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烟气(主要污染物SO2、NOX)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟...

烟气(主要污染物SO2、NOX)O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中的SO2、NOx 的含量。           

 (1) O3氧化烟气中 SO2、NOx 的主要反应的热化学方程式为: NO(g)+O3(g)NO2(g)+ O2(g)    ΔH=-200.9 kJ·mol-13NO(g)+O3(g)3NO2(g)       ΔH=-317.3kJ·mol-1 。则2NO2(g)2NO(g)+O2(g)ΔH=_____________kJ·mol-1 

(2)T℃时,利用测压法在刚性反应器中,投入一定量的NO2发生反应3NO2(g) 3NO(g)+O3(g),体系的总压强 p随时间 t的变化如下表所示:

反应时间/min

0

5

10

15

20

25

30

压强/MPa

20.00

21.38

22.30

23.00

23.58

24.00

24.00

 

①若降低反应温度,则平衡后体系压强 p______24.00 MPa(“>”、“<”“=”),原因是____________

15min 时,反应物的转化率 α=______

T℃时反应3NO2(g)     3NO(g)+O3(g)的平衡常数Kp=____________(Kp 为以分压表示的平衡常数,分压等于总压乘以该气体的物质的量分数)

​(3)T℃时,在体积为2L的密闭刚性容器中,投入2 mol NO2发生反应2NO2(g) 2NO(g)+O2(g) ,实验测得:v=k c2(NO2),v=k c2(NO)·c(O2),k、k为速率常数,受温度影响。在温度为T℃ NO2的转化率随时间变化的结果如图所示(反应在5.5min时达到平衡):

①在体积不变的刚性容器中,投入固定量的NO2发生反应,要提高 NO2转化率,可采取的措施是_________________________

②由图中数据,求出该反应的平衡常数为_________

③计算 A 点处 v/v=_________________________(保留1位小数)。

 

+116.4 < 该反应是吸热反应,降低反应温度,平衡逆向移动,气体分子数减小,所以压强降低 45% 13.5MPa 升高温度 将生成物之一及时分离 0.25mol/L 9.1 【解析】 (1)根据盖斯定律即可求解; (2)①根据信息可知3NO2(g) 3NO(g)+O3(g),ΔH>0,该反应是吸热反应,降低反应温度,平衡逆向移动,气体分子数减小,所以压强降低; ②根据压强之比和气体的物质的量成正比进行求解; ③根据压强之比和气体的物质的量成正比求出各物质的量,然后再根据分压等于总压乘以该气体的物质的量分数求出各物质的分压,进而求出平衡常数Kp; (3) ①2NO2(g)2NO(g)+O2(g)的ΔH=+116.4 kJ·mol-1;要提高NO2转化率,平衡右移; ②根据“三段式”进行求解; ③当反应达平衡时,v正= v逆,可以求出k正/k逆;然后根据反应进行到A 点处,NO2的转化率为30%,利用“三段式”进行求解。 (1)① NO(g)+O3(g)NO2(g)+ O2(g)ΔH=-200.9 kJ·mol-1 ②3NO(g)+O3(g)3NO2(g) ΔH=-317.3kJ·mol-1;根据盖斯定律可知,①-②可得2NO2(g)2NO(g)+O2(g)的ΔH=-200.9+317.3=+116.4 kJ·mol-1 ;综上所述,本题答案是:+116.4; (2)①根据信息可知3NO2(g) 3NO(g)+O3(g),ΔH>0,该反应是吸热反应,降低反应温度,平衡逆向移动,气体分子数减小,所以压强降低,所以则平衡后体系压强 p<24.00 MPa;综上所述,本题答案是:< ;该反应是吸热反应,降低反应温度,平衡逆向移动,气体分子数减小,所以压强降低; ②假设NO2的起始量为3mol,压强为20.00,15min 时,压强为23.00,则剩余气体总量x为:= ,x= mol, 设NO2的变化量为y mol,则:3-y+y+ =, y=;则反应物的转化率 α=×100%=45%;综上所述,本题答案是:45%; ③假设NO2的起始量为3mol,压强为20.00,25min 时,达到平衡状态,压强为24.00,则剩余气体总量m为:=,m=mol,设NO2的变化量为n mol,3-n+n+ =, n= ;Kp(NO2)= =8, Kp(NO)= =12, Kp(O3)= =4,T℃时反应3NO2(g)3NO(g)+O3(g)的平衡常数Kp= Kp(O3)×Kp3(NO)/ Kp3(NO2)=4×()3=13.5MPa ;综上所述,本题答案是:13.5MPa; (3) ①2NO2(g)2NO(g)+O2(g)的ΔH=+116.4 kJ·mol-1 ;要提高NO2转化率,平衡右移,所以可以采用升高温度、将生成物之一及时分离等方法;综上所述,本题答案是:升高温度、将生成物之一及时分离; ②反应在5.5min时达到平衡,NO2的转化率为50%,投入2 molNO2,变化为1mol,剩余1 molNO2,生成NO为1mol,O2为0.5mol,各物质浓度为:c(NO2)=0.5mol/L,c(NO)= 0.5mol/L,c(O2)=0.25mol,该反应的平衡常数为c2(NO)c(O2)/c2(NO2)= 0.25mol/L;综上所述,本题答案是:0.25mol/L; ③当反应达平衡时,v正= v逆,所以:k正/k逆= c2(NO)·c(O2)/c2(NO2)=K=0.25mol/L;反应进行到A 点处,NO2的转化率为30%,投入2 molNO2,变化为0.6 mol,剩余1.4 mol NO2,生成NO为0.6 mol,O2为0.3mol,各物质浓度为:c(NO2)=0.7mol/L,c(NO)= 0.3mol/L,c(O2)=0.15mol,v正/v逆= (k正/k逆)×c2(NO2)/ c2(NO)·c(O2)=0.25×0.72/(0.32×0.15)= 9.1;综上所述,本题答案是:9.1。
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考点分析:
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铬是常见的过渡金属之一,研究铬的性质具有重要意义。

