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近几年我国大面积发生雾霾天气,其主要原因是SO2、NOx,挥发性有机物等发生二次...

近几年我国大面积发生雾霾天气,其主要原因是SO2NOx,挥发性有机物等发生二次转化,研究碳、氮、硫及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。

(1)在一定条件下,CH4可与NOx反应除去NOx,已知有下列热化学方程式:

①CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)       △H=-890.3 kJ·mol-1

②N2(g)2O2(g) 2NO2(g)      △H=+67.0 kJ·mol-1

③H2O(g)H2O(l)      △H=-41.0 kJ·mol-1

CH4(g)2NO2(g) CO2(g)2H2O(g)N2 (g)      △H_____kJ·mol-1

(2)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫,将得到的Na2SO3溶液进行电解,其中阴阳膜组合电解装置如图一所示,电极材料为石墨。

① a表示_____离子交换膜(填“阴”或“阳”)。A—E分别代表生产中的原料或产品。其中C为硫酸,则A表示_______

②阳极的电极反应式为____________________

(3)SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸,其中SO2发生催化氧化的反应为: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。若在T1℃、0.1 MPa条件下,往一密闭容器通入SO2和O2 [其中n(SO2):n(O2)= 2:1],测得容器内总压强与反应时间如图二所示。

①图中A点时,SO2的转化率为________

②在其他条件不变的情况下,测得T2℃时压强的变化曲线如图所示,则C点的正反应速率v0(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为v0(正)_____vA(逆) (填“>"、“<”或“ = ”)。

③图中B点的压强平衡常数Kp=______。(Kp=压强平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)

(4)为了清除NO、NO2、N2O4对大气的污染,常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理。现有由a mol NO、b molNO2、c molN2O4组成的混合气体恰好被VL氢氧化钠溶液吸收(无气体剩余),则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为______________

 

-875.3 阳 NaOH溶液 SO32--2e-+H2O=2H++SO42- 45% > 24300(MPa)-1 mol·L-1 【解析】(1)①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)       △H=-890.3 kJ·mol-1,②N2(g)+2O2(g) 2NO2(g)      △H=+67.0 kJ·mol-1,③H2O(g)=H2O(l)      △H=-41.0 kJ·mol-1,根据盖斯定律,将①-②-③×2得:CH4(g)+2NO2(g) CO2(g)+2H2O(g)+N2 (g)      △H=(-890.3 kJ·mol-1)-(+67.0 kJ·mol-1)-(-41.0 kJ·mol-1)×2=-875.3kJ·mol-1,故答案为:-875.3; (2) ①从C为硫酸可知,硫酸根来源于亚硫酸根放电.故b为阴离子交换膜,a为阳离子交换膜,在阴极区应为水放电生成氢气和氢氧根离子,故A为氢氧化钠,E为氢气,故答案为:阳;NaOH溶液; ②阳极应为亚硫酸根放电生成硫酸根,反应的离子方程式为SO32--2e-+H2O=2H++SO42-,故答案为:SO32--2e-+H2O=2H++SO42- ; (3) ①设氧气消耗物质的量为x,               2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) 起始量(mol) 2a     a        0 变化量(mol) 2x     x       2x 平衡量(mol)2a-2x    a-x    2x 图中A点时,气体物质的量0.085,则=,x=0.45a SO2的转化率=×100%=45%,故答案为:45%; ②图象分析可知,先拐先平温度高则T1<T2,C点是平衡状态,A点反应未达到平衡状态,其中C点的正反应速率v0(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为v0(正)>vA(逆), 故答案为:>; ③设图中B点氧气消耗物质的量为y,             2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) 起始量(mol) 2a    a        0 变化量(mol) 2y     y       2y 平衡量(mol)2a-2y   a-y    2y B点气体物质的量为 0.007,则=,y=0.9a, 平衡常数K= =24300(MPa)-1,故答案为:24300(MPa)-1; (4)反应生成物有NaNO3、NaNO2,由化学式可知n(Na)=n(N),根据原子守恒可知n(NaOH)=n(NO)+n(NO2)+2n(N2O4)=(a+b+2c)mol,故此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为=mol•L-1,故答案为: mol•L-1。  
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水合肼(N2H4·H2O)又名水合联氨,无色透明,具有腐蚀性和强还原性的碱性液体,它是一种重要的化工试剂。利用尿素法生产水合肼的原理为:CO(NH2)2+2NaOH+NaC1O=Na2CO3+N2H4·H2O+NaCl

