【改编】【2014嘉兴二模卷改编】(15分)汽车尾气中的NOx是大气污染物之一,科学家们在尝试用更科学的方法将NOx转化成无毒物质,从而减少汽车尾气污染。
(1)压缩天然气(CNG)汽车的优点之一是利用催化技术能够将NOx转变成无毒的CO2和N2。
①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1
②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2
③CH4(g) +2NO2(g)N2(g) +CO2(g) +2H2O(g) △H3
则△H1、△H2、△H3三者关系式为 。
(2)在恒压下,将CH4(g)和NO2(g)置于密闭容器中发生化学反应③,在不同温度、不同投料比时,NO2的平衡转化率见下表:
投料比[n(NO2) : n(CH4)] |
400 K |
500 K |
600 K |
1 |
60% |
43% |
28% |
2 |
45% |
33% |
20% |
①写出该反应平衡常数的表达式K= 。
②若温度不变,提高[n(NO2) : n(CH4)]投料比,则K将 。(填“增大”、“减小”或“不变”)
③400 K时,将投料比为1的NO2和CH4的混合气体共0.04 mol,充入一装有催化剂的5L容器中,10分钟达到平衡,则NO2的化学反应速率为 。
(3)连续自动监测氮氧化物(NOx)的仪器动态库仑仪的工作原理示意图如图1
①NiO电极上NO发生的电极反应式 。
②收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%(体积分数),若用甲烷将其完全转化为无害气体,处理1×104L(标准状况下)该尾气需要甲烷30g,则尾气中n(NO)︰n(NO2)= 。
(4)在容积相同的两个密闭容器内(装有等量的某种催化剂)先各通入等量的CH4,然后再分别充入等量的NO和NO2。在不同温度下,同时分别发生②③两个反应:并在t秒时测定其中NOx转化率,绘得图象如图2所示:
①从图中可以得出的结论是 。
结论一:相同温度下NO转化效率比NO2的低。
结论二:在250℃—450℃时,NOx转化率随温度升高而增大,450℃—600℃时NOx转化率随温度升高而减小。
结论二的原因是 。
②在上述NO2和CH4反应中,提高NO2转化率的措施有_________。(填编号)
A.改用高效催化剂
B.降低温度
C.分离出H2O(g)
D.增大压强
E.增加原催化剂的表面积
F.减小投料比[n(NO2) : n(CH4)]
①25℃,难溶电解质的溶度积常数:Ksp[CaF2]=1.5×10-10,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp [Cu(OH)2]=2.2×10-20
②弱电解质在水溶液中存在电离常数:例如一元弱酸HAH++A-,其电离常数表达式 Ka= c(H+)·c (A-)/ c (HA)(各浓度为平衡时浓度)。该常数与浓度、压强无关,只是温度的函数。25℃,醋酸的Ka=1.76×10-5
③25℃时,2.0×10-3mol·L-1氢氟酸水溶液中,调节溶液pH(忽略体积变化),得到
c(HF)、c(F-)与溶液pH的变化关系,如下图所示:
请根据以上信息回答下列问题:
(1)25℃时,向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成__________沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为。
(2)25℃时,HF电离常数的数值Ka,列式并说明得出该常数的理由。
(3)25℃时,向浓度均为0.1 mol·L-1的相同体积的HF和醋酸两种溶液中分别加入相同的足量锌粒,初始时产生氢气的速率关系为(填“>”“=”或“<”,下同)。反应结束后,产生氢气的物质的量的关系为,两溶液中c (F-)c (CH3COO-)。
(4)25℃时,4.0×10-3mol·L-1HF溶液与4.0×10-4 mol·L-1 CaCl2溶液等体积混合,调节混合液pH为4.0(忽略调节混合液体积的变化),通过列式计算说明是否有沉淀产生。
向2L密闭容器中通入amol 气体A和bmol气体B,在一定条件下发生反应:xA(g)+yB(g) pC(g)+qD(g)。
已知:平均反应速率vC=1/2vA;反应2min 时,A的浓度减少了1/3,B的物质的量减少了a/2mol,有a mol D生成。
回答下列问题:
(1)化学方程式中,x=、y=、p=、q=;
(2)反应2min内,vA =;
(3)反应平衡时,D为 2amol,则B的转化率为;
(4)已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
温度℃ |
1000 |
1150 |
1300 |
平衡常数 |
4.0 |
3.7 |
3.5 |
该反应的平衡常数表达式K=_____________,ΔH ________0(填“>”、“<”或“=”);
(5)如果其他条件不变,将容器的容积变为1L,进行同样的实验,则与上述反应比较:
①反应速率(填“增大”、“减小”或“不变”) ;
②平衡时反应物的转化率(填“增大”、“减小”或“不变”),理由是
。
请将氧化还原反应:2Fe3++2I-2Fe2++I2设计成带盐桥原电池。
试剂:FeCl3溶液,KI溶液;其它用品任选。
请回答下列问题。
(1)请画出设计的原电池装置图,并标出电极材料,电极名称及电解质溶液。
(2)发生还原反应的电极为电池的极,其电极反应式为。
(3)反应达到平衡时,外电路导线中(填“有”或“无”)电流通过。
(4)平衡后向FeCl3溶液中加入少量FeCl2固体,当固体全部溶解后,则此溶液中电极变为(填“正”或“负”)极。
(5)请设计简单实验,证明溶液中同时存在Fe3+、Fe2+。
向100mLBa(OH)2溶液中加
入过量的NaHCO3溶液生成BaCO3沉淀,过滤,将沉淀置于过量盐酸中,在标准状况下收集到4.48L气体。将滤液加水稀释至250mL,取出25mL恰好与20mL盐酸完全反应并收集到1.12L(标准状况下)气体。
(1)Ba(OH)2与过量的NaHCO3溶液反应的化学方程式。
(2)生成BaCO3沉淀的质量__________g。
(3)100mL Ba(OH)2溶液中溶质Ba(OH)2的物质的量浓度__________mol/L。
(4)最初加入的NaHCO3溶液中含NaHCO3的物质的量__________mol。
下面是用98%的浓H2SO4(ρ=1.84g/cm3)配制成0.5mol/L的500mL稀H2SO4溶液的操作,请按要求填空:
(1)所需浓H2SO4的体积为mL。
(2)如果实验室有15mL、20mL、50mL量筒,应选用mL量筒最好。量取时发现量筒不干净,用水洗净后直接量取,所配溶液浓度将(偏高、偏低、无影响)。
(3)将量取的浓H2SO4沿烧杯内壁慢慢注入盛有约100mL蒸馏水的里,并不断搅拌。
(4)将冷却至室温的上述溶液沿注入中,并用蒸馏水洗涤烧杯2~3次,洗涤液也要注入其中,并摇匀。
(5)加水至距刻度线下cm时,改用加水,使溶液的凹液面正好跟刻度相切。