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專題綜合檢測(cè)(七)
(時(shí)間:45分鐘;滿分:100分)
一、選擇題(本題包括9小題,每小題5分,共45分)
1.美國(guó)亞利桑那州大學(xué)(ASU)和阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家最近設(shè)計(jì)出生產(chǎn)氫氣的人造樹(shù)葉,原理為2H2O(g)2H2(g)+O2(g)。有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是( )
A.ΔH <0
B.ΔS<0
C.化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?
D.氫能是理想的綠色能源
解析:選D。該反應(yīng)是熵增的吸熱反應(yīng),太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。
2.據(jù)新華網(wǎng)報(bào)道,加拿大卡爾加里大學(xué)的兩位研究者柯蒂斯和西蒙發(fā)明了一種新型“電催化劑”,能夠非常高效且廉價(jià)地將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。該新型“電催化劑”是一種多孔金屬氧化物固體,用于在電解器中催化水分解為氫氣與氧氣的一種特殊催化劑。下列說(shuō)法中不正確的是( )
A.使用電催化劑,加快了水的分解速率
B.金屬氧化物固體的量越多,水分解速率越快
C.反應(yīng)一段時(shí)間,過(guò)濾、洗滌、干燥后發(fā)現(xiàn)金屬氧化物固體的質(zhì)量沒(méi)有發(fā)生變化
D.金屬氧化物固體的多孔結(jié)構(gòu)利于提高催化劑的效率
解析:選B。催化劑的用量對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率有影響,在一定用量范圍內(nèi),隨著用量增加,反應(yīng)時(shí)間縮短,反應(yīng)速率加快;但催化劑的用量增加到一定值后,反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)速率不再改變,故B項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.(2019洛陽(yáng)高三模擬)工業(yè)煉鐵是在高爐中進(jìn)行的,高爐煉鐵的主要反應(yīng)是
①2C(焦炭)+O2(空氣)2CO
②Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
該煉鐵工藝中,對(duì)焦炭的實(shí)際使用量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于按照化學(xué)方程式計(jì)算所需,其主要原因是( )
A.CO過(guò)量
B.CO與鐵礦石接觸不充分
C.煉鐵高爐的高度不夠
D.CO與Fe2O3的反應(yīng)有一定限度
解析:選D。因?yàn)楦郀t煉鐵的反應(yīng)具有一定的限度,通過(guò)提高CO的濃度使平衡向生成鐵(正反應(yīng))的方向移動(dòng),所以焦炭的使用量多。
4.(2018浙江11月選考)已知X(g)+Y(g)2W(g)+M(g) ΔH=a kJmol-1(a>0)。一定溫度下,在體積恒定的密閉容器中,加入1 mol X(g)與1 mol Y(g)。下列說(shuō)法正確的是( )
A.充分反應(yīng)后,放出熱量為a kJ
B.當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),X與W的物質(zhì)的量濃度之比一定為1∶2
C.當(dāng)X的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再改變,表明該反應(yīng)已達(dá)到平衡
D.若增大Y的濃度,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小
解析:選C。A項(xiàng),反應(yīng)X(g)+Y(g)2W(g)+M(g)屬于可逆反應(yīng),且為吸熱反應(yīng),則1 mol X(g) 與1 mol Y (g)充分反應(yīng)后不可能完全轉(zhuǎn)化,吸收的熱量小于a kJ,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變,但X與W的物質(zhì)的量濃度之比不一定為1∶2,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),當(dāng)X的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不再改變,說(shuō)明正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,表明該反應(yīng)已達(dá)到平衡,故C正確;D項(xiàng),若增大Y的濃度,正、逆反應(yīng)速率均增大,故D錯(cuò)誤。
5.
