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火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染...

火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染.对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的.
(1)脱硝.利用甲烷催化还原NOx
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ•mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=-1160kJ•mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为______
(2)脱碳.将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H3
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①取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线如图1所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的△H3______0(填“>”、“<”或“=”).
②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2,进行上述反应.测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示.试回答:0~10min内,氢气的平均反应速率为______mol/;该温度下,反应的平衡常数的值为______;第10min后,向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2,则再次达到平衡时CH3OH(g)的体积分数______(填变大、减少、不变).
(3)脱硫.某种脱硫工艺中将废气经处理后,与一定量的氨气、空气反应,生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥.硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH<7,其原因用离子方程式表示为______;在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,则溶液中c(Na+)+c(H+______c(NO3-)+c(OH-)(填写“>”“=”或“<”)
(1)根据盖斯定律和热化学方程式的意义和书写方法来回答; (2)①根据温度对化学平衡移动的影响知识来回答; ②根据化学反应速率v=以及平衡常数的计算方法:三段式来计算,并根据压强对化学平衡移动的影响知识来回答; (3)溶液中铵根离子水解显示酸性,硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液溶液的pH=7,则氢离子和氢氧根离子浓度相等,根据电荷守恒来计算. 【解析】 (1)已知:①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=-574kJ•mol-1 ②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=-1160kJ•mol-1 则CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=(-574kJ•mol-1-1160kJ•mol-1)=-867 kJ/mol 故答案为:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867 kJ/mol; (2)①根据图是内容知道:温度升高,甲醇的体积分数φ(CH3OH)减小,平衡逆向移动,所以反应是放热的,即△H<0,故答案为:<;  ②0~10min内,二氧化碳的平均反应速率==0.075mol/(L•min),所以氢气的反应速率是3×0.075mol/(L•min)=0.225mol/(L•min),          CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) 初始浓度:1       3          0         0 变化浓度:0.75     2.25     0.75      0.75 平衡浓度:0.25     0.75     0.75       0.75 所以平衡常数K== 向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2,会使得压强增大,平衡正向移动,所以则再次达到平衡时CH3OH(g)的体积分数变大,故答案为:0.225;;变大; (3)硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH<7,其原因是溶液中铵根离子水解显示酸性,即NH4++H2O═NH3•H2O+H+,硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,则溶液中c(Na+)+c(H+)+c(NH4+)=c(NO3-)+c(OH-),所以c(Na+)+c(H+)<c(NO3-)+c(OH-),故答案为:<.
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考点分析:
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写出A、B中所盛放最佳化学试剂的名称____________,画出虚线框内所需装置图并标明所需试剂的名称______
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假设①:该固体物质是FeCl3;假设②:______;假设③:______
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 实验方法实验现象结论
在溶液中加
KSCN溶液

______
固体物质中有FeCl3
向a溶液中滴加
酸性KMnO4溶液
KMnO4溶液紫色
不褪色

固体物质中不含______
由此得出结论:假设______成立(填序号①②③).
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请分别写出操作①和试剂②的名称____________
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请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题:
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______;⑤______
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已知物质M由同一短周期的X、Y两种元素组成,X原子的最外层电子数是最内层电子数的一半,Y元素最高正价与它的负价代数和为6.M与其他物质的转化关系如图(部分产物已略去):
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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