进入冬季北方开始供暖后,雾霾天气愈发严重,各地PM2.5、PM10经常“爆表”。引发雾霾天气的污染物中,最为常见的是机动车尾气中的氮氧化物和燃煤产生的烟气。
I、已知反应N2O4(g)2NO2(g) △H,随温度升高,混合气体的颜色变深。将一定量N2O4气体充入绝热容器一段时间后,研究压缩和拉伸活塞过程中混合气体的气体的透光率(气体颜色越浅,透光率越大)随时间变化情况。下列说法能说明透光率不再发生改变的有 。
a.气体颜色不再改变 b.△H不再改变
c.v正(N2O4)=2v逆(NO2) d.N2O4的转化率不再改变
II、用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。下图,采用NH3作还原剂,烟气以一定的流速通过两种不同催化剂,测量逸出气体中氮氧化物含量,从而确定烟气脱氮率(注:脱氮率即氮氧化物转化率),反应原理为:
NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)。
(1)该反应的△S_________0(填“>”、“=”或“<”)。
(2)以下说法正确的是____________。
A.第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高
B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响
C.催化剂①、②分别适合于250℃和450℃左右脱氮
III、用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。
(3)已知:CH4(g)的标准燃烧热为-890kJ/mol,蒸发1mol H2O(l)需要吸收44kJ热量。
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=﹣1114 kJ/mol
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=﹣114 kJ/mol
写出CH4催化还原NO2(g)生成N2和H2O(g)的热化学方程式:_____________________。
(4)在温度为T1℃和T2℃时,分别将0.5mol CH4和1.2mol NO2充入体积为1L的密闭容器中,测得NO2的物质的量随时间变化数据如下表:
时间/min 温度/℃ |
0 |
10 |
20 |
40 |
50 |
T1 |
1.2 |
0.9 |
0.7 |
0.4 |
0.4 |
T2 |
1.2 |
0.8 |
0.56 |
… |
0.5 |
①温度为T1℃时,0~20min内,v(CH4)=___________。
②T1__________T2(填“>”或“<”,下空同);判断理由是_________________。
③T1℃时,反应CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)平衡常数K=__________。
④温度为T2℃时,达平衡后,再向容器中加入0.5mol CH4和1.2mol NO2,达新平衡时CH4的转化率将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
已知化合物A、B、M、N含有同一种元素,且A与B,M与N的元素组成相同,A与B在常温下均呈液态。D为固体单质,与X的浓溶液在常温下作用无明显现象,加热时有大量气体产生。(相关转化中所有反应物与生成物均已标出)
(1)若D与E溶液能够发生化合反应。且溶液在反应前后颜色有变化。
①A的电子式为________。D的化学式为________。
②M与E溶液可发生反应生成X,其离子方程式为________________________
_________________________________________________________________。
(2)若D为常见的红色金属单质。用情性电极电解100 mL 0.05 moL·L-1E溶液,导线中通过0.08 mol电子,阳极析出的气体体积为________mL(标准状况),假设溶液体积不变,则所得溶液pH=________。
(3)若D为短周期元素形成的黑色固体单质。反应④的化学方程式为_________________________________________________________________。
(4)已知下列几种试剂:
a.无水CuSO4
b.品红溶液
c.酸性KMnO4溶液
d.澄清石灰水
e.饱和NaOH溶液
为了检验(3)中D与X生成的混合气体的成分,某学生用上述试剂(或部分试剂)设计了几种实验方案,下列试剂使用顺序最合理的是________(填序号)。
A.abebdB.adeb C.abcbd D.abd
氨气是一种重要的工业产品,也是一种重要的化工原料。为研究氨气的制备及性质,某学习小组进行了下面的探究活动:
(1)实验室中往往采用熟石灰与氯化铵制备氨气,写出该反应的化学方程式(注明反应条件)__________________________________________________。
(2)实验室中还可以采用如图装置(略去了夹持装置)和药品快速制备氨气:
①甲同学不明白该方法中制备氨气的原理,于是学习小组内成员展开了讨论,得出了下面的结论,其中不正确的是________(填字母序号)。
a.氨水中的NH3·H2O分解
b.氨水中存在可逆反应:NH3·H2O NH4++OH-,NaOH晶体使该可逆反应的平衡向左移动
c.反应原理与铵盐、熟石灰制备氨气的反应原理相同
d.NaOH溶于水放出热量,使NH3·H2O分解
②乙同学取质量分数为34%的0.89 g·mL-1的浓氨水10 mL,用过量的NaOH与之混合,然后用500 mL的烧瓶收集氨气。请你计算最多可收集满标准状况下的氨气________个烧瓶。
(3)丙同学进行氨气的喷泉实验探究。
①收集氨气时需要用干燥剂干燥,如图,装置B中盛装的干燥剂是________。
②该同学利用图装置,成功地完成了喷泉实验。请你简要地写出该同学操作的正确方法:____________________________________________________。
明矾石的主要成分为K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O,此外还含有少量Fe2O3杂质。某校研究小组利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下:
(1)“焙烧”过程中反应的化学方程式为Al2(SO4)3+
S
Al2O3+
______↑。
(2)分离溶液和废渣的操作是________,“溶解”时反应的离子方程式为_________________________________________________________________。
(3)“调节pH”后过滤、洗涤Al(OH)3沉淀,证明沉淀已洗涤干净的实验操作和现象是________。
(4)“母液”中可回收的物质是________。
(5)若“焙烧”过程中恰好消耗48 g硫黄,则理论上最终可得到________ g氢氧化铝。
某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行探究。
(1)下表为“铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分:
实验步骤 |
实验现象 |
将打磨过的铝片(过量)放入一定浓度的CuCl2溶液中 |
产生气泡,析出疏松的红色固体,溶液逐渐变为无色 |
反应结束后分离出溶液备用 |
|
红色固体用蒸馏水洗涤后,置于潮湿空气中 |
一段时间后固体由红色变为绿色[设其主要成分为Cu2(OH)2CO3] |
按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个(是离子反应的只写离子方程式)
置换反应_________________________________________________________;
化合反应_________________________________________________________。
(2)用石墨作电极,电解上述实验分离出的溶液,两极产生气泡。持续电解,在阴极附近的溶液中还可以观察到的现象是__________________________________________________。
解释此现象的离子方程式是___________________________________________。
(3)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来冶炼金属锰。
①用铝与软锰矿炼锰的原理是(用化学方程式来表示)________________________。
②MnO2在H2O2分解反应中作催化剂。若将适量MnO2加入酸化的H2O2溶液中,MnO2溶解产生Mn2+,该反应的离子方程式是_______________________。
下列转化关系中,X、Y是生活中用途广泛的两种金属单质,A、B是氧化物,A呈红棕色,C、D、E是中学常见的三种化合物。分析转化关系回答问题:
(1)请写出反应①的化学方程式___________________________________________。
(2)检验D溶液中Y离子的方法是_____________________________________。
(3)若试剂a是NaOH溶液,写出单质X与NaOH溶液反应的离子方程式______________________________。
(4)若试剂b是H2SO4,工业上用E、H2SO4和NaNO2为原料制取高效净水剂Y(OH)SO4,已知还原产物为NO,则该反应的化学方程式是_____________________________________________________________________。
(5)工业上电解熔融的B制取X时,若阳极产生的气体在标准状况下的体积为33.6 m3,则阴极产物的质量为________kg。