(18分)NOx、SO2是主要的大气污染物,科学处理这些污染物对改善人们的生存环境具有重要的现实意义。
(1)利用甲烷催化还原氮氧化物。已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-574kJ•mol-1
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-867kJ•mol-1
则CH4与NO反应生成N2与CO2的热化学方程式为:______________________________________。
(2)利用氧化氮氧化物的流程如下:
写出反应Ⅱ的化学方程式 ________________;已知反应I的化学方程式为2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl,若反应Ⅱ中生成N2的体积(标准状况下)为2.24L,则反应I中转移电子的物质的量为_________,还原剂的质量为_________。
(3)常温下,用NaOH溶液吸收SO2得到pH=9的Na2SO3溶液,吸收过程中水电离出的OH‾浓度_________(填“增大”、“减小”或“不变”);试计算溶液中 。
(常温下H2SO3的电离常数:)
(4)利用Fe2(SO4)3溶液也可处理SO2废气,其流程如下图所示。
①简述用Fe2(SO4)3晶体配制溶液A的方法__________________。
②写出向溶液A中通入含SO2废气反应的离子方程式______________________________。
③设计实验验证溶液B是否仍具有处理废气的能力,简述实验的操作、现象和结论________________。
10℃时加热NaHCO3饱和溶液,测得该溶液的pH发生如下变化:
温度/℃ |
10 |
20 |
30 |
加热煮沸后冷却到50℃ |
pH |
8.3 |
8.4 |
8.5 |
8.8 |
甲同学认为,该溶液的pH升高的原因是HCO3—水解程度增大,故碱性增强,该反应的离子方程式为______________________。乙同学认为,溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解,生成了Na2CO3,并推断Na2CO3的水解程度________NaHCO3(填“大于”或“小于”)。丙同学认为甲、乙的判断都不充分。
丙认为:
(1)只要在加热煮沸的溶液中加入足量的试剂X,若产生沉淀,则________(填“甲”或“乙”)判断正确。试剂X是________(填选项)。
A.Ba(OH)2溶液B.BaCl2溶液
C.NaOH溶液D.澄清的石灰水
(2)将加热后的溶液冷却到10℃,若溶液的pH________8.3(填“大于”“小于”或“等于”),则________(填“甲”或“乙”)判断正确。
(3)查阅资料发现NaHCO3的分解温度为150℃,丙断言________(填“甲”或“乙”)判断是错误的,理由是________________________________________________。
现有可逆反应:A(g)+2B(g)C(g)+D(g);ΔH<0。在相同温度下,将1 mol A和2 mol B加入到容积固定不变的甲容器中,将2 mol C和2 mol D加入到容积可变的乙容器中,t1=5 min时两容器内均达到平衡状态,甲中c(C)=1.5 mol/L。请回答下列问题:
(1)5 min内,用B物质表示甲容器中的平均反应速率v(B)=________。
(2)若使甲容器化学平衡向正反应方向移动,则可以改变的条件是(填写字母)________;改变条件的瞬间,体系的正反应速率将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
A.减小A的物质的量 B.降低体系的温度
C.增大D的浓度 D.加入催化剂
(3)保持温度不变,移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到新的平衡后,乙容器中C的物质的量浓度c(C)__________(填“>”“<”或“=”)3 mol/L。
(4)保持温度不变,t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后,下图中能表示甲中反应速率变化情况的是__________,能表示乙中反应速率变化情况的是________。
设水的电离平衡线如图所示。
(1)若以A点表示25℃时水在电离平衡时的离子浓度,当温度上升到100℃时,水的电离平衡状态到B点,则此时水的离子积从________增加到______。
(2)pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合,并保持100℃的恒温,欲使混合溶液pH=7,则Ba(OH)2溶液与盐酸的体积比为_________。
(3)若在某温度下,重水(D2O)的离子积常数为1×10-12。若用pH一样的定义来规定pD值,则pD=-lg{ c(D+)}。该温度下:纯重水的pD=_____,1L溶有0.01molNaOD的D2O溶液,其pD="___" ,1 00mL0.1mol/L的D2SO4溶液与100mL0.4mol/L的KOD的D2O溶液混合,pD=______。
(1)将等体积等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后,溶液呈(填“酸性”,“中性”或“碱性”,下同),溶液中c(Na+) c(CH3COO-)(填“ >” 或“=”或“<” )。
(2)pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液呈,溶液中c(Na+) c(CH3COO-) (填“ >” 或“=”或“<” )。
(3)物质的量浓度相同的醋酸和氢氧化钠溶液混合后,溶液中醋酸根离子和钠离子浓度相等,则混合后溶液呈,醋酸体积氢氧化钠溶液体积。
(4)将m mol/L的醋酸和n mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液的pH=7,则醋酸溶液中c(H+)氢氧化钠溶液中c(OH-),m与n的大小关系是mn。
在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂(H2O2),当它们混合时,即产生大量的N2和水蒸气,并放出大量热。已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应,生成氮气和水蒸气,放出256.65kJ的热量。
(1)写出该反应的热化学方程式__________________________________________。
(2)已知H2O(l)====H2O(g);△H=+44kJ·mol-1,则16 g液态肼燃烧生成氮气和液态水时,放出的热量是________kJ。
(3)上述反应应用于火箭推进剂,除释放大量的热和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是________________________。
(4)已知N2(g)+2O2(g)="===2" NO2(g);△H="+67.7" kJ·mol-1, N2H4(g)+O2(g)="==" N2(g)+2H2O (g);△H="-534" kJ·mol-1,根据盖斯定律写出肼与NO2完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式_______________________________________。
(5)在25℃、101kPa下,1g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为_____________________________________________