随着大气污染的日趋严重,“节能减排”,减少全球温室气体排放,研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具体有重要意义。
(1)如图是在101 kPa,298K条件下1mol NO2和1mol CO反应生成1mol CO2和1mol NO过程中的能量变化示意图。
已知:
请写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方程式: 。
(2)将0.20 mol N02和0.10 mol CO充入一个容积恒定为1L的密闭容器中发生反应,在不同条件下,反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示。
①下列说法正确的是 (填序号)。
a.容器内的压强不发生变化说明该反应达到乎衡
b.当向容器中再充人0. 20 mol NO时,平衡向正反应方向移动,K增大
c.升高温度后,K减小,N02的转化率减小
d.向该容器内充人He气,反应物的体积减小,浓度增大,所以反应速率增大
②计算产物NO在0~2 min内平均反应速率v(NO)= mol·L-1·min-1
③第4 min时改变的反应条件为 (填“升温”、“降温”)。
④计算反应在第6 min时的平衡常数K= 。若保持温度不变,此时再向容器中充人CO、NO各0.060 mol,平衡将 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料。其负极反应式为 ,
当有0.25 mol SO2被吸收,则通过质子(H+)交换膜的H+的物质的量为 mol。
下图是传统的工业生产金属铝的基本流程图。结合铝生产的流程图回答下列问题:
(1)工业冶炼金属铝用的是铝土矿,铝土矿的主要成分是________(填化学式)。石油炼制和煤的干馏产品__________(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料。
(2)在金属铝的冶炼中加入冰晶石和氟化钙的目的是________
(3)在冶炼过程中,阳极材料需要定期进行更换,原因是氧化铝溶解并和部分冰晶石发生反应生成Al2OF62-,写出该反应的离子方程式________________。若电解的总反应为2Al2O3+3C3CO2+4Al,则阳极的电极反应式为_______________。
(4)冰晶石能在碱性溶液中分解,写出冰晶石与足量NaOH溶液反应生成两种钠盐的化学方程式______________。
(5)已知生产1mol铝消耗的电能为1.8x106J,9g铝制饮料罐可回收能量为0.2kJ,则铝制饮料罐的热回收效率η=_____________。(热回收效率= 回收能量/生产耗能x100%)
碘是生命体中的必需元素,请根据如下有关碘及其化合物的性质,回答下列问题:
(1) 实验室中制取少量碘可采用如下方法:
KI + CuSO4 → A (白色)↓+ K2SO4 + I2
16.0 g CuSO4与过量KI反应后可得19.1 g 的A,写出A的化学式: 。工业生产中,可用智利硝石(含有NaIO3)为原料,与NaHSO3反应后生成碘,写出此反应的离子方程式: 。
(2)单质碘与氟气反应可得IF5,实验表明液态IF5具有一定的导电性,研究人员发现产生这一现象的可能原因在于IF5的自偶电离(如:2H2O H3O++ OH-),生成的阳离子为 ;阴离子为 。
(3)将单质碘与铝屑置于管式电炉中,隔绝空气加热至500℃得到棕色片状固体,此固体溶于Na2CO3溶液可产生白色沉淀和气体。请写出上述实验过程中发生的化学反应方程式: , 。
(4) 某化学课外小组用海带为原料制得少量含碘离子的溶液。现用0.10 mol·L-1的酸性高锰酸钾溶液滴定20.00 mL该溶液需10.25 mL,则该溶液中碘离子的浓度为_________mol·L-1(精确到0.01)。
(5) I2O5是白色粉末状固体,可用作氧化剂使H2S、CO、HC1等氧化,在合成氨工业中常用I2O5来定量测量CO的含量。已知:
2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s) ΔH=-75.56kJ•mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566.0kJ•mol-1
写出CO(g)与I2O5(s)反应析出固态I2的热化学方程式: 。
为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量,研究并有效控制空气中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量显得尤为重要。
(1)汽车内燃机工作时会引起N2和O2的反应:N2 + O2 2NO,是导致汽车尾气中含有NO的原因之一,科学家设计利用NH3在催化条件下将NOx还原成N2而排放。
①在T1、T2温度下,一定量的NH3发生分解反应时N2的体积分数随时间变化如右图所示,根据图像判断反应N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g)的△H_______0(填“>”或“<”)。
②在温度下,向2L密闭容器中充入10molN2与5mo1H2,50秒后达到平衡,测得NH3的物质的量为2mol,则该反应的速率v(N2)___________________。该温度下,若增大压强此反应的平衡常数将_______________(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”);若开始时向上述容器中充入N2与H2均为10 mol,则达到平衡后H2的转化率将__________。(填“升高”、“降低”)
(2)利用图所示装置(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SO32-生成。该反应的离子方程式为 。
(3)一定条件下可用甲醇与CO反应生成醋酸消除CO污染。常温下,将a mol·L-1的醋酸与b molL-1Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),则该混合溶液中醋酸的电离常数Ka=_________(用含a和b的代数式表示)。
请根据化学学科中的基本理论,回答下列问题
(1)纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。火法还原CuO可制得Cu2O.已知:1克C(s)燃烧全部生成CO时放出热量9.2kJ;Cu2O(s)与O2(g)反应的能量变化如图1所示;请写出用足量炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式
(2)在加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O,同时生成N2和H2O.该反应的化学方程式为______
(3)某兴趣小组同学以纳米级Cu2O催化光解水蒸气并探究外界条件对化学平衡的影响.
①在体积均为1L,温度分别为T1、T2的A、B两密闭容器中都加入纳米级Cu2O并通人0.1mol水蒸气,反应:2H2O(g)⇌2H2(g)+O2(g)△H=+484kJ•mol-1经测定A、B两容器在反应过程中发生如图2所示变化,则A、B两容器反应的温度T1________T2(填“<”、“=”或“>”),该过程中A容器至少需要吸收能量________kJ
②当该反应处于平衡状态时,下列既能增大反应速率,又能增大H2O(g)分解率的措施是(填序号)_________.
A.向平衡混合物中充入Ar B.升高反应的温度
C.增大反应体系的压强 D.向平衡混合物中充人O2
(4)25℃时,H2SO3═HSO3-+H+的电离常数Ka=1×10-2mol/L,则该温度下NaHSO3的水解平衡常数Kh=_________mol/L.
(1)二氧化硅与碳高温下反应的化学方程式为
上述反应中生成的单质有什么用途: (写一条即可)。卞石是硅酸盐,不同类型的卞石中氧原子的物质的量分数相同,由钠卞石化学式NaAlSi3O8可推知钙卞石的化学式为 ,请将钠卞石的化学式改写成氧化物的形式:
(2)天然气(主要成分甲烷)含有少量含硫化合物[硫化氢、羰基硫(COS)等],可以用氢氧化钠溶液洗涤除去.羰基硫用氢氧化钠溶液处理的过程如下(部分产物已略去):
COSNa2S溶液
H2羰基硫分子的电子式为 。反应I除生成两种正盐外,还有水生成,其化学方程式为 。已知反应II的产物X的溶液中硫元素的主要存在形式为S2O32﹣,则II中主要反应的离子方程式为 。