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2017年春节,京津冀及周边区域遭遇“跨年”雾霾,二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗...

2017年春节,京津冀及周边区域遭遇“跨年”雾霾,二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗粒物这三项是雾霾主要组成,消除氮氧化物污染是研究方向之一。

(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:

CH4(g)4NO2(g)4NO(g)CO2(g)2H2O(g)  ΔH=-574.0 kJ·mol-1

CH4(g)4NO(g)2N2(g)CO2(g)2H2O(g)   ΔH=-1160.0 kJ·mol-1

H2O(g)H2O(l)   ΔH=-44.0 kJ·mol-1

请写出CH4 (g)NO2 (g)反应生成N2 (g) ,CO2(g)H2O(l)的热化学方程式_______________________

(2)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)2NO(g) N2(g)CO2(g),某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(T0C)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:

                  物质

  浓度(mol/L)

时间(min)

NO

N2

CO2

0

0.100

0

0

10

0.058

0.021

0.021

20

0.040

0.030

0.030

30

0.040

0.030

0.030

40

0.032

0.034

0.017

50

0.032

0.034

0.017

 

①下列说法不能作为判断该反应达到化学平衡状态标志的是_______

A.活性炭的质量                         Bv(N2) = 2v(NO)

C.容器内压强保持不变                    D.容器内混合气体的密度保持不变

E.容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变

F.容器内CO2的浓度保持不变

②在T0C时,该反应的平衡常数为______________(小数点后保留两位有效数字);

③在30 min时,若只改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件是___________

④在50 min时保持温度和容器体积不变再充入NON2,使二者的浓度均增加至原来的两倍,则化学平衡_______(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)

(3)利用反应6NO2+8NH3= 7N2+12H2O构成电池的方法,既能实现有效消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能充分利用化学能,装置如图所示。

A电极的电极反应式为______________

②下列关于该电池的说法正确的是_____

A.电子从右侧电极经过负载后流向左侧电极

B.为使电池持续放电,离子交换膜需选用阴离子交换膜

C.电池工作一断时间,溶液的pH不变

D.当有4.48LNO2被处理时,转移电子物质的量为0.8mol

 

CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-955.0 kJ·mol-1。 BC 0.56 减小CO2浓度(其它合理答案也得分) 正向移动 2NH3 -6e- +6OH- = N2+ 6H2O B 【解析】(1)根据盖斯定律可知,①+②+③即得到CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-955.0 kJ·mol-1。 (2)①A项,只要可逆反应没有达到平衡,反应物和生成物的量一定会发生变化,故A正确;B项,反应速率之比等于化学方程式系数之比,当2v正(N2)=v逆(NO)时,反应达到平衡,故B错误;C项,该反应是气体体积不变的反应,反应过程中和反应平衡时压强相同,所以容器内压强保持不变不能说明反应达到平衡,故C错误;D项,混合气体密度等于质量除以体积,反应中碳是固体,只要平衡移动,气体质量一定发生变化,又因为体积不变,所以混合气体的密度保持不变,说明反应达到平衡,故D正确;E项,混合气体的平均相对分子质量等于气体总质量除以总物质的量,反应中碳是固体,只要平衡移动,气体质量一定发生变化,又因为气体物质的量不变,所以混合气体的平均相对分子质量保持不变,说明反应达到平衡状态,故E正确;F项,容积不变,只要可逆反应没有达到平衡,气体反应物和生成物的浓度一定发生变化,故F正确。综上,选BC。②20-30min反应达到平衡状态,C(s)+ 2NO(g)N2(g)+ CO2(g),各物质的平衡浓度为:c(CO2)=c(N2)=0.030mol/L;c(NO)=0.040mol/L,反应的平衡常数为:K= = = ≈ 0.56。③在30 min时,若只改变某一条件,反应重新达到平衡,C(s)+ 2NO(g)N2(g)+ CO2(g),各物质的平衡浓度为:c(NO)=0.032mol/L,c(N2)=0.034mol/L;c(CO2)=0.017mol/L,K==≈ 0.56,化学平衡常数随温度变化,平衡常数不变说明改变的条件一定不是温度;依据数据分析,氮气浓度增大,二氧化碳和一氧化氮浓度减小,反应前后气体体积不变,所以改变的条件为:减小二氧化碳浓度。④其他条件不变,增大反应物浓度,化学平衡正向移动。 (3)①根据电池反应的化学方程式可知氨气中N元素的化合价升高,被氧化,所以通入氨气的一极为负极,发生的反应是氨气失去电子生成氮气,因为电解质溶液为KOH溶液,所以氨气失去电子与氢氧根离子结合为水,电极反应式是2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O。②A项,电子从负极(左侧)流出经过负载后流向正极(右侧),故A错误;B项,溶液中的OH-从右侧移动到左侧,参与负极的电极反应,为使电池持续放电,则必须用阴离子交换膜,同时防止二氧化氮与碱反应,生成硝酸盐与亚硝酸盐,导致原电池不能正常工作,故B正确;C项,负极区消耗OH-,生成水,溶液pH减小,正极区消耗水,生成OH-,溶液pH增大,故C项错误;D项,没告诉4.48LNO2是否为标准状况下测得的数据,无法利用标准状况下气体摩尔体积计算,故D错误。综上,选B。  
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考点分析:
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黄铁矿因其浅黄铜色和明亮的金属光泽,常被误认为是黄金,故又称为“愚人金”。某化学兴趣小组对某黄铁矿石(主要成分为FeS2)进行如下实验探究。 