1在右图装置中,观察到装置甲铜电极上产生大量的无色气体; 而装置乙中铜电极上无气体产生,铬电极上产生大量红棕色气体。由此可得到的结论是__________________

2工业上使用下图装置,采用石墨作电极电解Na2CrO4溶液,使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7,其转化原理为_____________________________________

3CrO3K2Cr2O7均易溶于水,它们是工业废水造成铬污染的主要原因。要将Cr(Ⅵ)转化为Cr (Ⅲ) 常见的处理方法是电解法和铁氧磁体法。

电解法: 将含Cr2O72- 的废水通入电解槽内,用铁作阳极,在酸性环境中,加入适量的NaCl 进行电解,使阳极生成的Fe2+Cr2O72- 发生反应,其离子方程式为_______________。阴极上Cr2O72- H+Fe3+都可能放电。若Cr2O72- 放电,则阴极的电极反应式为_________; H+放电,则阴极区形成Fe(OH)3Cr(OH)3沉淀,已知:Cr3+Cr(OH)3CrO2-,则阴极区溶液pH 的范围为_________

铁氧磁体法: 在含Cr (Ⅵ) 的废水中加入绿矾,在pH<4时发生反应使Cr (Ⅵ) 转化为Cr  (Ⅲ),调节溶液pH 6~8,使溶液中的Fe (Ⅱ)F e(Ⅲ)Cr (Ⅲ)析出组成相当于Fe(Ⅱ) [Fe(Ⅲ)x·Cr (Ⅲ)2-x] O4(铁氧磁体) 的沉淀,则铁氧磁体中x=_________若废水中Cr (Ⅵ) CrO3,用该法除去废水中的Cr (Ⅵ),加入的FeSO4·7H2O CrO3的质量比为_________

 

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工业上利用氟碳铈矿(主要成分CeCO3F)提取CeCl3的一种工艺流程如下:

请回答下列问题:

1CeCO3F中,Ce元素的化合价为_______

2)酸浸过程中用稀硫酸和H2O2替换HCl不会造成环境污染。写出稀硫酸、H2O2CeO2反应的离子方程式:_______________________________