实验一:制备NaClO溶液。(实验装置如图1所示)

(1)配制30%NaOH溶液时,所需玻璃仪器除量筒外还有______(填标号)。

A.玻璃棒   B.烧杯    C.烧瓶   D.容量瓶   E.胶头滴管

(2)锥形瓶中发生反应的离子方程式是___________________

实验二:制取水合肼。(实验装置如图2所示)

(3)①仪器A的名称为_______________

②反应过程中需控制反应温度,同时将分液漏斗中溶液缓慢滴入A中,如果滴速过快则会导致产品产率降低,同时产生大量氮气,写出该过程的化学反应方程式:__________,故分液漏斗中的溶液是______(填标号)。

A.CO(NH2)2溶液   B.NaOH和NaClO

③充分反应后,加热蒸馏A内的溶液,收集108~114℃馏分,即可得到水合肼的粗产品。

实验三:测定馏分中肼含量。

(4)称取馏分5.0g,加入适量NaHCO3固体,加水配成250mL溶液,移出25.00mL置于锥形瓶中,并滴加2〜3滴淀粉溶液,用0.10mol·L-1的I2溶液滴定。滴定过程中,溶液的pH保持在6.5左右。(已知:N2H4·H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O)

①滴定时,碘的标准溶液盛放在______(填"酸式”或“碱式”)滴定管中,本实验滴定终点的现象为____________________

②实验测得消耗I2溶液的平均值为18.00mL,馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质重分数为__________

 

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常温下,0.1 mol/L的H2C2O4溶液中H2C2O4、HC2O4-、C2O42-三者中所占物质的量分数(分布系数)随pH变化的关系如图所示。下列表述不正确的是

A. HC2O4-H++C2O42-,K=1×10-4.3

B. 将等物质的量的NaHC2O4、Na2C2O4溶于水中,所得溶液pH恰好为4.3

C. 常温下HF的K=1×10-3.45,将少量H2C2O4溶液加入到足量NaF溶液中,发生的反应为:H2C2O4+F-=HF+HC2O4-

D. 在0.1 mol/LNaHC2O4溶液中,各离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH-)

 

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X、Y、Z、R、W是原子序数依次增大的五种短周期元素。Y和R同主族,可组成共价化合物RY2,Y和Z最外层电子数之和与W的最外层电子数相同,25℃时,0.1mol/L X和W形成化合物的水溶液pH=1。下列说法正确的是

A. Z与Y、Z与W形成的化合物的化学键完全相同

B. X与Y组成的简单氢化物的沸点高于X与R组成的简单氢化物的沸点,是因为非金属性Y>R

C. 简单离子的半径:Z>R>W>Y

D. Y、Z、W三种元素组成的化合物的水溶液可能显碱性

 

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2015年斯坦福大学研究人员研制出一种可在一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池,内部用AlCl4和有机阳离子构成电解质溶液,其放电工作原理如下图所示。下列说法不正确的是

A.放电时,铝为负极、石墨为正极

B.放电时,有机阳离子向铝电极方向移动

C放电时的负极反应为Al –3e- + 7AlCl4 = 4Al2Cl7

D充电时的阳极反应为Cn + AlCl4–e- = CnAlCl4

 

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下列实验“操作和现象”与“结论”对应关系正确的是       

A. a图,滴加乙醇,试管中橙色溶液变为绿色,乙醇发生取代反应生成乙酸

B. b图,左边试管中产生气泡迅速,说明二氧化锰的催化效果比氯化铁好

C. c图,根据试管中收集到无色气体,能验证铜与稀硝酸的反应产物是NO

D. d图,试管中先有白色沉淀,后有黑色沉淀生成,能确定Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)

 

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