[实验一]:测定硫元素的含量 

I.将m1 g该黄铁矿样品放入如下图所示装置(夹持和加热装置省略)的石英管中,从a处不断地缓缓通入空气,高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全得到红棕色固体和一种刺激性气味的气体。

Ⅱ.反应结束后,将乙瓶中的溶液进行如下处理:

问题讨论:

(1)写出石英管中发生反应的化学方程式为:_________________________________

(2)I中,干燥管甲内所盛试剂是__________,有同学提出该实验装置存在安全隐患,请用简洁的文字说明:_________________________________________

(3)该黄铁矿石中硫元素的质量分数为_____________________ 

[实验二]:设计以下实验方案测定铁元素的含量

问题讨论:

(4)②中,若选用铁粉作还原剂,会使测量结果______(填“不影响”、“偏高”或“偏低”)。

(5)③中,需要用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还有____________

(6)④中发生反应的离子方程式为__________________________________________

 

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下列说法不正确的是

A. 0.1mol/LNa2CO3溶液加适量水稀释后,溶液中变大

B. 若使Na2S溶液中接近于2∶1,可加入适量的KOH固体

C. 0.1mol/LNaOH溶液和0.2mol/LCH3COOH溶液等体积混合后溶液中各离子浓度由大到小的顺序是c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)

D. 已知0.1mol/L NaH2PO4水溶液显酸性,则溶液里各种离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(H+)>c(PO43-)>c(OH-)

 

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下列实验过程中的现象及结论均正确且存在因果关系的是

实验

实验现象

结论

A

广口瓶中光亮的铁钉放置一段时间后生锈

铁钉发生析氢腐蚀

B

左烧杯铁表面冒气泡,右烧杯铜表面冒气泡

金属活动性:Al>Fe>Cu

C

左烧杯气体颜色加深,右烧杯气体颜色变浅

2NO2(g)N2O4(g) △H>0

D

白色固体先变为黄色,后变为黑色

Ksp:AgCl<AgI<Ag2S

 

 

A. A    B. B    C. C    D. D

 

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某烷烃相对分子质量为86,若该分子中仅含有3个甲基(—CH3),则其一氯取代物最多有(  )种(不考虑立体异构)

A. 7    B. 8    C. 9    D. 10

 

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下列有关离子方程式书写正确的是

A. 硫化钠溶液加入稀硝酸:S2-2H+=H2S↑

B. 用惰性电极电解饱和硫酸铜溶液:2Cu2++2H2O = 2Cu+O2↑+4H+

C. NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合:HSO4+Ba2++OH=BaSO4↓+H2O

D. 在强碱溶液中次氯酸钠与Fe(OH)3反应生成Na2FeO4的离子方程式:3ClO+2Fe(OH)3=2FeO42-+3Cl+H2O+4H+

 

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