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研究汽车尾气的产生、转化对环境保护有重要意义。汽车尾气管中的三元催化剂能同时实现COCxHyNOn三种成分的净化。

(1)已知热化学方程式:

CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)  ΔH=-890.3 kJ·mol1

N2(g)O2(g)2NO(g)  ΔH=+180 kJ·mol1

则反应CH4(g)4NO(g)CO2(g)2N2(g)2H2O(l)  ΔH____kJ·mol1

(2)研究表明,温度对COCxHyNOn的产生和排放有较大影响。

汽车发动机内的温度越高,生成的NO越多,原因是____

当汽车刚冷启动时,汽车尾气管排放的COCxHyNOn浓度较高,一段时间后浓度逐渐降低。汽车刚冷启动时排放COCxHyNOn浓度较高的原因是____

(3)催化剂表面COCxHyNOn的转化如图1所示,化合物W可借助图2 (傅里叶红外光谱图)确定。

在图1所示转化中,W的化学式为____。若转化中消耗CO的物质的量为1mol,生成N2的物质的量为1mol,则被CxHy还原的W的物质的量为____

H2代替COCxHyW反应,该过程相关物质浓度随时间的变化关系如图3所示。该过程分为两步,第一步反应消耗的H2W的物质的量之比是____

(4)尾气净化过程中,有时会产生N2O。用同位素示踪法研究发现N2O的产生与NO有关。在有氧条件下15NONH3以一定比例反应时,得到的N2O几乎都是15NNO。写出该反应的化学方程式:____

 

-1250.3 N2和O2反应为吸热反应,升高温度有利于平衡正向移动 刚冷启动时,尾气管内催化剂温度低,催化效率低(或刚冷启动时,尾气管处温度低,反应速率慢) Ba(NO3)2 0.8mol 8∶1 415NO+4NH3+3O2415NNO+6H2O 【解析】 (1) 根据盖斯定律进行计算; (2)①N2和O2反应为吸热反应,升高温度有利于平衡正向移动; ②刚冷启动时,尾气管内催化剂温度低,催化效率低(或刚冷启动时,尾气管处温度低,反应速率慢); (3) ①在图1所示的转化中N、O化合价降低,为氧化剂被还原; ②第一步反应中H2被氧化生成水,化合价由0价升高到+1价,Ba (NO3) 2的N元素化合价由+5价降低到-3价,生成氨气,结合得失电子数目相等计算; (4)在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时,得到的笑气几乎都是15NNO由N元素守恒可知15NO与NH3应为1: 1,结合电子得失相等配平。 (1)已知①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3 kJ·mol-1 ②N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH2=+180 kJ·mol-1 根据盖斯定律,由①-②2得反应CH4(g)+4NO(g)=CO2(g)+2N2(g)+2H2O(l) ΔH=-1250.3kJ·mol-1; (2)①N2和O2反应为吸热反应,升高温度有利于平衡正向移动,故汽车发动机内的温度越高,生成的NO越多; ②当汽车刚冷启动时,汽车尾气管排放的CO、CxHy、NOn浓度较高,一段时间后浓度逐渐降低。刚冷启动时,尾气管内催化剂温度低,催化效率低(或刚冷启动时,尾气管处温度低,反应速率慢),排放CO、CxHy、NOn浓度较高; (3)①在图1所示的转化中N、O化合价降低为氧化剂被还原;由傅里叶红外光谱图(如图2所示)确定化合物X含硝酸根,再结合图一由钡离子参与,所以X为Ba(NO3)2; 若转化Ⅱ中消耗CO的物质的量为1mol,生成N2的物质的量为1mol,Ba(NO3)2的N元素化合价由+5价降低到0价, 生成氮气,则1molBa(NO3)2生成氮气的过程中得到10mol电子,其中CO转化为CO2的过程中提供2mol电子,即被CO还原的部分是0.2mol,则被CxHy还原的Ba(NO3)2的物质的量为0.8mol; ②第一步反应中H2被氧化生成水,化合价由0价升高到+1价,Ba(NO3)2的N元素化合价由+5价降低到- 3价, 生成氨气,则1molBa(NO3)2,生成氨气转移16mol电子,参加反应的氢气的物质的量为= 8mol,则消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是8:1; (4)在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时, 得到的笑气几乎都是15NNO,由N元素守恒可知15N0与NH3应为1 : 1,可知反应的化学方程式为415NO+4NH3+3O2415NNO+6H2O。
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实验室用如图装置(夹持装置略)制备高效水处理剂高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。