在體積為V L的恒容密閉容器中盛有一定量H2,通入Br2(g)發(fā)生反應(yīng):H2(g)+Br2(g)2HBr(g) ΔH<0。當(dāng)溫度分別為T1、T2平衡時(shí),H2的體積分?jǐn)?shù)與Br2(g)的物質(zhì)的量的變化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A.由圖可知:T2>T1
B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:b>a
C.為了提高Br2(g)的轉(zhuǎn)化率,可采取增加Br2(g)通入量的方法
D.a(chǎn)點(diǎn)比b點(diǎn)體系的顏色深
解析:選B。A項(xiàng),根據(jù)反應(yīng):H2(g)+Br2(g)2HBr(g) ΔH<0,升溫,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),H2的體積分?jǐn)?shù)增大,根據(jù)圖示變化,可知T1>T2,錯(cuò)誤;B項(xiàng),b點(diǎn)Br2的濃度比a點(diǎn)Br2的濃度大,反應(yīng)速率也大,正確;C項(xiàng),增加Br2(g)的通入量,Br2(g)的轉(zhuǎn)化率減小,錯(cuò)誤;D項(xiàng),b點(diǎn)對(duì)a點(diǎn)來(lái)說(shuō),是向a點(diǎn)體系中加入Br2使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),盡管Br2的量在新基礎(chǔ)上會(huì)減小,但是Br2的濃度比原來(lái)會(huì)增加,導(dǎo)致Br2的濃度增加,顏色變深,即b點(diǎn)比a點(diǎn)體系的顏色深,錯(cuò)誤。
6.反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g)中,每生成7 g N2,放出166 kJ的熱量,該反應(yīng)的速率表達(dá)式為v=kcm(NO)cn(H2)(k、m、n待測(cè)),其反應(yīng)包含下列兩步:
①2NO+H2===N2+H2O2(慢)
②H2O2+H2===2H2O(快)
T ℃時(shí)測(cè)得有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:
序號(hào)
c(NO)/
(molL-1)
c(H2)/
(molL-1)
速率
(單位略)
Ⅰ
0.006 0
0.001 0
1.810-4
Ⅱ
0.006 0
0.002 0
3.610-4
Ⅲ
0.001 0
0.006 0
3.010-5
Ⅳ
0.002 0
0.006 0
1.210-4
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.整個(gè)反應(yīng)速率由第①步反應(yīng)決定
B.正反應(yīng)的活化能一定是①<②
C.該反應(yīng)速率表達(dá)式:v=5 000c2(NO)c(H2)
D.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-664 kJmol-1
解析:選B。A.①2NO+H2===N2+H2O2(慢),②H2O2+H2===2H2O(快),反應(yīng)歷程中反應(yīng)慢的決定反應(yīng)速率,整個(gè)反應(yīng)速率由第①步反應(yīng)決定,正確;B.反應(yīng)①難以進(jìn)行,說(shuō)明反應(yīng)的活化能高,正反應(yīng)的活化能一定是①>②,錯(cuò)誤;C.比較實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ中數(shù)據(jù),NO濃度不變,氫氣濃度增大一倍,反應(yīng)速率變?yōu)樵瓉?lái)的二倍,實(shí)驗(yàn)Ⅲ、Ⅳ中數(shù)據(jù),H2濃度不變,NO濃度增大一倍,反應(yīng)速率變?yōu)樵瓉?lái)的四倍,據(jù)此得到速率方程:v=kc2(NO)c(H2),依據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中數(shù)據(jù)計(jì)算k=5 000,則速率表達(dá)式為v=5 000c2(NO)c(H2),正確;D.反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g)中,每生成7 g N2,放出166 kJ的熱量,生成28 g N2放熱664 kJ,熱化學(xué)方程式為2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-664 kJmol-1,正確。
7.(2019正定中學(xué)高三月考)將一定量的NO2充入注射器中后封口,如圖是在拉伸和壓縮注射器的過(guò)程中氣體透光率隨時(shí)間的變化(氣體顏色越深,透光率越小)。已知反應(yīng):2NO2(紅棕色)N2O4(無(wú)色) ΔH<0。下列說(shuō)法正確的是( )
A.b點(diǎn)的操作是拉伸注射器
B.c點(diǎn)與a點(diǎn)相比,c(NO2)增大,c(N2O4)減小
C.d點(diǎn):v(正)
K3,p2>2p3
C.v1α3(SO2)
D.c2>2c3,α2(SO3)+α3(SO2)=1
