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2019高考化學(xué)一輪練 非選擇題(2)
李仕才
1.SNCR-SCR是一種新型的煙氣脫硝技術(shù)(除去煙氣中的NOx),其流程如下:
已知該方法中主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)??4N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1 646 kJmol-1,
如圖所示,反應(yīng)溫度會(huì)直接影響SNCR技術(shù)的脫硝效率。
(1)SNCR技術(shù)脫硝的最佳溫度選擇925 ℃的理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)SNCR與SCR技術(shù)相比,SNCR技術(shù)的反應(yīng)溫度較高,其原因是
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________________________________________________________________________;
但當(dāng)煙氣溫度高于1 000 ℃時(shí),SNCR脫硝效率明顯降低,其原因可能是
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________________________________________________________________________。
答案 (1)925 ℃時(shí)脫硝效率高,殘留氨濃度較小 (2)反應(yīng)的活化能較大,沒有使用催化劑 因?yàn)槊撓踔饕磻?yīng)是放熱反應(yīng),溫度過(guò)高,使脫硝主要反應(yīng)的平衡逆向移動(dòng)(或生成的N2與O2反應(yīng)生成NO等其他合理答案)
解析 (1)SNCR技術(shù)脫硝的最佳溫度選擇925 ℃的理由是925 ℃時(shí)脫硝效率高,殘留氨濃度較小。(2)SNCR與SCR技術(shù)相比,SNCR技術(shù)的反應(yīng)溫度較高,其原因是反應(yīng)的活化能較大,沒有使用催化劑降低其活化能;但當(dāng)煙氣溫度高于1 000 ℃時(shí),SNCR脫硝效率明顯降低,其原因可能是因?yàn)槊撓踔饕磻?yīng)是放熱反應(yīng),溫度過(guò)高,使脫硝主要反應(yīng)的平衡逆向移動(dòng)(或生成的N2與O2反應(yīng)生成NO等) 。
2.甲醇(CH3OH)作為一種清潔能源開始走進(jìn)人們的生活。某實(shí)驗(yàn)小組向一10 L的恒容密閉容器中通入1 mol CO和3 mol H2,發(fā)生反應(yīng):CO(g)+2H2(g)??CH3OH(g) ΔH<0,測(cè)得CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。
溫度T1、T2、T3由小到大的順序?yàn)開_______________,a、b、c三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的混合氣體的平均摩爾質(zhì)量M(a)、M(b)、M(c)由大到小的順序?yàn)開_______________。
答案 T1
M(b)>M(c)
解析 該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越低,CO的轉(zhuǎn)化率越大,則T1 86.7%
解析 (1)T ℃時(shí),向10 L恒容密閉容器中充入2 mol乙苯(g)和2 mol Cl2(g)發(fā)生反應(yīng),2 min時(shí)氯化氫的濃度是0.1 molL-1,則用氯化氫表示的反應(yīng)速率是0.1 molL-12 min=0.05 molL-1min-1。(2)制備α氯乙基苯的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),反應(yīng)前后氣體的體積不變,6 min時(shí),乙苯、Cl2的濃度在減小,而α氯乙基苯和HCl的濃度在增加,反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng),只能是升高溫度;該溫度下達(dá)到平衡,依據(jù)題干條件可知,c(HCl)=0.18 molL-1,n(HCl)=1.8 mol,
起始/mol 2 2 0 0
轉(zhuǎn)化/mol 1.8 1.8 1.8 1.8
平衡/mol 0.2 0.2 1.8 1.8
反應(yīng)前后體積不變,可以用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算平衡常數(shù),則平衡常數(shù)為K==81。(3)10 min時(shí),乙苯、Cl2、α氯乙基苯和 HCl的物質(zhì)的量濃度分別為0.02 molL-1、0.02 molL-1、0.18 molL-1、0.18 molL-1,保持其他條件不變,再向容器中充入1 mol 乙苯、1 mol Cl2、1 mol α氯乙基苯和1 mol HCl,此時(shí)乙苯、Cl2、α氯乙基苯和HCl的物質(zhì)的量濃度分別為0.12 molL-1、0.12 molL-1、0.28 molL-1、0.28 molL-1,≈5.4<81,平衡正向移動(dòng),正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率;設(shè)轉(zhuǎn)化的乙苯物質(zhì)的量濃度為x molL-1,則
起始/molL-1 0.3 0.3 0.1 0.1
轉(zhuǎn)化/molL-1 x x x x
平衡/molL-1 0.3-x 0.3-x 0.1+x 0.1+x
平衡常數(shù)為K==81,得x=0.26,所以氯氣的轉(zhuǎn)化率是100%≈86.7%。
6.850 ℃時(shí)在體積為5 L的反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng):
CO(g)+H2O(g)??CO2(g)+H2(g) ΔH= -41 kJmol-1
CO和H2O(g)濃度變化如圖所示,請(qǐng)列式計(jì)算此條件下的平衡常數(shù)__________________。
答案 K===1
解析 CO(g)+H2O(g)??CO2(g)+H2(g)
起始濃度/molL-1 0.20 0.30 0 0
變化濃度/molL-1 0.12 0.12 0.12 0.12
平衡濃度/molL-1 0.08 0.18 0.12 0.12
