火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会对环境造成严重影响。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NOx:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574 kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-1160 kJ/mol
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为______________。
(2)脱碳。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3
①取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如右图所示,则上述CO2转化为甲醇的反应热△H3___________0(填“>”、“<”或“=”),该反应的平衡常数表达式为_____________。
②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如右图所示。
试回答:0~10 min内,氢气的平均反应速率为______________mol/(L·min)。第10 min后,若向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2,则再次达到平衡时CH3OH(g)的体积分数___________(填“变大”、“减少”或“不变”)。
(3)脱硫。
①有学者想利用如右图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料,A、B是惰性电极。
则电子流出的电极为_____________(用A或B表示),A极的电极反应式为_____________。
②某种脱硫工艺中将废气处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物,可作为化肥。硫酸铵和硝酸铵的水溶液pH<7,其原因用离子方程式表示为__________;常温下,向一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的氨水溶液,使溶液中的NO3-和NH4+的物质的量浓度相等,则溶液的pH 7(填写“>”“=”或“<”)。
A、B、C、D、E是五种短周期元素,原子序数依次增大。前四种的原子序数之和是E的原子序数的二倍。E的阳离子与D的阴离子都比A阳离子多2个电子层。D与四种元素中任意一种都可形成原子个数比不相同的若干种化合物。B是形成化合物种类最多的元素。请回答下列问题:
(1)写出元素符号:A________,E________。
(2)D在周期表中位于第_______周期第________族,BD2的结构式为____________.
(3)五种元素原子半径由大到小的顺序是(用A~E字母表示)_______________。
(4)A、B、C、D可形成一种受热易分解的化合物,写出该化合物受热分解的化学方程式____________________________________________________________。
(5)E2D2化合物的电子式为_____________,该化合物中化学键类型有_______________.
(6)用电子式表示A2D的形成过程_________________________________;
下图转化关系中,A、B、C、D、E都是短周期元素的单质,在常温常压下A是固体,其余都是气体,且C呈黄绿色。化合物H和I两种气体相遇时产生白烟。化合物G的焰色反应为黄色。反应①和②均在溶液中进行。
请按要求回答下列问题。
(1)写出下列物质的化学式:D、F ___________。
(2)反应①的离子方程式为___________。
(3)向K溶液中加入硝酸酸化的硝酸银溶液,反应的现象为 ____________。
(4)将少量单质C通入盛有淀粉KI溶液的试管中,液体变为蓝色。该反应的离子方程式为。这说明单质C的氧化性于单质碘(填“强”或“弱”)。
在1×105Pa和298K时,将拆开1mol共价键所需要的能量称为键能(kJ·mol-1)。下面是一些共价键的键能:
共价键 |
H-H |
N≡N |
N-H |
键能(kJ·mol-1) |
436 |
945 |
391 |
(1)根据上表中的数据判断工业合成氨的反应:N2+3H22NH3是___________(填“吸热”或“放热”)反应;
(2)在298K时,取1mol氮气和3mol氢气放入一密闭容器中,在催化剂存在下进行反应,若氮气和氢气完全反应,理论上放出或吸收的热量为Q1,则Q1为__________;
(3)实际生产中,放出或吸收的热量为Q2,Q1与Q2比较,正确的是()
A. Q1>Q2 B. Q1<Q2 C. Q1=Q2
如此选择的理由_________________________________________________;
⑷.哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充人1mol N2和3mol H2,在一定条件下使该反应发生:N2+3H22NH3。下列有关说法正确的是_______________________.
A.达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率都为零。
B.当符合:3u正(N2)=u正(H2)时,反应达到平衡状态。
C.达到化学平衡时,单位时间消耗amolN2,同时生成3amolH2
D. k反应达到平衡状态,最多可生成氨2 mol。
E. 工业合成氨,我们希望提高反应物的转化率并加快反应速率。
F.氨分子内形成氢键,使氨的沸点升高.
G.氮分子的分子间作用力大,使氮分子化学性质很稳定.
H.氢能源属于化石能源.
20.00mL一定物质的量浓度的盐酸X,用一定浓度的NaOH溶液Y滴定,滴定过程中溶液pH和所加NaOH溶液的体积的关系如图所示。(体积变化忽略不计)
(1)X、Y的物质的量浓度之比为
(2)盐酸的物质的量浓度为
下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据:
实验 序号 |
金属质 量/g |
金属状态 |
C(H2SO4) /mol・L-1[[] |
V(H2SO4)/mL |
溶液温度/℃ |
金属消![]() |
|
反应前 |
反应后 |
||||||
1 |
0.10 |
丝 |
0.5 |
50 |
20 |
34 |
500 |
2 |
0.10 |
粉末 |
0.5 |
50 |
2![]() |
35 |
50 |
3 |
0.10 |
丝 |
0.7 |
50 |
20 |
36 |
![]() |
4 |
0.10 |
丝 |
0.8 |
50 |
20 |
35 |
200 |
5 |
0.10 |
粉末 |
0.8 |
50 |
20 |
36 |
25 |
6 |
0.10 |
丝 |
1.0 |
50 |
20 |
35 |
125 |
7 |
0.10 |
丝 |
1.0 |
50 |
35 |
50 |
50 |
8 |
0.10 |
丝 |
1.1 |
50 |
20 |
34 |
100 |
分析上述数据,回答下列问题:
(1)实验4和5表明:,反应速率越快;
(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有(填实验序号);
(3)实验中的所有反应,反应前后溶液的温度变化值(约15℃)相近,推测其原因: _________