解析:選C。容器2中反應(yīng)物投入量相當(dāng)于容器1中反應(yīng)物投入量的2倍,平衡時(shí),容器2中SO2的反應(yīng)速率大,容器2中反應(yīng)達(dá)到的平衡相當(dāng)于容器1中反應(yīng)達(dá)到平衡后加壓,增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),則平衡時(shí)SO3的濃度:c2>2c1,A項(xiàng)錯(cuò)誤;平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān),容器3中溫度高,而該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升溫平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,則K1>K3,容器1和容器2中溫度相同,投料量不同,平衡時(shí)p2<2p1,升溫平衡逆向移動(dòng),則平衡時(shí)p1v1,升高溫度,平衡逆向移動(dòng),SO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小,即α1(SO2)>α3(SO2),C項(xiàng)正確;平衡時(shí)c2>2c1,c1>c3,故c2>2c3,假設(shè)容器2中投入2 mol SO3且保持容器2和容器3的反應(yīng)溫度相同,則兩容器中的反應(yīng)達(dá)到的平衡完全等效,則有α2(SO3)+α3(SO2)=1,對(duì)于容器2而言,相當(dāng)于對(duì)容器3加壓并降低溫度,該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的放熱反應(yīng),加壓、降溫均會(huì)使平衡正向移動(dòng),則α2(SO3)減小,所以α2(SO3)+α3(SO2)<1,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
二、非選擇題(本題包括4小題,共55分)
10.(12分)固定和利用CO2,能有效地利用資源,并減少空氣中的溫室氣體。工業(yè)上正在研究利用CO2來(lái)生產(chǎn)甲醇燃料的方法,該方法的化學(xué)方程式是CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ/mol。
某科學(xué)實(shí)驗(yàn)將6 mol CO2和8 mol H2充入一容積為2 L的密閉容器中,測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中實(shí)線所示:
回答下列問(wèn)題:
(1)由圖分析,在下列時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)速率最快的時(shí)間段是________(填字母)。
a.0~1 min b.1~3 min
c.3~8 min d.8~11 min
(2)僅改變某一條件再進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線所示。與實(shí)線相比,曲線Ⅰ改變的條件可能是________________,曲線Ⅱ改變的條件可能是________________。
(3)下列表述能表示該反應(yīng)已達(dá)平衡的是______________(填序號(hào))。
a.容器內(nèi)壓強(qiáng)不再改變
b.容器內(nèi)氣體的密度不再改變
c.容器內(nèi)氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變
d.容器內(nèi)各物質(zhì)的物質(zhì)的量相等
解析:(1)曲線的斜率越大,速率越大。
(2)曲線Ⅰ與實(shí)線相比較,起點(diǎn)相同,達(dá)到平衡所用的時(shí)間短,反應(yīng)速率加快,且平衡時(shí)n(H2)大,改變的條件應(yīng)是升高溫度,使平衡左移;曲線Ⅱ與實(shí)線相比較,起點(diǎn)相同,達(dá)到平衡所用的時(shí)間短,反應(yīng)速率加快, 且平衡時(shí)n(H2)小,改變的條件應(yīng)是增大壓強(qiáng),使平衡右移。
(3)反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ/mol是正反應(yīng)氣體體積減小的放熱反應(yīng)。容器內(nèi)壓強(qiáng)、氣體平均摩爾質(zhì)量不再改變,說(shuō)明氣體的總物質(zhì)的量不再改變,a、c符合題意;容器的體積不變,質(zhì)量不變,密度始終不變,b不符合題意;容器內(nèi)各物質(zhì)的物質(zhì)的量相等,不一定達(dá)到平衡,d不符合題意。
答案:(1)a (2)升高溫度 增大壓強(qiáng) (3)ac
11.(14分)(2018浙江11月選考)
合成氨工藝(流程如圖1所示)是人工固氮最重要的途徑。2018年是合成氨工業(yè)先驅(qū)哈伯(FHaber)獲得諾貝爾獎(jiǎng)100周年。N2和H2生成NH3的反應(yīng)為N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH(298 K)=-46.2 kJmol-1。
在Fe催化劑作用下的反應(yīng)歷程為(*表示吸附態(tài)):
化學(xué)吸附:N2(g)→2N*;H2(g)2H*
表面反應(yīng):N*+H*NH*;NH*+H*NH;NH+H*NH