已知K2FeO4具有下列性质:可溶于水,微溶于浓KOH溶液;0℃5℃、强碱性溶液中比较稳定,在Fe(OH)3Fe3催化下发生分解;在弱碱性至酸性条件下,能与水反应生成O2Fe(OH)3(或Fe3)。

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(2)为防止装置CK2FeO4分解,可以采取的措施是________

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(4)用一定量的K2FeO4处理饮用水,测得产生O2的体积随时间的变化曲线如图所示。t1 st2 s内,O2的体积迅速增大的主要原因是____

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步骤3:准确量取25.00 mL步骤1所得溶液于锥形瓶中,加入过量的BaCl2溶液,将所得白色沉淀过滤、洗涤、干燥后称量,所得固体质量为6.99 g

①排除装有K2Cr2O7溶液的滴定管尖嘴处气泡的方法是_________

②通过计算确定该硫酸铁铵的化学式____________(写出计算过程)。

 

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化合物H是一种药物合成中间体,其合成路线如下:

(1)AB的反应的类型是____________反应。

(2)化合物H中所含官能团的名称是________________________

(3)化合物C的结构简式为___________BC反应时会生成一种与C互为同分异构体的副产物,该副产物的结构简式为___________

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分子中含有六元环,能使溴的四氯化碳溶液褪色。

(5)已知:CH3CH2OH。写出以环氧乙烷()、、乙醇和乙醇钠为原料制备的合成路线流程图_______________(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。

 

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工业上由MnS矿(还含少量FeCO3MgO等)制备高纯硫酸锰,工艺如图所示:

已知相关金属离子(浓度为0.1mol·L1)形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:

金属离子

Mn2+

Fe2+

Fe3+

Mg2+

开始沉淀的pH

8.1

6.3

1.8

8.9

沉淀完全的pH

10.1

8.3

3.2

10.9

 

(1)“酸浸过程中,MnS(难溶)发生反应的离子方程式为_____________

(2)“酸浸MnO2应过量,目的是____________和将Fe2氧化为Fe3

(3)已知Ksp[Fe(OH)3]4×1038。常温下,当溶液的pH2时,c(Fe3+)______________mol·L1

(4)“除杂时若溶液pH过低,Mg2+沉淀不完全,原因是_______________

(5)“沉锰反应的化学方程式为_____________

(6)MnO2悬浊液吸收SO2也可以制取MnSO4。将SO2和空气的混合气通入MnO2悬浊液,测得吸收液中Mn2SO42-的浓度随反应时间t变化如图。导致Mn2+SO42-浓度变化产生明显差异的原因是_____________

 

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CO2转化为二甲醚的反应原理为2CO2(g)6H2(g) CH3OCH3(g)3H2O(g),一定条件下,现有两个体积均为1.0 L的恒容密闭容器甲和乙,在甲中充入0.1 mol CO20.18 mol H2,在乙中充入0.2 mol CO20.36 mol H2,发生上述反应并达到平衡。该反应中CO2的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是

A.曲线X表示的是容器甲中CO2的平衡转化率随温度的变化

B.体系的总压强PP(状态Ⅱ)2P(状态Ⅲ)

C.将状态对应的容器升温到T2K,可变成状态

D.T2 K时,向空的容器甲中充入CO2(g)H2(g)CH3OCH3(g)H2O(g)1mol,反应将向正方向进行

 

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