平衡常數(shù)K===1。
7.T溫度時(shí),向10 L恒容密閉容器中充入2 mol NO和2 mol CO發(fā)生反應(yīng)
2NO(g)+2CO(g)??N2(g)+2CO2(g)
ΔH=-746.5 kJmol-1
5 min時(shí)達(dá)到平衡,測(cè)得0~5 min內(nèi)該反應(yīng)速率v(N2)=0.016 molL-1min-1。
(1)T溫度時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______________________________________。
(2)平衡時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)與起始時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)之比為_________________________________。
答案 (1)800 (2)4∶5
解析 (1)T溫度時(shí), 0~5 min內(nèi)該反應(yīng)速率v(N2)=0.016 molL-1min-1,則平衡時(shí)c(N2)=0.016 molL-1min-15 min=0.08 molL-1,根據(jù)方程式
2NO(g)+2CO(g)??N2(g)+2CO2(g),平衡時(shí)c(CO2) =0.16 molL-1,c(CO) =0.04 molL-1,c(NO) =0.04 molL-1,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K==800。
(2)平衡時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)與起始時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比==。
7.亞硝酸鈉常用作食品防腐劑。現(xiàn)用下圖所示儀器(夾持裝置已省略)及藥品探究亞硝酸鈉與硫酸的反應(yīng)及生成氣體產(chǎn)物的成分。已知?dú)怏w液化的溫度:NO2:21 ℃;NO:-152 ℃
回答下列問(wèn)題:
(1)為了檢驗(yàn)裝置A中生成的氣體產(chǎn)物,儀器的連接順序?yàn)?按從左到右連接) A→C→________→__________→________。
(2)組裝好儀器后,接下來(lái)進(jìn)行的操作是_________________________________________
____________________________________________________________________________;
實(shí)驗(yàn)開始時(shí)通入N2的作用是___________________________________________________
____________________________________________________________________________。
(3)關(guān)閉彈簧夾K1,打開分液漏斗活塞,滴入70%硫酸后,A中產(chǎn)生紅棕色氣體。確認(rèn)A中產(chǎn)生的氣體中含有NO,依據(jù)的現(xiàn)象是__________________________________________;
裝置E的作用是_____________________________________________________________。
(4)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)E D B (2)檢查裝置的氣密性 趕走裝置中的氧氣,防止對(duì)NO的觀察造成影響 (3)D中通氧氣后,出現(xiàn)紅棕色氣體 冷凝使NO2完全液化 (4)2NaNO2+H2SO4(濃)===Na2SO4+NO2↑+NO↑+H2O
解析 (1)此實(shí)驗(yàn)的目的是探究亞硝酸鈉和硫酸的反應(yīng)以及生成的氣體產(chǎn)物,A裝置是反應(yīng)裝置,B裝置是尾氣處理裝置,C裝置是干燥氣體,D裝置為驗(yàn)證NO氣體,E裝置冷卻NO2,因此連接順序是A→C→E→D→B。
(2)因?yàn)榇藢?shí)驗(yàn)有氣體參加,因此實(shí)驗(yàn)前,需要檢驗(yàn)裝置的氣密性;裝置中含有空氣,空氣中的氧氣能氧化NO為NO2,所以實(shí)驗(yàn)開始時(shí)通入N2的作用是趕走裝置中的氧氣,防止對(duì)NO的觀察造成影響。
(3)NO為無(wú)色氣體,與氧氣生成紅棕色氣體NO2,因此D裝置通入氧氣后無(wú)色變?yōu)榧t棕色,說(shuō)明NO的存在;氮的氧化物對(duì)環(huán)境都是有污染的,必須尾氣處理,因此B裝置的作用:尾氣處理,防止污染空氣;NO2的液化溫度是21 ℃,因此E裝置的作用:冷凝使NO2完全液化。
8.亞磷酸(H3PO3)與足量的NaOH溶液反應(yīng)生成Na2HPO3。電解Na2HPO3溶液也可得到亞磷酸,裝置示意圖如圖:
陰極的電極反應(yīng)式為________________;產(chǎn)品室中反應(yīng)的離子方程式為________________。
答案 2H++2e-===H2↑ HPO+2H+===H3PO3
解析 陰極上氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑;產(chǎn)品室中HPO和氫離子結(jié)合生成亞磷酸,反應(yīng)的離子方程式為HPO+2H+===H3PO3。
9.測(cè)定汽車尾氣中CO的含量可用下面方法:
用五氧化二碘(I2O5)固體氧化定量檢測(cè):I2O5+5CO===I2+5CO2
抽取10 L汽車尾氣,用足量I2O5吸收,然后配成100 mL溶液,量取其中的20.00 mL溶液,用0.005 0 molL-1Na2S2O3溶液滴定,三次平行實(shí)驗(yàn)平均消耗Na2S2O3溶液的體積為20.00 mL,已知:2Na2S2O3+I(xiàn)2===Na2S4O6+2NaI,則尾氣中c(CO)=________________。
答案 1.2510-4 molL-1
解析 已知5CO~I(xiàn)2~2Na2S2O3,滴定時(shí)消耗Na2S2O3的物質(zhì)的量為0.005 0 molL-10.02 L=0.110-3 mol,則尾氣中CO的物質(zhì)的量為0.110-3mol=1.2510-3 mol,尾氣中c(CO)=1.2510-3 mol10 L=1.2510-4 molL-1。
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