脫附:NHNH3(g)
其中,N2的吸附分解反應(yīng)活化能高、速率慢,決定了合成氨的整體反應(yīng)速率。
請(qǐng)回答:
(1)利于提高合成氨平衡產(chǎn)率的條件有________。
A.低溫 B.高溫 C.低壓 D.高壓 E.催化劑
(2)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K=,其中p為標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)(1105Pa),pNH3、pN2和pH2為各組分的平衡分壓,如pNH3=xNH3p,p為平衡總壓,xNH3為平衡系統(tǒng)中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。
①N2和H2起始物質(zhì)的量之比為1∶3,反應(yīng)在恒定溫度和標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)下進(jìn)行,NH3的平衡產(chǎn)率為ω,則K=________(用含ω的最簡(jiǎn)式表示)。
②下圖中可以示意標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K隨溫度T變化趨勢(shì)的是________。
(3)實(shí)際生產(chǎn)中,常用工藝條件:Fe做催化劑,控制溫度773 K、壓強(qiáng)3.0107 Pa,原料氣中N2和H2物質(zhì)的量之比為1∶2.8。
①分析說(shuō)明原料氣中N2過(guò)量的理由:___________________________________
___________________________________________________________________________
_________________________________________________________。
②關(guān)于合成氨工藝的下列理解,正確的是________。
A.合成氨反應(yīng)在不同溫度下的ΔH和ΔS都小于零
B.控制溫度(773 K)遠(yuǎn)高于室溫,是為了保證盡可能高的平衡轉(zhuǎn)化率和快的反應(yīng)速率
C.當(dāng)溫度、壓強(qiáng)一定時(shí),在原料氣(N2和H2的比例不變)中添加少量惰性氣體,有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率
D.基于NH3有較強(qiáng)的分子間作用力可將其液化,不斷將液氨移去,利于反應(yīng)正向進(jìn)行
E.分離空氣可得N2,通過(guò)天然氣和水蒸氣轉(zhuǎn)化可得H2,原料氣須經(jīng)過(guò)凈化處理,以防止催化劑中毒和安全事故發(fā)生
解析:(1)根據(jù)勒夏特列原理,對(duì)于制備氨的反應(yīng),加壓或降溫有助于平衡正向移動(dòng)。
(2)①設(shè)初始氮?dú)鉃閤 mol,氫氣為3x mol。
N2(g)+H2(g)NH3(g)
初始/mol x 3x 0
轉(zhuǎn)化/mol xω 3xω 2xω
平衡/mol x(1-ω) 3x(1-ω) 2xω
計(jì)算體積分?jǐn)?shù),代入公式,得K=。
②K隨溫度增大而減小,而且根據(jù)K表達(dá)式可知K與T不是線性關(guān)系,故選A。
(3)①根據(jù)題意,從提高轉(zhuǎn)化率和提高反應(yīng)速率角度來(lái)分析,原料中的氮?dú)庖椎?,適度過(guò)量有利于提高氫氣的轉(zhuǎn)化率;氮?dú)庠阼F催化劑上的吸附分解是決定反應(yīng)速率的步驟,適度過(guò)量有利于提高整體的反應(yīng)速率。
②B項(xiàng),升溫會(huì)使平衡逆向移動(dòng),平衡轉(zhuǎn)化率減?。籆項(xiàng)相當(dāng)于減小了分壓,平衡逆向移動(dòng),平衡轉(zhuǎn)化率減小。
答案:(1)AD (2)①?、贏
(3)①原料氣中N2相對(duì)易得,適度過(guò)量有利于提高H2的轉(zhuǎn)化率;N2在Fe催化劑上的吸附分解是決速步驟,適度過(guò)量有利于提高整體反應(yīng)速率?、贏DE
12.(14分)(2019石家莊高三模擬)汽車尾氣中含有NO、CO和碳顆粒等有害物質(zhì),已成為某些大城市空氣的主要污染源。
(1)汽車燃料中一般不含氮元素,汽缸中生成NO的原因?yàn)開(kāi)___________________
_________________________________________________________;
(用化學(xué)方程式表示,為可逆反應(yīng));汽車啟動(dòng)后,汽缸內(nèi)溫度越高,單位時(shí)間內(nèi)NO排放量越大,試分析其原因:_________________________________________________________
_________________________________________________________。
(2)治理汽車尾氣中NO和CO污染的一種方法是將其轉(zhuǎn)化為無(wú)害的CO2和N2,反應(yīng)原理為2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。某研究小組在三個(gè)容積均為5 L的恒容密閉容器中,分別充入0.4 mol NO和0.4 mol CO,在三種不同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行上述反應(yīng)(體系各自保持溫度不變),反應(yīng)體系總壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化如圖所示:
①實(shí)驗(yàn)Ⅱ從開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率v(NO)=____________________。
②圖中三組實(shí)驗(yàn)從開(kāi)始至達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率v(NO)由大到小的順序?yàn)開(kāi)___________(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))。
③與實(shí)驗(yàn)Ⅱ相比,實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅲ分別僅改變一種反應(yīng)條件,所改變的條件和判斷的理由分別為
實(shí)驗(yàn)Ⅰ_________________________________________________________;
實(shí)驗(yàn)Ⅲ_________________________________________________________。
④三組實(shí)驗(yàn)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率αⅠ(CO)、αⅡ(CO)和αⅢ(CO)的大小關(guān)系為_(kāi)________________________________________________________。
⑤實(shí)驗(yàn)Ⅲ的平衡常數(shù)K=________。
解析:(1)氮?dú)馀c氧氣在高溫下反應(yīng)生成NO,反應(yīng)方程式為N2+O22NO;溫度升高,反應(yīng)速率加快,單位時(shí)間內(nèi)NO排放量大。
(2)①設(shè)參加反應(yīng)的NO為x mol,則:
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)
開(kāi)始(mol) 0.4 0.4 0 0
轉(zhuǎn)化(mol) x x x 0.5x
平衡(mol) 0.4-x 0.4-x x 0.5x
恒溫恒容條件下,壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,則(0.4+0.4)∶(0.4-x+0.4-x+x+0.5x)=320∶250,解得x=0.35,故v(NO)==1.7510-3molL-1min-1。②反應(yīng)速率越快,到達(dá)平衡時(shí)間越短,由圖可知反應(yīng)速率:Ⅲ>Ⅰ>Ⅱ。③對(duì)比Ⅱ、Ⅰ可知,Ⅰ到達(dá)平衡時(shí)間縮短且起始?jí)簭?qiáng)增大,應(yīng)是升高溫度;對(duì)比Ⅱ、Ⅲ可知,起始和平衡時(shí)壓強(qiáng)均不變,Ⅲ到達(dá)平衡時(shí)間縮短,應(yīng)是使用催化劑。④根據(jù)③中分析可知,Ⅱ、Ⅲ相比,平衡不移動(dòng),故CO轉(zhuǎn)化率不變,即αⅡ(CO)=αⅢ(CO)。Ⅰ與Ⅱ相比,Ⅰ中溫度較高,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率減小,即αⅠ(CO)<αⅡ(CO),故轉(zhuǎn)化率αⅡ(CO)=αⅢ(CO)>αⅠ(CO)。⑤Ⅱ、Ⅲ溫度相同,平衡常數(shù)相同,結(jié)合①中計(jì)算可知平衡時(shí)NO濃度為0.01 molL-1,CO濃度為0.01 molL-1,CO2的濃度為0.07 molL-1,N2的濃度為0.035 molL-1,平衡常數(shù)K===17 150。
答案:(1)N2+O22NO 溫度升高,反應(yīng)速率加快
(2)①1.7510-3 mol L-1min-1
②Ⅲ>Ⅰ>Ⅱ
③升高溫度;達(dá)到平衡的時(shí)間比Ⅱ縮短,起始?jí)簭?qiáng)增大
加催化劑;達(dá)到平衡的時(shí)間比Ⅱ縮短,平衡沒(méi)有移動(dòng)
④αⅡ(CO)=αⅢ(CO)>αⅠ(CO)
⑤17 150
13.(15分)(2016高考全國(guó)卷Ⅲ)煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大氣,采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時(shí)對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)NaClO2的化學(xué)名稱為_(kāi)_______________。
(2)在鼓泡反應(yīng)器中通入含有SO2和NO的煙氣,反應(yīng)溫度為323 K,NaClO2溶液濃度為510-3molL-1。反應(yīng)一段時(shí)間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表。
離子
SO
SO
NO
NO
Cl-
c/(molL-1)
8.35
10-4
6.87
10-6
1.5
10-4
1.2
10-5
3.4
10-3