3)向Ce(BF4)3中加入KCl溶液的目的是__________________

4)溶液中的CCe3)等于1×10-5mol.l-1,可认为Ce3沉淀完全,此时溶液的PH__________。(已知KSP[Ce(OH)3]=1×10-20

5)加热CeCl3.6H2ONH4Cl的固体混合物可得到无水CeCl3,其中NH4Cl的作用是______________

6)准确称取0.7500gCeCl3样品置于锥形瓶中,加入适量过硫酸铵溶液将Ce3氧化为Ce4,然后用0.1000mol.l-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,消耗25.00ml标准溶液。(已知:Fe2+Ce4=

Ce3Fe3)

该样品中CeCl3的质量分数为____________

若使用久置的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液进行滴定,测得该CeCl3样品的质量分数________(填偏大偏小无影响

 

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肼是一种高能燃料。已知各共价键键能(断裂或形成1mol共价键时吸收或释放的能量)如表:

 

N≡N

O=O

N-N

N-H

O-H

键能(KJ•mol1)

946

497

154

391

463

 

(1)N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)  ∆H=________KJ•mol1   

(2)密闭容器中进行反应:3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)  ∆H0反应的化学平衡表达式为K=________

(3)已知:600℃时,上述反应的平衡常数K=16。现有如图甲(恒温恒压)和如图乙(恒温恒容)两容器:

起始时按下表所示分别加入各物质,体积为2L,在600℃时反应经过一段时间后均达平衡。

 

Fe

H2O(g)

Fe3O4

H2

/mol

2.0

1.0

2.0

0.5

/mol

2.0

2.0

2.0

1.0

 

①关于甲、乙容器,下列说法正确的是________

A.反应开始时两容器内的逆反应速率:甲<乙

B.若甲容器内气体的密度不再变化,则说明反应已达到平衡状态

C.若乙容器内气体的压强不再变化,则说明反应已达到平衡状态

D.平衡后添加Fe3O4,两容器内的平衡均逆向移动

②投料后甲5min达平衡,则此段时间内的平均反应速率v(H2)=________

③平衡后若将乙容器体系温度突然降低100℃,图象中能正确反映平衡移动过程中容器内变化情况的是________

A.    B.     C.

(4)如图为恒容绝热容器:

进行上述反应,起始与平衡时的各物质的量见表:

 

Fe

H2O(g)

Fe3O4

H2

起始/mol

3.0

3.0

0

0

平衡/mol

m

n

p

q

 

 

Fe

H2O(g)

Fe3O4

H2

A/mol

3.0

3.0

0

0

B/mol

0

0

3.0

3.0

C/mol

m

n

p

q

 

若在达到平衡后的容器丙中,分别按照下列ABC三种情况继续添加各物质,则再次达平衡时,容器丙中H2的百分含量按由大到小的顺序______(ABC表示)

 

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常温下,某水溶液M中存在的离子有:Na+A2-HA-H+OH-,存在的分子有H2OH2A。根据题意回答下列问题:

1)写出酸H2A的电离方程式__________________________

2)若溶液M10mL 2 mol·L-1NaHA溶液与10mL 2mol·L-1NaOH溶液混合而得,则溶液MpH ________7 (填“>”“<”“=”),溶液中离子浓度由大到小顺序为__________________________。(溶液混合时体积变化忽略,下同)

3)已知Ksp(BaA)= 1.8×10-10,向的混合溶液中加入10mL 1 mol·L-1 BaCl2溶液,混合后溶液中的Ba2+浓度为___________ mol·L1

4)若溶液MpH=3H2A溶液V1mLpH=11NaOH溶液V2mL混合反应而得,混合溶液c(H+)/c(OH-)=104V1V2的大小关系为___________(填大于、等于、小于均有可能)。

 

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亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,亚磷酸主要用作尼龙增白剂,电解Na2HPO3溶液也可得到亚磷酸,装置示意图如图(其中阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过)。下列说法不正确的是

A. 阳极的电极反应式为2H2O-4e-= 4H++O2

B. 产品室中发生的离子反应为HPO32-+2H+=H3PO3

C. 原料室中Na+浓度保持不变

D. 阴极室中溶液的pH逐渐升高

 

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