CO、CO2是火力发电厂释放出的主要尾气,为减少对环境造成的影响,发电厂试图采用以下方法将其资源化利用,重新获得燃料或重要工业产品。
(1)CO与Cl2在催化剂的作用下合成光气(COCl2)。某温度下,向2L的密闭容器中投入一定量的CO和Cl2,在催化剂的作用下发生反应:CO(g) +Cl2(g) COCl2(g) ΔH = a kJ/mol反应过程中测定的部分数据如下表:
t/min | n (CO)/mol | n (Cl2)/mol |
0 | 1.20 | 0.60 |
1 | 0. 90 |
|
2 | 0.80 |
|
4 |
| 0.20 |
①反应0~2min末的平均速率v(COCl2)=__________mol/(L∙min)。
②在2min~4min间,v(Cl2)正___________v(Cl2)逆 (填“>”、“=”或“<”),该温度下K =_________。
③已知X、L可分别代表温度或压强,右图表示L一定时,CO的转化率随X的变化关系。
X代表的物理量是___________;a_______0 (填“>”,“=”,“<”)。
(2)在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体,
2CO(g)+2NO(g) 2CO2 (g)+N2 (g) ΔH=-748 kJ·mol-1
①一定条件下,单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如图1所示。温度高于710K时,随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是 。
图1 图2
②已知:测定空气中NO和CO含量常用的方法有两种,方法1:电化学气敏传感器法。其中CO传感器的工作原理如图2所示,则工作电极的反应式为 ;方法2:氧化还原滴定法。用H2O2溶液吸收尾气,将氮氧化物转化为强酸,用酸碱中和滴定法测定强酸浓度。写出NO与H2O2溶液反应的离子方程式 。
(3)用CO和H2可以制备甲醇,反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),以甲醇为燃料,氧气为氧化剂,KOH溶液为电解质溶液,可制成燃料电池(电极材料为惰性电极)若电解质溶液中KOH的物质的量为0.8mol,当有0.5mol甲醇参与反应时,电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是 。
2015年8月12日天津港特大爆炸事故,再一次引发了人们对环境问题的关注。据查危化仓库中存有大量的钠、钾、白磷(P4)、硝酸铵和氰化钠(NaCN)。
(1)白磷有毒能和氯酸溶液发生氧化还原反应:3P4 + 10HClO3 + 18H2O = 10HCl + 12H3PO4,该反应的氧化产物是 ,若有1 mol P4参加反应转移电子为 mol。
(2)氰化钠(NaCN)是一种化工原料,用于基本化学合成、电镀、冶金和有机合成医药、农药及金属处理等方面。
①已知:25℃时,HCN的电离平衡常数Ka=6.2×10-10,H2CO3在25℃时的电离平衡常数是Ka1= 4.5×10-7、Ka2 = 4.7×10-11,则向 NaCN溶液通入少量CO2反应方程式是: 。
②常温下,氰化钠能与过氧化氢溶液反应,生成碳酸氢钠和能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,大大降低其毒性。该反应的化学方程式是: 。
③电解法可以处理空气中的氮氧化物,用如图示电解池,将NOx在电解池中分解成无污染的N2和O2除去,两电极间是固体氧化物电解质,在一定条件下可自由传导O2-,电解池阴极反应为 。
(3)①传统工业上利用氨气可以合成尿素。主要反应如下:
2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) △H= - 159.47 kJ·mol-1
NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H= +72.49 kJ·mol-1
反应2NH3(g)+ +CO2(g)= CO(NH2)(s)+H2O(g)的△H= kJ·mol-1
②工业上用氨气制备硝酸,将一定质量的铁粉加入到100mL某浓度的稀硝酸中充分反应后,容器中剩余m1 g铁粉,此时共收集到NO气体448mL(标准状况)。然后向上述混合物中加入稀硫酸至不再产生NO为止,容器剩余铁粉m2 g,则m1-m2为 。(若铁改为铜,答案相应改正)
下列图示与对应的叙述不相符的是
A. 图1表示10 mL 0.01 mol·L-1KMnO4酸性溶液与过量的0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液混合时,n(Mn2+)随时间的变化(Mn2+对该反应有催化作用)
B.图2表示某放热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
C.图3表示示向含有少量氢氧化钠的偏铝酸钠溶液中滴加盐酸所得沉淀物质的量与盐酸体积的关系
D.图4 表示向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴滴入Ba(OH)2溶液,随着Ba(OH)2溶液体积V的变化,沉淀总物质的量n的变化
全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池,该电池性能优良,其电池总反应为:V3++VO2++H2O VO2++2H++V2+。下列叙述正确的是
A.放电过程中电解质溶液中阴离子移向正极
B.放电时每转移0.5mol电子,负极有0.5mol V2+被氧化
C.充电时阳极附近溶液的酸性减弱
D.充电时阳极反应式为:VO2++2H++e-=VO2++H2O
在300mL的密闭容器中,放入镍粉并充入一定量的CO气体,一定条件下发生反应:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),已知该反应平衡常数与温度的关系如表:
温度/℃ | 25 | 80 | 230 |
平衡常数 | 5×104 | 2 | 1.9×10﹣5 |
下列说法不正确的是
A.上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应
B.25℃时反应Ni(CO)4(g) Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×10﹣5
C.在80℃时,测得某时刻,Ni(CO)4(g)、CO浓度均为0.5 mol/L,则此时v(正)>v(逆)
D.80℃达到平衡时,测得n(CO)=0.15mol,则Ni(CO)4的平衡浓度为0.125 mol/L
硫酸亚铁是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示),下列说法错误的是
A.碱式硫酸铁水解能产生Fe(OH)3胶体,可用作净水剂
B.为防止NH4HCO3分解,生产FeCO3需在较低温度下进行
C.可用KSCN溶液检验(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化
D.常温下,(NH4)2Fe(SO4)2比FeSO4易溶于水