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燃煤废气、汽车尾气中的氮氧化物(NOx)、一氧化碳等有害气体,常用下列方法处理,...

燃煤废气、汽车尾气中的氮氧化物(NOx)、一氧化碳等有害气体,常用下列方法处理,以减少对环境的污染。

   (1)对燃煤废气进行脱硝处理时,常利用甲烷催化还原氮氧化物,如:

        CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H =-574 kJ·mol-1

        CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H =-1160 kJ·mol-1

        则1molCH4将NO2还原为N2的反应热为     

(2)除氮氧化物及CO外,汽车尾气中还含有碳氢化合物等污染物,下图是汽车尾气转化研究的示意图:表示的是Pt/Al2O3/Ba表面吸附与解吸作用的机理,氮氧化物是NO2,碳氢化合物是CxHy,写出两者反应的化学方程式:      ,Pt/Al2O3/Ba的作用是     

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(3)平衡常数K的数值大小,是衡量化学反应进行程度的标志,K的数值越大,化学反应的限度越大,反应物反应的越充分。在25℃时,下列反应的平衡常数如下:

N2(g)+O2(g) 说明: 6ec8aac122bd4f6e2NO(g)                        K1=1×1030  

2H2(g)+O2(g) 说明: 6ec8aac122bd4f6e2H2O(g)                   K2=2×1081   

2CO2 (g) 说明: 6ec8aac122bd4f6e2CO(g)+O2(g)                  K3=4×1092  

说明: 6ec8aac122bd4f6e①常温下,反应2H2O(g)    2H2(g) +O2(g) 平衡常数K     

②关于以上反应,下列说法正确的是     

A.常温下,NO,H2O,CO2三种化合物分解放出氧气的倾向大小顺序:NO>H2O>CO2

B.若升高温度,反应的平衡常数K3将增大

C.若只增加压强,且反应物、生成物状态不变,反应平衡不发生移动,平衡常数不变;反应平衡朝正向移动,平衡常数增大

D.若增加汽车发动机空气的进气量,可同时减少氮氧化物和一氧化碳的排放

③基于环保法规,要求改装汽车尾气处理装置,达到使氮氧化物(NO)、一氧化碳转化为无污染、可排放的气体的目的。改装的方法主要是加入有效催化剂,请你根据以上有关数据分析,在不改变其它条件的情况下,可使用催化剂除污染气体的原因:     

 

(12分) (1)—868 kJ·mol-1 (2分)  (2)CxHy+(x+y/4)NO2 xCO2+(x/2+y/8)N2+y/2H2O, (2分) 催化剂 (1分)   (3)① 5×10-82 (2分) ② AB (2分) ③ 反应2CO+2NO=2CO2+N2的K=1/K1K2=2.5×10121,K数值很大,反应进行完全,若使用合适催化剂加快反应速率,可以除去污染气体(3分) 【解析】
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天宫一号(Tiangong-1)是中国第一个目标飞行器,于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射,它的发射标志着中国迈入中国航天“三步走”战略的第二步。天宫一号是由长征二号大推力火箭发射升空的,火箭推进剂是成功发射火箭的重要因素,推进剂的发展经历了一个漫长的过程。

   (1)20世纪前,黑火药是世界上唯一的火箭用推进剂,黑火药是由硝酸钾、硫磺、木炭组成,黑火药爆炸的化学方程式为2KNO3+ S + 3C == K2S + N2 ↑+ 3CO2 ↑。

    ① 写出K2S的电子式:     

    ② 某化学兴趣小组进行了如下实验:

    实验一:取适量黑火药溶于水,过滤,将滤液蒸发浓缩,冷却后慢慢加入浓硫酸,将混合液置于试管中并放入铜片,产生大量红棕色气体,写出该反应的离子方程式:

                        

