全国各地都遭遇“十面霾伏”。其中,机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气质量恶化贡献较大。
Ⅰ.(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g) △H<0
若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填代号)。(下图中υ正、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数)
(2)机动车尾气和煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。已知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g) △H=-56.9 kJ/mol
H2O(g) = H2O(l) ΔH = -44.0 kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式: 。
Ⅱ.SO2和NOx都是大气污染物。
(3)空气中的NO2可形成硝酸型酸雨,该反应的化学方程式是
(4)利用氨水可以将SO2和NO2吸收,原理如下图所示:
NO2被吸收的离子方程式是 。
(5)利用下图所示装置(电极均为惰性电极)也可吸收SO2,并用阴极排出的溶液吸收NO2。
①a为电源的 (填“正极”或“负极”),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。该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(6)工业制硫酸的过程中利用反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H<0,一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2,则下列说法正确的是 。
A.若反应速率v(SO2)=v(SO3),则可以说明该可逆反应已达到平衡状态 |
B.保持温度和容器体积不变,充入2 mol N2,化学反应速率加快 |
C.平衡后仅增大反应物浓度,则平衡一定右移,各反应物的转化率一定都增大 |
D.平衡后移动活塞压缩气体,平衡时SO2、O2的百分含量减小,SO3的百分含量增大 |
E.保持温度和容器体积不变,平衡后再充入2molSO3,再次平衡时各组分浓度均比原平衡时的浓度大
F.平衡后升高温度,平衡常数K增大
(10分)A~H是中学化学常见的物质,它们之间的转化关系如下图所示(部分产物已略去)。已知B、D是生活中常见的金属单质,G是气体单质,C的焰色反应呈黄色。
请回答下列问题:
(1)元素B在周期表中的位置是,C的电子式为,H的结构式为。
(2)反应①的化学方程式为。
(3)A与盐酸反应的离子方程式为。
(4)F溶液显(填“酸性”、“中性”或“碱性”),原因是(用离子方程式表示)。
(10分)某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题(甲、乙、丙三池中
溶质足量),当闭合该装置的电键K时,观察到电流计的指针发生了偏转。
请回答下列问题:
(1)甲池为(填“原电池”、“电解池”或“电镀池”),A电极的电极反应式为。
(2)丙池中F电极为(填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”),该池的总反应
方程式为。
(3)当乙池中C极质量减轻10.8 g时,甲池中B电极理论上消耗O2的体积为mL(标准状况)。
(4)一段时间后,断开电键K。下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是(填选项字母)。
A.Cu | B.CuO | C.Cu(OH)2 | D.Cu2(0H)2CO3 |
(12分)科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。
(1)合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
H=-92.4 kJ/mol,该反应的能量变化如图所示。
①在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②将0.3 mol N2和0.5 mol H2充入体积不变的密闭容器中,在一定条件下达到平衡,测得容器内气体压强变为原来的,此时H2的转化率为;欲提高该容器中H2的转化率,下列措施可行的是(填选项字母)。
A.向容器中按原比例再充入原料气 | B.向容器中再充入一定量H2 |
C.改变反应的催化剂 | D.液化生成物分离出氨 |
(2)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生反应:
2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g)
H="+1530" kJ/mol
又知:H2O(1)=H2O(g)H=+44.0 kJ/mol
则2N2(g)+6H20(g)4NH3(g)+302(g)
H =kJ/mol,该反应的化学平衡常数表达式为K=,控制其他条件不变,增大压强,K值(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【有机化学基础】
Ⅰ.对羟基肉桂酸是一种强效的导电材料,在液晶显示器工业中近年来研究广泛。其结构简式如图所示:
(1)该有机物具有的官能团名称是(写出其中的两种)
(2)该有机物能发生的反应类型是(填写代号)。
A.酯化反应 | B.消去反应 | C.加成反应 | D.水解反应 |
Ⅱ.芳香族化合物C10H10O2有如下的转化关系:
已知E能使Br2/CCl4溶液褪色。请回答下列问题:
(3)请写出A的结构简式:。
(4)若有机物F与C互为同分异构体,则与有机物B互为同系物的F的同分异构体有
种。
(5)请写出B→C反应的化学反应方程式。
【物质结构与性质】
X、Y、Z、W是原子序数依次增大的前四周期元素,已知:
①X元素原子的最外层电子数是次外层的2倍;
②Y元素原子的p轨道上有2个未成对电子;
③Z元素在同一短周期元素中的原子半径最大;
④W元素原子的最外层电子数与Z相同,其余各电子层均充满电子。
请回答下列问题:
(1)X、Y、Z三种元素的第一电离能从小到大的顺序是(用元素符号表示,下同);
(2)W元素原子核外电子排布式是;
(3)Z元素与氢元素形成的化合物熔点比Y元素的氢化物熔点高,原因是;
(4)X的一种氢化物相对分子质量为42,分子中含有σ键和π键的个数比为8︰1,则该分子中X原子的杂化类型是和。
(5)Y的最简单氢化物可以和W2+形成配位键,而X的最简单氢化物则不行,其原因是。