氮氧化物(NOx)、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、 脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx:
CH4(g) + 4NO2(g) =4NO(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H1=-574 kJ·mol-1
CH4(g) + 4NO(g) =2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H2=-1160 kJ·mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。
(2)脱碳。将CO2转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H3
在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示。
则0~10 min内,氢气的平均反应速率为 _______mol/(L·min);第10 min后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g),则平衡 (填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(3)脱硫。利用Na2SO3溶液可脱除烟气中的SO2。Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2制得。NaOH溶液吸收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 |
9︰91 |
| pH |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
①由上表判断,NaHSO3溶液显 性,用化学平衡原理解释: 。
②当溶液呈中性时,离子浓度关系正确的是(选填字母): 。
a.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)
b.c(Na+) > c(HSO3-) > c(SO32-) > c(H+) = c(OH-)
c.c(Na+) + c(H+) = c(SO32-) + c(HSO3-) + c(OH-)
(4)利用下图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2,用阴极排出的溶液可吸收NO2。
①阳极的电极反应式为_________________。
②在碱性条件下,用阴极排出的溶液吸收NO2,使其转化为无害气体,同时有
生成。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______________。
A、B、C是中学化学常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如下(部分反应条件及产物略去)。
(1)若A是一种活泼金属,C是淡黄色固体,试用化学方程式表示该物质C的一个重要应用。
(2)若A是一种黄色单质固体,则B→C的化学方程式为。
(3)若A是一种黑色单质固体,写出B的一个用途。
(4)若C是红棕色气体,则A化学式可能为,试写出C与水反应的化学方程式 。
实验室配制500 mL 0.2 mol·L-1的Na2SO4溶液,实验操作步骤有:
A.在天平上称出14.2 g硫酸钠固体,把它放在烧杯中,用适量的蒸馏水使它完全溶解并冷却至室温。
B.把制得的溶液小心地转移到容量瓶中。
C.继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹液面最低处与刻度线相切。
D.用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,每次洗涤的液体都小心注入容量瓶,并轻轻振荡。
E.将容量瓶瓶塞塞紧,充分摇匀后装瓶。
请填写下列空白:
(1)操作步骤的正确顺序为(填序号)_____。
(2)本实验用到的基本仪器已有烧杯、天平(带砝码、镊子)、玻璃棒,还缺少的仪器是________、________。
(3)下列情况会使所配溶液浓度偏高的是(填序号)________。
A.容量瓶使用前内壁沾有水珠 B.没进行上述的操作步骤D
C.加蒸馏水时,不慎超过了刻度线 D.砝码上沾有杂质
按要求准确表达下列变化过程中的化学用语,其中(1)~(3)写化学方程式,(4)~(5)写离子方程式。
(1)铁丝在氯气中燃烧。 (2)能体现SO2氧化性。
(3)镁在二氧化碳中燃烧。(4)NaOH溶液与NaHCO3溶液反应。
(5)用氯化铁溶液刻画电路板。
(1)如图所示,A是由导热材料制成的密闭容器,B是一耐化学腐蚀且易于传热的透明气囊。关闭K2,将各1 mol NO2通过K1、K3分别充入A、B中,反应起始时A、B的体积相同均为a L。
①B中可通过________________判断可逆反应2NO2
N2O4已经达到平衡。
②若平衡后在A容器中再充入0.5mol N2O4,则重新到达平衡后,平衡混合气中NO2的体积分数_______________(填 “变大”“变小”或“不变”)。
③若容器A中到达平衡所需时间t s,达到平衡后容器内压强为起始压强的0.8倍,则平均化学反应速率v(NO2)等于____________________。
④若打开K2,平衡后B容器的体积缩至0.4a L,则打开K2之前,气球B体积为______L。
(2)用电解的方法将硫化钠溶液氧化为多硫化物的研究具有重要的实际意义,将硫化物转变为多硫化物是电解法处理硫化氢废气的一个重要内容。
如图,是电解产生多硫化物的实验装置:
①已知阳极的反应为:(x+1)S2-=SxS2-+2xe-,
则阴极的电极反应式是:。
当反应转移xmol电子时,产生的气体体积为(标准状况下)。
②将Na2S·9H2O溶于水中配制硫化物溶液时,通常是在
氮气气氛下溶解。其原因是(用离子反应方程式表示):。
某研究小组对一元有机弱酸HA在溶剂苯和水的混合体系中的溶解程度进行研究。在25℃时,弱酸HA在水中部分电离,当HA浓度为
时,其电离度为0.20(电离度=已电离的HA分子数/起始HA的总分子数);在苯中部分发生双聚,生成(HA)2。该平衡体系中,一元有机弱酸HA在溶剂苯(B)和水(W)中的分配系数为K,K=C(HA)B/C(HA)W=1.0,即达到平衡后,以分子形式存在的HA在苯和水两种溶剂中的比例为1:1;其他信息如下:
| 25℃平衡体系 |
平衡常数 |
焓变 |
起始总浓度 |
在水中,HA![]() ![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
在苯中,2HA![]() ![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
回答下列问题:
(1)计算25℃时水溶液中HA的电离平衡常数K1=___________。
(2)25℃,该水溶液的pH为___________,(已知:1g2=0.3,lg3=0.5)在苯体系中HA的转化率为___________。
(3)在苯中,HA发生二聚:2HA
(HA)2,反应在较低温度下自发进行,则
___________0。
(4)25℃混合体系中,HA在苯中发生二聚,若测得某时刻溶液中微粒浓度满足
=130,则反应向___________方向进行。