(15分)工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体,严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
Ⅰ.脱硝:已知:H2的热值为142.9kJ·g-1
N2(g) + 2O2(g) = 2NO2(g) △H=+133kJ·mol-1
H2O(g) =H2O(l) △H=-44kJ·mol-1
催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方程式为 。
Ⅱ.脱碳:向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)
(1)①该反应自发进行的条件是 (填“低温”、“高温”或“任意温度”)
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是 。
a.混合气体的平均式量保持不变
b.CO2和H2的体积分数保持不变
c.CO2和H2的转化率相等
d.混合气体的密度保持不变
e.1mol CO2生成的同时有3mol H-H键断裂
③CO2的浓度随时间(0~t2)变化如下图所示,在t2时将容器容积缩小一倍,t3时达到平衡,t4时降低温度,t5时达到平衡,请画出t2~t6 CO2的浓度随时间的变化。
(2)改变温度,使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0 中的所有物质都为气态。起始温度体积相同(T1℃、2 L密闭容器)。反应过程中部分数据见下表:
|
反应时间 |
CO2(mol) |
H2(mol) |
CH3OH(mol) |
H2O(mol) |
反应I恒温恒容 |
0 min |
2 |
6[ |
0 |
0 |
10min |
|
4.5 |
|
|
|
20min |
1 |
|
|
|
|
30min |
|
|
1 |
|
|
反应II 绝热恒容 |
0 min |
0 |
0 |
2 |
2 |
①达到平衡时,反应I、II对比:平衡常数K(I) K(II)(填“>”、“<”或“=”下同);平衡时CH3OH的浓度c(I) c(II)。
②对反应I,前10min内的平均反应速率v(CH3OH)= ,在其它条件不变下,若30min时只改变温度为T2℃,此时H2的物质的量为3.2mol,则T1 T2(填“>”、“<”或“=”)。
若30min时只向容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g),则平衡 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
火力发电在能源利用中占较大比重,但是排放出的SO2会造成一系列环境和生态问题。利用海水脱硫是一种有效的方法,其工艺流程如下图所示:
(1)天然海水呈碱性,写出SO2与OH-反应的离子方程式:。
(2)天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H2SO3分子,使用氧气将其氧化的化学原理是
(用化学方程式表示)。氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水与之混合后才能排放,该操作的主要目的是。
某有机物A的结构简式为HOOC—CH==CH—CH2OH。
(1)请你写出该有机物官能团的名称:。
(2)验证该有机物中含有—COOH官能团常采用的方法,产生的现象为。
(3)写出下列反应的化学方程式,并注明反应类型。
①A和溴水反应反应类型:
②A和乙酸反应反应类型:
③A和乙醇反应反应类型:
下表为元素周期表的一部分,请回答有关问题:
周期 |
ⅠA |
ⅡA |
ⅢA |
ⅣA |
ⅤA |
ⅥA |
ⅦA |
0 |
2 |
① |
② |
||||||
3 |
③ |
④ |
⑤ |
⑥ |
⑦ |
⑧ |
||
4 |
⑨ |
⑩ |
(1)①和⑤的元素符号是和。
(2)表中最活泼的金属是,非金属性最强的元素是。(填写元素符号)
(3)表中能形成两性氢氧化物的元素是(填写元素符号),分别写出该元素的氢氧化物与⑥⑨最高价氧化物的水化物反应的化学方程式:,
。
(4)⑦和⑩元素形成单质的氧化性的强弱为。(用化学符号表示)证明该结论的一个实验事实(用离子方程式表示)。
现有前四周期的地五种主族元素A、B、C、D、E,A的最高价氧化物含A40%,A原子质子数等于中子数;B是同周期中除稀有气体外原子半径最大的元素;B和D能形成BD型离子化合物,且B、D两离子的电子层结构相同;C和D能形成的化合物;C原子比E原子多1个电子;18gC与足量稀硫酸反应,所产生的氢气在标况下的体积为22.4L;C原子中质子数比中子数少1;D原子比A原子多一个质子。则:
(1)五种元素的元素符号分别为
A、B、C、D、E、
(2)五种元素中,单质还原性最强的是,简单例子还原性最强的是
(3)A到E五种元素中最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是碱性最强的是
(4)D单质与B的最高价氧化物对应的水化物的反应的离子方程式为
(5)B、C元素最高价氧化物的水化物之间的化学方程式为
前不久报道,我国“煤变油”技术已进入世界先进行列,科学家通过不懈努力,找到了(由煤和水蒸气高温制得)应用的新方法,如:
(1)合成汽油:和
在443—473K的温度下用钴作催化剂,可合成碳原子数为5—8的烷烃。
①写出 CO合成汽油的化学方程式
②若向密闭的合成塔里通入恰好能完全反应的CO和,当完全反应时,气压降至原来的2/5,(温度不变),此时(填“有”或“没有”)汽油生成,理由是
③要达到上述合成汽油的要求,CO和的体积比的取值范围是
(2)合成甲醇:在390°C、3.03×105Pa时,,以n表示
和
的物质的量之比,a表示
的转化率,x表示达到反应限度时混合物中
的体积分数,则
、a、x的关系式为。