298 K时,合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),生成2 mol NH3放出92.4 kJ热量。在该温度下,取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)在密闭容器中充分反应,放出的热量 (填“等于”“大于”或“小于”)92.4 kJ。原因是 _____________________________
NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。 (1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:_________________________________________________________。 (2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下: ①写出该反应的热化学方程式:_______________________________________。 ②随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是____。 (3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx的排放。 ①当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式:____________________________________。 ②当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下:12MgO<20CaO<38SrO<56BaO。原因是_____________________________________________, 元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。 (4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下: ①Pt电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”) ②写出NiO电极的电极反应式:_______________________________________。
用石灰乳、石灰氮(CaCN2)和炼厂气(含H2S)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的CS(NH2)2(硫脲),其部分工艺流程如下: (1)高温下,H2S存在下列反应:2H2S(g)2H2(g)+S2(g),其平衡常数表达式为K=________________。 (2)用石灰乳吸收H2S制取Ca(HS)2需要在低温下进行,其原因是_____________________________________________________; 过滤得到的滤渣可再利用,滤渣的主要成分是________(填化学式)。 (3)合成硫脲需长时间搅拌,并在较高温度(80~85 ℃)下进行,其目的是_______________________________________。 Ca(HS)2与CaCN2在水溶液中合成硫脲的化学方程式为________________________________。 (4)化合物X与硫脲互为同分异构体,X加入FeCl3溶液中,溶液显红色,X的化学式为________________。
电解是最强有力的氧化还原手段,在化工生产中有着重要的应用。请回答下列问题: (1)以铜为阳极,以石墨为阴极,用NaCl溶液作电解液进行电解,得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源,则阳极反应式为________,阴极反应式为________。 (2)某同学设计如图所示的装置探究金属的腐蚀情况。下列判断合理的是 ___________________________________________________(填序号)。 a.②区铜片上有气泡产生 b.③区铁片的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑ c.最先观察到变成红色的区域是②区 d.②区和④区中铜片的质量均不发生变化 (3)最新研究发现,用隔膜电解法处理高浓度乙醛废水的工艺具有流程简单、能耗较低等优点,其原理是使乙醛分别在阴、阳极发生反应生成乙醇和乙酸,总反应式为2CH3CHO+H2OCH3CH2OH+CH3COOH 实验室中,以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的处理过程,其装置如图所示。 ①若以甲烷碱性燃料电池为直流电源,则燃料电池中b极应通入________(填化学式),电极反应式为________。电解过程中,阴极区Na2SO4的物质的量________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 ②在实际工艺处理中,阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1 m3乙醛含量为3 000 mg/L的废水,可得到乙醇________kg(计算结果保留小数点后一位)。
太阳能电池可用做电解的电源(如图)。 (1)若c、d均为惰性电极,电解质溶液为硫酸铜溶液,电解过程中,c极先无气体产生,后又生成气体,则c极为________极,在电解过程中,溶液的pH________(填“增大”、“减小”或“不变”),停止电解后,为使溶液恢复至原溶液应加入适量的________。 (2)若c、d均为铜电极,电解质溶液为氯化钠溶液,则电解时,溶液中氯离子的物质的量将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 (3)若用石墨、铁作电极材料,可组装成一个简易污水处理装置。其原理是:加入试剂调节污水的pH在5.0~6.0之间。接通电源后,阴极产生的气体将污物带到水面形成浮渣而刮去,起到浮选净化作用;阳极产生的有色沉淀具有吸附性,吸附污物而沉积,起到凝聚净化作用。该装置中,阴极的电极反应式为_______________________________________; 阳极区生成的有色沉淀是________。
甲、乙的实验装置如图所示,丙、丁分别是氯碱工业生产示意图和制备金属钛的示意图。 请回答下列问题: (1)写出甲装置中碳棒表面的电极反应式:_______________________________。 (2)已知:5Cl2+I2+6H2O=10HCl+2HIO3。若将湿润的淀粉KI试纸置于乙装置中的碳棒附近,现象为________________________________;若乙装置中转移0.02 mol电子后停止实验,烧杯中溶液的体积为200 mL,则此时溶液的pH=________。(室温条件下,且不考虑电解产物的相互反应) (3)工业上经常用到离子交换膜,离子交换膜有阳离子交换膜和阴离子交换膜两种,阳离子交换膜只允许阳离子通过,阴离子交换膜只允许阴离子通过。当乙装置中的反应用于工业生产时,为了阻止两极产物之间的反应,通常用如丙图所示的装置,Na+的移动方向如图中标注,则H2的出口是________(填“C”、“D”、“E”或“F”);________(填“能”或“不能”)将阳离子交换膜换成阴离子交换膜。 (4)研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaO作电解质,利用丁装置获得金属钙,并以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛。 ①写出阳极的电极反应式:___________________________________________。 ②在制备金属钛前后,CaO的总量不变,其原因是(请结合化学用语解释)__________________________________________________________。 ③电解过程中需定期更换阳极材料的原因是____________________________。