①寫出NaClO2溶液脫硝過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式:___________________________________________________________________________。
增加壓強(qiáng),NO的轉(zhuǎn)化率________(填“提高”“不變”或“降低”)。
②隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行,吸收劑溶液的pH逐漸________ (填“增大”“不變”或“減小”)。
③由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,脫硫反應(yīng)速率________脫硝反應(yīng)速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同,還可能是______________________________。
(3)在不同溫度下,NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應(yīng)中SO2和NO的平衡分壓pc如圖所示。
①由圖分析可知,反應(yīng)溫度升高,脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均________(填“增大”“不變”或“減小”)。
②反應(yīng)ClO+2SO===2SO+Cl-的平衡常數(shù)K表達(dá)式為_(kāi)___________________。
(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到較好的煙氣脫硫效果。
①?gòu)幕瘜W(xué)平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的優(yōu)點(diǎn)是_____________________
_________________________________________________________。
②已知下列反應(yīng):
SO2(g)+2OH- (aq) ===SO (aq)+H2O(l) ΔH1
ClO- (aq)+SO(aq)===SO(aq)+Cl-(aq) ΔH2
CaSO4(s)===Ca2+(aq)+SO(aq) ΔH3
則反應(yīng)SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH- (aq) === CaSO4(s)+H2O(l)+Cl- (aq)的ΔH=_________________________________________________________。
解析:(1)NaClO2中氯元素的化合價(jià)為+3,NaClO2的名稱是亞氯酸鈉。(2)①NaClO2溶液脫硝過(guò)程中,NO轉(zhuǎn)化為NO、NO,主要轉(zhuǎn)化為NO,書寫離子方程式時(shí)運(yùn)用得失電子守恒、電荷守恒和元素守恒,得到4NO+3ClO+4OH-===4NO+2H2O+3Cl-。上述反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng)有利于反應(yīng)正向進(jìn)行,使NO的轉(zhuǎn)化率提高。②根據(jù)上述反應(yīng)可知,隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行,溶液中c(H+)逐漸增大,pH逐漸減小。③由實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出,溶液中含硫離子的濃度大于含氮離子的濃度,所以脫硫反應(yīng)速率大于脫硝反應(yīng)速率。這可能是因?yàn)镹O溶解度較低、脫硝反應(yīng)活化能較高等。(3)①縱坐標(biāo)是平衡分壓的負(fù)對(duì)數(shù),反應(yīng)溫度升高,SO2和NO的平衡分壓的負(fù)對(duì)數(shù)減小,即平衡分壓增大,說(shuō)明平衡逆向移動(dòng),所以平衡常數(shù)減小。②根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式的規(guī)則書寫即可。(4)①如果使用Ca(ClO)2,則生成的SO會(huì)與Ca2+結(jié)合,生成CaSO4沉淀,促使脫硫反應(yīng)正向進(jìn)行,提高SO2的轉(zhuǎn)化率。②設(shè)三個(gè)反應(yīng)依次是a、b、c,根據(jù)蓋斯定律,由a+b-c得SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)===CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq) ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3。
答案:(1)亞氯酸鈉
(2)①4NO+3ClO+4OH-===4NO+2H2O+3Cl- 提高?、跍p小?、鄞笥凇O溶解度較低(或脫硝反應(yīng)活化能較高)
(3)①減小?、?
(4)①形成CaSO4沉淀,反應(yīng)平衡向產(chǎn)物方向移動(dòng),SO2轉(zhuǎn)化率提高?、讦1+ΔH2-ΔH3
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