    实验二:取黑火药爆炸后的残留固体,加水溶解过滤,取滤液向其中滴加新制氯水至过量,一开始溶液变浑浊后又变澄清。请设计实验方案证明该澄清溶液中含有Cl-     

    (2) 1947年,研制出第二代聚硫橡胶、高氯酸铵、铝粉复合推进剂。高氯酸铵受撞击会引发剧烈爆炸,其爆炸产物有4种,2种产物是空气中的主要成分,另一种气体产物能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,写出该反应的化学方程式:     

    (3)20世纪60年代,美国大推力火箭使用的是液体推进剂,常用的氧化剂有双氧水、四氧化二氮、液氧;可燃物有肼(N2H4)、一甲肼、偏二甲肼、液氢等。火箭发射时将两种液体分别注入火箭发动机的燃烧室中燃烧。偏二甲肼的系统命名为1,1-二甲基联氨,它的结构简式为     

(4)以上的火箭推进剂一般都含有氮元素,含氮化合物种类丰富,科学家从化肥厂生产的硫酸铵中检出组成为N4H4(SO4)2的物质,该物质为易溶于水的强电解质,遇烧碱会生成N4气体,该反应的离子方程式:      ;另一含氮化合物N4H4也是易溶于水的强电解质,和烧碱反应生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,而与盐酸反应生成的产物之一具有极强烈的爆炸性,写出该产物爆炸的化学反应方程式:     

 

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某溶液中可能含有H+、Na+、NH4+、Mg2+、Fe3+、Al3+、SO42-、HCO3-等离子。当向该溶液中加入一定物质的量浓度的NaOH溶液时,发现生成沉淀物质的量随NaOH溶液的体积变化的图象如图所示,下列说法正确的是

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.原溶液中含有的Fe3+和Al3+的物质的量之比为1:1

B.ab段发生的离子反应为:Al3++3OH-= Al(OH)3↓, Mg2++2OH-= Mg(OH)2

C原溶液中含有的阳离子是H+、NH4+、Mg2+、Al3+[、Na+

D.d点溶液中含有的溶质只有Na2SO4

 

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家蝇的雌性信息素可用芥酸(来自菜籽油)与羧酸X在浓NaOH溶液中进行阳极氧化得到。电解总反应式为:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

则下列说法错误的是

A.X的结构简式为C2H5COOH

B.电解的阳极反应式为:C21H41COOH+X+ 6OH--2e-→C23H46+2CO32-+4H2O

C.该反应中所有碳原子均被氧化,每转移1mole-生成0.5mol雌性信息素

D.阴极的还原产物为H2

 

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实验室用含有杂质(FeO、Fe2O3)的废CuO制备胆矾晶体经历下列过程(Fe3+在pH=5时已完全沉淀):

说明: 6ec8aac122bd4f6e

下列分析正确的是

A.用98%的浓硫酸配制溶解所用的4.5 mol·L-1的稀硫酸,只需3种玻璃仪器

       B.步骤②目的是将溶液Ⅰ中的Fe2+充分转化成Fe3+,实验操作是向溶液Ⅰ中通入足量的氯气

C.利用Cu(OH)2 替代CuO也可调节溶液pH而不影响实验结果

       D.步骤④之后的实验操作是蒸干溶剂结晶,所需仪器是蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、泥三角、三脚架

 

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下表是有关反应的离子方程式及对方程式的评价,其中方程式书写及对方程式正误评价均正确的是

编号

化学反应

离子方程式

评价

A

向NaHCO3 溶液中加入少量Ca(OH)2溶液

HCO3-+OH-+ Ca2+ = CaCO3 ↓+H2O

正确

B

少量SO2通入

Ba(NO3)2溶液

3SO2+2NO3-+3Ba2++2H2O===3BaSO4 ↓+2NO ↑+4H+

错误

C

水杨酸与少量Na2CO3 反应

6ec8aac122bd4f6e

错误

D

H218O2中加入酸性高锰酸钾溶液

5H218O2 + 2MnO4- + 6H+=2Mn2+ + 518O2↑+8H2O

正确

 

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