【改编】(15分)2013年9月,中国华北华中地区发生了严重的雾霾天气,北京、河北、河南等地的空气污染升为6级空气污染,属于重度污染。汽车尾气、燃煤废气、冬季取暖排放的CO2等都是雾霾形成的原因。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:ΔH<0。在一定温度下,在一个体积固定的密闭容器中充入一定量的NO和CO,在t1时刻达到平衡状态。
①能判断该反应达到平衡状态的标志是 。
A.在单位时间内生成1mol CO2的同时消耗了lmol CO |
B.混合气体的密度不再改变 |
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变 |
D.混合气体的压强不再变化 |
②在t2时刻,将容器的容积迅速扩大到原来的2倍,在其他条件不变的情况下,t3时刻达到新的平衡状态,之后不再改变条件。请在下图中补充画出从t2到t4时刻正反应速率随时间的变化曲线:
③若要同时提高该反应的速率和NO的转化率,采取的措施有 、 。(写出2个)
(2)改变煤的利用方式可减少环境污染,通常可将水蒸气通过红热的碳得到水煤气,其反应C(g) + H2O(g) CO(g) + H2(g) ΔH=+131.3kJ·mol-1
①该反应在 下能自发进行(填“高温”或“低温”)。
②煤气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式为 。[已知:Ka1(H2S)=9.1×10-8,Ka2(H2S)=1.1×10-12;Ka1(H2CO3)=4.3×10-7, Ka2(H2CO3)=5.6×10-11]
(3)已知反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应,得到如下三组数据:
实验组 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需的时间/min |
||
CO |
H2O |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
4 |
2 |
1.6 |
2.4 |
6 |
2 |
900 |
2 |
1 |
0.4 |
1.6 |
3 |
3 |
900 |
a |
b |
c |
d |
t |
①实验1条件下平衡常数K= (保留小数点后二位)。
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a、b必须满足的关系是 。
③该反应的ΔH 0 (填“<”或“>”);若在900℃时,另做一组实验,在此容器中加入l0mol CO、5mo1 H2O、2mo1 CO2、5mol H2,则此时v(正) v(逆)(填“<”、“>”或“=”)。
【化学------选修物质结构与性质】
五种短周期元素甲、乙、丙、丁、戊的原子序数依次增大,甲和丙同族,乙离子和丙离子具有相同的电子层结构。甲和乙、丁、戊均能形成共价型化合物。甲和乙形成的化合物在水中呈碱性,单质丁在单质戊中可燃烧产生白色烟雾。回答下列问题:
(1)五种元素中,原子半径最大的是,非金属性最强的是;(填元素符号)
(2)由甲和乙、丁、戊所形成的共价型化合物中,热稳定性最差的是;(用化学式表示)
(3)甲和乙形成的化合物的中心原子的杂化类型为;甲和乙形成的化合物可与甲和戊形成的化合物反应,其产物中存在的化学键类型为;
(4)除乙外,上述元素的电负性从大到小依次为;(填元素符号)
(5)单质戊与水反应的离子方程式为
(6) 一定条件下1.86g单质丁与2.912L单质戊(标准状况)反应, 则产物为,(用化学式表示)其物质的量之比为。
【化学——选修化学与技术】
明矾石经处理后得到明矾[ KAl(SO4)2·12H2O]。从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示:
焙烧明矾的化学方程式为:4KAl(SO4)2·12H2O+3S=2K2SO4 +2Al2O3+9SO2+48H2O
请回答下列问题:
(1)在焙烧明矾的反应中,还原剂是;
(2)从水浸后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是;
(3)A12O3在一定条件下可制得AIN,其晶体结构如图所示,该晶体中Al的配位数是;
(4)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新
型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程
式是;
(5)焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa时:
2SO2(g) +O2(g)2SO3(g)△H1= 一197 kJ/mol;
2H2O (g)=2H2O(1)△H2=一44 kJ/mol;
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)△H3=一545 kJ/mol。
则SO3 (g)与H2O(l)反应的热化学方程式是;
(6)焙烧948吨明矾(M=474 g/mol ),若SO2的利用率为96%,可生产质量分数为98%的硫
酸吨。
(14分,每空2分)
某中学的化学兴趣小组对SO2与漂白粉的反应进行实验探究,实验过程如下:取10克漂白粉固体,加入250mL水中,部分固体溶解溶液略有颜色,过滤后用洁净的玻璃棒沾取滤液到pH试纸上,发现pH试纸先变蓝(约为12)后褪色.回答下列问题:
(1)工业制取漂白粉的化学方程式是 __,
漂白粉在空气中变质的原因(用化学反应方程式说明)
(2)pH试纸颜色的变化说明漂白粉溶液具有的性质是,ClO2和漂白粉一样也具有强氧化性,其消毒效率(以单位物质的量得电子的数目表示)是Cl2的倍;
(3)将SO2持续通入漂白粉溶液中,发现澄清透明的溶液先变为黄绿色,随后溶液中产生大量白色沉淀且黄绿色褪去。回答下列问题:
①澄清透明溶液变为黄绿色的可能原因是:随溶液酸性的增强,漂白粉的有效成分和C1-发生反应。通过进一步实验确认了这种可能性,其实验方案是;
②用离子方程式解释现象中黄绿色褪去的原因:;
③SO2与漂白粉的有效成分在酸性条件下反应的离子方程式:。
直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
(1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应:____________________________。
(2)在钠碱循环法中,Na2SO3溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是__________________________。
(3)吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO)∶n(HSO
)变化关系如下表所示:
n(SO![]() ![]() |
91∶9 |
1∶1 |
9∶91 |
pH |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
①由上表判断,NaHSO3溶液显________性,用化学平衡原理解释__________________。
②当吸收液呈中性时,下列溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)________。
a. c(Na+)=2c(SO)+c(HSO
)
b. c(Na+)>c(HSO)>c(SO
)>c(H+)=c(OH-)
c. c(Na+)+c(H+)=c(SO)+c(HSO
)+c(OH-)
(4)当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生。再生示意图如下:
① HSO在阳极放电的电极反应式是。
② 当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。简述再生原理_______________。
银铜合金广泛应用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜的化工产品工艺如下:
(注:Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃)
(1)电解精炼银时,阴极反应式为 ;滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学方程式为。
(2)固体混合物B的组成为;在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量,若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为。
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:
CuO + Al2O3Cu AlO2 + ↑
(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为______mol CuAlO2,至少需要1.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液L。
(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是、、过滤、洗涤和干燥。