2c1 B c1<c3<2c1 C c1=c2
(2)a、b、c的关系表达正确的为________
A c<2|△H| B a+b=|△H|C c=2b
(3)p1、p2、p3的关系不正确的为________
A p1=p2 B p2<p3<2p2C p3>2p2
(4)a1、a2、a3的关系表达不正确的为________
A a1=a2 B a3< a2C a1+a2=1